ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2016 года по МПК H04R3/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Эта заявка испрашивает приоритет и преимущество японской патентной заявки № 2012-091125, поданной 12 апреля 2012 г., полное содержание которой включено здесь посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к электронному устройству, которое возбуждает колебания пластины путем приложения заранее определенного электрического сигнала (то есть сигнала воспроизведения звука) к пьезоэлектрическому элементу, и которое передает колебания пластины на тело человека, тем самым передавая пользователю звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Нижеприведенная патентная литература 1 описывает электронное устройство, такое как мобильный телефон, которое передает пользователю звук воздушной проводимости и звук костной проводимости. Патентная литература 1 также описывает звук воздушной проводимости, как звук, воспринимаемый слуховым нервом пользователя в результате колебаний барабанной перепонки колебаниями воздуха, которые создаются путем колебаний объекта и проходят через наружный слуховой проход до барабанной перепонки. Кроме того, патентная литература 1 описывает, что звук проводимости человеческого тела передается на слуховой нерв пользователя через часть тела пользователя (например, хрящевую часть внешнего уха), которая находится в контакте с колеблющимся объектом. Согласно патентной литературе 1, в описанном мобильном телефоне виброэлемент прямоугольной пластинчатой формы, образованный биморфным пьезоэлектрическим элементом и гибким материалом, прикрепляется к внешней поверхности корпуса через упругий элемент. Патентная литература 1 также описывает, что при приложении напряжения к биморфному пьезоэлектрическому элементу виброэлемента, пьезоэлектрический материал расширяется и сжимается в продольном направлении, тем самым заставляя виброэлемент произвести колебания изгиба. В результате, когда пользователь приводит виброэлемент в соприкосновение с ушной раковиной, то пользователю передаются звук воздушной проводимости и звук проводимости человеческого тела.

Список библиографических ссылок. Патентная литература

1. Публикация патентной заявки Японии № 2005-348193.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В электронном устройстве, описанном в патентной литературе 1, не существует никаких мер, предпринимаемых для предотвращения утечки звука через внешнюю поверхность корпуса, происходящей при вибрации корпуса телефона с помощью виброэлемента.

Настоящее изобретение состоит в том, чтобы представить электронное устройство, которое способно снизить утечку звука из вибрационной пластины, которая возбуждается колебаниями пьезоэлектрического элемента.

Один из аспектов настоящего изобретения заключается в электронном устройстве, включающем: пьезоэлектрический элемент и вибрационную пластину, выполненную с возможностью колебаний пьезоэлектрическим элементом, звуковые колебания, передаваемые вибрационной пластиной, вызывают колебания части человеческого тела, причем пьезоэлектрический элемент колеблется за счет обработанного звукового сигнала, в котором отсекается или ослабляется, по меньшей мере, часть частотных составляющих воспроизводимого звукового сигнала, превышающих заданное пороговое значение.

Коэффициент затухания обработанного звукового сигнала по отношению к воспроизводимому звуковому сигналу может быть увеличен постепенно или ступенчато на более высоких частотах.

Отсекание или ослабление, по меньшей мере, части частотных составляющих, превышающих заранее заданное пороговое значение, выполняется с помощью фильтра.

Другой аспект настоящего изобретения заключается в электронном устройстве, содержащем: пьезоэлектрический элемент и вибрационную пластину, выполненную с возможностью колебаний пьезоэлектрическим элементом, звуковые колебания, передаваемые вибрационной пластиной, вызывают колебания части человеческого тела, причем уменьшаются или ограничиваются колебания пьезоэлектрического элемента, соответствующие частотам воспроизводимого звукового сигнала, превышающим заданное пороговое значение.

Колебания, соответствующие частотным компонентам воспроизводимого звукового сигнала, уменьшаются ступенчато или постепенно в области высоких частот по сравнению со случаем, когда воспроизводимый звуковой сигнал используется для колебаний.

Воспроизводимый звуковой сигнал содержит звук с частотой от 0,4 кГц до 3,4 кГц, а заданное пороговое значение может быть любым из частот от 0,4 кГц до 3,4 кГц.

Частотные компоненты ниже или равные заданному пороговому значению, не отсекаются или не ослабляются.

Колебания, соответствующие частотам ниже или равным заданному пороговому значению, не уменьшаются или не ограничиваются.

Причем вибрационная пластина выполнена с возможностью формирования звуковых колебаний и звука воздушной проводимости.

В соответствии с электронным устройством согласно настоящему изобретению, уменьшается утечка звука из вибрационной пластины, колебания которой возбуждаются пьезоэлектрическим элементом.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение будет дополнительно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой функциональную блок-схему электронного устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 изображает предпочтительную форму пластины;

Фиг. 3А и 3В изображают структуру корпуса электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления;

Фиг. 4 изображает один пример вибрационной пластины электронного устройства в соответствии с первым вариантом осуществления;

Фиг. 5А-5С изображают структуру корпуса электронного устройства согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 6 изображает один пример вибрационной пластины электронного устройства в соответствии со вторым вариантом осуществления;

Фиг. 7 изображает один пример соединения между пластиной и корпусом;

Фиг. 8 изображает один пример кривой утечки звука приемников; и

Фиг. 9 изображает пример характеристической кривой фильтра, используемого для снижения утечки звука.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг. 1 представляет собой функциональную блок-схему электронного устройства 1 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Электронное устройство 1, которое представляет собой, например, мобильный телефон (смартфон), включает в себя пластину 10, блок индикации 20, пьезоэлектрический элемент 30, блок ввода 40 и блок управления 50.

Пластина 10 может быть сенсорной панелью, выполненной с возможностью обнаружения прикосновения, крышкой, которая защищает блок индикации 20, или тому подобным. Пластина 10 функционирует как вибрационная пластина, колебания в которой возбуждаются пьезоэлектрическим элементом 30. Пластина 10 может быть изготовлена из стекла или синтетической смолы, такой как акрил. Пластина 10 предпочтительно имеет листообразную форму. Пластина 10 может быть плоской пластиной или изогнутой пластиной, имеющей постепенно скошенную поверхность. Когда пластина 10 является сенсорной пластиной, то пластина 10 обнаруживает прикосновение пальца пользователя, ручки или стилуса и т.п. Сенсорная пластина может распознать соприкосновение будучи пластиной любого типа, например, пластиной емкостного типа, резистивного типа, типа акустической поверхностной волны (или ультразвукового типа), инфракрасного типа, электромагнитного индукционного типа, типа определения нагрузки и тому подобным.

Блок индикации представляет собой устройство отображения, типа жидкокристаллического дисплея, органического электролюминесцентного дисплея и неорганического электролюминесцентного дисплея. Блок индикации 20 расположен на задней поверхности пластины 10. Блок индикации может быть размещен на задней поверхности пластины 10 с помощью соединительного элемента (например, клеящего вещества). Блок индикации может быть также прикреплен к пластине 10 с помощью соединительного элемента (например, клейкого вещества). В качестве другого примера, блок индикации 20 может быть размещен на расстоянии от пластины 10 и поддерживаться корпусом электронного устройства 1. Пьезоэлектрический элемент 30 представляет собой элемент, выполненный с возможностью расширения и сжатия или изгиба (скручивания) в соответствии с электромеханическим коэффициентом соединения составного материала при приложении к нему электрического сигнала (напряжения). В качестве материала элемента используются, например, керамика и кварц. Пьезоэлектрический элемент 30 может быть униморфным, биморфным или многослойным пьезоэлектрическим элементом. Многослойный пьезоэлектрический элемент включает в себя многослойный униморфный элемент, в котором склеены, например, 16 или 24 униморфных слоя, или биморфный многослойный элемент, в котором склеены, например, 16 или 24 биморфных слоя. Многослойный пьезоэлектрический элемент, например, образован слоистой структурой из множества диэлектрических слоев, изготовленных из PZT (цирконата-титаната свинца), а электродные слои расположены между смежными диэлектрическими слоями.

Униморф подвергается расширению и сжатию в ответ на приложение к нему электрического сигнала (напряжения), а биморф подвергается изгибу в ответ на приложение к нему электрического сигнала (напряжения).

Пьезоэлектрический элемент 30 расположен на задней поверхности пластины 10 (т.е. поверхности внутренней стороны электронного устройства 1). Пьезоэлектрический элемент 30 прикреплен к пластине 10 с помощью соединительного элемента (например, двусторонней клейкой ленты). Пьезоэлектрический элемент 30 может быть прикреплен к пластине 10 через промежуточный элемент (например, металлическую пластину). Пьезоэлектрический элемент 30 находится на заданном расстоянии от поверхности внутренней стороны корпуса 60 в состоянии, когда пьезоэлектрический элемент 30 расположен на задней поверхности пластины 10. Предпочтительно, чтобы пьезоэлектрический элемент 30 оставался на заданном расстоянии от поверхности внутренней стороны корпуса 60, даже в состоянии, когда пьезоэлектрический элемент 30 подвергается расширению, сжатию или изгибу. То есть расстояние между пьезоэлектрическим элементом 30 и поверхностью внутренней стороны корпуса 60, предпочтительно, больше максимальной величины деформации пьезоэлектрического элемента 30.

Блок ввода 40 выполнен с возможностью приема ввода команд пользователем и настраивается, например, с помощью кнопки управления (клавиши управления). Когда пластина 10 является сенсорной пластиной, то пластина 10 также имеет возможность приема команды, вводимой пользователем, с помощью определения прикосновения пользователя.

Блок управления 50 представляет собой процессор, выполненный с возможностью управления электронным устройством 1. Блок управления 50 прикладывает к пьезоэлектрическому элементу 30 заданный электрический сигнал (напряжение, соответствующее воспроизводимому звуковому сигналу). Напряжение, которое блок управления 50 прикладывает к пьезоэлектрическому элементу 30, может быть равно ±15 В, что больше прикладываемого напряжения ±5 В, т.е. напряжения так называемого динамика пластины для цели звуковой проводимости с использованием не звуковых колебаний человеческого тела, а звука воздушной проводимости. С учетом указанной выше конфигурации, даже когда пользователь решительно прижимает пластину 10 к своему телу с силой, большей или равной 3 N (например, с силой от 5 до 10 N), то происходят колебания пластины 10. В результате генерируется звук колебаний человеческого тела, который передается через часть тела пользователя. Следует отметить, что величина приложенного напряжения надлежащим образом регулируется в соответствии с тем, как плотно пластина 10 крепится к корпусу или опорному элементу или в соответствии с параметрами пьезоэлектрического элемента 30. Когда блок управления 50 прикладывает электрический сигнал к пьезоэлектрическому элементу 30, пьезоэлектрический элемент 30 подвергается расширению, сжатию или изгибу в продольном направлении. В этот момент пластина 10, прикрепленная к пьезоэлектрическому элементу 30, деформируется параллельно с расширением и сжатием или изгибом пьезоэлектрического элемента 30, таким образом приводя к колебаниям пластины 10. Происходит изгиб пластины 10 в ответ на расширение, сжатие или изгиб пьезоэлектрического элемента 30. Пластина 10 изгибается непосредственно пьезоэлектрическим элементом 30. Состояние, при котором "пластина 10 изгибается непосредственно пьезоэлектрическим элементом" отличается от случая деформации пластины из-за колебаний определенной области пластины из-за силы инерции пьезоэлектрического привода, содержащего пьезоэлектрический элемент в корпусе, встроенного в существующий динамик пластины. Состояние, в котором "пластина 10 изгибается непосредственно пьезоэлектрическим элементом", включает в себя состояние, когда пластина согнута непосредственно за счет расширения, сжатия или изгиба (прогиба) пьезоэлектрического элемента через соединительный элемент или через соединительный элемент и усиливающий элемент 80, которое описано далее. Таким образом, пластина 10 генерирует звук воздушной проводимости, а также пластина 10 генерирует звуковые колебания человеческого тела, которые передаются через часть тела, когда пользователь приводит часть тела (например, хрящевую часть наружного уха) в соприкосновение с пластиной 10. Например, блок управления 50 может прикладывать электрический сигнал, соответствующий воспроизводимому звуковому сигналу, представляющему голос абонента по телефону или т.п. с тем, чтобы сгенерировать звук воздушной проводимости и звуковые колебания человеческого тела, которые соответствуют воспроизводимому звуковому сигналу. Воспроизводимый звуковой сигнал может представлять собой телефонную мелодию, музыку, включая мелодии, или тому подобное. Воспроизводимый звуковой сигнал в соответствии с электрическим сигналом может быть получен на основе музыкальных данных, сохраненных во внутренней памяти электронного устройства 1, или может быть воспроизведен через сеть в соответствии с музыкальными данными, сохраненными на внешнем сервере и т.п.

Колебания происходят в зоне расположения пьезоэлектрического элемента 30 на пластине 10, а также в зонах пластины 10 вне области расположения пьезоэлектрического элемента. В зонах колебаний пластина 10 содержит множество частей, которые выполнены с возможностью вибрации в направлении, пересекающемся с основной поверхностью пластины 10, и в каждом из множества участков, значение, указывающее амплитуду колебаний, переходит с течением времени с плюса на минус и наоборот. Пластина 10 подвергается колебаниям таким образом, чтобы участки с относительно большой амплитудой колебаний и участки с относительно небольшой амплитудой колебаний в определенный момент времени казались распределены случайным образом или циклическим образом по всей пластине 10. Другими словами, колебания множества длин волн выявлены во всех областях пластины 10. Для того чтобы предотвратить ослабление вышеупомянутых колебаний пластины 10 даже в случае, например, если пользователь резко прижимает пластину 10 вплотную к телу с силой в диапазоне от 5 до 10 Н, напряжение, которое блок управления 50 прикладывает к пьезоэлектрическому элементу 30, может быть ±15 В. Вышеприведенная конфигурация позволяет пользователю слышать звук, когда ухо соприкасается с зонами пластины 10 вне расположенной области.

Следует отметить, что пластина 10 может быть такого же размера, как и ухо пользователя. Как показано на фиг. 2, пластина 10 также может быть больше уха пользователя. В этом случае, когда пользователь слушает звук, то пластина 10 электронного устройства 1, как правило, закрывает ухо пользователя целиком. В результате, предотвращается попадание окружающего звука (шумов) через внешний слуховой проход. Этого достаточно для того, чтобы колебания произошли в зоне пластины 10, которая превышает область длиной, соответствующей расстоянию от нижней ножки противозавитка (т.е. нижней ножки противозавитка ушной раковины) до противокозелка, и шириной, соответствующей расстоянию от козелка до противозавитка. Желательно, чтобы колебания происходили в области пластины 10, которая превышает область длиной, соответствующей расстоянию от участка завитка ушной раковины, расположенной рядом с верхней ножкой противозавитка (т.е. верхней ножкой противозавитка ушной раковины) до ушной мочки, и шириной, соответствующей расстоянию от козелка до части завитка ушной раковины, расположенной рядом с противозавитком. Области вышеуказанной длины и ширины могут иметь прямоугольную или эллиптическую форму с большей осью, соответствующей длине, и меньшей осью, соответствующей ширине. Средний размер уха японцев можно увидеть в базе данных размеров частей тела японцев (1992-1994) или в подобной базе данных, распространяемых исследовательским институтом инженерии человека для качественной жизни (HQL). Пластина 10 размером, превышающим средний размер уха японца, как правило, также способна охватить ухо иностранца целиком.

Вышеуказанное электронное устройство 1 способно передавать пользователю звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела, передаваемый через часть тела пользователя (например, хрящевую часть наружного уха). Соответственно, когда пластина 10 выдает звук, фактически, того же уровня громкости, что и динамический приемник, при этом меньшее количество звука уходит во внешнюю среду электронного устройства 1 из-за колебаний воздуха в результате колебаний пластины 10, по сравнению со случаем динамического приемника. Соответственно, электронное устройство 1 хорошо подходит для случая прослушивания записанного сообщения в поезде и тому подобном, например.

Электронное устройство 1 генерирует звук, который передается во внутреннюю часть тела человека с помощью колебаний пластины 10, генерируемых пьезоэлектрическим элементом 30. Звук, передаваемый во внутреннюю часть человеческого тела, проходит через мягкие ткани человеческого тела (например, хрящ) и передает колебание на среднее ухо или внутреннее ухо. Кроме того, поскольку вышеуказанное электронное устройство 1 передает звук колебаний тела человека с помощью колебаний пластины 10, даже когда пользователь носит гарнитуру или наушники, он может услышать звук сквозь гарнитуру или наушники и часть тела путем соприкосновения электронного устройства 1 с гарнитурой или наушниками.

Вышеописанное электронное устройство 1 передает звук пользователю за счет колебаний пластины 10. Соответственно, в случае, когда в электронном устройстве 1 не предусмотрен дополнительный динамический приемник, нет необходимости предусматривать отверстие в корпусе (т.е. отверстия для выхода звука) для передачи звука. В результате упрощается водонепроницаемая структура электронного устройства 1. Когда электронное 25 устройство 1 снабжено динамическим приемником, отверстие для выхода звука может быть закрыто элементом, который пропускает воздух и блокирует жидкость. Элементом, который пропускает воздух и блокирует жидкость, может быть, например, Gore-Tex™.

В электронном устройстве 1, блок управления 50 способен вызывать колебания пьезоэлектрического элемента с использованием обработанного звукового сигнала, в котором по меньшей мере часть отсекается или ослабляется частотных составляющих воспроизводимого звукового сигнала, превышающих заданное пороговое значение. То есть, электронное устройство 1 способно уменьшать или ограничивать колебания пьезоэлектрического элемента 30 в соответствии с частотами воспроизводимого звукового сигнала, превышающими заданное пороговое значение. Причина в том, что пьезоэлектрический приемник, который вызывает колебания пластины 10 с помощью пьезоэлектрического элемента 30, вызывает большую утечку звука высоких частот, чем обычный динамический приемник. Фиг. 8 изображает один пример кривой утечки звука приемников. Как показано, утечка звука для частотных составляющих больше или равных 2 кГц в случае пьезоэлектрического приемника больше, чем в случае динамического приемника. Соответственно, блок управления 50 способен вызывать колебания пьезоэлектрического элемента 30 с помощью обработанного звукового сигнала, в котором по меньшей мере часть частотных составляющих воспроизводимого звукового сигнала, превышающих, например, 2 кГц, отсекается или ослабляется. С учетом указанной выше конфигурации, уменьшается величина колебаний пьезоэлектрического элемента 30 в области высоких частот, где может произойти утечка звука, и тем самым ограничивается утечка звука. Обратите внимание, что характеристическая кривая утечки звука меняется в зависимости от структуры электронного устройства 1, и, само собой разумеется, что заданное пороговое значение не ограничивается 2 кГц. Например, воспроизводимый звуковой сигнал голосового вызова включает звук с частотами от 0,4 кГц до 3,4 кГц, а заданное пороговое значение может быть установлено любым из диапазона частот от 0,4 кГц до 3,4 кГц. С учетом указанных выше установок, получается предпочтительная кривая для приема голоса, и утечка звука уменьшается.

Блок управления 50 также способен генерировать обработанный звуковой сигнал с помощью увеличения коэффициента затухания относительно воспроизводимого звукового сигнала постепенно или ступенчато на более высоких частотах. То есть в электронном устройстве 1 колебания, соответствующие частотным составляющим воспроизводимого звукового сигнала, превышающим заданное пороговое значение, уменьшаются постепенно или ступенчато на более высоких частотах, по сравнению со случаем, когда для генерации колебаний используется воспроизводимый звуковой сигнал. С учетом указанной выше конфигурации, величина колебаний пьезоэлектрического элемента 30 снижается для звука высоких частот, где утечка звука более вероятна.

Блок управления 50 может быть выполнен с возможностью, не отсекать или не ослаблять частотные компоненты меньшие или равные заданному пороговому значению. То есть электронное устройство 1 не должно уменьшать или ограничивать колебания, соответствующие частотам ниже или равным пороговому значению. С учетом указанной выше конфигурации, воспроизводится звук как звук воздушной проводимости и костной проводимости, без уменьшения размера колебаний пьезоэлектрического элемента 30 для частотных составляющих, для которых утечка звука менее вероятна.

Электронное устройство 1 также может включать в себя фильтр, с помощью которого проводится отсекание и ослабление, по меньшей мере, части частотных составляющих, превышающих заданное пороговое значение. Фиг. 9 изображает один пример характеристической кривой фильтра, используемого для уменьшения утечки звука. Характеристическая кривая фильтра, показанная на Фиг. 9, соответствует кривой утечки звука пьезоэлектрического приемника, показанной на Фиг. 8. Фильтр настроен таким образом, что ослабление воспроизводимого звукового сигнала увеличивается на более высоких частотах в диапазоне частот от 2 кГц или выше. Кроме того, фильтр выполнен с возможностью не отсекать или не ослаблять воспроизводимый звуковой сигнал в диапазоне частот меньше 2 кГц. С помощью такого фильтра снижается утечка звука, в то время как получается предпочтительная кривая приема голоса.

Первый вариант осуществления

Фиг. 3А и 3В изображают структуру корпуса электронного устройства 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. Фиг. 3А представляет собой вид спереди, а Фиг. 3В представляет собой вид в разрезе по линии b-b на фиг. 3А. Электронное устройство 1, показанное на фиг. 3А и 3В, представляет собой смартфон, в котором сенсорная пластина, т.е. стеклянная пластина, расположена на передней поверхности корпуса 60 (т.е. металлического или композитного каркаса). Пластина 10 и блок ввода 40 поддерживается корпусом 60, а блок индикации 20 и пьезоэлектрический элемент 30 прикреплены к пластине 10 с помощью соединительного элемента 70. Следует отметить, что соединительный элемент 70 может быть клеящим веществом, двухсторонним скотчем или тому подобным, обладающим термореактивными свойствами, способностью отвердевать под действием ультрафиолета и тому подобными свойствами. Например, соединительный элемент 70 может представлять собой оптическую эластичную смолу, которая представляет собой бесцветное и прозрачное акриловое клеевое вещество, отверждаемое ультрафиолетом. Пластина 10, блок индикации 20 и пьезоэлектрический элемент 30 имеют главным образом прямоугольную форму.

Блок индикации 20 расположен, главным образом, в середине пластины 10 на короткой ее стороне. Пьезоэлектрический элемент 30 расположен рядом с концом пластины 10 в продольном направлении пластины 10, на заданном расстоянии от конца, таким образом, что продольное направление пьезоэлектрического элемента 30 проходит вдоль короткой стороны пластины 10. Блок индикации 20 и пьезоэлектрический элемент 30 расположены рядом в направлении, параллельном поверхности внутренней стороны пластины 10.

Фиг. 4 изображает один пример колебаний пластины 10 электронного устройства 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. В электронном устройстве 1 согласно первому варианту осуществления блок индикации 20 прикрепляется к пластине 10. Соответственно, нижняя часть пластины 10 будет вибрировать с меньшей вероятностью по сравнению с верхней частью пластины 10, прикрепленной к пьезоэлектрическому элементу 30. В результате в нижней части пластины 10 уменьшается утечка звука из-за колебаний нижней части пластины 10. Верхняя часть пластины 10 изогнута непосредственно пьезоэлектрическим элементом 30, и колебания нижней части ослабляется по сравнению с вибрацией верхней части. Пластина 10 изгибается пьезоэлектрическим элементом 30 таким образом, что часть пластины 10 непосредственно над пьезоэлектрическим элементом 30 выступает над соседними участками пластины 10 в направлении длинной стороны пьезоэлектрического элемента 30.

Как описано выше, в соответствии с электронным устройством 1 настоящего варианта осуществления, пластина 10 деформируется из-за деформации пьезоэлектрического элемента 30, прикрепленного к задней поверхности пластины 10, и звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела передаются на объект, который находится в соприкосновении с деформированной пластиной 10. В результате звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела передается пользователю без того, чтобы виброэлемент выступал над наружной поверхностью корпуса 60. Соответственно, потребительские свойства электронного устройства улучшаются по сравнению с потребительскими свойствами электронного устройства, описанного в патентном документе 1 (Публикация патентной заявки Японии 2005-348193), с помощью которого пользователь приводит виброэлемент, значительно меньший по размеру, чем корпус, в контакт с телом. Кроме того, поскольку нет необходимости прижимать ухо пользователя к самому пьезоэлектрическому элементу, то менее вероятно, что сам пьезоэлектрический элемент 30 будет поврежден. Кроме того, при вибрации пластины 10 уменьшается вероятность того, что пользователь уронит терминальное устройство, по сравнению со случаем, когда не пластина 10, а корпус 60 деформируется для генерации колебаний.

Пьезоэлектрический элемент 30 присоединен к пластине 10 с помощью соединительного элемента 70. Описанная выше конструкция дает возможность крепления пьезоэлектрического элемента 30 к пластине 10 без существенного ограничения упругости деформации пьезоэлектрического элемента 30. Соединительный элемент 70 может быть клеевым веществом, не обладающим свойством термореактивности. Вышеприведенная структура обеспечивает то преимущество, что менее вероятно сжатие вследствие термического напряжения во время отвердевания между пьезоэлектрическим элементом 30 и пластиной 10. Соединительный элемент 70 может быть двухсторонним скотчем. Преимуществом вышеприведенной структуры является то, что менее вероятно появление напряжения сжатия между пьезоэлектрическим элементом 30 и пластиной 10, которое часто возникает при использовании клеевого вещества.

Второй вариант осуществления

Фиг. 5А-5С изображают структуру корпуса электронного устройства 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления. Фиг. 5А представляет собой вид спереди, на фиг. 5B представлен вид в разрезе по линии b-b фиг. 5A, и фиг. 5C представляет собой вид в разрезе по линии с-с фиг. 5А. Электронное устройство 1, показанное на фиг. 5А-5С, представляет собой складной мобильный телефон, в котором пластина облицовки (например, акриловая пластина), которая выступает в качестве пластины 10 и выполнена с возможностью закрыть блок индикации 20, предусмотрена на передней поверхности верхней стороны корпуса 60. Во втором варианте осуществления усиливающий элемент 80 расположен между пластиной 10 и пьезоэлектрическим элементом 30. Усиливающий элемент 80 может быть пластиной из композитного материала, металлической пластиной, или пластиной из композитного материала с содержанием стекловолокна. То есть электронное устройство 1 согласно второму варианту осуществления имеет структуру, в которой пьезоэлектрический элемент 30 и усиливающий элемент 80 скреплены соединительным элементом 70, а усиливающий элемент 80 и пластина 10 скреплены соединительным элементом 70. Кроме того, во втором варианте осуществления, блок индикации 20 не приклеен к пластине 10, но поддерживается корпусом 60. То есть электронное устройство 1 согласно второму варианту осуществления имеет структуру, в которой блок индикации отделен от пластины 10, а блок индикации приклеен к опорному узлу 90, т.е. части корпуса 60 с помощью соединительного элемента 70. Опорный узел 90 не ограничен тем, что выполнен как часть корпуса 60 и может быть выполнен из металла, композитного материала или т.п., в качестве элемента, независимого от корпуса 60.

Фиг. 6 изображает один пример колебаний пластины 10 электронного устройства 1 согласно второму варианту осуществления изобретения. Поскольку в электронном устройстве 1 согласно второму варианту осуществления пластина 10 представляет собой акриловую пластину с более низкой жесткостью по сравнению со стеклянной пластиной, и, кроме того, блок индикации не приклеен к задней поверхности пластины 10, то амплитуда, генерируемая пьезоэлектрическим элементом 30, больше, чем в случае электронного устройства 1 в соответствии с первым вариантом осуществления, как показано на фиг. 4. Колебания происходят в зоне расположения пьезоэлектрического элемента 30 на пластине 10, а также в областях пластины 10, удаленных от области расположения области. Соответственно, пользователь имеет возможность слышать звук воздушной проводимости, переданный через воздух и воспринимать звук колебаний человеческого тела, прикоснувшись ухом к пластине 10 в любом положении.

Как описано выше, в соответствии с электронным устройством 1 согласно настоящему варианту осуществления, упрочняющий элемент 80 и пластина 10 деформируются вследствие деформации пьезоэлектрического элемента 30, прикрепленного к пластине 10 через упрочняющий элемент 80, звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела передаются на объект, который находится в соприкосновении с деформированной пластиной 10. Соответственно, звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела передаются пользователю без необходимости прижатия самого виброэлемента к уху. Кроме того, пьезоэлектрический элемент 30 прикреплен к поверхности внутренней стороны корпуса 60 пластины 10. В результате звук воздушной проводимости и звук колебаний человеческого тела передаются пользователю без необходимости выступания виброэлемента за внешнюю поверхность корпуса 60. Кроме того, происходит деформация в области расположения пьезоэлектрического элемента 30 на пластине 10 и в других областях пластины 10, для передачи звука воздушной проводимости и звука колебаний человеческого тела. Соответственно, пользователь способен услышать звук воздушной проводимости, передаваемый через воздух, и воспринимать звук колебаний человеческого тела, касаясь ухом пластины 10 в любом положении.

Кроме того, располагая усиливающий элемент 80 между пьезоэлектрическим элементом 30 и пластиной 10, когда к пластине 10 прикладывается внешняя сила, то приложенная внешняя сила с меньшей вероятностью передается на пьезоэлектрический элемент 30 и повредит пьезоэлектрический элемент 30. Даже если пластина 10 с силой прижимается к человеческому телу, уменьшается затухание колебаний пластины 10. Кроме того, благодаря упрочняющему элементу 80, расположенному между пьезоэлектрическим элементом 30 и пластиной 10, снижается резонансная частота пластины 10, и улучшается звуковая характеристика в диапазоне низких частот. Следует отметить, что вместо упрочняющего элемента 80 к пьезоэлектрическому элементу 30 с помощью соединительного элемента 70 может быть прикреплен груз в форме пластины.

Хотя настоящее изобретение было описано на основе чертежей и вариантов его осуществления, следует отметить, что специалист в данной области может легко сделать множество модификаций и изменений в соответствии с настоящим изобретением. Следует отметить, что модификации и изменения находятся в пределах объема настоящего изобретения. Например, функции и т.п., включенные в состав и этапы могут быть расположены в ином порядке, при условии, что функции и т.п. логически непротиворечивы. Множество составных частей, этапов и т.п. могут быть также объединены или разделены.

Например, как показано на фиг. 7, пластина 10 может быть выполнена с возможностью присоединения к корпусу 60 посредством соединительного элемента 70. Тем самым предотвращая передачу колебаний пластины 10 прямо на корпус 60, риск того, что пользователь выронит электронное устройство 1, уменьшается по сравнению со случаем, когда сам корпус претерпевает сильную вибрацию. Соединительный элемент 70 может быть клеящим веществом, которое не является термореактивным. Преимуществом вышеуказанной структуры является то, что маловероятно сжатие между корпусом 60 и пластиной 10 вследствие термического стресса во время отвердевания. Соединительный элемент 70 может быть двухсторонним скотчем. Преимуществом вышеуказанной структуры является то, что напряжение сжатия, часто возникающее при использовании клеящего вещества, образуется между корпусом 60 и пластиной 10 с меньшей вероятностью.

Когда пластина 10 и блок индикации не совмещаются, например, пьезоэлектрический элемент 30 может быть расположен посередине пластины 10. Когда пьезоэлектрический элемент 30 расположен в середине пластины 10, колебания пьезоэлектрического элемента 30 равномерно передаются на всей пластине 10, тем самым улучшая качество звука воздушной проводимости и позволяя пользователю воспринимать звук колебаний человеческого тела даже, когда пользователь касается ухом пластины 10 при различных положениях пластины 10. Следует отметить, что, как и в первом варианте осуществления, пьезоэлектрический элемент 30 может быть представлен в виде множества элементов.

Хотя в приведенном выше электронном устройстве 1 пьезоэлектрический элемент 30 прикреплен к пластине 10, пьезоэлектрический элемент 30 может быть прикреплен к другому месту, нежели к пластине 10. Например, пьезоэлектрический элемент 30 может быть прикреплен к крышке батареи, которая выполнена с возможностью крепления к корпусу 60, чтобы закрыть батарею. Поскольку крышка батареи зачастую присоединена к поверхности, отличной от пластины 10 в электронном устройстве 1, таком как мобильный телефон, указанная структура позволяет пользователю слышать звук, поместив часть тела (например, ухо) в соприкосновение с поверхностью, отличной от пластины 10.

Пластина 10 может образовывать часть или всю совокупность любого из - пластину дисплея, панель управления, панель крышки, а также крышку панели, которая позволяет снимать аккумуляторную батарею. Предпочтительным является то, что когда пластина 10 представляет собой пластину дисплея, пьезоэлектрический элемент 30 располагается за пределами зоны дисплея, предусмотренного для функции отображения. Преимуществом описанной выше структуры является то, что меньше вероятность повредить дисплей. Панель управления включает в себя сенсорную панель согласно первому варианту осуществления. Панель управления может также включать в себя плоскую клавишу, а именно, составную часть складного мобильного телефона или т.п., которая составляет одно целое с поверхностью клавиши в качестве кнопки управления и которая образует общую поверхность корпуса на рабочей стороне.

Между тем в первом варианте осуществления и во втором варианте осуществления, соединительный элемент, используемый для приклеивания пластины 10 и пьезоэлектрического элемента 30, соединительный элемент, используемый для присоединения пластины 10 и корпуса 60 и т.п., обозначены теми же номерами для ссылок, что и соединительный элемент 70. Тем не менее соединительные элементы, используемые в первом варианте осуществления и во втором варианте осуществления, могут соответственно различаться в зависимости от составляющих, которые должны быть соединены.

ПОЗИЦИИ ДЛЯ ССЫЛОК

1 электронное устройство

10 пластина (вибрационная пластина)

20 блок индикации

30 пьезоэлектрический элемент

40 блок ввода

50 блок управления

60 корпус

70 соединительный элемент

80 усиливающий элемент

90 опорный узел.

Изобретение относится в акустике, в частности к устройствам для передачи акустического сигнала к пользователю. Устройство содержит пьезоэлектрический элемент, вибрационную пластину, удерживаемую корпусом, причем вибрационная пластина выполнена с возможностью колебания пьезоэлектрическим элементом, а звуковые колебания, передаваемые вибрационной пластиной, воспринимаются ушной раковиной пользователя посредством костной и воздушной проводимости. Пьезоэлектрический элемент колеблется за счет отфильтрованного звукового сигнала, в котором удалена часть компонентов, превышающих заданное пороговое значение. Вибрационная пластина выполнена с возможностью изгибаться пьезоэлектрическим элементом таким образом, что часть вибрационной пластины непосредственно над пьезоэлектрическим элементом выступает относительно соседних участков вибрационной пластины в направлении длинной стороны пьезоэлектрического элемента. При этом коэффициент затухания обработанного звукового сигнала по отношению к воспроизводимому звуковому сигналу увеличивается постепенно или ступенчато на более высоких частотах. Воспроизводимый звуковой сигнал содержит звук с частотой от 0,4 кГц до 3,4 кГц, и заданное пороговое значение может быть любым из частот от 0,4 кГц до 3,4 кГц. Технический результат - повышение качества звука. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Электронное устройство для передачи пользователю звука воздушной проводимости и звука колебаний, содержащее:
пьезоэлектрический элемент
корпус; и
вибрационную пластину, удерживаемую корпусом, причем вибрационная пластина выполнена с возможностью колебания пьезоэлектрическим элементом, причем звуковые колебания, передаваемые вибрационной пластиной, вызывают колебания части человеческого тела, причем пьезоэлектрический элемент колеблется за счет обработанного звукового сигнала, в котором отсекается или ослабляется, по меньшей мере, часть частотных компонентов воспроизводимого звукового сигнала, превышающих заданное пороговое значение, и причем
вибрационная пластина выполнена с возможностью изгибаться пьезоэлектрическим элементом таким образом, что часть вибрационной пластины непосредственно над пьезоэлектрическим элементом выступает относительно соседних участков вибрационной пластины в направлении длинной стороны пьезоэлектрического элемента, и при этом вибрационная пластина выполнена с возможностью приведения в колебание ушной раковины пользователя, которая находится в контакте с вибрационной пластиной, для передачи звука воздушной проводимости и звука колебаний пользователю.

2. Электронное устройство по п. 1, в котором коэффициент затухания обработанного звукового сигнала по отношению к воспроизводимому звуковому сигналу увеличивается постепенно или ступенчато на более высоких частотах.

3. Электронное устройство по п. 1, в котором отсекание или ослабление, по меньшей мере, части частотных компонентов, превышающих заранее заданное пороговое значение, выполняется с помощью фильтра.

4. Электронное устройство для передачи пользователю звука воздушной проводимости и звука колебаний, содержащее:
пьезоэлектрический элемент; и корпус, и
вибрационную пластину, удерживаемую корпусом, причем вибрационная пластина выполнена с возможностью колебания пьезоэлектрическим элементом, причем звуковые колебания, передаваемые вибрационной пластиной, вызывают колебания части человеческого тела, причем уменьшаются или ограничиваются колебания пьезоэлектрического элемента, соответствующие частотам воспроизводимого звукового сигнала, превышающим заданное пороговое значение причем
вибрационная пластина выполнена с возможностью изгибаться пьезоэлектрическим элементом таким образом, что часть вибрационной пластины непосредственно над пьезоэлектрическим элементом выступает относительно соседних участков вибрационной пластины в направлении длинной стороны пьезоэлектрического элемента, и при этом вибрационная пластина выполнена с возможностью приведения в колебание ушной раковины пользователя, которая находится в контакте с вибрационной пластиной, для передачи звука воздушной проводимости и звука колебаний пользователю.

5. Электронное устройство по п. 4, в котором колебания, соответствующие частотным компонентам воспроизводимого звукового сигнала, превышающим заданное пороговое значение, уменьшаются ступенчато или постепенно в области высоких частот по сравнению со случаем, когда воспроизводимый звуковой сигнал используется для колебаний.

6. Электронное устройство по п. 1, в котором воспроизводимый звуковой сигнал содержит звук с частотой от 0,4 кГц до 3,4 кГц, и заданное пороговое значение может быть любым из частот от 0,4 кГц до 3,4 кГц.

7. Электронное устройство по п. 1, в котором частотные компоненты ниже или равны заданному пороговому значению не отсекаются или не ослабляются.

8. Электронное устройство по п. 4, в котором колебания, соответствующие частотам ниже или равным заданному пороговому значению, не уменьшаются или не ограничиваются.

9. Электронное устройство по п. 1, в котором вибрационная пластина выполнена с возможностью формирования звуковых колебаний и звука воздушной проводимости.