(57)【要約】【課題】振動特性に優れたサファイアパネルおよびそれを用いた携帯端末を提供する。【解決手段】携帯端末は、電子部品を内部に有するケース部と、前記ケース部に取り付けられ、厚みが０．５ｍｍ以下であるサファイアパネルと、前記サファイアパネルを振動させるための振動素子と、を有する。また、携帯端末は、通話機能を有する携帯端末であって、相手との通話時に、ユーザが前記サファイアパネルを耳に接触させることで、通話相手からの音声を確認できるように、前記サファイアパネルを振動させる。【選択図】図３
2015126283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を内部に有するケース部と、
前記ケース部に取り付けられ、厚みが０．５ｍｍ以下であるサファイアパネルと、
前記サファイアパネルを振動させるための振動素子と、を有する携帯端末。
【請求項２】
前記サファイアパネルの厚みは０．４５ｍｍ以下である請求項１記載の携帯端末。
【請求項３】
前記サファイアパネルの厚みは０．４ｍｍ以下である請求項１または２記載の携帯端末。
【請求項４】
前記サファイアパネルの主面は、サファイア単結晶のＡ面である請求項１乃至３のいずれか記載の携帯端末。
【請求項５】
前記サファイアパネルの主面は、サファイア単結晶のＲ面である１乃至３のいずれか記載の携帯端末。
【請求項６】
前記サファイアパネルの厚みは０．２ｍｍ以上である請求項１乃至５のいずれか記載の携帯端末。
【請求項７】
前記振動素子は、前記サファイアパネルの裏面に位置する請求項１乃至６のいずれか記載の携帯端末。
【請求項８】
通話機能を有する携帯端末であって、
相手との通話時に、ユーザが前記サファイアパネルを耳に接触させることで、前記サファイアパネルの振動により、通話相手からの音声を認識できるように制御する請求項１乃至７のいずれかに記載の携帯端末。
【請求項９】
厚みが０．５ｍｍ以下であり、
携帯端末のケース部に取り付けられて、前記携帯端末が有する振動素子により振動可能なサファイアパネル。
【請求項１０】
厚みは０．４５ｍｍ以下である請求項９記載のサファイアパネル。
【請求項１１】
厚みは０．４ｍｍ以下である請求項９または１０記載のサファイアパネル。
【請求項１２】
主面がサファイア単結晶のＡ面である請求項９乃至１１のいずれか記載のサファイアパネル。
【請求項１３】
主面がサファイア単結晶のＲ面である９乃至１１のいずれか記載のサファイアパネル。
【請求項１４】
厚みは０．２ｍｍ以上である請求項９乃至１３のいずれか記載のサファイアパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動特性に優れたサファイアパネルおよびそれを用いた携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から携帯端末に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、携帯電話機や固定電話機などの電話機のカバーパネルに対して振動素子を取り付け、当該圧電振動素子を振動させることによって、当該電話機のユーザに対して音を伝達する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１３１９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
振動素子を取り付けるカバーパネルとしては、通常、ガラスパネルが使用されているが、近年、結晶材料から構成されるカバーパネルを用いた携帯端末が開発されており、それにともなって、単結晶材料から構成されるカバーパネルに振動素子を取り付ける需要が高まってきている。
【０００５】
しかしながら、単結晶材料から構成されるカバーパネルはその硬度のため、ガラスパネルと比較して、振動特性が劣っていた。
【０００６】
本発明はかかる実情に鑑みて創案されたもので、その目的は、振動特性に優れた単結晶パネルおよびそれを用いた携帯端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態にかかる携帯端末は、電子部品を内部に有するケース部と、前記ケース部に取り付けられ、厚みが０．５ｍｍ以下であるサファイアパネルと、前記サファイアパネルを振動させるための振動素子と、を有する。
【０００８】
本発明の一実施形態にかかるサファイアパネルは、厚みが０．５ｍｍ以下であり、携帯端末のケース部に取り付けられて、前記携帯端末が有する振動素子により振動可能である。
【発明の効果】
【０００９】
前述のように、特定の厚みにすることで、振動特性に優れたサファイアパネルおよびそれを用いた携帯端末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】携帯端末の外観を示す前面図である。
【図２】携帯端末の外観を示す裏面図である。
【図３】携帯端末のカバーパネル２を示す斜視図である。
【図４】図１の携帯端末のＡ−Ａ’線にて切断したときの断面構造を示す図である。
【図５】携帯端末の電気的構成を示す図である。
【図６】圧電振動素子の構造を示す上面図である。
【図７】圧電振動素子の構造を示す側面図である。
【図８】圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。
【図９】圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。
【図１０】カバーパネルをその内側主面側から見た際の平面図である。
【図１１】気導音及び伝導音を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜携帯端末の外観＞
本実施の形態に係る携帯端末１として、スマートフォンタイプの携帯電話機を示すが本発明の携帯端末はこれに限定されない。
【００１２】
図１および２に示すように、携帯端末１は、カバーパネル２と、カバーパネル２を支持する前面側ケース部３と、前面側ケース部３に取り付けられる背面側ケース部４とを備えている。本実施の形態では、前面側ケース部３及び背面側ケース部４が、携帯端末１のケース部を構成している。携帯端末１の形状は、平面視で略長方形の板状となっている。なお、本発明におけるケース部は、それを形成する面が平面であってもよいし、他に、曲面であってもよい。ケース部が曲面を有すると、携帯端末の側面や裏面の形状が曲面となり、ユーザの手にフィットするような形状にできる。
【００１３】
図１に示すように、カバーパネル２は、携帯端末１の前面部分における、周端部（周縁部）以外の部分を構成している。なお、「カバーパネル」とは、携帯端末の部位のうち外部に露出したパネルをいう。また、本明細書中にて用いる「パネル」とは、平面および曲面を有する板状または膜状の部品である。前面側ケース部３及び背面側ケース部４は、携帯端末１の前面部分の周端部、側面部分及び裏面部分を構成している。前面側ケース部３及び背面側ケース部４のそれぞれは、例えば、樹脂で形成されている。前面側ケース部３及び背面側ケース部４を形成する樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂あるいはナイロン系樹脂が採用される。また、前面側ケース部３及び背面側ケース部４のそれぞれは、例えば、樹脂以外にもアルミニウムなどの金属が採用されてもよい。前面側ケース部３と背面側ケース部４とで囲まれた空間には、後述するＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種電子部品が搭載されたプリント基板１０４が設けられている。
【００１４】
図３に示すカバーパネル２は、板状であって、平面視において略長方形を成している。
【００１５】
カバーパネル２としては、例えば、サファイアパネルなどが挙げられる。サファイアパネルとは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする単結晶材料から構成されたパネルをいう。本明細書中において「主成分」とは、具体的には、５０質量％以上、好ましくは、７０質量％以上をいう。
【００１６】
傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、カバーパネル２を構成する材料としては、Ａｌ２Ｏ３純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。
【００１７】
サファイアパネル以外にカバーパネル２として採用される単結晶材料には、例えば、ダイヤモンド、ジルコニア、チタニア、水晶、タンタル酸リチウム、酸化窒化アルミニウムなど）などが挙げられる。これらも、傷がよりつき難く、割れや欠け等をより確実に抑制する点で、純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。
【００１８】
図３において、カバーパネル２の厚みは、符号ｔで示す。
【００１９】
本発明では、前述のように、単結晶材料から構成されたカバーパネル２の厚みｔを制御することで、カバーパネル２が十分な振動特性を奏することが可能となる。
【００２０】
カバーパネル２が十分な振動特性を奏するため、厚みｔは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。振動特性がさらに十分得られるため、カバーパネル２の厚みｔは、０．４５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
また、カバーパネル２の強度が十分に得られることから、カバーパネル２の主面はＡ面であることが好ましい。ここで、Ａ面とは、異方性を示すサファイア単結晶の結晶構造の面方位の１種である。Ａ面の他にもサファイア単結晶の結晶構造の面方位としてはＲ面が存在する。カバーパネル２の強度および振動特性がバランスよく得られることから、カバーパネル２の主面は、Ｒ面よりもＡ面が好ましい。一方、振動特性に注目した場合、振動特性を十分に向上できることから、後述の＜実施例＞に記載のように、Ａ面よりもＲ面が好ましい。
【００２２】
カバーパネル２としては、例えば、主面がＡ面であるサファイアパネルと、主面がＲ面であるサファイアパネルと、を貼りつけたパネルを形成し、主面がＡ面であるサファイアパネルを外部に露出させ、主面がＲ面のサファイアパネルには振動素子を貼りつけて、振動特性と強度とを持たせるようにしてもよい。
【００２３】
カバーパネル２の振動特性と強度とをいずれも十分に両立させるため、カバーパネル２の厚みｔは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであることが好ましく、０．４ｍｍ〜０．４５ｍｍであることがさらに好ましい。
【００２４】
カバーパネル２には、表示パネル１２０の表示が透過する透明の表示部分（表示窓とも呼ばれる）２ａが設けられている。表示部分２ａは例えば平面視で長方形を成している。表示パネル１２０から出力される可視光は表示部分２ａを通って携帯端末１の外部に取り出される。使用者は、携帯端末１の外部から、表示部分２ａを通じて、表示パネル１２０に表示される情報が視認可能となっている。
【００２５】
カバーパネル２における、表示部分２ａを取り囲む周端部（周縁部）２ｂの大部分は、例えばフィルム等が貼られることによって黒色となっている。これにより、周端部２ｂの大部分は、表示パネル１２０の表示が透過しない非表示部分となっている。
【００２６】
なお、カバーパネルとしては、上述の具体例では透明の表示部分を有するパネルを具体例として挙げているが、本発明においては、携帯端末の部位のうち外部に露出しており、裏面側などに振動素子があって振動するパネルであれば、透明でないパネルも含まれる。例えば、携帯端末の背面や側面などに設置され、パネルの裏面側に表示パネル１２０などの表示装置がなければ透明でなくてもよい。
【００２７】
図４に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０側には、タッチパネル１３０、表示パネル１２０が設けられている。表示パネルとしては、液晶パネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどのように、表示機能を含む部材をいう。
【００２８】
表示部である表示パネル１２０は、タッチパネル１３０における、内側主面２０側の主面とは反対側の主面に貼り付けられている。つまり、表示パネル１２０は、タッチパネル１３０を介してカバーパネル２の内側主面２０に取り付けられている。そして、表示パネル１２０はカバーパネル２と前面側ケース部３とで挟まれている。なお、図４において、表示パネル１２０はカバーパネル２とともに前面側ケース部３に挟まれているが、本発明においては必須ではない。例えば、表示パネル１２０は、カバーパネル２と板金に挟まれていてもよいし、その他の部材でもよい。カバーパネル２では、表示パネル１２０と対向している部分が表示部分２ａとなる。使用者は、カバーパネル２の表示部分２ａを指等で操作することによって、携帯端末１に対して各種指示を与えることができる。
【００２９】
図２に示されるように、背面側ケース部４の下側端部にはマイク穴５０があけられていてもよい。また、図２に示されるように、携帯端末１の裏面には、具体的には背面側ケース部４の面には、スピーカ穴８０があけられていてもよい。
【００３０】
前面側ケース部３及び背面側ケース部４から構成されるケース部内には、後述する、近接センサ１４０、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０、及び、振動素子としての圧電振動素子１９０が設けられている。図４に示されるように、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０に対して貼付部２５０によって貼り付けられている。カバーパネル２の上側端部の裏面側には、近接センサ１２０が取り付けられる（不図示）。また、携帯端末１の裏面１０には、外装ケース部５内の裏面側撮像部１７０が有する撮像レンズが設けられ（不図示）、図２に示すように、背面側ケース部４には、撮像レンズを通して裏面側撮像部１７０に外部の光を通すように裏面レンズ用透明部９０が設けられている。
【００３１】
カバーパネル２は前面側ケース部３に対して両面テープあるいは接着剤によって貼り付けられる。特に、振動特性および防水特性の向上の観点から、カバーパネル２の内側主面２０の周端部２１１のうち、下端および側端は接着剤（第一の貼付部）、上端は、前記第一の貼付部よりも接着力の弱い両面テープ（第二の貼付部）が採用されることが好ましい。この構成を採用することで、圧電振動素子１９０が近くに設けられるカバーパネル２の上端付近がより振動可能となる。
【００３２】
＜携帯端末の電気的構成＞
図５は携帯端末１の電気的構成を主に示すブロック図である。図５に示されるように、携帯端末１には、制御部１００、無線通信部１１０、表示パネル１２０、タッチパネル１３０、近接センサ１４０が設けられている。さらに携帯端末１には、マイク１５０、前面側撮像部１６０、裏面側撮像部１７０、外部スピーカ１８０、圧電振動素子１９０及び電池２００が設けられている。携帯端末１に設けられた、カバーパネル２以外のこれらの構成要素は外装ケース部５内に収められている。
【００３３】
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０２及び記憶部１０３等を備えている。制御部１００は、携帯端末１の
他の構成要素を制御することによって、携帯端末１の動作を統括的に管理する。
【００３４】
記憶部１０３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の、制御部１００（ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２）が読み取り可能な非一時的な記録媒体で構成されている。記憶部１０３には、携帯端末１を制御するための、具体的には携帯端末１が備える無線通信部１１０、表示パネル１２０等の各構成要素を制御するための制御プログラムであるメインプログラム及び複数のアプリケーションプログラム等が記憶されている。制御部１００の各種機能は、ＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２が記憶部１０３内の各種プログラムを実行することによって実現される。
【００３５】
なお記憶部１０３は、ＲＯＭ及びＲＡＭ以外の、コンピュータが読み取り可能な非一時的な記録媒体を備えていても良い。記憶部１０３は、例えば、小型のハードディスクドライブ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等を備えていても良い。
【００３６】
無線通信部１１０は、アンテナ１１１を有している。無線通信部１１０は、携帯端末１とは別の携帯電話機からの信号、あるいはインターネットに接続されたウェブサーバ等の通信装置からの信号を、基地局を介してアンテナ１１１で受信する。無線通信部１１０は、受信信号に対して増幅処理及びダウンコンバートを行って制御部１００に出力する。制
御部１００は、入力される受信信号に対して復調処理等を行って、当該受信信号に含まれる、音声や音楽などを示す音信号（音情報）などを取得する。
【００３７】
また無線通信部１１０は、制御部１００で生成された、音信号等を含む送信信号に対して、アップコンバート及び増幅処理を行って、処理後の送信信号をアンテナ１１１から無線送信する。アンテナ１１１からの送信信号は、基地局を通じて、携帯端末１とは別の携帯電話機あるいはインターネットに接続された通信装置で受信される。
【００３８】
表示部である表示パネル１２０は、制御部１００によって制御されることによって、文字、記号、図形などの各種情報を表示する。表示パネル１２０に表示される情報は、カバーパネル２の表示部分２ａを通じて、携帯端末１の使用者に視認可能となる。
【００３９】
タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電量容量方式のタッチパネルである。タッチパネル１３０は、互いに対向配置されたシート状の二つの電極センサを備えている。二つの電極センサは透明粘着性シートによって貼り合わされている。一方の電極センサには、それぞれがＸ軸方向（例えば携帯端末１の左右方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＸ電極が形成されている。他方の電極センサには、それぞれがＹ軸方向（例えば携帯端末１の上下方向）に沿って延在し、かつ互いに平行に配置された複数の細長いＹ電極が形成されている。カバーパネル２の表示部分２ａに対して使用者の指等が接触すると、その接触箇所の下にあるＸ電極及びＹ電極の間の静電容量が変化する。これにより、タッチパネル１３０においてカバーパネル２の表示部分２ａに対する操作（接触）が検出される。タッチパネル１３０は、Ｘ電極及びＹ電極の間の静電容量変化を示す電気的信号を生成して制御部１００に出力する。制御部１００は当該電気的信号に基づいてカバーパネル２の表示部分２ａに対して行われた操作の内容を特定し、それに応じた動作を行う。
【００４０】
近接センサ１４０は、例えば赤外線方式の近接センサである。近接センサ１４０は、当該近接センサ１４０に対して物体が所定距離以内に近接すると検出信号を出力する。この検出信号は制御部１００に入力される。制御部１００は、近接センサ１４０から検出信号を受け取ると、例えば、タッチパネル１３０での操作検出機能を停止する。なお、本実施の具体例としては、ユーザ操作のため、カバーパネル２の表示部分２ａに対するユーザの指などの物体の接触の検出をタッチパネルにさせているが、接触に限定されない。例えば、静電容量の検出精度を向上させたタッチパネルを用いて、ユーザの指などの物体接近を検出させてもよい。また、本実施の具体例では、ユーザ操作の検出のためにタッチパネルがユーザの指などの物体の接触の検出をしているが、ユーザ操作のための検出はタッチパネルに限定されない。例えば近接センサが、ユーザ操作の検出のために、ユーザの指などの物体の接近を検出してもよい。
【００４１】
前面側撮像部１６０および裏面側撮像部１７０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。これらは、制御部１００による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。
【００４２】
マイク１５０は、携帯端末１の外部から入力される音を電気的な音信号に変換して制御部１００に出力する。携帯端末１の外部からの音は、カバーパネル２の前面に設けられたマイク穴５０から携帯端末１の内部に取り込まれてマイク１５０に入力される。なお、マイク穴５０は、カバーパネル２としてサファイアパネルが用いられた場合、サファイアパネルに対する加工が困難であることから、携帯端末１の側面または裏面１０に配置されることが好ましい。
【００４３】
外部スピーカ１８０は、例えばダイナミックスピーカである。外部スピーカ１８０は、
制御部１００からの電気的な音信号を音に変換して出力する。外部スピーカ１８０から出力される音は、携帯端末１の裏面１０に設けられたスピーカ穴８０から外部に出力される。スピーカ穴８０から出力される音については、携帯端末１から離れた場所でも聞こえるような音量となっている。なお、外部スピーカとしてはほかにフィルムスピーカであってもよい。
【００４４】
圧電振動素子１９０は、図４のように、携帯端末１の前面に設けられたカバーパネル２の内側主面２０に対して貼付部材２５０によって貼り付けられている。貼付部材２５０としては、両面テープあるいは接着剤が採用される。圧電振動素子１９０は、制御部１００から与えられる駆動電圧によって振動させられる。制御部１００は、音信号に基づいて駆動電圧を生成し、当該駆動電圧を圧電振動素子１９０に与える。圧電振動素子１９０が、制御部１００によって音信号に基づいて振動させられることによって、カバーパネル２が音信号に基づいて振動する。その結果、カバーパネル２から使用者に受話音が伝達される。この受話音の音量は、使用者がカバーパネル２に耳を近づけた際に適切に聞こえる程度の音量となっている。カバーパネル２から使用者に伝達される受話音については後で詳細に説明する。
【００４５】
電池２００は、携帯端末１の電源を出力する。電池２００から出力された電源は、携帯端末１が備える制御部１００及び無線通信部１１０などに含まれる各電子部品に対して供給される。なお、図３に示すように電池２００としては、例えば、背面側ケース部４内の容積の大半を示す大型のものを用いているが、電池２００としてはこれに限定されない。
【００４６】
＜圧電振動素子の詳細＞
図６，７は、それぞれ、圧電振動素子１９０の構造を示す上面図及び側面図である。図８，９に示されるように、圧電振動素子１９０は一方向に長い形状を成している。具体的には、圧電振動素子１９０は、平面視で長方形の細長い板状を成している。圧電振動素子１９０は、例えばバイモルフ構造を有している。圧電振動素子１９０は、シム材１９０ｃを介して互いに貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂを備えている。
【００４７】
圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して正の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して負の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って伸び、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図８に示されるように、圧電振動素子１９０は、第１圧電セラミック板１９０ａを外側にして山状に撓むようになる。
【００４８】
一方で、圧電振動素子１９０では、第１圧電セラミック板１９０ａに対して負の電圧を印加し、第２圧電セラミック板１９０ｂに対して正の電圧を印加すると、第１圧電セラミック板１９０ａは長手方向に沿って縮み、第２圧電セラミック板１９０ｂは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図９に示されるように、圧電振動素子１９０は、第２圧電セラミック板１９０ｂを外側にして山状に撓むようになる。
【００４９】
圧電振動素子１９０は、図８の状態と図９の状態とを交互にとることによって、長手方向に沿って撓み振動を行う。制御部１００は、第１圧電セラミック板１９０ａと第２圧電セラミック板１９０ｂとの間に、正の電圧と負の電圧とが交互に現れる交流電圧を印加することによって、圧電振動素子１９０を長手方向に沿って撓み振動させる。
【００５０】
なお、図６〜９に示される圧電振動素子１９０では、シム材１９０ｃを間に挟んで貼り合わされた第１圧電セラミック板１９０ａ及び第２圧電セラミック板１９０ｂから成る構造が１つだけ設けられていたが、複数の当該構造を積層させても良い。積層構造としては
、十分な振動をカバーパネル２に伝達できることから、２８層以上が好ましく、４４層以上がさらに好ましい。
【００５１】
なお、圧電振動素子１９０としては、圧電セラミックス材料の他に、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸などの有機圧電材料などから構成されてもよい。具体的には、例えば、ポリ乳酸フィルムを第１圧電板および第２圧電板として用い、それらが積層することで構成されている。なお、電極も例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ、すなわちインジウム錫酸化物）など透明電極が用いられることも可能である。
【００５２】
このような構造を有する圧電振動素子１９０は、図１０に示されるように、カバーパネル２の内側主面２０の周端部に配置される。具体的には、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における、カバーパネル２の短手方向の中央部に配置される。また、圧電振動素子１９０は、その長手方向が、カバーパネル２の短手方向に沿うように配置され、カバーパネル２の短手方向に沿って撓み振動を行う。そして、圧電振動素子１９０の長手方向の中心は、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心と一致している。
【００５３】
ここで、撓み振動を行う圧電振動素子１９０では、その長手方向の中心が最も変位量が大きくなる。したがって、圧電振動素子１９０の長手方向の中心が、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における短手方向の中心と一致することによって、圧電振動素子１９０における、撓み振動での変位量が最大となる箇所が、カバーパネル２の内側主面２０の上側端部における短手方向の中心に一致するようになる。
【００５４】
また、カバーパネル２の上側端部における、前面側ケース部３及び表示パネル１２０が取り付けられない部分領域２２０は、カバーパネル２の短手方向に沿って長くなっている。圧電振動素子１９０は、その長手方向（撓み振動を行う方向）が、部分領域２２０の長手方向に沿うように当該部分領域２２０に配置されることから、当該部分領域２２０は振動し易くなる。よって、カバーパネル２から使用者に受話音を伝達し易くなる。
【００５５】
＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る携帯端末１では、圧電振動素子１９０がカバーパネル２を振動させることによって、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。言い換えれば、圧電振動素子１９０自身の振動がカバーパネル２に伝わることにより、当該カバーパネル２から気導音及び伝導音が使用者に伝達される。
【００５６】
ここで、気導音とは、外耳道孔（いわゆる「耳の穴」）に入った音波（空気振動）が鼓膜を振動させることによって、人の脳で認識される音である。一方で、伝導音とは、耳介が振動させられ、その耳介の振動が鼓膜に伝わって当該鼓膜が振動することによって、人の脳で認識される音である。以下に、気導音及び伝導音について詳細に説明する。
【００５７】
図１１は気導音及び伝導音を説明するための図である。図１１には、携帯端末１の使用者の耳の構造が示されている。図１１においては、波線４００は気道音が脳で認識される際の音信号（音情報）の伝導経路を示している。実線４１０は伝導音が脳で認識される際の音信号の伝導経路を示している。
【００５８】
カバーパネル２に取り付けられた圧電振動素子１９０が、受話音を示す電気的な音信号に基づいて振動させられると、カバーパネル２が振動して、当該カバーパネル２から音波が出力される。使用者が、携帯端末１を手に持って、当該携帯端末１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に近づけると、あるいは当該携帯端末１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると（接触させると）、当該カバーパネル２から出力される音
波が外耳道孔３１０に入る。カバーパネル２からの音波は、外耳道孔３１０内を進み、鼓膜３２０を振動させる。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わって、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して気導音が伝達される。
【００５９】
また、使用者が、携帯端末１を手に持って、当該携帯端末１のカバーパネル２を当該使用者の耳介３００に当てると、耳介３００が、圧電振動素子１９０によって振動させられているカバーパネル２によって振動させられる。耳介３００の振動は鼓膜３２０に伝わり、鼓膜３２０が振動する。鼓膜３２０の振動は耳小骨３３０に伝わり、耳小骨３３０が振動する。そして、耳小骨３３０の振動は蝸牛３４０に伝わり、蝸牛３４０において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経３５０を通って脳に伝達され、脳において受話音が認識される。このようにして、カバーパネル２から使用者に対して伝導音が伝達される。図１１では、耳介３００内部の耳介軟骨３００ａも示されている。
【００６０】
なお、ここでの伝導音は、骨導音（「骨伝導音」とも呼ばれる）とは異なるものである。骨導音は、頭蓋骨を振動させて、頭蓋骨の振動が直接蝸牛などの内耳を刺激することによって、人の脳で認識される音である（振動音とも呼ばれる）。図１１においては、例えば下顎骨５００を振動させた場合において、骨伝導音が脳で認識される際の音信号の伝達経路を複数の円弧４２０で示している。
【００６１】
このように、本実施の形態では、圧電振動素子１９０が前面のカバーパネル２を適切に振動させることによって、カバーパネル２から携帯端末１の使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができる。使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を近づけることによって当該カバーパネル２からの気導音を聞くことができる。また使用者は、カバーパネル２に耳（耳介）を接触させることによって当該カバーパネル２からの気導音及び伝導音を聞くことができる。本実施の形態に係る圧電振動素子１９０では、使用者に対して適切に気導音及び伝導音を伝達できるように、その構造が工夫されている。使用者に対して気導音及び伝導音を伝えることができるように携帯端末１を構成することによって様々メリットが発生する。
【００６２】
例えば、使用者は、カバーパネル２を耳に当てれば音が聞こえることから、携帯端末１において耳を当てる位置をそれほど気にすることなく通話を行うことができる。
【００６３】
また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳をカバーパネル２に強く押し当てることによって、伝導音の音量を大きくしつつ、周囲の騒音を聞こえにくくすることができる。よって、使用者は、周囲の騒音が大きい場合であっても、適切に通話を行うことができる。
【００６４】
また、使用者は、耳栓やイヤホンを耳に取り付けた状態であっても、カバーパネル２を耳（より詳細には耳介）に当てることによって、携帯端末１からの受話音を認識することができる。また、使用者は、耳にヘッドホンを取り付けた状態であっても、当該ヘッドホンにカバーパネル２を当てることによって、携帯端末１からの受話音を認識することができる。
【００６５】
なお、カバーパネル２のうち、圧電振動素子１９０が取り付けられている部分が比較的振動し易くなる。したがって、使用者は、カバーパネル２のうち圧電振動素子１９０が取り付けられている上側端部（特に上側端部の短手方向の中央部）に対して、耳を近づけたり、耳を押し当てたりすると、カバーパネル２からの音が聞こえ易くなる。
【００６６】
また、上記の例では、圧電振動素子１９０は１つだけ設けられているが、カバーパネル２の内側主面２０上に複数の圧電振動素子１９０を設けても良い。例えば、複数の圧電振動素子１９０がカバーパネル２の短手方向に沿って並べられてもよい。圧電振動素子１９０は２つ以上の圧電振動素子１９０を設けてもよい。
【００６７】
また、上述の説明では振動素子として圧電振動素子を主として説明したが、振動素子としては、圧電振動素子に限定されず、例えば、偏心モーター（ERM：Eccentric Rotating Mass）、リニア・バイブレータなど、通話相手からの音声を伝えるための振動以外の用途のためにカバーパネル２を振動させるものでもよい。例えば、ユーザによるカバーパネル２への操作開始時の振動、着信報知のための振動でもよい。
【００６８】
また、上記の例では、本願発明を携帯電話機に適用する場合を例にあげて説明したが、本願発明は、スマートフォン等の携帯電話機以外の携帯端末、例えばタブレット端末等にも適用することができる。携帯端末としては、内部に振動素子を有し、その振動素子により振動する上述の結晶材料から構成されるパネルを有していればよい。携帯電話およびタブレット端末以外の携帯端末としては他に、腕時計、メガネ、かつら、ベルト、ポータブルレコーダ、ポータブルプレイヤーなどが挙げられる。また、上述した内容では、パネルとしてカバーパネル２を述べてきたが、カバーパネルのように外部に向けて露出したパネル以外でもよい。
【００６９】
例えば、メガネが本発明における携帯端末である場合、メガネのフレーム内に振動素子を設け、その振動素子によってフレーム内部のパネルを振動させてもよいし、フレームの外部を形成するカバーパネルを振動させてもよい。
【００７０】
以上のように、携帯端末１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【００７１】
＜実施例＞
マイク（B&K製の4128-D）を取り付けた音圧測定機（B&K製の3560-C-T62）を使用し、無響室にて音圧測定を行なった。試験片としては、以下４種類のサファイアパネルを準備した。
【００７２】
サファイアパネル１：厚み0.40 mm、主面がサファイア単結晶Ａ面
サファイアパネル２：厚み0.45 mm、主面がサファイア単結晶Ａ面
サファイアパネル３：厚み0.50 mm、主面がサファイア単結晶Ａ面
サファイアパネル４：厚み0.40 mm、主面がサファイア単結晶Ｒ面
サファイアパネルの裏面の下辺から５０ｍｍの位置であって横方向（前記下辺と平行な方向）中央部に、圧電振動素子（層数：２８層）を設置した。なお、圧電振動素子は矩形状であり、圧電振動素子の長辺が、サファイアパネルの前記下辺と略平行になるように圧電振動素子を設置した。
【００７３】
そして、圧電振動素子が設けられたサファイアパネルを、中央に直径２６ｍｍの穴を有する円状金属部（直径６０ｍｍ）に対して、前記穴に圧電振動素子が位置するように固定した。なお、前記固定には、両面テープを用いた。
【００７４】
固定されたサファイアパネルに対する距離が５．０ｍｍとなるように、サファイアパネルの表面側にマイクを設置し、特定周波数におけるサファイアパネルの振動をマイクで集
音して音圧を測定した。
【００７５】
また、サファイアパネルの比較として、ガラスパネル（厚み：0.70mm）を用いて、同様の測定を行なった。
【００７６】
以下は、通話音声で用いられる１ｋＨｚの周波数における音圧結果をそれぞれ以下に示す。
【００７７】
サファイアパネル１の音圧測定結果：９２．５ｄＢ
サファイアパネル２の音圧測定結果：９０．４ｄＢ
サファイアパネル３の音圧測定結果：８６．０ｄＢ
サファイアパネル４の音圧測定結果：９４．８ｄＢ
ガラスパネルの音圧測定結果：９４．３ｄＢ
上記結果より、サファイアパネル３の場合、十分な音圧が得られた。
【００７８】
サファイアパネル１、２および４の場合、サファイアパネル３と比較してさらに十分な音圧が得られた。
【００７９】
サファイアパネル１とサファイアパネル２の音圧の差と、サファイアパネル２とサファイアパネル３との音圧の差を比較すると、厚みを0.5mmから0.45mmにした場合の音圧の増
加量（４．４ｄＢ）が、厚みを0.45mmから0.40mmにした場合の音圧の増加量（２．１ｄＢ）よりも大きく、サファイアパネルの厚みを0.5mmから0.45mmに小さくすることで、大幅
に音圧が向上していることが確認できた。
【００８０】
サファイアパネル１およびサファイアパネル４の場合、ガラスパネルを用いた比較結果と比べても遜色のない音圧が確認できた。
【００８１】
サファイアパネル４とサファイアパネル１とを比較することで、主面がＲ面の場合と、主面がＡ面の場合での音圧を比較すると、主面をＲ面としたときの音圧の方が大きいことがわかった。
【符号の説明】
【００８２】
１  携帯端末  
２  カバーパネル
２０  第１主面
２１  第２主面
１００  制御部
１２０  表示パネル
１２０ａ  表示面
１９０  圧電振動素子
２６０  貼付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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