JP5865408B2

JP5865408B2 - 電子機器

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Publication number: JP5865408B2
Application number: JP2014034954A
Authority: JP
Inventors: 克己荒尾; 亮輔岩屋
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: US20150241928A1; WO2015129276A1; US9354665B2; US20160226549A1; US8988886B1; JP2015162704A; US9595992B2

Description

本発明は、電子機器に関する。

特許文献１にも記載されているように、従来から電子機器に関して様々な技術が提案されている。

特開２０１３−１３１９８７号公報

特許文献１に記載されているように、電子機器の表面にはパネルが設けられることがある。このようなパネルは割れにくいことが望まれる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、電子機器の表面に設けられたパネルを割れにくくすることを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明にかかる電子機器の一態様は、電子機器であって、外側主面および内側主面を有し、前記外側主面を外側に向けて前記電子機器の表面に設けられた、サファイアから成るパネルと、前記パネルと共に前記電子機器の筐体を形成するケースと、前記パネルの前記内側主面側に設けられる基板と、前記基板の上に設けられ、異なる高さを有する複数の部品と、前記ケースとは別体であり、前記複数の部品と対向して設けられ、前記複数の部品との対向面に、前記複数の部品の高さに応じた段差が形成された隙間低減部材と、前記基板と隣り合って設けられる電池とを備え、前記隙間低減部材は、前記基板に垂直な方向における前記複数の部品の高さと、前記電池の高さとの差を埋めるように設けられ、前記隙間低減部材は、前記電池と前記基板との間の境界に沿って延在し、前記電池は前記複数の部品よりも高い位置まで存在し、前記隙間低減部材は、前記方向において前記電池と対向する領域を避けて設けられ、前記パネルは前記方向において前記電池および前記基板の両方と対向する。

また、本発明にかかる電子機器の一態様は、前記隙間低減部材は空気よりも高い熱伝達率を有する。

また、本発明にかかる電子機器の一態様は、前記隙間低減部材は導電性を有し、グランドに電気的に接続される。

また、本発明にかかる電子機器の一態様は、前記複数の部品は前記基板の前記パネル側の表面に設けられ、前記隙間低減部材は、前記パネルと前記基板との間に設けられる。

本発明によれば、電子機器の表面に設けられたパネルが割れにくくなる。

電子機器の外観を示す斜視図である。電子機器の外観を示す前面図である。電子機器の外観を示す裏面図である。電子機器の断面構造を示す図である。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。電子機器の電気的構成を示す図である。圧電振動素子の構造を示す上面図である。圧電振動素子の構造を示す側面図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。圧電振動素子が撓み振動する様子を示す図である。気導音及び伝導音を説明するための図である。電子機器の断面構造を示す図である。電子機器の内部構造を示す平面図である。電子機器の内部構造を示す断面図である。電子機器の内部構造を示す断面図である。

＜電子機器の外観＞
図１〜３は、それぞれ、実施の形態に係る電子機器１の外観を示す斜視図、前面図及び裏面図である。図４は図２に示される電子機器１の矢視Ａ−Ａにおける断面構造の概略を示す図である。図５は、電子機器１が備えるカバーパネル２の裏面図である。図５に示されるカバーパネル２には、電子機器１が備える圧電振動素子１９０及び表示パネル１２０が取り付けられている。本実施の形態に係る電子機器１は、例えば、スマートフォン等の携帯電話機である。

図１〜４に示されるように、電子機器１の形状は平面視で略長方形の板状となっている。電子機器１は、表示パネル１２０の表示面１２０ａ（図４参照）を覆う透明のカバーパネル２と、カバーパネル２を支持するケース３とを備えている。

カバーパネル２は、電子機器１の表面、具体的には電子機器１の前面に設けられている。カバーパネル２は、電子機器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。

カバーパネル２は、例えば板状であって、平面視において略長方形を成している。カバーパネル２は、電子機器１の前面の一部を構成する第１主面２０と、第１主面２０とは反対側に位置し、表示パネル１２０の表示面１２０ａと対向する第２主面２１とを有している。以後、第１主面２０を「外側主面２０」と呼び、第２主面２１を「内側主面２１」と呼ぶことがある。なおカバーパネル２は平面形状を有する平面パネルであってもよいし、湾曲形状を有する曲面パネルであってもよい。

カバーパネル２は、例えばサファイアから成る。ここで、サファイアとは、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする単結晶のことをいい、本明細書では、Ａｌ_２Ｏ_３純度が約９０％以上の単結晶のことをいう。傷がよりつき難くなるという点で、Ａｌ_２Ｏ_３純度は９９％以上であることが好ましい。カバーパネル２の材料としては他に、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が挙げられる。これらも、傷がよりつき難くなるという点で、純度が約９０％以上の単結晶が好ましい。

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を通って電子機器１の外部に取り出される。使用者は、電子機器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。

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。

ケース３は、カバーパネル２とともに電子機器１の筐体を形成する。例えばケース３は１つの主面が部分的に開口した略直方体を成している。ケース３は、電子機器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。ケース３は、例えば樹脂及び金属の少なくとも一方で形成されている。ケース３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。ケース３を形成する金属としては、例えばアルミニウムが採用される。ケース３は、１つの部材のみで構成されても良いし、複数の部材が組み合わされて構成されても良い。

図４に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１にはタッチパネル１３０が貼り付けられている。そして、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２１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２１に取り付けられている。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、電子機器１に対して各種指示を与えることができる。

ケース３の内部には、後述するＣＰＵ１０１及びＤＳＰ１０２などの各種部品が搭載されるプリント基板２６０が設けられている。プリント基板２６０は、表示パネル１２０における、電子機器１の裏面１０側の主面と対向するように配置されている。

ケース３の内部には、操作ボタン２０１を有する後述の操作部２００が設けられている。操作ボタン２０１の表面は、カバーパネル２の外側主面２０の下側端部から露出している。カバーパネル２の下側端部には、当該カバーパネル２をその厚み方向で貫通する穴（貫通穴）２２が設けられている。穴２２は、カバーパネル２の下側端部における、左右方向の中央部に設けられている。操作ボタン２０１は穴２２から露出している。本実施の形態では、操作部２００に対して、１つの操作ボタン２０１が設けられているが、カバーパネル２から露出する複数の操作ボタン２０１が設けられても良い。また、操作ボタン２０１を設けなくても良い。この場合には、カバーパネル２に穴２２を設ける必要はなく、カバーパネル２に穴が全く形成されない。

ケース３の内部には、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２１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、例えば、両面テープあるいは接着剤が採用される。

カバーパネル２の上側端部には、ケース３内の近接センサ１４０が電子機器１の外部から視認できるための近接センサ用透明部４０が設けられている。また、カバーパネル２の上側端部には、ケース３内の前面側撮像部１６０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための前面レンズ用透明部５０が設けられている。

電子機器１の裏面１０には、ケース３内の裏面側撮像部１７０が有する撮像レンズが電子機器１の外部から視認できるための裏面レンズ用透明部６０が設けられている。また、電子機器１の裏面１０にはスピーカ穴７０があけられている。

カバーパネル２はケース３に対して貼付部材（図４では図示せず）によって貼り付けられる。具体的には、カバーパネル２の内側主面２１が貼付部材を介してケース３に貼り付けられる。これにより、カバーパネル２の内側主面２１はケース３によって支持される。

図５ではカバーパネル２の内側主面２１において貼付部材によってケース３に貼り付けされる領域が斜線で示されている。つまり、カバーパネル２の内側主面２１においてケース３によって支持される領域が斜線で示されている。図５に示されるように、ケース３は、カバーパネル２の表示部分２ａの全周囲を取り囲むように、カバーパネル２の内側主面２１の周端部に貼り付けされる。つまり、ケース３は、カバーパネル２の表示部分２ａの全周囲を取り囲むように、カバーパネル２の内側主面２１の周端部を支持している。

カバーパネル２の内側主面２１の上側端部においては、表示部分２ａよりも上側の領域のうち、近接センサ用透明部４０及び前面レンズ用透明部５０よりも上側（外側）の部分がケース３に貼り付けされる。一方で、カバーパネル２の内側主面２１の下側端部においては、表示部分２ａよりも下側の領域の大部分がケース３に貼り付けられる。

また本実施の形態では図４に示すように、電子機器１の内部には隙間低減部材２７０が設けられている。この隙間低減部材２７０については後に詳述する。

＜電子機器の電気的構成＞
図６は電子機器１の電気的構成を主に示すブロック図である。図６に示されるように、電子機器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及びマイク１５０が設けられている。さらに電子機器１には、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、操作部２００及び電池２１０が設けられている。電子機器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ケース３内に収められている。

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、電子機器１の他の構成要素を制御することによって、電子機器１の動作を統括的に管理する。

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、電子機器１を制御するための、具体的には電子機器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。

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。

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、電子機器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。

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、電子機器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。

表示パネル１２０は、例えば、液晶表示パネルあるいは有機ＥＬパネルである。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、電子機器１の使用者に視認可能となる。

タッチパネル１３０は、例えば、投影型静電量容量方式のシート状のタッチパネルである。タッチパネル１３０は、カバーパネル２の表示部分２ａに対する物体の接触を検出し、その検出結果に応じた検出信号を出力する。タッチパネル１３０は、カバーパネル２の内側主面２１に貼り付けられている。制御部１００は、タッチパネル１３０から出力される検出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。

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。

前面側撮像部１６０は、撮像レンズ及び撮像素子などで構成されている。前面側撮像部１６０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。前面側撮像部１６０の撮像レンズは、電子機器１の前面に設けられた前面レンズ用透明部５０から視認可能となっている。したがって、前面側撮像部１６０は、電子機器１の前面側（カバーパネル２側）に存在する物体を撮像することが可能である。

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。裏面側撮像部１７０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。裏面側撮像部１７０の撮像レンズは、電子機器１の裏面１０に設けられた裏面レンズ用透明部６０から視認可能となっている。したがって、裏面側撮像部１７０は、電子機器１の裏面１０側に存在する物体を撮像することが可能である。

マイク１５０は、電子機器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。電子機器１の外部からの音は、電子機器１の表面に設けられたマイク穴（図示せず）から電子機器１の内部に取り込まれてマイク１５０に入力される。

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、電子機器１の裏面１０に設けられたスピーカ穴７０から外部に出力される。スピーカ穴７０から出力される音については、電子機器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。

圧電振動素子１９０は、上述のように、電子機器１の前面に設けられたカバーパネル２の内側主面２１に対して貼付部材２５０によって貼り付けられている。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。

操作部２００は、操作ボタン２０１と、スイッチ（不図示）とを備えており、操作ボタン２０１に対する操作を検出する。操作部２００では、操作ボタン２０１が押下（操作）されると、スイッチがオン状態となる。操作部２００は、スイッチがオン状態となると、操作ボタン２０１が操作されたことを示すオン信号を制御部１００に出力する。一方で、操作部２００は、操作ボタン２０１が操作されておらず、スイッチがオフ状態の場合には、操作ボタン２０１が操作されていないことを示すオフ信号を制御部１００に出力する。制御部１００は、操作部２００から入力されるオン信号及びオフ信号に基づいて操作ボタン２０１に対する操作の有無を判定し、その判定結果に応じた動作を行う。

電池２１０は、電子機器１の電源を出力する。電池２１０から出力された電源は、電子機器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。

＜圧電振動素子の詳細＞
図７，８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７，８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。

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９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。

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１０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。

圧電振動素子１９０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、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。

なお、図７〜１０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。

このような構造を有する圧電振動素子１９０は、図５に示されるように、カバーパネル２の内側主面２１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２１の上側端部における、短手方向ＤＲ２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ＤＲ２に沿うように配置される。これにより、圧電振動素子１９０は、カバーパネル２の短手方向ＤＲ２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２１の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心と一致している。

ここで、上述の図９，１０に示されるように、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２１の上側端部における短手方向ＤＲ２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２１の上側端部における短手方向ＤＲ２の中心に一致するようになる。

また、カバーパネル２の上側端部における、前面側ケース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ＤＲ２に沿って長くなっている。したがって、部分領域２２０は、その形状に起因して、長手方向ＤＲ１よりも短手方向ＤＲ２に沿って撓み易くなっている。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。

なお、図７〜１０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。

また圧電振動素子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。

＜受話音の発生について＞
本実施の形態に係る電子機器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。

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。

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、電子機器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。

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、電子機器１を手に持って、当該電子機器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、あるいは当該電子機器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。

また、使用者が、電子機器１を手に持って、当該電子機器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。

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。

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から電子機器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電子機器１を構成することによって様々メリットが発生する。

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、電子機器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。

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。

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、電子機器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、電子機器１からの受話音を認識することができる。

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ＤＲ２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。

また本実施の形態において、通話音声を伝えるために、圧電振動素子１９０は必須ではなく、これに替えて、通常のダイナミックレシーバが設けられてもよい。

＜隙間低減部材＞
図４の例示では、プリント基板２６０は、基板２６２と複数の部品２６４とを備える。基板２６２は例えば板状に形成されており、基板２６２は、カバーパネル２と対向する領域（即ち、カバーパネル２の内側主面２１側）に設けられる。より詳細には、基板２６２は表示パネル１２０と対向して設けられており、言い換えれば、表示パネル１２０およびタッチパネル１３０を介してカバーパネル２に対向する。複数の部品２６４としては、例えば制御部１００などを構成する各種の電子部品（抵抗、スイッチ素子または特定の機能を発揮する半導体モジュール等）、或いは、これらの電子部品を保護、シールド若しくは固定するための部品、或いは、例えば外部メモリ等を基板２６２と電気的に接続しつつ、当該外部メモリを保持するコネクタなどが挙げられる。これらの複数の部品２６４は基板２６２の上に設けられている。図４の例示では、複数の部品２６４は基板２６２の、表示パネル１２０側の主面に設けられる。部品２６４のいくつかは、互いに異なる高さ（基板２６２の主面に垂直な方向の高さ）を有する。

隙間低減部材２７０はケース３とは別体であり、複数の部品２６４側からプリント基板２６０に対向して配置される。つまり、隙間低減部材２７０は複数の部品２６４と空隙のみを介して対向する。隙間低減部材２７０は略板状に形成されており、部品２６４との対向面（プリント基板２６０側の表面）２７２には段差が形成されている。この段差は複数の部品２６４の高さに応じて形成される。図４では、隙間低減部材２７０の対向面２７２は、比較的低い部品２６４に対向する第一表面２７２ａと、比較的高い部品２６４に対向する第二表面２７２ｂとを含んでおり、第一表面２７２ａは第二表面２７２ｂよりもプリント基板２６０側に位置している。第一表面２７２ａと第二表面２７２ｂとは上記段差を形成して繋がる。

図４の例示では、第一表面２７２ａは比較的高い部品２６４の頂上の面（隙間低減部材２７０側の面）よりも基板２６２側（紙面右側）に位置している。これにより、比較的低い部品２６４と隙間低減部材２７０（より詳細には対向面２７２）との間の間隔がより低減される。

隙間低減部材２７０は固体であればその材質は特に限定されないものの、例えば樹脂または金属（例えばアルミ）を採用することができる。隙間低減部材２７０は電子機器１（例えばケース３など）に固定される。

この隙間低減部材２７０によれば、次で説明するようにカバーパネル２の割れを抑制することができる。ここで、カバーパネル２が裏面１０側に押圧される場合について考慮する。ここではカバーパネル２は、平面視で隙間低減部材２７０が設けられる位置において押圧される。このときカバーパネル２、タッチパネル１３０および表示パネル１２０は、押圧された部分において、略一体的に裏面１０側へと変位する。そして変位量が増大すると、表示パネル１２０が隙間低減部材２７０を押圧する。隙間低減部材２７０は作用反作用により表示パネル１２０を押し返すので、カバーパネル２のこれ以上の変位を抑制できる。したがって、隙間低減部材２７０が設けられていない構造に比べてカバーパネル２の変位を抑制することができる。ひいてはカバーパネル２の割れを抑制できる。

さてカバーパネル２に対する押圧力が大きいと、隙間低減部材２７０もプリント基板２６０側に変位してプリント基板２６０に接触する。これにより、隙間低減部材２７０はプリント基板２６０を押圧する。プリント基板２６０も作用反作用により隙間低減部材２７０をカバーパネル２側に押し返す。

しかも隙間低減部材２７０の対向面２７２が部品２６４の高さに応じた段差を有する。よって、例えば隙間低減部材２７０の対向面２７２が段差を有さず略平面形状を有している場合に比べて、隙間低減部材２７０と比較的低い部品２６４との間の間隔を低減することができる。これにより、例えば比較的低い部品２６４が設けられた位置において、カバーパネル２が押圧された場合に、より小さい変位で隙間低減部材２７０がプリント基板２６０に接触する。したがって、隙間低減部材２７０の表面が例えば略平面形状を有する場合に比べて、カバーパネル２の変位を効果的に抑制することができ、ひいてはカバーパネル２の割れを効果的に抑制することができる。

なおここでいう部品２６４の高さに応じた段差とは、部品２６４の１つ１つの高さに応じた段差である必要はなく、部品２６４のうち相対的に高さの高いグループと、相対的に高さの低いグループとに応じた段差が形成されればよい。もちろん、部品２６４の１つ１つの高さに応じて段差が形成されても構わない。

図４の例示では、隙間低減部材２７０の、対向面２７２と反対側の表面２７４は、表示パネル１２０に沿う略平面形状を有している。言い換えれば、表面２７４は、自身に隣り合って対向する部材（表示パネル１２０）の、隙間低減部材２７０側の表面に沿う形状を有している。これにより、隙間低減部材２７０の厚み（基板２６２に垂直な方向における厚み）をより厚くすることができ、隙間低減部材２７０が厚み方向に変位しにくくなる。したがって、カバーパネル２の変位を更に抑制でき、ひいてはカバーパネル２の割れを更に抑制できる。

なお上記の例では、部品２６４は基板２６２の、表示パネル１２０側の表面上に設けられているものの、図１２に例示するように、表示パネル１２０と反対側の表面上に設けられても良い。この場合でも、隙間低減部材２７０は部品２６４側からプリント基板２６０と対向するように配置される。つまり、隙間低減部材２７０はプリント基板２６０とケース３（より詳細には裏面１０を形成する部分）の間に設けられ、部品２６４に直接に対向する。

この場合、例えばケース３の裏面１０側の部分が押圧された場合に、図４と同様の作用により、ケース３の変位を抑制することができる。よってケース３の裏面１０側の部分が硬度の高い材質（サファイア、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）で形成された場合に、ケース３の割れを抑制することができる。

あるいはカバーパネル２の変位も抑制しえる。カバーパネル２が押圧されたときに、表示パネル１２０がプリント基板２６０に接触して、これを押圧する。プリント基板２６０は作用反作用により表示パネル１２０を押し返すので、カバーパネル２のこれ以上の変位を抑制する。カバーパネル２の押圧力が大きくてプリント基板２６０がより変位すると、プリント基板２６０が隙間低減部材２７０に接触してこれを押圧する。隙間低減部材２７０も作用反作用によりプリント基板２６０を押し返すので、カバーパネル２のこれ以上の変位を抑制する。

しかも図１２の例示でも、隙間低減部材２７０の対向面２７２が部品２６４の高さに応じた段差を有している。よってプリント基板２６０が、比較的低い部品２６４に対向する部分において隙間低減部材２７０側に変位したときでも、より小さい変位でプリント基板２６０が隙間低減部材２７０に接触する。したがって、プリント基板２６０および隙間低減部材２７０がカバーパネル２を押し返してその変位を効率的に抑制することができる。これにより、カバーパネル２の割れを効率的に抑制できる。

なお上述の例では、基板２６２の一方の面のみに部品２６４が設けられているものの、両方の面に部品２６４が設けられても良い。この場合、上述の２つの隙間低減部材２７０が設けられてもよい。プリント基板２６０はこれら２つの隙間低減部材２７０によって挟まれる。或いは、一つのみの隙間低減部材２７０が設けられても構わない。なお勿論、２つの隙間低減部材２７０の両方が設けられる構造の方が、カバーパネル２の変位を抑制することができる。

図１３は電子機器１の内部構成の一例を概略的に示す平面図であり、裏面１０側から見た図である。例えばプリント基板２６０は電子機器１の長手方向に沿って長尺の形状を有しており、電池２１０も電子機器１の長手方向に沿って長尺の形状を有しており、これらが短尺方向において互いに隣り合って配置されている。なお図１３では、ユーザーに対する報知を行なうバイブレータ７３０、および、外部のヘッドホンが接続されるヘッドホンポート７４０が図示されている。また、実際には他の部材（例えば図６で説明した各種装置など）が設けられるものの、適宜に図示を省略する。これらの部材は必要に応じて適宜に設けられれば良い。

図１３の例示では、隙間低減部材２７０はプリント基板２６０の紙面手前側、即ち裏面１０側に配置されている。隙間低減部材２７０は例えば、ねじ７２０等で電子機器１に固定されている。これにより、電子機器１全体の強度を向上することができる。

図１４は、電子機器１の内部構成の一例を示す断面図である。図１４では、隙間低減部材２７０がプリント基板２６０に対してカバーパネル２側に位置している。電池２１０は基板２６２と平行な方向において（基板２６２に垂直に見て）プリント基板２６０と隣り合っており、カバーパネル２と対向する領域に設けられる。また電池２１０はプリント基板２６０よりも高い。よって、隙間低減部材２７０が設けられていなければ、電池２１０とプリント基板２６０との間には高さの差（段差）が生じる。一方で、本実施の形態では隙間低減部材２７０はこの高さの差を埋める。これにより、カバーパネル２の割れを効率的に抑制するのである。

具体的な例としては、電池２１０の裏面１０側の表面と、プリント基板２６０の裏面１０側の面とが、同じ高さに位置するとよい。これにより、カバーパネル２とケース３（裏面１０側の部分）との間の空隙を効果的に低減することができ、カバーパネル２の割れを効率的に抑制できる。例えば電池２１０と隙間低減部材２７０のいずれか一方が他方に比べて裏面１０側に突出していると、その突出量に応じて空隙が生じ得るところ、このような空隙を低減できるのである。なお、プリント基板２６０が隙間低減部材２７０よりもカバーパネル２側に配置された態様（図１２）であれば、図１５に示すように、電池２１０の裏面１０側の表面と、隙間低減部材２７０の裏面１０側の表面とが、同じ高さに位置すると良い。

また隙間低減部材２７０が導体（例えば金属、より詳細にはアルミなど）で形成され、かつ、隙間低減部材２７０がグランドに電気的に接続されていれば、次の点で望ましい。即ち、プリント基板２６０の動作（例えば制御部１００の動作）により隙間低減部材２７０に生じた電流を、グランドに流すことができる。これにより、プリント基板２６０の動作を安定化することができる。隙間低減部材２７０とグランドとの電気的な接続は、任意の手法で行なえばよい。例えば図１３に示すように、グランドに電気的に接続された導電性のケース３と電気的に繋がる部材７１０が設けられる。そして隙間低減部材２７０がねじ７２０において部材７１０と接触固定（いわゆる共締め）される。なお、電子機器１にグランド基板が設けられる場合には、部材７１０は当該グランド基板に繋がっていてもよい。また、部材７１はプリント基板２６０に設けられたグランドパターンに繋がっても良い。また隙間低減部材２７０は、グランドに電気的に接続された導電性のケース３、グランド基板あるいはプリント基板２６０のグランドパターンに直接接続されても良い。

また隙間低減部材２７０は、空気よりも高い熱伝達率を有する材質（例えば金属、より詳細にはアルミなど）で形成されていてもよい。これにより、プリント基板２６０で生じる熱を放熱あるいは拡散させることができる。よってプリント基板２６０（より詳細には例えば制御部１００を構成する電子部品）の温度上昇を低減することができる。

さらに隙間低減部材２７０と部品２６４との間には、高い熱伝達率を有する高熱伝達樹脂が塗布されていても良い。これにより、部品２６４からの熱をより効率的に隙間低減部材２７０に伝達することができる。よってプリント基板２６０（ひいては部品２６４）の温度上昇をより効率的に低減することができる。

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電子機器、例えばタブレット端末、腕などに装着するウェアラブルタイプの電子機器等にも適用することができる。

以上のように、電子機器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。例えばケース３の少なくとも一部の材質として、カバーパネル２と同様に、例えばサファイア、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を採用しても良い。

１電子機器
２カバーパネル
３ケース
２０第１主面
２１第２主面
２６２基板
２６４部品
２７０隙間低減部材

Claims

電子機器であって、
外側主面および内側主面を有し、前記外側主面を外側に向けて前記電子機器の表面に設けられた、サファイアから成るパネルと、
前記パネルと共に前記電子機器の筐体を形成するケースと、
前記パネルの前記内側主面側に設けられる基板と、
前記基板の上に設けられ、異なる高さを有する複数の部品と、
前記ケースとは別体であり、前記複数の部品と対向して設けられ、前記複数の部品との対向面に、前記複数の部品の高さに応じた段差が形成された隙間低減部材と、
前記基板と隣り合って設けられる電池と
を備え、
前記隙間低減部材は、前記基板に垂直な方向における前記複数の部品の高さと、前記電池の高さとの差を埋めるように設けられ、
前記隙間低減部材は、前記電池と前記基板との間の境界に沿って延在し、
前記電池は前記複数の部品よりも高い位置まで存在し、
前記隙間低減部材は、前記方向において前記電池と対向する領域を避けて設けられ、
前記パネルは前記方向において前記電池および前記基板の両方と対向する、電子機器。
前記隙間低減部材は空気よりも高い熱伝達率を有する、請求項１に記載の電子機器。
前記隙間低減部材は導電性を有し、グランドに電気的に接続される、請求項１または２に記載の電子機器。
前記複数の部品は前記基板の前記パネル側の表面に設けられ、
前記隙間低減部材は、前記パネルと前記基板との間に設けられる、請求項１から３のいずれか一つに記載の電子機器。