JP6248928B2

JP6248928B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP6248928B2
Application number: JP2014512672A
Authority: JP
Inventors: 敏赤坂
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: US9724731B2; WO2013161921A1; JPWO2013161921A1; US20150108854A1

Description

本発明は、電子機器に関する。
本願は、２０１２年４月２７日に出願された日本国特願２０１２−１０２７０８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

携帯電話や携帯情報端末などの電子機器として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１に示すような電子機器においては、ユーザに振動を検知させる構成が用いられる場合がある。このような振動を発生させる振動発生装置として、例えば振動モーターが知られている。

日本国特開２０１０−８６０８９号

しかしながら、従来の振動モーターでは、周波数帯域に限りがある。そのため、低周波数の振動及び高周波数の振動のどちらかを発生させることは可能であっても、低周波数から高周波数の振動までを満遍なく発生させることが困難であった。このため、幅広い振動状態を再現することが困難であった。

本発明の態様は、幅広い振動状態を再現することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、複数の面を有する筐体と、複数の面のうち少なくとも一つの面に接触するように筐体の内部に設けられた複数の振動部とを備え、複数の振動部は、第一周波数帯域に含まれる周波数で振動する第一振動部と、第一周波数帯域とは異なる第二周波数帯域に含まれる周波数で振動する第二振動部とを有する電子機器が提供される。

本発明の態様によれば、幅広い振動状態を再現することが可能な電子機器を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る携帯情報端末の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る携帯情報端末の一部の構成を示す断面図である。本実施形態に係る携帯情報端末の振動部の構成を示す断面図である。本実施形態に係る携帯情報端末の振動部の構成を示す断面図である。本実施形態に係る携帯情報端末の動作の一形態を示す図である。本実施形態に係る携帯情報端末の動作の一形態を示す図である。本発明の変形例に係る携帯情報端末の構成を示す平面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳しく説明する。
図１は、本実施形態に係る携帯情報端末ＥＱＰの構成を示す斜視図である。
図１に示すように、携帯情報端末（電子機器）ＥＱＰは、制御部ＣＯＮＴと、表示部ＤＰと、基板ＢＰと、カメラモジュールＣＭと、充電池ＢＴと、マイクＭＣ（不図示）と、スピーカＳＰ（不図示）と、振動部ＡＴと、接続部ＭＳとを有しており、これらは筐体ＦＬに収容されている。

筐体ＦＬ（本体）は、複数の面を有し、例えば矩形の板状に形成されている。

制御部ＣＯＮＴと、表示部ＤＰと、基板ＢＰと、カメラモジュールＣＭと、充電池ＢＴと、マイクＭＣと、スピーカＳＰと、複数の振動部ＡＴと、接続部ＭＳとは、電気的に接続されている。

表示部ＤＰは、矩形に形成されており、筐体ＦＬのうち板面に設けられている。筐体ＦＬのうち前記表示部ＤＰが設けられる面を、以下表示面Ｆｅと表記する。表示部ＤＰは、例えば液晶装置や有機ＥＬ装置などを有する表示パネルを有している。表示パネルの表示領域には、タッチパネルが設けられている。この表示領域は矩形である。タッチパネルは、表示領域に対する接触の有無及び接触位置を検出する。図示するように、表示面Ｆｅと表示パネルの表示領域はほぼ等しい。また、表示面Ｆｅには、表示部ＤＰのみが設けられている。

基板ＢＰは、筐体ＦＬ内に設けられる。基板ＢＰには、制御部ＣＯＮＴと、例えばＷｉＦｉ（Wireless Fidelity）等により無線通信を行う無線通信部と、加速度センサやジャイロ（角速度センサ）、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の各種センサ（不図示）とが設置されている。制御部ＣＯＮＴは、メモリとＣＰＵ（中央演算装置）を備え、携帯情報端末ＥＱＰを統括して制御する。

充電池ＢＴは、各部に電力を供給する。充電池ＢＴは、筐体ＦＬ内に設けられ、必要によっては筐体ＦＬから取り外し可能にすることもできる。

カメラモジュールＣＭは、レンズとイメージセンサとを備え、被写体を撮像し画像データを生成する。ここでのカメラモジュールＣＭは、そのレンズが筐体ＦＬのうち表示面Ｆｅの背面Ｆｆに設けられている。しかし、その個数や設置場所は必要に応じ変えられる。

図２は、携帯情報端末ＥＱＰの背面図である。携帯情報端末ＥＱＰの背面Ｆｆには、カメラモジュールＣＭと、接続部ＭＳとが設けられている。このほか、携帯情報端末ＥＱＰの背面Ｆｆには、マイクＭＣ（不図示）及びスピーカＳＰ（不図示）が設けられている。

振動部ＡＴは、筐体ＦＬに対して振動を伝達する振動源である。振動部ＡＴは、複数（本実施形態では４つ）の振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４を有している。振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４は、筐体ＦＬの４つの実質的な角部（互いに異なる複数のコーナー）に１つずつ設けられている。換言すると、振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４は、表示面Ｆｅの４つのコーナーの近傍部にそれぞれ配されている。各振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４は、規定の周波数特性を持つリニア振動アクチュエータである。振動部ＡＴは、制御部ＣＯＮＴによってその動作が制御されるようになっている。

振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４のうち、例えば振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２（第一振動部）は、５０Ｈｚ以上１００Ｈｚ未満程度の帯域（第一周波数帯域）に含まれる周波数で振動する。振動素子ＡＴ１と振動素子ＡＴ２とが同一の周波数で振動する構成であっても良いし、振動素子ＡＴ１と振動素子ＡＴ２とが異なる周波数で振動する構成であっても良い。

また、例えば振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４（第二振動部）は、上記の振動素子ＡＴ１及びＡＴ２とは異なり、１００Ｈｚ以上２０ＫＨｚ未満程度の帯域（第二周波数帯域）に含まれる周波数で振動する。振動素子ＡＴ３と振動素子ＡＴ４とが同一の周波数で振動する構成であっても良いし、振動素子ＡＴ３と振動素子ＡＴ４とが異なる周波数で振動する構成であっても良い。

図３Ａ及び図３Ｂは、振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４の構成を示す図である。図３Ａは、第一振動部である振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２の構成を示す図である。図３Ｂは、第二振動部である振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４の構成を示す図である。各振動素子ＡＴ１〜ＡＴ４は、筐体ＦＬの一部に実質的につながっている。一例において、各振動素子ＡＴ１〜ＡＴ４は、筐体ＦＬの複数の面のうち少なくとも一つの面に実質的に接続されるように筐体ＦＬの内部に設けられえいる。

図３Ａ及び図３Ｂにおいて、表示面Ｆｅに垂直な方向をＺ方向として説明する。この場合、表示部ＤＰから筐体ＦＬへ向けた方向が＋Ｚ方向であり、筐体ＦＬから表示部ＤＰへ向けた方向が−Ｚ方向である。

図３Ａ及び図３Ｂでは、１つの振動素子（例えば図３Ａでは振動素子ＡＴ１、図３Ｂでは振動素子ＡＴ３）を代表させて示している。以下の図３Ａの説明は振動素子ＡＴ１に関する。図３Ｂの説明は振動素子ＡＴ３に関するものである。しかし、振動素子ＡＴ２及び振動素子ＡＴ４に対しても同様の説明が可能である。

図３Ａに示すように、振動素子ＡＴ１は、ボイスコイルモーター１６を有する。ボイスコイルモーター１６は、センターポール６１、ヨーク６２、コイル６３及びコイル支持部６４を有する。ボイスコイルモーター１６は、制御部ＣＯＮＴの制御に基づいてコイル６３に流れる電流と、センターポール６１とヨーク６２の間隙の磁場との間に働くローレンツ力により、センターポール６１とヨーク６２がＺ方向に往復運動し振動を発生する構成である。

ヨーク６２は、例えば鉄などの磁性体を含む材料を用いて円筒状に形成されている。ヨーク６２は、軸方向の一方の端部（例えば、図中＋Ｚ側の端部）は開口されており、軸方向の他方の端部（例えば、図中−Ｚ側の端部）には底部６２ａが設けられている。

センターポール６１は、円柱状に形成されている。センターポール６１は、ヨーク６２の内部に収容されている。センターポール６１及びヨーク６２は、軸線方向がＺ方向に平行になるように配置されている。センターポール６１は、例えばヨーク６２の中央部に配置されている。センターポール６１は、外周面６１ｓがヨーク６２の内周面６２ｔとの間に隙間を空けるように配置されている。

センターポール６１は、それぞれ同径の円板状に形成された第一磁石６１ａ、第二磁石６１ｂ及び円板部材６１ｃを有する。センターポール６１は、軸方向において第一磁石６１ａと第二磁石６１ｂとで円板部材６１ｃを挟んだ構成を有している。第一磁石６１ａは、ヨーク６２の底部６２ａに接している。円板部材６１ｃは、ヨーク６２と同様に、例えば鉄などの磁性体を含む材料を用いて形成されている。したがって、円板部材６１ｃは、ヨークとしての機能を有している。

第一磁石６１ａは、軸方向の一方（例えば、図中上側）の端部がＮ極となっており、軸方向の他方（例えば、図中下側）の端部がＳ極となっている。第二磁石６１ｂは、軸方向の一方（例えば、図中上側）の端部がＳ極となっており、軸方向の他方（例えば、図中下側）の端部がＮ極となっている。したがって、第一磁石６１ａ及び第二磁石６１ｂは、円板部材６１ｃに接する方の端部がＮ極となっている。また、第一磁石６１ａは、ヨーク６２の底部６２ａに接する方の端部がＳ極となっている。したがって、円板部材６１ｃとヨーク６２との間においては、円板部材６１ｃがＮ極となっており、ヨーク６２がＳ極となっている。

コイル６３は、センターポール６１の外周面６１ｓとヨーク６２の内周面６２ｔとで挟まれた空間Ｋに配置されている。コイル６３は、例えば銅線などを用いて形成されている。

コイル支持部６４は、コイル６３を固定して支持する。コイル支持部６４は、円筒状に形成されている。コイル支持部６４の−Ｚ側端部には、コイル６３が巻かれた状態で固定されている。コイル支持部６４のうちコイル６３が固定された部分は、上記の空間Ｋに挿入されている。コイル支持部６４は、例えばプラスチックなど非磁性体の材料を用いて形成されている。コイル支持部６４は、コイル６３と一体的に移動可能である。コイル支持部６４のうち＋Ｚ側の端部は、筐体ＦＬに固定されている（固定部６４ａ）。

また、コイル支持部６４の固定部６４ａには、弾性部材６５が取り付けられている。弾性部材６５は、弾性変形可能な材料を用いてバネ状に形成されており、ヨーク６２を支持するように設けられている。したがって、ボイスコイルモーター１６は、コイル支持部６４が筐体ＦＬの一面（第一面）に固定され（接続され）、ヨーク６２が弾性部材６５によって筐体ＦＬの別の一面（第二面）に支持されて（接続されて）いる。一例において、第一面は第二面に対向する、及び／又は、第一面は第二面に平行である。また、弾性部材６５には、錘６６が取り付けられている。このように、コイル支持部６４の固定部６４ａには、錘６６が連結されている。

ボイスコイルモーター１６には、制御部ＣＯＮＴからの電気信号によってコイル６３に電流が流れることで、コイル６３に対して＋Ｚ方向及び−Ｚ方向に対して力が作用する。この力によりコイル支持部６４（固定子）とセンターポール６１（可動子）とが相対移動する。コイル支持部６４は、表示部ＤＰに固定されている。そのため、ボイスコイルモーター１６の振動は、コイル支持部６４を介して筐体ＦＬに伝達されるようになっている。

コイル支持部６４とセンターポール６１との間の相対移動により、センターポール６１及びヨーク６２（可動子）が弾性力を受けながらＺ方向に移動することになる。このとき、センターポール６１及びヨーク６２の質量に加えて錘６６の質量が作用する。そのため、錘６６を取り付けない場合に加えて振動の周期は大きくなる。

よって、振動素子ＡＴ１においては、ボイスコイルモーター１６に錘６６を取り付けない場合の周波数よりも低い帯域の周波数の振動が発生する。なお、錘６６の質量を変化させることで、周波数特性を変化させることができる。つまり、弾性素材６５で支持されたセンターポール６１とヨーク６２と錘６６が錘となり、制御部ＣＯＮＴからの電気信号のうち低い周波数において効果的に筐体ＦＬを振動させることができる。振動素子ＡＴ２についても、上記同様の説明が可能である。

また、図３Ｂに示すように、振動素子ＡＴ３は、例えば上記振動素子ＡＴ１に設けられた構成と同一のボイスコイルモーター１６を有する。勿論、振動素子ＡＴ１とは構成の異なるボイスコイルモーターや圧電型など他方式の振動素子が設けられた構成であっても良い。振動素子ＡＴ３のうちヨーク６２の底部６２ａには、弾性部材６５や錘６６などが取り付けられていない。代わって、ヨーク６２の底部６２ａは、例えばスポンジなどの弾性部材６７を介して筐体ＦＬに支持されている。

弾性部材６７は、ヨーク６２を支持すると共に、ボイスコイルモーター１６から表示部ＤＰに伝達される振動を緩和させる緩衝材として機能する。振動素子ＡＴ３においては、ボイスコイルモーター１６に弾性素材６５による支持機構が取り付けられない。そのため、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４においては、振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２に比べて高い周波数の振動が発生する。また、小型軽量化に有利な構造の為、操作者に振動が伝わりやすい位置に振動素子を配置することが容易になる。振動素子ＡＴ４についても、上記同様の説明が可能である。

このように、振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２と、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４との間では、異なる帯域の周波数で振動を行わせることができる。

次に、上記のように構成された携帯情報端末ＥＱＰの動作を説明する。
携帯情報端末ＥＱＰは、制御部ＣＯＮＴのメモリや外部メモリ等に記憶された画像データや無線通信部を介して通信された画像データを表示部ＤＰに出力して画像として表示する。また、携帯情報端末ＥＱＰは、同様に制御部ＣＯＮＴのメモリや外部メモリ等に記憶された音声データをスピーカＳＰから出力する。更に、携帯情報端末ＥＱＰは、外部との間でこれら画像データ及び音声データを含むデータの通信を行う。また、携帯情報端末ＥＱＰは、通信データの受信やアラーム等のイベントが発生すると振動部ＡＴを振動させる。

［ユーザ操作］
制御部ＣＯＮＴは、ユーザの操作に基づいて、画像データや音声データの出力及び通信を行う。携帯情報端末ＥＱＰの筐体ＦＬの姿勢が、例えば図４に示すように、側面Ｆａから側面Ｆｂに向けた方向が重力方向である場合、制御部ＣＯＮＴは、表示部ＤＰの表示領域３１〜４０において、例えば処理１〜処理１０に対応した識別表示を表示させる。

この場合、図５において、図４に示す状態と同様に、ユーザがタッチパネルのうち表示領域４１〜５０のいずれかに重なる領域に接触した場合、制御部ＣＯＮＴは表示部検出部（不図示）によってタッチパネル上の接触位置を検出し、前記接触位置に表示された識別表示に対応する処理を実行する。例えば、ユーザがタッチパネルのうち表示領域４１に重なる部分に接触した場合、制御部ＣＯＮＴは前記表示領域４１に表示された処理（処理１）を行う。

［振動発生］
続いて、イベント発生時に携帯情報端末ＥＱＰが発生する振動について説明する。制御部ＣＯＮＴは、イベントと振動パターンとを対応付けた対応テーブルを予め記憶している。

制御部ＣＯＮＴは、イベントが発生すると、発生したイベントに対応する振動パターンを対応テーブルから読み出し、読み出した振動パターンで振動部ＡＴを振動させる。

例えば、制御部ＣＯＮＴは、イベント「通常データ受信」が発生すると、複数の振動部ＡＴのうち、振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２を５０Ｈｚ〜１００Ｈｚの間の所定の周波数で振動させる。また、例えば、制御部ＣＯＮＴは、イベント「重要データ受信」が発生すると、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４を１００Ｈｚ〜２０ＫＨｚの間の所定の周波数で振動させる。このとき、例えば振動素子ＡＴ３を１４８Ｈｚで振動させ、振動素子ＡＴ４を１５２Ｈｚで振動させることで、４Ｈｚのうなり振動を発生させることができる。

また、振動パターンの例として、低周波振動を発生させる振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２と、高周波振動を発生させる振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４とを同時に振動させることができる。これにより、低周波振動と高周波振動とを同時に発生させることができる。また、複数の振動素子を異なる強度で同時に振動させることも考えられる。この場合、各振動素子の強度比を時間に応じて変化させてもよい。これにより、携帯情報端末ＥＱＰは、ユーザが認識可能な複数種類の周波数の振動をイベントに応じて発生することができる。

以上のように、本実施形態によれば、筐体ＦＬ及び表示部ＤＰのうち少なくとも一つの面に接触するように筐体ＦＬの内部に設けられた複数の振動部ＡＴを備え、前記複数の振動部ＡＴは、第一周波数帯域（例、５０Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度）に含まれる周波数で振動する振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２と、前記第一周波数帯域とは異なる第二周波数帯域（例、１００Ｈｚ〜２０ＫＨｚ程度）に含まれる周波数で振動する振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４とを有する。すなわち、振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２による第一周波数帯域の最も高い周波数より、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４による第二周波数帯域の最も低い周波数のほうが、高い周波数である。そのため、低周波帯域から高周波帯域まで、幅広い振動状態を再現することが可能となる。なお、周波数帯域の値は一例である。様々な周波数帯域を適用可能である。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上記実施形態においては、振動素子ＡＴ１〜振動素子ＡＴ４が筐体ＦＬの角部に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、筐体ＦＬの４辺の中央部に配置された構成であっても構わない。

また、例えば図６に示すように、筐体ＦＬが平面視で長方形に形成されている場合、表示部ＤＰの位置によっては、ユーザが筐体ＦＬを保持する部分（例、部分Ｕ１及び部分Ｕ２）をある程度想定することができる。この場合、低周波の振動を発生させる振動素子（例、振動素子ＡＴ１及び振動素子ＡＴ２）を筐体ＦＬの平面視角部に配置させ、高い周波数の振動を発生させる振動素子（例、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４）をユーザが保持すると想定される部分に配置させる構成であっても構わない。また、高い周波数の振動を発生させる振動素子（例、振動素子ＡＴ３及び振動素子ＡＴ４）をタッチパネルに近いところに配置することで、タッチパネルを操作する指先に機敏な振動を伝える構成とすることも可能である。

また、上記実施形態においては、筐体ＦＬが矩形に形成された板状の構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、筐体ＦＬが矩形や円形、三角形、多角形など、他の形状に形成された板状の構成であっても構わない。また、筐体ＦＬが球状や多角柱状、円筒状など、板状に限らず他の形状に形成された構成であっても構わない。

ＥＱＰ…携帯情報端末ＣＯＮＴ…制御部ＤＰ…表示部ＡＴ…振動部ＡＴ１、ＡＴ２、ＡＴ３、ＡＴ４…振動素子ＦＬ…筐体Ｋ…空間１６…ボイスコイルモーター６１…センターポール６２…ヨーク６３…コイル６４…コイル支持部６５…弾性部材６６…錘６７…弾性部材

Claims

第一面と、前記第一面と対向する第二面とを有する筐体と、
少なくとも前記第一面に接触するように前記筐体の内部に設けられた複数の振動部と、
を備え、
複数の前記振動部は、第一周波数帯域に含まれる周波数で振動する第一振動部と、前記第一周波数帯域とは異なる第二周波数帯域に含まれる周波数で振動する第二振動部とを有し、
前記第一面と前記第二面は、前記第二振動部と弾性部材とを介して連結されている
電子機器。
前記第一周波数帯域の最も高い周波数より、前記第二周波数帯域の最も低い周波数のほうが、高い周波数である
請求項１に記載の電子機器。
前記第一振動部及び前記第二振動部は、ボイスコイルモーターを有する
請求項１又は２に記載の電子機器。
前記第一振動部及び前記第二振動部は、一方向に相対的に移動する可動子及び固定子を有し、
前記可動子は、複数の前記面のうち第一面に固定されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の電子機器。
前記第一振動部の前記固定子は、錘に連結されている
請求項４に記載の電子機器。
前記第二振動部の前記固定子は、弾性部材を介して前記第二面に固定されている
請求項４又は５に記載の電子機器。
前記筐体は、平面視で角部を有し、
複数の前記振動部は、前記角部に配置されている
請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載の電子機器。