JP2013229908A

JP2013229908A - 携帯端末

Info

Publication number: JP2013229908A
Application number: JP2013128700A
Authority: JP
Inventors: Toru Takahashi; 徹高橋; Satoru Iwasaki; 悟岩崎; Yasuto Fujii; 靖人藤井; Harumi Hayashi; 春美林
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2032-07-26
Also published as: JP5934145B2; US9883291B2; US20150023530A1; CN103891313B; WO2013145354A1; JPWO2013145354A1; CN103891313A; EP2833647A4; KR20130135854A; KR101501624B1; EP2833647A1

Abstract

【課題】特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を提供する。
【解決手段】外部へ露出した第１の面１２ａを有する振動板１２と、音声情報を有する電気信号に基づいて振動板１２を振動させる振動素子１４と、電気信号を出力する電子回路１７とを少なくとも有しており、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であることを特徴とする携帯端末とする。特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、携帯端末に関するものである。

従来、騒音環境下においても音声情報を取得可能とするために、音声情報に応じて振動する突起部を外耳道に挿入することによって音声情報を人体に伝達する携帯端末が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００３−３４８２０８号公報

しかしながら、上述した従来の携帯端末は、突起部を外耳道に挿入するために位置合わせを必要とするという問題があった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を提供することにある。

本発明の携帯端末は、外部へ露出した第１の面を有する振動板と、音声情報を有する電気信号に基づいて前記振動板を振動させる振動素子と、前記電気信号を出力する電子回路とを少なくとも有しており、振動している前記振動板の前記第１の面内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であることを特徴とするものである。なお、振幅αに対する振幅βの比γを、γ＝２０ｌｏｇ_１０（β／α）と定義する。

本発明の携帯端末によれば、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

本発明の実施の形態の例である携帯端末を模式的に示す斜視図である。図１におけるＢ−Ｂ’線断面図である。図１におけるＣ−Ｃ’線断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態の例の携帯端末における振動の状態を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の携帯端末を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の例である携帯端末を模式的に示す斜視図である。図２は、図１におけるＢ−Ｂ’線断面図である。図３は、図１におけるＣ−Ｃ’線断面図である。

本例の携帯端末は、図１〜３に示すように、筐体１１と、振動板１２と、第１の接合部材１３と、振動素子１４と、第２の接合部材１６と、電子回路１７と、ディスプレー１８とを備えている。なお、振動板１２はディスプレー１８のカバーとして機能している。

筐体１１は、１つの面が開口した箱状の形状を有している。筐体１１は、剛性および弾性が大きい合成樹脂等の材料を好適に用いて形成することができる。そして、筐体１１は、振動板１２を振動可能に支持する支持体としても機能している。

ディスプレー１８は、画像情報を表示する機能を有する表示装置であり、例えば、液晶ディスプレー，プラズマディスプレー，および有機ＥＬディスプレー等の既知のディスプレーを好適に用いることができる。また、ディスプレー１８は、タッチパネル等の入力装置を含むものであっても構わない。

振動板１２は、薄板状の形状を有しており、外部へ露出した主面である第１の面１２ａと、内側の主面である第２の面１２ｂとを有している。そして、振動板１２は、第２の面１２ｂがディスプレー１８に接合されて、ディスプレー１８と一体化しており、ディスプレー１８のカバーとして機能している。なお、ディスプレーのカバー（振動板１２）は、ディスプレー１８よりも外側に位置しているものであり、ディスプレー１８との間に他のものが存在していても構わない。振動板１２は、アクリル樹脂やガラス等の剛性および弾性が大きい材料を好適に用いて形成することができる。また、振動板１２は、第２の面１２ｂの周囲のみが第２の接合部材１６を介して筐体１１に固定されており、振動可能に筐体１１に取り付けられている。振動板１２の厚みは、例えば、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に設定される。

振動素子１４は、分極された複数層の圧電体層と複数の電極層とが積層されて形成された板状の積層体からなる圧電素子であり、電極層と圧電体層とが交互に配置されて構成されている。すなわち、振動素子１４は、複数の圧電体層の積層方向における一方の端面（一方主面）が、第１の接合部材１３を介して振動板１２の第２の面１２ｂに全体的に接合されている。

また、振動素子１４は、ある瞬間に加えられる電界の向きに対する分極の向きが、振動素子１４の厚み方向における一方側半分と他方側半分とで逆転するようにされている。よって、例えば、電気信号が加えられて、ある瞬間に、振動素子１４の厚み方向における一方側半分が、振動素子１４の長さ方向において伸びるときには、振動素子１４の厚み方向における他方側半分が、振動素子１４の長さ方向において縮むようにされている。これにより、振動素子１４は、電気信号が加えられることによって、単独で屈曲振動することができる。このように、振動素子１４は、バイモルフ構造を有する圧電体（圧電バイモルフ素子）で構成されている。

このような構成を有する振動素子１４は、音声情報を有する電気信号が入力されて、その電気信号に基づいて屈曲振動する。そして、振動素子１４の屈曲振動により、第１の接合部材１３を介して振動素子１４に接合された振動板１２が屈曲振動する。すなわち、振動素子１４は、音声情報を有する電気信号に基づいて振動板１２を屈曲振動させる。

振動素子１４は、例えば、長さが１５ｍｍ〜４０ｍｍ，幅が２ｍｍ〜５ｍｍ，厚みが０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の直方体状の形状に設定される。振動素子１４を構成する圧電体層は、例えば、ジルコン酸鉛（ＰＺ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、Ｂｉ層状化合物、タングステンブロンズ構造化合物等の非鉛系圧電体材料等を好適に用いて形成することができるが、他の圧電材料を用いても構わない。圧電体層の１層の厚みは、例えば、０．０１〜０．１ｍｍ程度に設定することが望ましい。また、大きな屈曲振動を得るために、２００ｐｍ／Ｖ以上の圧電ｄ３１定数を有することが望ましい。振動素子１４を構成する電極層は、例えば、銀や銀とパラジウムとの合金等の金属成分に加えて、セラミック成分やガラス成分を含有させたものを好適に用いて形成することができるが、他の既知の
金属材料を用いて形成しても構わない。

このような振動素子１４は、例えば次のような方法によって作製することができる。まず、圧電材料の粉末にバインダー、分散剤、可塑剤、溶剤を添加して掻き混ぜて、スラリーを作製し、得られたスラリーをシート状に成形し、グリーンシートを作製する。次に、グリーンシートに導体ペーストを印刷して電極層パターンを形成し、この電極層パターンが形成されたグリーンシートを積層して、積層成形体を作製した後に、脱脂、焼成し、所定寸法にカットすることにより積層体を得る。次に、表面電極を形成するための導体ペーストを印刷し、所定の温度で焼付けた後に、電極層を通じて直流電圧を印加して圧電体層の分極を行う。このようにして、振動素子１４を得ることができる。

なお、振動素子１４は、電気信号に基づいて振動板１２を屈曲振動させる機能を有するものであれば良い。例えば、振動素子１４は、ユニモルフ型の圧電素子であっても良い。また、振動素子１４は、圧電素子でなくても良く、例えば、スピーカーを振動させる振動素子としてよく知られた、動電型の振動素子や、静電型の振動素子や、電磁型の振動素子であっても構わない。なお、動電型の振動素子は、永久磁石の磁極の間に配置されたコイルに電流を流してコイルを振動させるようなものであり、静電型の振動素子は、向き合わせた２つの金属板にバイアスと電気信号とを流して金属板を振動させるようなものであり、電磁型の振動素子は、電気信号をコイルに流して薄い鉄板を振動させるようなものである。

第１の接合部材１３は、フィルム状の形状を有している。また、第１の接合部材１３は、振動板１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板１２よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、第１の接合部材１３は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板１２よりも大きく変形する。また、第１の接合部材１３は、振動板１２の第２の面１２ｂの一部に一方主面が全体的に固定されているとともに、他方主面に振動素子１４の一方主面が全体的に固定されている。すなわち、第１の接合部材１３を介して振動板１２と振動素子１４とが接合されている。なお、第１の接合部材１３は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような第１の接合部材１３としては、例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤である各種弾性接着剤等を好適に用いることができる。なお、第１の接合部材１３の厚みは、振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも大きくなるように設定されるとともに、厚くなりすぎて振動が減衰されすぎないように設定されており、例えば、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度に設定される。

第２の接合部材１６は、フィルム状の形状を有している。また、第２の接合部材１６は、振動板１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板１２よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、第２の接合部材１６は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板１２よりも大きく変形する。また、第２の接合部材１６は、一方主面が全体的に振動板１２の第２の面１２ｂの周縁部に固定されているとともに、他方主面が全体的に筐体１１に固定されている。すなわち、第２の接合部材１６を介して振動板１２と筐体１１とが接合されている。なお、第２の接合部材１６は、単一のものであっても、いくつかの部材からなる複合体であっても構わない。このような第２の接合部材１６としては、例えば、不織布等からなる基材の両面に粘着剤が付着された両面テープや、弾性を有する接着剤である各種弾性接着剤等を好適に用いることができる。なお、第２の接合部材１６の厚みは、厚くなりすぎて振動が減衰されすぎないように設定されており、例えば、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍ程度に設定される。すなわち、第２の接合部材１６は、筐体１１に振動板１２の振動を伝達可能に形成されている。

電子回路１７は、振動板１２を振動させることによって人体へ伝達する音声情報を有す
る電気信号を振動素子１４へ出力するための回路や、ディスプレー１８に表示させる画像情報を処理する回路や、通信回路等を有している。なお、画像情報を処理する回路や通信回路を有していなくても構わない。また、他の機能を実現する回路を有していても構わない。さらに、複数の電子回路１７を有していても構わない。このような電子回路１７は、図示せぬ配線によって振動素子１４およびディスプレー１８に接続されている。

図４（ａ）〜（ｃ）は、本例の携帯端末における振動の状態を模式的に示す断面図である。なお、図４（ａ）〜（ｃ）においては、筐体１１，第２の接合部材１６，電子回路１７およびディスプレー１８の図示を省略している。

前述したように、本例の携帯端末は、電気信号が加えられて屈曲振動する振動素子１４が、変形可能な第１の接合部材１３を介して振動板１２に接合されている。よって、電気信号が加えられて振動素子１４が屈曲振動すると、第１の接合部材１３は、自身が変形することによって振動素子１４の振動を許容しつつ、振動素子１４の振動を振動板１２に伝達する。

例えば、図４（ａ）に示す状態では、振動素子１４は、図中の上側に凸に撓んでおり、振動板１２は、上に凸に撓んでいるものの、撓み量は振動素子１４よりも小さくなっている。また、図４（ｃ）に示す状態では、振動素子１４は、図中の下側に凸に撓んでおり、振動板１２は、下に凸に撓んでいるものの、撓み量は振動素子１４よりも小さくなっている。このように、本例の携帯端末は、電気信号が加えられて、振動素子１４が振動するとともに、第１の接合部材１３の変形によって、振動板１２の振動素子１４が取り付けられた部分が、振動素子１４よりも小さい振幅で振動する。よって、振動板１２が耳などの人体に接触した場合においても、振動素子１４の振動が妨げられるのを低減することができる。

また、第１の接合部材１３の厚みが振動素子１４の屈曲振動の振幅よりも大きいとともに、第１の接合部材１３は、振動板１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されており、振動板１２よりもヤング率，剛性率，体積弾性率等の弾性率や剛性が小さい。すなわち、第１の接合部材１３は、変形可能であり、同じ力が加わったときに、振動板１２よりも大きく変形する。

第１の接合部材１３が固くて変形しにくい場合には、振動素子１４と振動板１２とが殆ど同じ振幅で振動することになるが、この場合、振動素子１４の振動が妨げられてしまう。例えば、図４（ｃ）に示すように、振動素子１４が下に凸に変形する場合、振動素子１４の厚み方向における振動板１２側の半分は、長さ方向において収縮する。すると、それに接合されている振動板１２は、上に凸に変形しようとする。よって、振動素子１４が曲がろうとする方向と振動板１２が曲がろうとする方向とが逆になるため、これによって生じる応力によって、振動素子１４の振動が妨げられてしまう。

本例の携帯端末では、第１の接合部材１３は、振動板１２よりも柔らかく変形しやすいもので形成されているため、振動素子１４の振動の妨げを低減し、振動板１２を強く振動させることができるとともに、振動板１２が耳などの人体に接触した場合においても、振動素子１４の振動が妨げられるのを低減することができる。

またさらに、本例の携帯端末は、振動を伝達可能な第２の接合部材１６を介して振動板１２が筐体１１に固定されており、電気信号が加えられて、振動素子１４と、振動板１２と、筐体１１とが共に振動する。これにより、振動板１２の振幅を小さくすることができるとともに、振動板１２の第１の面１２ａの面内の位置による振幅の差異を小さくすることができる。また、振動する物体の質量を増加させることができるので、振動エネルギー
を大きくすることができる。よって、振動板１２から生じる音響を小さくすることができるとともに、振動板１２が耳などの人体に接触して、振動板１２に荷重が加わった場合における、振動板１２の振幅の低下を低減することができる。

そして、本例の携帯端末は、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下になるようにするのが望ましい。すなわち、振動素子１４に音声情報を有する電気信号を与えることによって振動板１２を振動させて、振動板１２の第１の面１２ａの振幅と、振動板１２の第１の面１２ａに耳を近接させたときの聞こえ具合とを比較した結果、音声情報を取得する（会話の内容を聞き取る）ことが可能な最小の振幅に対する、音が大きすぎて苦痛を感じる振幅の比が６０ｄＢであった。なお、この６０ｄＢという値は、静かな会話が聞き取れる聴力である４０ｄＢと耳元での叫び声が聞き取れる聴力である１００ｄＢとの差に一致する。また、振動板１２の第１の面１２ａの振幅と、振動板１２の第１の面１２ａに近接した空間における音圧とは比例関係にある。

振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下になるようにすることにより、振動板１２の第１の面１２ａにおけるどの部分を耳に近づけても、音声情報を取得することができる。よって、本例の携帯端末によれば、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

また、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で２０ｄＢ以下になるようにするのがさらに望ましい。すなわち、振動素子１４に音声情報を有する電気信号を与えることによって振動板１２を振動させて、振動板１２の第１の面１２ａの振幅と、振動板１２の第１の面１２ａに耳を近接させたときの聞こえ具合とを比較した結果、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で２０ｄＢ以下になるようにすることにより、振動板１２の第１の面１２ａにおけるどの部分を耳に近づけても、小さい声の会話から大きい声の会話まで良好に聞き取ることができた。なお、静かな会話が聞き取れる聴力は４０ｄＢであり、大きな声の会話が聞き取れる聴力は８０ｄＢである。すなわち、会話の中の小さな声と大きな声とには４０ｄＢのレベル差が存在する。音声情報を取得する（会話の内容を聞き取る）ことが可能な最小の振幅に対する、音が大きすぎて苦痛を感じる振幅の比である６０ｄＢから、会話の中の小さな声と大きな声とのレベル差である４０ｄＢを引くと２０ｄＢとなる。このことからも、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で２０ｄＢ以下になるようにすることにより、振動板１２の第１の面１２ａにおけるどの部分を耳に近づけても、小さい声の会話から大きい声の会話まで良好に聞き取ることができることがわかる。

なお、振動板１２の第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異を小さくするためには、振動板１２の周囲を筐体１１に強固に接合するようにすればよい。これにより、振動板１２の振幅は小さくなるが、第１の面１２ａ内の位置による振幅の差異を小さくすることができる。振動板１２を筐体１１に強固に接合するためには、例えば、第２の接合部材１６の弾性率を大きくすれば良く、また、振動板１２における、第２の接合部材１６を介して筐体１１に接合される領域の面積を大きくしても良い。

また、本例の携帯端末は、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の位置であるＡ点において、Ａ点に１０Ｎの加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異が、１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比で６０ｄＢ以下であるようにするのが望ましい。すなわち、通話時に携帯端末を耳に接触させたときに携帯端末に加わる加重を測定した結果、強めに押し当てた場合で約１０Ｎであった。
よって、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の位置であるＡ点において、Ａ点に１０Ｎの加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異が、１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比で６０ｄＢ以下であるようにすることにより、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。すなわち、耳に近接させても、耳に弱く接触させても、耳に強く接触させても、音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

さらに、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の位置であるＡ点において、Ａ点に１０Ｎの加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異が、１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比で２０ｄＢ以下であるようにすることにより、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで、小さい声の会話から大きい声の会話まで良好に聞き取ることができる。すなわち、耳に近接させても、耳に弱く接触させても、耳に強く接触させても、小さい声の会話から大きい声の会話まで良好に聞き取ることができる。

なお、振動している振動板１２の第１の面１２ａに加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異を小さくするには、前述したように、第１の接合部材１３の弾性率を小さくすると良い。また、振動板１２を筐体１１に強固に接合するのも効果があるため、第２の接合部材１６の弾性率を大きくすることが有効であり、振動板１２と筐体１１との接合面積を大きくするのも良い。

また、本例の携帯端末は、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の場所における、その場所に１０Ｎの加重を加えたときの振幅の、第１の面１２ａ内の位置による差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であるようにするのが望ましい。すなわち、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の場所において、その場所に１０Ｎの加重を加えたときのその場所の振幅を測定したときに、第１の面１２ａ内の位置による差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であるようにするのが望ましい。これにより、振動板１２の第１の面１２ａにおけるどの部分を耳に押し当てても、音声情報を取得することができる。よって、特に注意することなく耳に接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

さらに、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の場所における、その場所に１０Ｎの加重を加えたときの振幅の、第１の面１２ａ内の位置による差異が、最小値に対する最大値の比で２０ｄＢ以下であるようにすることがさらに望ましい。これにより、振動板１２の第１の面１２ａにおけるどの部分を耳に押し当てても、小さい声の会話から大きい声の会話まで良好に聞き取ることができる。

また、本例の携帯端末は、振動している振動板１２に荷重を加えないときの第１の面１２ａ内で振幅が最も大きい場所の振幅の、振動している振動板１２の第１の面１２ａ内の任意の場所に１０Ｎの加重を加えたときのその場所の振幅の第１の面１２ａ内における最小値に対する比が、６０ｄＢ以下であるのが望ましい。これにより、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。すなわち、耳に近接させても、耳に弱く接触させても、耳に強く接触させても、音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

なお、本発明の目的は、良好な音声情報の取得が容易な携帯端末の実現であるため、音声情報の取得に影響を及ぼさない振動板１２のミクロな領域における振幅の変化は問題にしていない。本発明で問題にしているのは、音声情報の取得に影響を及ぼす、振動板１２の第１の面１２ａにおけるマクロな振幅の変化である。よって、振幅の測定に際しては、
所定の大きさを備えた加速度センサを振動板１２の第１の面１２ａに貼り付けて、加速度センサによって検出された加速度から振幅を算出するのが望ましい。また、人間の会話の周波数は５００Ｈｚ〜２ｋＨｚ程度と言われているが、振動板１２の第１の面１２ａ内のマクロな振幅の周波数による変化は小さいため、１ｋＨｚの電気信号を振動素子１４に入力した場合の振幅を測定すればよい。

また、本例の携帯端末は、振動板１２の第１の面１２ａが平面であることから、特に注意することなく耳に接触させるだけで、第１の面１２ａの広い範囲を良好に耳に接触させることができる。さらに、第１の面１２ａが、長さが６ｃｍで幅が３ｃｍの長方形よりも大きい外形を有している。大人の耳の大きさの平均は、長さが約６ｃｍであり、幅が約３ｃｍであると言われている。第１の面１２ａが、長さが６ｃｍで幅が３ｃｍの長方形よりも大きい外形を有していることにより、特に注意することなく耳に接触させるだけで振動板１２により耳全体を覆うことができ、外耳道を閉塞して騒音の侵入を低減できる。これにより、騒音環境下においても、特に注意することなく耳に接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な携帯端末を得ることができる。

また、本例の携帯端末は、振動板１２がディスプレー１８のカバーである。よって、携帯端末の表面を有効利用することができるので、大きな振動板１２を有する、特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで音声情報を良好に取得することが可能な小型の携帯端末を得ることができる。

なお、本例においては、ディスプレー１８のカバーが振動板１２である例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、ディスプレー１８全体が振動板１２として機能しても良く、また、ディスプレー１８の一部が振動板１２として機能するようにしても構わない。

次に、本発明の携帯端末の具体例について説明する。図１〜４に示した本発明の実施の形態の例の携帯端末を作製して、その評価を行った。

まず、図１〜４に示した本発明の実施の形態の例の携帯端末を作製した。振動板１２は、長さが９５ｍｍで、幅が４８ｍｍで、厚み０．７ｍｍのガラス板とした。振動素子１４は、長さ２５．０ｍｍで、幅が４．０ｍｍで、厚みが０．７５ｍｍの直方体状とした。また、振動素子１４は、厚みが３０μｍ程度の圧電体層と電極層とが交互に積層された構造とし、圧電体層の総数は２４層とした。圧電体層は、Ｚｒの一部をＳｂで置換したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成した。第１の接合部材１３は、不織布の基材の両面にアクリル系粘着剤が塗布された厚みが０．１６ｍｍのものを使用し、振動素子１４の一方主面の全面に貼り付けた。第２の接合部材１６としては、不織布の基材の両面にアクリル系粘着剤が塗布された厚み０．１５ｍｍの両面テープを用いた。そして、振動板１２の第２の面１２ｂの周囲の全体を、第２の接合部材１６を介して筐体１１に接合した。筐体１１は合成樹脂製のものを使用した。

そして、振動素子１４に電気信号を入力し、振動板１２の第１の面１２ａ内の各部における振幅を測定した。振幅の測定においては、まず、第１の面１２ａ内の測定ポイントに加速度センサを設置して、その位置における加速度の測定値から振幅を算出した。次に、加速度センサの上から押圧して１０Ｎの加重をかけた状態において、同様に振幅の測定を行った。そして、これらの作業を、測定ポイントを変更して、振動板１２の第１の面１２ａ内の各部で行った。

なお、振動素子１４に入力する電気信号は、１ｋＨｚで３０Ｖｐｐのサイン波とし、シ
ンセサイズドファンクションジェネレータ（横河メータ＆インスツルメンツ株式会社製のＦＧ１１０）で発生させた信号を、電力増幅器（松定プレシジョン株式会社製のＰＯＰ１２０−２．５）で増幅することにより生成した。

加速度センサは、NEC Avio赤外線テクノロジー株式会社製のＳＶ１１０９を使用し、加速度センサの直径８ｍｍの円形の面を振動板１２の所定の位置に接着剤で貼り付けた。そして、加速度センサから出力される電荷信号を、チャージアンプ（NEC Avio赤外線テクノロジー株式会社製のＡＧ２１０１）で電圧信号に変換して、デジタルオシロスコープ（横河電機製のＤＬ１５４０）を用いて電圧値を読み取り、チャージアンプに添付の電圧値と加速度との変換式を用いて加速度を求めた。そして、振動素子１４に入力した電気信号の角周波数をω、加速度をα、振幅をβとして、β＝２α／ω^２で表される式を用いて振幅βを求めた。

加速度センサの上から加える加重の測定にはロードセル（ミネベア株式会社製のＣ２Ｇ１−６Ｋ−Ａ）を用い、ロードセルに接続したデジタルピークホルダー（ミネベア株式会社製ＣＳＤ−８１９Ｃ）に表示される荷重の値を読み取った。なお、ロードセルは携帯端末の下に配置した。

すなわち、ロードセルの上に設置した台の上に、振動板１２の第１の面１２ａが上側になるように携帯端末を乗せて、振動板１２の第１の面１２ａ上の測定ポイントに加速度センサを貼り付けた。そして、まずは、この状態で加速度センサに電気信号を入力して、加重を加えない状態における振幅を測定した。次に、加速度センサの上から１０Ｎの加重を加え、この状態で加速度センサに電気信号を入力して、加重を加えた状態における振幅を測定した。

測定の結果、加重を加えない状態の比較では、第１の面１２ａにおいて、振幅が最も小さい位置の振幅が０．５８μｍであり、振幅が最も大きい位置の振幅が２．９８μｍであった。最小値の振幅０．５８μｍに対する最大値の振幅２．９８μｍの比は１４．２ｄＢであった。なお、振幅が最も大きい位置は、裏側（第２の面１２ｂ）に振動素子１４が取り付けられた場所であり、振幅が最も小さい位置は、振動板１２の長手方向において振動素子１４が取り付けられた側と反対側の端部であった。これは、振動素子１４に入力する電気信号の周波数を変化させても同様だった。

また、荷重をかけない場合と１０Ｎの加重をかけた場合とで振幅が最も大きく変化したのは、裏側（第２の面１２ｂ）に振動素子１４が取り付けられた場所であり、１０Ｎの加重をかけた場合の振幅は０．５７μｍだった。１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比は１４．３ｄＢであった。

また、１０Ｎの加重を加えたときの、その場所の振幅については、第１の面１２ａ内で最も振幅が小さい場所の振幅が０．１５μｍであり、第１の面１２ａ内で最も振幅が大きい場所の振幅が０．５７μｍであった。最小値の振幅０．１５μｍに対する最大値の振幅０．５７μｍの比は１１．６ｄＢであった。次に、振動素子１４に通常の音声信号を入力し、振動板１２の第１の面１２ａを耳に近接または接触させて聞こえ具合を評価した。その結果、第１の面１２ａを特に注意することなく耳に近接または接触させるだけで、小さい声から大きい声まで良好に聞き取ることができ、音声情報を良好に取得することができた。これは、第１の面１２ａが耳に接触していない状態でも、第１の面１２ａを耳に押し当てた状態でも同様だった。また、第１の面１２ａのどの部分が耳の中央に位置するようにしても同様だった。さらに、第１の面１２ａを耳に接触させれば、騒音環境下においても音声情報を良好に取得することができた。これにより本発明の有効性が確認できた。

１１：筐体
１２：振動板
１２ａ：第１の面
１４：振動素子
１７：電子回路
１８：ディスプレー

本発明の携帯端末は、外部へ露出した第１の面を有する振動板と、音声情報を有する電気信号に基づいて前記振動板を振動させる振動素子と、前記電気信号を出力する電子回路と、を少なくとも有しており、振動している前記振動板の前記第１の面内のＡ点において、該Ａ点に１０Ｎの加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異が、１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比で２０ｄＢ以下であることを特徴とするものである。なお、振幅αに対する振幅βの比γを、γ＝２０ｌｏｇ_１０（β／α）と定義する。

Claims

外部へ露出した第１の面を有する振動板と、
音声情報を有する電気信号に基づいて前記振動板を振動させる振動素子と、
前記電気信号を出力する電子回路とを少なくとも有しており、
振動している前記振動板の前記第１の面内の位置による振幅の差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であることを特徴とする携帯端末。
振動している前記振動板の前記第１の面内の任意の位置であるＡ点において、該Ａ点に１０Ｎの加重を加えた場合と加重を加えない場合との振幅の差異が、１０Ｎの加重を加えた場合の振幅に対する加重を加えない場合の振幅の比で６０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
振動している前記振動板の前記第１の面内の任意の場所における、その場所に１０Ｎの加重を加えたときの振幅の、前記第１の面内の位置による差異が、最小値に対する最大値の比で６０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末。
前記振動板の前記第１の面が平面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の携帯端末。
前記第１の面が、長さが６ｃｍで幅が３ｃｍの長方形よりも大きい外形を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の携帯端末。
前記振動板は、画像情報を表示するディスプレーであるか、または該ディスプレーの一部であるか、または、該ディスプレーのカバーであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の携帯端末。