JP6382511B2 - Electronics - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device.
従来、いわゆる液晶パネルや有機ELパネル等の画像表示デバイスを内蔵した、デジタルカメラや携帯電話等の電子機器が用いられている。近年では、比較的大きな画像を表示するとともにタッチパネル等の入力装置を備える、いわゆるスマートフォン端末やタブレット端末といわれる携帯型の電子機器が急速に普及し始めている。例えば特許文献1には、このようないわゆるスマートフォンに関する技術が開示されている。これら携帯型の電子機器には、内蔵された液晶パネルや有機ELパネル等の画像表示デバイスの画像表示面を保護する透光性カバー部材が、電子機器の外装の一部に配置されて用いられている。この透光性カバー部材のうち特に画像表示デバイスの画像表示面を保護する透光性カバー部材には、例えばアミノケイ酸ガラス等からなるいわゆる強化ガラスが主に用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic devices such as digital cameras and mobile phones that incorporate image display devices such as so-called liquid crystal panels and organic EL panels have been used. In recent years, portable electronic devices referred to as so-called smartphone terminals and tablet terminals that display a relatively large image and include an input device such as a touch panel have been rapidly spreading. For example,
透光性カバー部材には、外部から衝撃が加わった場合に割れ難いことが求められる。また、例えばいわゆるスマートフォンやタブレット端末は、従来の携帯電話端末に比べて画面サイズが大型化しており、操作者の近くにいる他人からも画像表示面に表示された画像が見えやすい。このため、操作者の近くにいる人など、他人からは画像表示面に表示された画像が見え難いことも求められている。しかしながら、これらの要求を高いレベルで満足する透光性カバー部材は得られていなかった。 The translucent cover member is required to be difficult to break when an impact is applied from the outside. In addition, for example, so-called smartphones and tablet terminals have a larger screen size than conventional mobile phone terminals, and it is easy for others near the operator to view the image displayed on the image display surface. For this reason, it is also required that an image displayed on the image display surface is difficult to be seen by others such as a person near the operator. However, a translucent cover member that satisfies these requirements at a high level has not been obtained.
本発明は、画像表示面を有する画像表示デバイスと、前記画像表示面に対向する一方主面を有する透光性カバー部材とを備える電子機器であって、前記透光性カバー部材は、前記一方主面を備える第1層と、前記第1層と接合した第2層とを有し、前記第1層はアルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体からなり、前記第2層の屈折率は前記第1層の屈折率よりも高く、前記第2層はダイヤモンド状硬質炭素を主成分とすることを特徴とする電子機器を提供する。 The present invention is an electronic apparatus comprising an image display device having an image display surface and a translucent cover member having one main surface facing the image display surface, wherein the translucent cover member is the one A first layer having a main surface; and a second layer joined to the first layer, wherein the first layer is made of a single crystal mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), and refractive index of the layer is rather higher than the refractive index of the first layer, the second layer to provide an electronic apparatus, characterized in that the main component of diamond-like hard carbon.
本発明によれば、外部から衝撃が加わった場合に割れ難く、かつ画像表示面に表示される画像が操作者以外から見え難い。 According to the present invention, it is difficult to break when an impact is applied from the outside, and an image displayed on the image display surface is difficult to be seen by other than the operator.
以下、図面を参照して本願発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<電子機器の外観>
図1(a)は、本発明の電子機器100の外観を示す斜視図であり、図1(b)は図1(a)に示す電子機器が備える、本発明の透光性カバー部材1の斜視図である。また図2は、電子機器100の外観を示す前面図であり、図3は電子機器100の外観を示す裏面図である。本実施形態に係る電子機器100は、例えば携帯電話機である。また図4は電子機器100を示す断面図である。
<Appearance of electronic equipment>
Fig.1 (a) is a perspective view which shows the external appearance of the
図1〜4に示されるように、電子機器100は、透光性カバー部材1とケース部分2と画像表示面52aを有する画像表示デバイス52とを備えている。透光性カバー部材1は、平面視において略長方形状の基板である。透光性カバー部材1とケース部分2とは組み合わされることによって機器ケース3を構成している。透光性カバー部材1は、画像表示面52aに対向する一方主面1A、および一方主面1Aと反対側の他方主面1Bを有する。透光性カバー部材1には、文字、記号、図形等の各種情報が表示される表示部分1aが設けられている。表示部分1aは例えば平面視で長方形を成している。透光性カバー部材1における、表示部分1aを取り囲む周縁部分1b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おり、情報が表示されない非表示部分となっている。透光性カバー部材1の内側主面には後述するタッチパネル53が貼り付けられており、使用者は、透光性カバー部材1の他方主面1Bの表示部分1aを指等で操作することによって、電子機器100に対して各種指示を与えることができる。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
図5は、透光性カバー部材1について説明する部分断面図である。透光性カバー部材1は、一方主面1Aを備える第1層1αと、第1層1αと接合した第2層1βとを有して構成されている。第1層1αはアルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体からなり、第2層1βの屈折率Nβは第1層1αの屈折率Nαよりも高い。第2層1βはダイヤモンド状硬質炭素からなる。透光性カバー部材1の一方主面1Aには、タッチパネル53が接着層59を介して接合されている。接着層59は、タッチパネル53を構成するガラス部材と同等の屈折率NG(NGは約1.45)を有している。ガラスを主に使用しているタッチパネルと透光性カバー部材とを接合する接着剤としては、接着層59と同様、ガラスに合わせて屈折率が調整された、屈折率が1.45程度の接着剤を使用してもよい。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view illustrating the
アルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体は一般的にはサファイアと呼ばれ、強化ガラス等と比較して傷がつき難く、割れ難い。本明細書では、アルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体を単にサファイアともいう。本明細書において「主成分」として含む場合は、具体的には少なくとも50質量%、好ましくは70質量%含むことをいう。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、透光性カバー部材1のAl2O3純度(含有量)は99質量%以上であることが好ましい。
A single crystal containing alumina (Al 2 O 3 ) as a main component is generally called sapphire, and is less likely to be scratched and harder to crack than tempered glass. In this specification, a single crystal body mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ) is also simply referred to as sapphire. In the present specification, when it is contained as a “main component”, it specifically means that it is contained at least 50% by mass, preferably 70% by mass. The Al 2 O 3 purity (content) of the
ダイヤモンド状硬質炭素は、実質的に炭素からなり、若干の結晶質を含んでいても良い
が基本的に非晶質構造をしたもので、規則的な結晶構造を持つダイヤモンド、立方晶窒化硼素(cBN)、六方晶窒化硼素(hBN)とは異なる組成のものである。この非晶質ダイヤモンド状硬質炭素をグラファイトやダイヤモンドの同定によく用いられるラマン分光分析装置を使って調べると、ダイヤモンドのピーク位置である1333cm−1と、グラファイトのピーク位置である1550cm−1の近傍にそれぞれピークを有する。なお、本実施形態のダイヤモンド状硬質炭素の膜は、ピークがダイヤモンドあるいはグラファイトのいずれか一方に偏っていてもよく、好ましくはダイヤモンドのピーク位置に偏っている。このようなダイヤモンド状硬質炭素は、ユニバーサル硬度が20〜50GPaと非常に硬い硬度を有しており耐摩耗性が高い。非晶質ダイヤモンド状硬質炭素の膜は、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、PVD法、CVD法等の薄膜形成手段を用いることができる。
Diamond-like hard carbon consists essentially of carbon and may contain some crystalline material, but basically has an amorphous structure, such as diamond having a regular crystal structure, cubic boron nitride ( cBN) and hexagonal boron nitride (hBN). When this amorphous diamond-like hard carbon is examined using a Raman spectroscopic analyzer often used for identification of graphite and diamond, the peak position of diamond is 1333 cm −1 and the vicinity of graphite peak position is 1550 cm −1 . Each has a peak. In the diamond-like hard carbon film of the present embodiment, the peak may be biased to either diamond or graphite, and is preferably biased to the diamond peak position. Such diamond-like hard carbon has a very hard universal hardness of 20 to 50 GPa and a high wear resistance. For the amorphous diamond-like hard carbon film, thin film forming means such as sputtering, ion plating, PVD, and CVD can be used.
本実施形態の透光性カバー部材1は、第2層1βはダイヤモンド状硬質炭素からなり屈折率Nβは約2.42程度である。またサファイアからなる第1層1αの屈折率Nαは約1.76である。また、空気の屈折率N0は約1.00である。
図5には、透光性カバー基板1の他方主面1Bに届く光(外光)の光路の例が示されている。この外光は、太陽光や照明など、電子機器1の操作時の外部環境光に対応するものである。
FIG. 5 shows an example of an optical path of light (external light) reaching the other
異なる屈折率を有する層の境界部分では、この境界部分を通過する光の反射および屈折が生じる。特に、屈折率が大きい側から小さい側へ進む場合は、屈折率に応じたある角度(臨界角)以上の角度で入射した光は、全反射することが知られている。透光性カバー部材1では、外光が、第1層1αと第2層1βの境界部分D1と、第1層1αと接着層59との境界部分D2との2箇所において、全反射が起こる。
Reflection and refraction of light passing through this boundary portion occurs at the boundary portion of the layers having different refractive indexes. In particular, it is known that light that has entered at an angle equal to or greater than a certain angle (critical angle) corresponding to the refractive index is totally reflected when the refractive index proceeds from the large refractive index side to the small refractive index side. In the
第1層1αと第2層1βとの境界部分D1では、sinθ1=Nα/Nβを満たすθ1以
上の入射角で入射した外光がこの境界部分D1で全反射を起こす。上述のように屈折率Nβは約2.42であり、屈折率Nαは約1.76程度であり、臨界角(第1臨界角)θ1は約47°程度となっている。画像表示面52aの垂線から47°以上傾いた角度範囲(図5に示す領域E1)から見た観察者には、この境界部分D1での全反射による外光の反射光が多く届く。画像表示面52aの一点から広がる光を考えた場合、画像表示面52aの垂線から47°以上傾いた角度範囲(図5に示す領域E1)から見た観察者には、この外光の反射光(全反射による反射光)が相対的に大きくなるので、画像表示面52aからの光が表す画像情報を認識し難くなっている。
At the boundary portion D1 between the first layer 1α and the second layer 1β, external light incident at an incident angle of θ 1 or more that satisfies sin θ 1 = N α / N β causes total reflection at the boundary portion D 1 . The refractive index N beta as described above was about 2.42, the refractive index N alpha is approximately 1.76, the critical angle (the first critical angle) theta 1 is around approximately 47 °. The observer viewed from perpendicular from 47 ° or more oblique angle range of the
電子機器1ではさらに、第1層1αと接着剤層59との境界部分D2では、sinθ2=
NG/Nβを満たすθ2以上の入射角で入射した光がこの境界部分D2で全反射を起こす。上述のように屈折率Nβは約1.76であり、屈折率NGは約1.45程度であり、臨界角(第2臨界角)θ2は約55°程度となっている。画像表示面52aの垂線から55°以上傾いた角度範囲(図5に示す領域E1)から見た観察者には、この境界部分D2での全反射による外光の反射光が多く届く。画像表示面52aの一点から広がる光を考えた場合、画像表示面52aの垂線から55°以上傾いた角度範囲(図5に示す領域E1)から見た観察者には、この外光の反射光(全反射による反射光)が相対的に大きくなるので、画像表示面52aからの光が表す画像情報を認識し難くなっている。
Further, in the
Light incident at an incident angle of θ 2 or more that satisfies N G / N β causes total reflection at this boundary portion D 2 . The refractive index N beta as described above is about 1.76, the refractive index N G is about 1.45, the critical angle (second critical angle) theta 2 is approximately 55 ° about. The observer viewed from perpendicular from 55 ° or more oblique angle range of the
このように透光性カバー部材1を有する電気機器1では、透光性カバー基板1の他方主面1Bに届く光(外光)は、境界部分D1と境界部分D2との2段階の全反射が生じる。すなわち、透光性カバー部材1を備える電子機器1では、図5に示す領域E2からは画像表示面52aに示される画像情報が視認し難く、図5に示す領域E1からは画像表示面5
2aに示される画像情報がさらに視認し難い。電子機器1では、操作者の近くにいる人など、他人からは画像表示面52aに表示された画像が見え難くなっている。特に、画像表示デバイス52から出る光に比べて、太陽光や照明など外光の強さ(照度)が相対的に大きい環境において、画像表示面52aに表示された画像が顕著に見え難くなっている。
As described above, in the
The image information shown in 2a is more difficult to visually recognize. In the
図5に示すように、第2臨界角θ2<第1臨界角θ1の関係にある場合、外光は境界部分D1と境界部分D2との2段階にわたって段階的に反射するので、他人から画像がより見えなくなる点で好ましい。すなわち、第2層1βの屈折率Nβは、(Nα/Nβ)<(NG/Nβ)であることが好ましい。すなわち、(1.76/Nβ)<(1.45/1.
76)であることが好ましく、第2層1βの屈折率Nβは、2.13<Nβであることが好ましい。
As shown in FIG. 5, when the second critical angle θ 2 <the first critical angle θ 1 , the external light is reflected stepwise over the two steps of the boundary portion D1 and the boundary portion D2, and therefore, from other people. This is preferable in that the image becomes less visible. That is, the refractive index N beta in the second layer 1β, (N α / N β ) < is preferably (N G / N β). In other words, (1.76 / N β) < (1.45 / 1.
Is preferably 76), the refractive index Nβ of the second layer 1β is preferably 2.13 <N beta.
第2層1βはダイヤモンド状硬質炭素膜であることに限定されない。例えば、ジルコニア(Zr2O3)を主成分とする単結晶体、チタニア(TiO2)、酸化ハフニウム(HfO2)、五酸化ニオブ(Nb2O5)、五酸化タンタル(TaO5)、酸化亜鉛(ZnO)、および酸化タングステン(WO3)など、サファイアからなる第2層に比べて高い屈折率をもっていればよく特に限定されない。ダイヤモンド状硬質炭素膜は、硬度が高く耐摩耗性が高い等の点で好ましい。 The second layer 1β is not limited to being a diamond-like hard carbon film. For example, a single crystal containing zirconia (Zr 2 O 3 ) as a main component, titania (TiO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), niobium pentoxide (Nb 2 O 5 ), tantalum pentoxide (TaO 5 ), oxidation There is no particular limitation as long as it has a higher refractive index than the second layer made of sapphire, such as zinc (ZnO) and tungsten oxide (WO 3 ). A diamond-like hard carbon film is preferable in terms of high hardness and high wear resistance.
図6は電子機器100の電気的構成を示すブロック図である。図6に示されるように、電子機器100は、制御部50、無線通信部51、画像表示デバイス52、タッチパネル53、圧電振動素子55、外部スピーカ56、マイク57、撮像部58及び電池59を備えており、これらの構成要素は、機器ケース3内に収められている。
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the
制御部50は、CPU50a(図4にも図示している)及び記憶部50b等を備えており、電子機器100の他の構成要素を制御することによって、電子機器100の動作を統括的に管理する。記憶部50bは、ROM及びRAM等で構成されている。制御部50には、CPU50aが記憶部50b内の各種プログラムを実行することによって、様々な機能ブロックが形成される。制御部50は各構成要素から多様かつ大量の情報を受け取り、これら情報を比較的短時間で処理(情報処理)する。この情報処理の際、CPU50aは比較的多くの熱を発生する。CPU50aが発した熱が機器ケース3内にとどまると、機器ケース3内の温度が上昇して、CPU50aの動作が遅くなったり動作不良が生じる場合があり、また機器ケース3内の各部のその他の構成要素の動作不良も発生する場合がある。
The
サファイアからなる透光性カバー部材1は、熱伝導率が約42W/(m・K)であり、例えば熱伝導率が1W/(m・K)程度である石英ガラス等と比べて熱伝導率が大きい。このため電子機器100では、CPU50aから発した熱を、透光性カバー部材1を介して機器ケース3の外に効率的に放出することができる。透光性カバー部材1は、さらに上述のようにステップ−テラス構造60を有するので、他方主面1Bが例えば単純な平面状である場合に比べて、表面積が大きくなっている。すなわち、透光性カバー部材1では、熱の放出面である他方主面1Bの表面積が大きいので、他方主面1Bが例えば単純な平面状である場合に比べて、透光性カバー部材1から放出される単位時間当たりの熱量がさらに大きい。透光性カバー部材1を備える電子機器100では、CPU50aが発した熱は機器ケース3の外部に素早く放出されるので、機器ケース3内の温度上昇が抑制されて、CPU50aおよびその他の構成要素の動作不良も抑制される。また、サファイアからなる透光性カバー部材1は非常に硬度も高く傷がつき難く、また割れ難い。
The
ケース部分2は、電子機器100の前面部分の周縁部分、側面部分及び裏面部分を構成している。本実施形態においては、ケース部分2は、ポリカーボネート樹脂で形成されて
いるが、電子機器を覆う部材であれば特に制限されない。例えば、透光性カバー部材1と同じ材料を用いてもよい。
The
電子機器100は、上述のように、画像表示デバイス52を内部に備えている。画像表示デバイス52は後述する制御部50によって制御されて、文字、記号、図形などを表す画像情報を画像表示面52aに表示する。
As described above, the
画像表示デバイス52は、いわゆる液晶表示パネルであって、図示しないバックライトユニットと図示しない液晶層とを有している。このバックライトユニットのLEDランプとしては、主に青色LED素子に蛍光体が組み合わされた、白色光を発するLEDランプが用いられている。画像表示デバイス52の画像表示面52aに表示される画像情報は、バックライトユニットのLEDランプから発せられた白色光が画像表示デバイス52が備える液晶層を透過することで部分的に着色されることで形成されている。すなわち、LEDランプから発せられた白色光が液晶層を通過する際に、透過する光の波長範囲が部分毎に制限されることで透過光の色が変更されることで、様々な色や形をもつ文字、記号、図形などを表す画像情報が画像表示面52aに形成される。このように画像表示面52aに形成された画像情報を表す光は、透光性カバー部材1の一方主面1Aから入射して他方主面1Bから出射して電子機器100の操作者(使用者)の眼に入り、この操作者は画像情報が表す文字、記号、図形等を認識する。
The
図3に示されるように、電子機器100の裏面101、言い換えれば機器ケース3の裏面には、スピーカ穴20及びマイク穴21があけられている。また電子機器100の裏面101からは、後述する撮像部58が有する撮像レンズ58aが露出している。
As shown in FIG. 3, a
無線通信部51は、図6に示すように、電子機器100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51aで受信する。無線通信部51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50に出力する。制御部50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などを取得する。また無線通信部51は、制御部50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51aから無線送信する。アンテナ51aからの送信信号は、基地局を通じて、電子機器100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。
As shown in FIG. 6, the
画像表示デバイス52は、例えば、液晶画像表示デバイスであって、制御部50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画像表示面52aに表示する。画像表示デバイス52に表示される情報は、透光性カバー部材1の表示部分1aに表示されることによって、当該情報は電子機器100の使用者に視認可能となる。
The
タッチパネル53は、例えば、投影型静電量容量方式のタッチパネルであって、透光性カバー部材1の表示部分1aに対する使用者の操作を検出する。タッチパネル53は、透光性カバー部材1の内側主面に貼り付けられており、互いに対向配置されたシート状の2つの電極センサーを備えている。2つの電極センサーは透明粘着性シートによって貼り合わされている。
The
一方の電極センサーには、それぞれがX軸方向(例えば電子機器100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。他方の電極センサーには、それぞれがY軸方向(例えば電子機器100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。透光性カバー部材1の表示部分1aに対して使用者の指が接触すると、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とによって、タッチパネル53において透光性カバー部材1の表示部分1aに対する操作が検出される。タッチパネル53において生じる、X電極及びY電極の間の静電容量変化は制御部50に伝達され、制御部50は当該静電容量変化に基づいて透光性カバー部材1の表示部分1a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。
One electrode sensor is formed with a plurality of elongated X electrodes that extend along the X-axis direction (for example, the left-right direction of the electronic device 100) and are arranged in parallel to each other. The other electrode sensor is formed with a plurality of elongated Y electrodes that extend along the Y-axis direction (for example, the vertical direction of the electronic device 100) and are arranged in parallel to each other. When a user's finger touches the
圧電振動素子55は、受話音を電子機器100の使用者に伝えるためのものである。圧電振動素子55は、制御部50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50は、受話音を示す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55に印加する。圧電振動素子55が、制御部50によって受話音を示す音信号に基づいて振動させられることによって、電子機器100の使用者には受話音が伝達される。このように、制御部50は、音信号に基づいて圧電振動素子55を振動させる駆動部として機能する。圧電振動素子55については後で詳細に説明する。
The
外部スピーカ56は、制御部50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56から出力される音は、電子機器100の裏面101に設けられたスピーカ穴20から外部に出力される。
The
マイク57は、電子機器100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50に出力する。電子機器100の外部からの音は、当該電子機器100の裏面101に設けられたマイク穴21から当該電子機器100の内部に取り込まれて、マイク57に入力される。
The
撮像部58は、撮像レンズ58a及び撮像素子などで構成されており、制御部50による制御に基づいて、静止画像及び動画像を撮像する。
The
電池59は、電子機器100の電源を出力する。電池59から出力された電源は、電子機器100が備える制御部50や無線通信部51などに含まれる各電子部品に対して供給される。
The
<圧電振動素子の詳細>
図7、8は、それぞれ、圧電振動素子55の構造を示す上面図及び側面図である。図7、8に示されるように、圧電振動素子55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55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55は、例えばバイモルフ構造を有しており、シム材55cを介して互いに貼り合わされた第1圧電セラミック板55a及び第2圧電セラミック板55bを備えている。
<Details of piezoelectric vibration element>
7 and 8 are a top view and a side view showing the structure of the
圧電振動素子55では、第1圧電セラミック板55aに対して正の電圧を印加し、第2圧電セラミック板55bに対して負の電圧を印加すると、第1圧電セラミック板55aは長手方向に沿って伸び、第2圧電セラミック板55bは長手方向に沿って縮むようになる。これにより、図9に示されるように、圧電振動素子55は、第1圧電セラミック板55aを外側にして山状に撓むようになる。
In the
一方で、圧電振動素子55では、第1圧電セラミック板55aに対して負の電圧を印加し、第2圧電セラミック板55bに対して正の電圧を印加すると、第1圧電セラミック板55aは長手方向に沿って縮み、第2圧電セラミック板55bは長手方向に沿って伸びるようになる。これにより、図10に示されるように、圧電振動素子55は、第2圧電セラミック板55bを外側にして山状に撓むようになる。
On the other hand, in the
圧電振動素子55は、図9の状態と図10の状態とを交互にとることによって、撓み振
動を行う。制御部50は、第1圧電セラミック板55aと第2圧電セラミック板55b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55を撓み振動させる。
The
なお、図8〜10に示される圧電振動素子55では、シム材55cを間に挟んで貼り合わされた第1圧電セラミック板55a及び第2圧電セラミック板55bから成る構造が一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。
In addition, in the
<圧電振動素子の配置位置>
図11は、透光性カバー部材1を一方主面1A側から見た際の平面図である。圧電振動素子55は、両面テープ等の接着剤によって、透光性カバー部材1の一方主面1Aに貼り付けられている。圧電振動素子55は、透光性カバー部材1の一方主面1Aにおいて、この透光性カバー部材1を一方主面1A側から見た平面視で画像表示デバイス52及びタッチパネル53とは重ならない位置に配置されている。
<Arrangement position of piezoelectric vibration element>
FIG. 11 is a plan view when the
<圧電振動素子の振動による受話音の発生について>
本実施の形態では、圧電振動素子55が透光性カバー部材1を振動させることによって、当該透光性カバー部材1から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。言い換えれば、圧電振動素子55自身の振動が透光性カバー部材1に伝わることにより、当該透光性カバー部材1から気導音及び伝導音が使用者に伝達されるようになっている。
<Generation of incoming call sound due to vibration of piezoelectric vibration element>
In the present embodiment, the
ここで、気道音とは、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。 Here, the airway sound is a sound that is recognized by the human brain by sound waves (air vibrations) entering the ear canal hole (so-called “ear hole”) vibrating the eardrum. On the other hand, the conduction sound is sound that is recognized by the human brain when the auricle is vibrated and the vibration of the auricle is transmitted to the eardrum and the eardrum vibrates. Hereinafter, the air conduction sound and the conduction sound will be described in detail.
図12は気導音及び伝導音を説明するための図である。図12には、電子機器100の使用者の耳の構造が示されている。図12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おり、実線410が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。
FIG. 12 is a diagram for explaining air conduction sound and conduction sound. FIG. 12 shows the structure of the ear of the user of
透光性カバー部材1に取り付けられた圧電振動素子55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、透光性カバー部材1が振動して、当該透光性カバー部材1から音波が出力される。使用者が、電子機器100を手に持って、当該電子機器100の透光性カバー部材1を当該使用者の耳介200に近づけると、あるいは当該電子機器100の透光性カバー部材1を当該使用者の耳介200に当てると、当該透光性カバー部材1から出力される音波が外耳道孔210に入る。透光性カバー部材1からの音波は、外耳道孔210内を進み、鼓膜220を振動させる。鼓膜220の振動は耳小骨230に伝わり、耳小骨230が振動する。そして、耳小骨230の振動は蝸牛240に伝わって、蝸牛240において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経250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、透光性カバー部材1から使用者に対して気導音が伝達される。
When the
また、使用者が、電子機器100を手に持って、当該電子機器100の透光性カバー部材1を当該使用者の耳介200に当てると、耳介200が、圧電振動素子55によって振動させられている透光性カバー部材1によって振動させられる。耳介200の振動は鼓膜220に伝わり、鼓膜220が振動する。鼓膜220の振動は耳小骨230に伝わり、耳小骨230が振動する。そして、耳小骨230の振動は蝸牛240に伝伝わり、蝸牛240において電気信号に変換される。この電気信号は、聴神経250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、透光性カバー部材1から使用者に対して伝導音が伝達される。図11では、耳介200内部の耳介軟骨200aも示されている。
Further, when the user holds the
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。図11においては、例えば下顎骨300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。
The conduction sound here is different from the bone conduction sound (also referred to as “bone conduction sound”). Bone conduction sound is sound that is recognized by the human brain by vibrating the skull and directly stimulating the inner ear such as the cochlea. In FIG. 11, for example, when the
このように、本実施の形態に係る電子機器100では、圧電振動素子55が前面の透光性カバー部材1を適切に振動させることによって、透光性カバー部材1から電子機器100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。本実施の形態に係る圧電振動素子55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電子機器100を構成することによって様々メリットが発生する。
As described above, in the
例えば、使用者は、透光性カバー部材1を耳に当てれば音が聞こえることから、電子機器100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。
For example, since the user can hear a sound when the
また、使用者は、周囲の騒音が大きい場合には、耳を透光性カバー部材1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。
In addition, when the ambient noise is large, the user can make the surrounding noise difficult to hear while increasing the volume of the conduction sound by strongly pressing the ear against the
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、透光性カバー部材1を耳(より詳細には耳介)に当てることによって、電子機器100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、当該ヘッドホンに透光性カバー部材1を当てることによって、電子機器100からの受話音を認識することができる。
In addition, even when the user has earplugs or earphones attached to the ears, the user can receive a reception sound from the
<受話口の穴(レシーバ用の穴)について>
携帯電話機などの電子機器では、当該電子機器の内部に設けられたレシーバ(受話用スピーカ)から出力される音を当該電子機器の外部に取り出すために、前面の透光性カバー部材1に受話口の穴があけられることがある。
<About the earpiece hole (receiver hole)>
In an electronic device such as a cellular phone, the earpiece is placed on the
本実施の形態に係る電子機器100では、透光性カバー部材1が振動することによって受話音が発生することから、電子機器100に受話口の穴が無くても、受話音を適切に使用者に伝えることができる。透光性カバー部材1はアルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体であって、強化ガラス等とも比べて非常に硬い。さらに、各種薬品に対する耐性も非常に高い。このようなアルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体を加工して、例えが受話口の穴をあける加工を行う場合は、例えばレーザー加工装置等の高額な製造装置が必要となったり、加工に要する時間が長くなってしまい、製造コストが比較的大きくなる場合がある。本実施形態の透光性カバー部材1は受話口の穴を有さないので、この穴加工にかかるコストが生じず、電子機器100の製造コストが小さい。また、透光性カバー部材1に受話口の穴を有さないので、透光性カバー部材1の強度が比較的高く維持されている。また、本実施の形態では、電子機器100の表面に受話口の穴がないことから、受話口の穴から水やほこり等が入るといった問題が発生しない。よって、電子機器100では、この問題に対する防水構造や防塵構造が不要となり、電子機器100のさらなるコストダウンを図ることができる。
In the
なお、上述の例では、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、本願発明は携帯電話機以外の電子機器にも適用することができる。例えば、本願発明は、ゲーム機、ノートパソコン、ポータブルナビゲーションシステムなどに適用することができる。また、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。 In the above example, the case where the present invention is applied to a mobile phone has been described as an example, but the present invention can also be applied to an electronic device other than a mobile phone. For example, the present invention can be applied to game machines, notebook personal computers, portable navigation systems, and the like. In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.
1 透光性カバー部材
1A 一方主面
1B 他方主面
50 制御部
52 画像表示デバイス
52a 画像表示面
53 タッチパネル
55 圧電振動素子
100 電子機器
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記画像表示面に対向する一方主面を有する透光性カバー部材とを備える電子機器であって、
前記透光性カバー部材は、前記一方主面を備える第1層と、前記第1層と接合した第2層とを有し、
前記第1層はアルミナ(Al2O3)を主成分とする単結晶体からなり、
前記第2層の屈折率は前記第1層の屈折率よりも高く、前記第2層はダイヤモンド状硬質炭素を主成分とすることを特徴とする電子機器。 An image display device having an image display surface;
An electronic device comprising a translucent cover member having one main surface facing the image display surface,
The translucent cover member has a first layer having the one main surface, and a second layer joined to the first layer,
The first layer is made of a single crystal mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ),
The refractive index of the second layer is rather higher than the refractive index of the first layer, the electronic device wherein the second layer, characterized in that the main component of diamond-like hard carbon.
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