JP2001212508A - 駆動回路、電気機械音響変換装置および携帯端末装置 - Google Patents
駆動回路、電気機械音響変換装置および携帯端末装置Info
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- JP2001212508A JP2001212508A JP2000114367A JP2000114367A JP2001212508A JP 2001212508 A JP2001212508 A JP 2001212508A JP 2000114367 A JP2000114367 A JP 2000114367A JP 2000114367 A JP2000114367 A JP 2000114367A JP 2001212508 A JP2001212508 A JP 2001212508A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
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- Audible-Bandwidth Dynamoelectric Transducers Other Than Pickups (AREA)
- Details Of Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Obtaining Desirable Characteristics In Audible-Bandwidth Transducers (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定的で高効率な振動出力が得られる電気―
機械―音響変換装置を提供する。 【解決手段】 駆動回路は、共振周波数で共振する機械
振動系を有する振動器を駆動する駆動回路であって、前
記駆動回路は、前記共振周波数を含む特定の周波数領域
に含まれる周波数を有する少なくとも２つの信号を前記
振動器に出力する。
機械―音響変換装置を提供する。 【解決手段】 駆動回路は、共振周波数で共振する機械
振動系を有する振動器を駆動する駆動回路であって、前
記駆動回路は、前記共振周波数を含む特定の周波数領域
に含まれる周波数を有する少なくとも２つの信号を前記
振動器に出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話、ポケット
ベル（登録商標）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎ
ｄｙＰｈｏｎｅ Ｓｅｔ）などの携帯端末の呼び出し音
又は呼び出し用振動の発生に使用される電気−機械−音
響変換装置およびその駆動方法に関するものである。
ベル（登録商標）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎ
ｄｙＰｈｏｎｅ Ｓｅｔ）などの携帯端末の呼び出し音
又は呼び出し用振動の発生に使用される電気−機械−音
響変換装置およびその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、携帯電話、ポケットベル、ＰＨＳ
（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅ
ｔ）等の携帯端末装置では、その本体内に複数個の電気
−機械−音響変換器が取り付けられ、電気信号発生装置
を接続してベル音や振動を選択的に発生させ着信を知ら
せる手段として用いられてきた。
（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅ
ｔ）等の携帯端末装置では、その本体内に複数個の電気
−機械−音響変換器が取り付けられ、電気信号発生装置
を接続してベル音や振動を選択的に発生させ着信を知ら
せる手段として用いられてきた。
【０００３】携帯端末装置の小型化、軽量化を図るため
に、発音と振動を１つのユニットで実現する電気−機械
−音響変換装置を用いた携帯電話が考案され、モトロー
ラ対応日本出願特開平８−２７５２９３号公報に開示さ
れている。
に、発音と振動を１つのユニットで実現する電気−機械
−音響変換装置を用いた携帯電話が考案され、モトロー
ラ対応日本出願特開平８−２７５２９３号公報に開示さ
れている。
【０００４】従来の技術における図３２の電気−機械−
音響変換装置３２００は次のように構成される。可動質
量部１が平面非線形バネ部材２で支持されている。コイ
ル型３の内部には電磁コイル４が収納され、電磁コイル
４の対向部に永久磁石５が可動質量部１の外周部に固着
されて配置される。ここでは図示しないが、コイル型３
の外周部がサウンドボード（例えば携帯電話のケース）
に取り付けられた構成となっている。
音響変換装置３２００は次のように構成される。可動質
量部１が平面非線形バネ部材２で支持されている。コイ
ル型３の内部には電磁コイル４が収納され、電磁コイル
４の対向部に永久磁石５が可動質量部１の外周部に固着
されて配置される。ここでは図示しないが、コイル型３
の外周部がサウンドボード（例えば携帯電話のケース）
に取り付けられた構成となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記電気−機械−音響
変換装置３２００では、電磁コイル４に駆動信号が加え
られると交番磁界が発生し、永久磁石５との間で交番励
磁力が生じ可動質量部１が振動して、この振動がサウン
ドボードに伝達され、携帯電話の着信時の振動呼び出し
を可能とするものである。また、発音に関しても同様の
原理で動作するものである。ここで、大きな振動力を得
るために、可動質量部１の支持部材２として平面非線形
バネ部材が用いられる。図３３に、平面非線形バネ部材
の変位周波数特性を示す。非線形バネ部材では跳躍現象
と呼ばれる振動特性を示すことが知られている（例え
ば、吉久著「スピーカ」理工研究社（昭和４８年０３
月））。これは周波数を上げていくと非線形バネ部材の
変位特性がＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄのように変化し、周波数を下
げていくとＤ→Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ａと変化する現象である。
変換装置３２００では、電磁コイル４に駆動信号が加え
られると交番磁界が発生し、永久磁石５との間で交番励
磁力が生じ可動質量部１が振動して、この振動がサウン
ドボードに伝達され、携帯電話の着信時の振動呼び出し
を可能とするものである。また、発音に関しても同様の
原理で動作するものである。ここで、大きな振動力を得
るために、可動質量部１の支持部材２として平面非線形
バネ部材が用いられる。図３３に、平面非線形バネ部材
の変位周波数特性を示す。非線形バネ部材では跳躍現象
と呼ばれる振動特性を示すことが知られている（例え
ば、吉久著「スピーカ」理工研究社（昭和４８年０３
月））。これは周波数を上げていくと非線形バネ部材の
変位特性がＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄのように変化し、周波数を下
げていくとＤ→Ｃ→Ｅ→Ｆ→Ａと変化する現象である。
【０００６】そこで、従来の電気−機械−音響変換装置
３２００は、Ｆ〜Ｂの周波数範囲では加える周波数信号
の方向により特性が変化し安定な振動を得られないた
め、周波数信号の方向で特性が変化しないＡ〜Ｆの周波
数範囲を掃引する駆動信号が用いられていた。しかし、
Ａ〜Ｆの周波数範囲では、周波数Ｆでは振動力が大きく
なるが周波数Ａでは振動力が極端に低下して、周波数掃
引中における振動出力は必ずしも効率的なものではなか
った。特に、携帯電話等の移動体情報端末装置では、駆
動電源がバッテリーであるため変換器の効率を可能な限
り向上させて省電力化を図ることが、長時間の使用のた
めに強く求められるものである。
３２００は、Ｆ〜Ｂの周波数範囲では加える周波数信号
の方向により特性が変化し安定な振動を得られないた
め、周波数信号の方向で特性が変化しないＡ〜Ｆの周波
数範囲を掃引する駆動信号が用いられていた。しかし、
Ａ〜Ｆの周波数範囲では、周波数Ｆでは振動力が大きく
なるが周波数Ａでは振動力が極端に低下して、周波数掃
引中における振動出力は必ずしも効率的なものではなか
った。特に、携帯電話等の移動体情報端末装置では、駆
動電源がバッテリーであるため変換器の効率を可能な限
り向上させて省電力化を図ることが、長時間の使用のた
めに強く求められるものである。
【０００７】本発明は上記課題を解決して、安定的で高
効率な振動出力が得られる電気−機械−音響変換装置を
提供するものである。
効率な振動出力が得られる電気−機械−音響変換装置を
提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る駆動回路
は、共振周波数で共振する機械振動系を有する振動器を
駆動する駆動回路であって、前記駆動回路は、前記共振
周波数を含む周波数領域に含まれる異なる周波数を有す
る少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、前記振
動器は、電気信号を音と振動との少なくとも一方に変換
する機能を有し、そのことにより上記目的が達成され
る。
は、共振周波数で共振する機械振動系を有する振動器を
駆動する駆動回路であって、前記駆動回路は、前記共振
周波数を含む周波数領域に含まれる異なる周波数を有す
る少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、前記振
動器は、電気信号を音と振動との少なくとも一方に変換
する機能を有し、そのことにより上記目的が達成され
る。
【０００９】前記少なくとも２つの信号は、前記共振周
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
【００１０】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し
てもよい。
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し
てもよい。
【００１１】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振
動器に出力してもよい。
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振
動器に出力してもよい。
【００１２】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、正弦波信号を含んでおよい。
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、正弦波信号を含んでおよい。
【００１３】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、矩形波信号を含んでもよい。
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、矩形波信号を含んでもよい。
【００１４】前記駆動回路は、前記合成信号の出力電圧
のピークを制限するリミッターを含んでもよい。
のピークを制限するリミッターを含んでもよい。
【００１５】前記合成信号は、正弦波信号であり、前記
合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号とし
て、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合成
し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合わ
せとして複数個、これを合成して構成される周波数信号
であってもよい。
合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号とし
て、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合成
し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合わ
せとして複数個、これを合成して構成される周波数信号
であってもよい。
【００１６】前記振動器は、磁気回路部と少なくとも１
つのサスペンションとを含んでもよい。
つのサスペンションとを含んでもよい。
【００１７】前記サスペンションは、線型サスペンショ
ンを含んでもよい。
ンを含んでもよい。
【００１８】駆動回路は、振動の周波数信号、あるいは
音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であって
もよい。
音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であって
もよい。
【００１９】本発明に係る他の駆動回路は、所定の振動
力周波数特性を有する機械振動系を有する振動器を駆動
する駆動回路であって、前記機械振動系は、所定の周波
数範囲で周波数の上昇と下降とで異なる振動力周波数特
性を有し、前記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い
周波数を表す低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い
周波数を表す高域限界周波数とを含み、前記駆動回路
は、前記周波数範囲に含まれる周波数を有する第１信号
と、前記低域限界周波数より低い周波数を有する第２信
号とを前記振動器に出力し、前記第２信号は、前記第１
信号と同時か若しくはそれ以前に前記振動器に出力さ
れ、前記振動器は、電気信号を音と振動との少なくとも
一方に変換する機能を有し、そのことにより上記目的が
達成される。
力周波数特性を有する機械振動系を有する振動器を駆動
する駆動回路であって、前記機械振動系は、所定の周波
数範囲で周波数の上昇と下降とで異なる振動力周波数特
性を有し、前記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い
周波数を表す低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い
周波数を表す高域限界周波数とを含み、前記駆動回路
は、前記周波数範囲に含まれる周波数を有する第１信号
と、前記低域限界周波数より低い周波数を有する第２信
号とを前記振動器に出力し、前記第２信号は、前記第１
信号と同時か若しくはそれ以前に前記振動器に出力さ
れ、前記振動器は、電気信号を音と振動との少なくとも
一方に変換する機能を有し、そのことにより上記目的が
達成される。
【００２０】前記振動器は、磁気回路部と少なくとも１
つのサスペンションとを含んでもよい。
つのサスペンションとを含んでもよい。
【００２１】前記サスペンションは、非線型サスペンシ
ョンを含んでもよい。
ョンを含んでもよい。
【００２２】前記サスペンションは、スチフネスＳを変
位Ｘの多次関数であらわした場合、Ｘ2項が値を有して
もよい。
位Ｘの多次関数であらわした場合、Ｘ2項が値を有して
もよい。
【００２３】駆動回路は、振動の周波数信号、あるいは
音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であって
もよい。
音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であって
もよい。
【００２４】前記第２信号は、周波数が連続的に変化す
る掃引信号を含んでもよい。
る掃引信号を含んでもよい。
【００２５】前記第２信号は、複数個のポイント周波数
信号を含んでもよい。
信号を含んでもよい。
【００２６】前記第１信号と前記第２信号との少なくと
も一方は、周波数が低いほうから高い方へ変化する上昇
信号を含んでもよい。
も一方は、周波数が低いほうから高い方へ変化する上昇
信号を含んでもよい。
【００２７】前記第１信号は、周波数が連続的に変化す
る掃引信号を含み、前記第１信号は、上昇から下降への
第１折り返し周波数と下降から上昇への第２折り返し周
波数とを有し、前記第１折り返し周波数は、前記高域限
界周波数よりも低く、前記第２折り返し周波数は、前記
低域限界周波数よりも高くてもよい。
る掃引信号を含み、前記第１信号は、上昇から下降への
第１折り返し周波数と下降から上昇への第２折り返し周
波数とを有し、前記第１折り返し周波数は、前記高域限
界周波数よりも低く、前記第２折り返し周波数は、前記
低域限界周波数よりも高くてもよい。
【００２８】前記第１信号は、少なくとも１つのポイン
ト周波数信号を含んでもよい。
ト周波数信号を含んでもよい。
【００２９】前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力してもよ
い。
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力してもよ
い。
【００３０】前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２
信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振動器に
出力してもよい。
信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振動器に
出力してもよい。
【００３１】前記第１信号と前記第２信号との少なくと
も一方は、正弦波信号を含んでもよい。
も一方は、正弦波信号を含んでもよい。
【００３２】前記第１信号と前記第２信号との少なくと
も一方は、矩形波信号を含んでもよい。
も一方は、矩形波信号を含んでもよい。
【００３３】前記駆動回路は、前記合成信号の出力電圧
のピークを制限するリミッターを含んでもよい。
のピークを制限するリミッターを含んでもよい。
【００３４】前記合成信号は、正弦波信号であり、前記
合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号とし
て、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合成
し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合わ
せとして複数個、これを合成して構成される周波数信号
であってもよい。
合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号とし
て、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合成
し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合わ
せとして複数個、これを合成して構成される周波数信号
であってもよい。
【００３５】本発明に係る電気機械音響変換装置は、共
振周波数で共振する機械振動系を有する振動器と、前記
振動器を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、
前記共振周波数を含む周波数領域に含まれる周波数を有
する少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、その
ことにより上記目的が達成される。
振周波数で共振する機械振動系を有する振動器と、前記
振動器を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、
前記共振周波数を含む周波数領域に含まれる周波数を有
する少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、その
ことにより上記目的が達成される。
【００３６】前記少なくとも２つの信号は、前記共振周
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
【００３７】前記少なくとも２つの信号は、前記共振周
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、前記駆動回
路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算した合成信
号を前記振動器に出力し、前記駆動回路は、前記第１信
号と前記第２信号との周波数と周波数間隔と位相と電圧
レベルとの少なくとも１つを変化させることにより、該
合成信号を選択的に変化させてもよい。
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、前記駆動回
路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算した合成信
号を前記振動器に出力し、前記駆動回路は、前記第１信
号と前記第２信号との周波数と周波数間隔と位相と電圧
レベルとの少なくとも１つを変化させることにより、該
合成信号を選択的に変化させてもよい。
【００３８】本発明に係る他の電気機械音響変換装置
は、所定の振動力周波数特性を有する機械振動系を有す
る振動器と、前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、
前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波数の上昇と
下降とで異なる振動力周波数特性を有し、前記周波数範
囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表す低域限界周
波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表す高域限界周
波数とを含み、前記駆動回路は、前記周波数範囲に含ま
れる周波数を有する第１信号と、前記低域限界周波数よ
り低い周波数を有する第２信号とを前記振動器に出力
し、前記第２信号は、前記第１信号と同時か若しくはそ
れ以前に前記振動器に出力され、そのことにより上記目
的が達成される。
は、所定の振動力周波数特性を有する機械振動系を有す
る振動器と、前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、
前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波数の上昇と
下降とで異なる振動力周波数特性を有し、前記周波数範
囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表す低域限界周
波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表す高域限界周
波数とを含み、前記駆動回路は、前記周波数範囲に含ま
れる周波数を有する第１信号と、前記低域限界周波数よ
り低い周波数を有する第２信号とを前記振動器に出力
し、前記第２信号は、前記第１信号と同時か若しくはそ
れ以前に前記振動器に出力され、そのことにより上記目
的が達成される。
【００３９】前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、前記
駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波数と
周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つを変
化させることにより、該合成信号を選択的に変化させて
もよい。
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、前記
駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波数と
周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つを変
化させることにより、該合成信号を選択的に変化させて
もよい。
【００４０】本発明に係る携帯端末装置は、共振周波数
で共振する機械振動系を有する振動器と、着信信号を受
信するアンテナと、前記着信信号を信号処理して電気信
号を前記振動器に出力する受信信号処理手段と、前記振
動器を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、前
記共振周波数を含む周波数領域に含まれる周波数を有す
る少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、そのこ
とにより上記目的が達成される。
で共振する機械振動系を有する振動器と、着信信号を受
信するアンテナと、前記着信信号を信号処理して電気信
号を前記振動器に出力する受信信号処理手段と、前記振
動器を駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、前
記共振周波数を含む周波数領域に含まれる周波数を有す
る少なくとも２つの信号を前記振動器に出力し、そのこ
とにより上記目的が達成される。
【００４１】前記少なくとも２つの信号は、前記共振周
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含んでもよい。
【００４２】前記受信信号処理手段の出力に基づいて、
前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段との
いずれかと接続する切替手段をさらに備えてもよい。
前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段との
いずれかと接続する切替手段をさらに備えてもよい。
【００４３】前記受信信号処理手段により出力される前
記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号合成
手段をさらに備えてもよい。
記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号合成
手段をさらに備えてもよい。
【００４４】前記受信信号処理手段と前記信号合成手段
との間に設けられる第１スイッチと、前記駆動回路と前
記信号合成手段との間に設けられる第２スイッチと、前
記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３ス
イッチとをさらに備えてもよい。
との間に設けられる第１スイッチと、前記駆動回路と前
記信号合成手段との間に設けられる第２スイッチと、前
記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３ス
イッチとをさらに備えてもよい。
【００４５】前記第１スイッチと前記第２スイッチと前
記第３スイッチとは、前記受信信号処理手段から出力さ
れる信号に基づいて動作してもよい。
記第３スイッチとは、前記受信信号処理手段から出力さ
れる信号に基づいて動作してもよい。
【００４６】前記少なくとも２つの信号は、前記共振周
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、前記駆動回
路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算した合成信
号を前記振動器に出力し、前記駆動回路は、前記第１信
号と前記第２信号との周波数と周波数間隔と位相と電圧
レベルとの少なくとも１つを変化させることにより、該
合成信号を選択的に変化させてもよい。
波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波数
よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、前記駆動回
路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算した合成信
号を前記振動器に出力し、前記駆動回路は、前記第１信
号と前記第２信号との周波数と周波数間隔と位相と電圧
レベルとの少なくとも１つを変化させることにより、該
合成信号を選択的に変化させてもよい。
【００４７】本発明に係る他の携帯端末装置は、所定の
振動力周波数特性を有する機械振動系を有する振動器
と、着信信号と受話信号とを受信するアンテナと、前記
着信信号を信号処理して電気信号を前記振動器に出力す
る受信信号処理手段と、前記振動器を駆動する駆動回路
とを備え、前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波
数の上昇と下降とで異なる振動力周波数特性を有し、前
記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表す
低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表す
高域限界周波数とを含み、前記駆動回路は、前記周波数
範囲に含まれる周波数を有する第１信号と、前記低域限
界周波数より低い周波数を有する第２信号とを前記振動
器に出力し、前記第２信号は、前記第１信号と同時か若
しくはそれ以前に前記振動器に出力され、そのことによ
り上記目的が達成される。
振動力周波数特性を有する機械振動系を有する振動器
と、着信信号と受話信号とを受信するアンテナと、前記
着信信号を信号処理して電気信号を前記振動器に出力す
る受信信号処理手段と、前記振動器を駆動する駆動回路
とを備え、前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波
数の上昇と下降とで異なる振動力周波数特性を有し、前
記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表す
低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表す
高域限界周波数とを含み、前記駆動回路は、前記周波数
範囲に含まれる周波数を有する第１信号と、前記低域限
界周波数より低い周波数を有する第２信号とを前記振動
器に出力し、前記第２信号は、前記第１信号と同時か若
しくはそれ以前に前記振動器に出力され、そのことによ
り上記目的が達成される。
【００４８】前記受信信号処理手段の出力に基づいて、
前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段との
いずれかと接続する切替手段をさらに備えてもよい。
前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段との
いずれかと接続する切替手段をさらに備えてもよい。
【００４９】前記受信信号処理手段により出力される前
記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号合成
手段をさらに備えてもよい。
記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号合成
手段をさらに備えてもよい。
【００５０】前記受信信号処理手段と前記信号合成手段
との間に設けられる第１スイッチと、前記駆動回路と前
記信号合成手段との間に設けられる第２スイッチと、前
記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３ス
イッチとをさらに備えてもよい。
との間に設けられる第１スイッチと、前記駆動回路と前
記信号合成手段との間に設けられる第２スイッチと、前
記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３ス
イッチとをさらに備えてもよい。
【００５１】前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、前記
駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波数と
周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つを変
化させることにより、該合成信号を選択的に変化させて
もよい。
信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、前記
駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波数と
周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つを変
化させることにより、該合成信号を選択的に変化させて
もよい。
【００５２】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し
てもよい。
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し
てもよい。
【００５３】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振
動器に出力してもよい。
第２信号とを含み、前記駆動回路は、前記第１信号と前
記第２信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振
動器に出力してもよい。
【００５４】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、正弦波信号を含んでもよい。
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、正弦波信号を含んでもよい。
【００５５】前記少なくとも２つの信号は、第１信号と
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、矩形波信号を含んでもよい。
第２信号とを含み、前記第１信号と前記第２信号との少
なくとも一方は、矩形波信号を含んでもよい。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００５７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の電気−機械−音響変換装置１００のブロック回路
図である。同図によると、６は振動器、７は電気信号発
生装置、ＳＷ１は信号切替スイッチである。
態１の電気−機械−音響変換装置１００のブロック回路
図である。同図によると、６は振動器、７は電気信号発
生装置、ＳＷ１は信号切替スイッチである。
【００５８】図２、図３Ａ、図３Ｂは本発明の電気−機
械−音響変換装置１００に用いられる振動器６の構成例
を示す。図２は分解斜視図であり、図３Ａはバッフルを
除いた状態の上面図、図３Ｂは側断面図である。
械−音響変換装置１００に用いられる振動器６の構成例
を示す。図２は分解斜視図であり、図３Ａはバッフルを
除いた状態の上面図、図３Ｂは側断面図である。
【００５９】図２、図３Ａ、図３Ｂによると、８は重り
部を一体に形成したヨークとマグネットとプレートから
なる磁気回路部であり、９、１０はこの磁気回路部８の
上・下にそれぞれ結合された上・下サスペンションであ
り、この上・下サスペンション９，１０のそれぞれの対
向辺には上・下サスペンション９，１０間では互いに異
なる位置に上・下サスペンション９，１０から延出され
たそれぞれ一対となる足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ
が設けられている。ここで、磁気回路部８の重量は３ｇ
である。
部を一体に形成したヨークとマグネットとプレートから
なる磁気回路部であり、９、１０はこの磁気回路部８の
上・下にそれぞれ結合された上・下サスペンションであ
り、この上・下サスペンション９，１０のそれぞれの対
向辺には上・下サスペンション９，１０間では互いに異
なる位置に上・下サスペンション９，１０から延出され
たそれぞれ一対となる足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ
が設けられている。ここで、磁気回路部８の重量は３ｇ
である。
【００６０】１１は上側開口部１１ｅと下側開口部１１
ｆを有すると共に上記足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ
がそれぞれ結合される受納部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄを設けたプラスチック性の支持部材であり、１２
は外周縁を上記支持部材１１の下側開口部１１ｆに結合
された非磁性体であるチタン材やプラスチックからなる
振動板である。ボイスコイル１３は振動板１２の中央に
接着され、端部が上記上・下サスペンション９，１０に
支持された上記磁気回路部８の磁気ギャップ８ａに挿入
される。
ｆを有すると共に上記足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ
がそれぞれ結合される受納部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄを設けたプラスチック性の支持部材であり、１２
は外周縁を上記支持部材１１の下側開口部１１ｆに結合
された非磁性体であるチタン材やプラスチックからなる
振動板である。ボイスコイル１３は振動板１２の中央に
接着され、端部が上記上・下サスペンション９，１０に
支持された上記磁気回路部８の磁気ギャップ８ａに挿入
される。
【００６１】１４は上記支持部材１１の上側開口部１１
ｅに装着されたバッフルであり、１１ｇはボイスコイル
１３のリード線に接続される外部入力端子である。
ｅに装着されたバッフルであり、１１ｇはボイスコイル
１３のリード線に接続される外部入力端子である。
【００６２】上・下サスペンション９、１０の材質は例
えばステンレス、ベリリューム合金等のバネ材料で、そ
の寸法、形状により振幅変位量に対するスティフネス特
性が非線形となるように設計される。ここで例えば、足
部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは長さ８ｍｍ、幅１ｍ
ｍ、厚さ０．０８５ｍｍである。
えばステンレス、ベリリューム合金等のバネ材料で、そ
の寸法、形状により振幅変位量に対するスティフネス特
性が非線形となるように設計される。ここで例えば、足
部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂは長さ８ｍｍ、幅１ｍ
ｍ、厚さ０．０８５ｍｍである。
【００６３】図４は上・下サスペンション９、１０の変
位−力特性を示す。この特性は上・下サスペンション
９、１０の足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを固定し、
中央部が結合された磁気回路部８に力を加えた場合の特
性であり、横軸が変位、縦軸が力をあらわす。図５は図
４の結果より、サスペンション９、１０のスティフネス
特性を求めたものであり、横軸が変位、縦軸がスティフ
ネスをあらわす。サスペンション９、１０は変位の増加
とともにスティフネス値が増大する非線形性を示すもの
である。以上のような非線形サスペンション９、１０で
構成された振動器６に周波数信号を入力した場合に、振
動器６に発生する振動力特性を図６に示す（ここで、磁
気回路部８の質量は約３ｇである）。図６では周波数を
低周波数から高周波数に上昇させた場合と高周波数から
低周波数に下降させた場合の力特性を示す。まず、周波
数を連続的に上昇させると力はａ→ｂ→ｃ→ｄと変化す
る。一方、周波数を連続的に下降させるとｄ→ｃ→ｅ→
ｆ→ａと変化する。この結果は、図３３で説明した従来
の非線形サスペンションとほぼ同じ現象であり、非線形
サスペンションの跳躍現象として知られている。
位−力特性を示す。この特性は上・下サスペンション
９、１０の足部９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂを固定し、
中央部が結合された磁気回路部８に力を加えた場合の特
性であり、横軸が変位、縦軸が力をあらわす。図５は図
４の結果より、サスペンション９、１０のスティフネス
特性を求めたものであり、横軸が変位、縦軸がスティフ
ネスをあらわす。サスペンション９、１０は変位の増加
とともにスティフネス値が増大する非線形性を示すもの
である。以上のような非線形サスペンション９、１０で
構成された振動器６に周波数信号を入力した場合に、振
動器６に発生する振動力特性を図６に示す（ここで、磁
気回路部８の質量は約３ｇである）。図６では周波数を
低周波数から高周波数に上昇させた場合と高周波数から
低周波数に下降させた場合の力特性を示す。まず、周波
数を連続的に上昇させると力はａ→ｂ→ｃ→ｄと変化す
る。一方、周波数を連続的に下降させるとｄ→ｃ→ｅ→
ｆ→ａと変化する。この結果は、図３３で説明した従来
の非線形サスペンションとほぼ同じ現象であり、非線形
サスペンションの跳躍現象として知られている。
【００６４】以上のような非線形サスペンションで構成
された振動器６を用いる電気−機械−音響変換装置の動
作を説明する。
された振動器６を用いる電気−機械−音響変換装置の動
作を説明する。
【００６５】電気信号発生装置７で発生した周波数信号
は、信号切替スィッチＳＷ１がＯＮとなると振動器６に
入力される。前記周波数信号は図６で示した非線形サス
ペンション９、１０の力特性で周波数の上昇と下降で異
なる特性を示すポイントｆを低域限界周波数ｆＬ、ポイ
ントｂを高域限界周波数ｆＨとして、ｆＬとｆＨの周波
数範囲をＷｂとするとき、少なくとも周波数信号の１つ
がｆＬよりも高くｆＨよりも低い周波数を含むものであ
る。周波数範囲Ｗｂでは振動器６が発生する力は最大と
なるが、例えば図６の周波数範囲Ｗｂで大きな力が得ら
れる１４０Ｈｚの信号のみを加えた場合、力の値は周波
数を下降して得られる特性上の１４０Ｈｚとなるポイン
トｇの値となり、目的とする周波数の上昇で得られる１
４０Ｈｚの力値であるポイントｈとはならないものであ
った。また、Ｗｂ内でｂ→ｆというように周波数を下降
させても同様に、力値が上昇スィープの特性ｆ→ｂを再
現するものではない。大きな力が得られるｆからｂの特
性を安定的に確保するために、周波数範囲Ｗｂの低域限
界周波数であるｆＬよりも低い周波数を、少なくとも１
つは、振動器６への入力信号として加えるものである。
は、信号切替スィッチＳＷ１がＯＮとなると振動器６に
入力される。前記周波数信号は図６で示した非線形サス
ペンション９、１０の力特性で周波数の上昇と下降で異
なる特性を示すポイントｆを低域限界周波数ｆＬ、ポイ
ントｂを高域限界周波数ｆＨとして、ｆＬとｆＨの周波
数範囲をＷｂとするとき、少なくとも周波数信号の１つ
がｆＬよりも高くｆＨよりも低い周波数を含むものであ
る。周波数範囲Ｗｂでは振動器６が発生する力は最大と
なるが、例えば図６の周波数範囲Ｗｂで大きな力が得ら
れる１４０Ｈｚの信号のみを加えた場合、力の値は周波
数を下降して得られる特性上の１４０Ｈｚとなるポイン
トｇの値となり、目的とする周波数の上昇で得られる１
４０Ｈｚの力値であるポイントｈとはならないものであ
った。また、Ｗｂ内でｂ→ｆというように周波数を下降
させても同様に、力値が上昇スィープの特性ｆ→ｂを再
現するものではない。大きな力が得られるｆからｂの特
性を安定的に確保するために、周波数範囲Ｗｂの低域限
界周波数であるｆＬよりも低い周波数を、少なくとも１
つは、振動器６への入力信号として加えるものである。
【００６６】また、図７に示すように掃引信号は、まず
初期信号として、ｆＬよりも低い周波数であるポイント
ｉからＷｂの周波数内に位置するｈに向かって上昇し、
Ｗｂの周波数内に位置するｊで再びｈに向かって折り返
し、ｈとｊの間で掃引を繰り返す信号（初期はｉ→ｈ、
その後はｈ→ｊ→ｈ→ｊ→ｈと繰り返す）とするなら
ば、掃引が振動力の大きな周波数範囲Ｗｂ内で行なわれ
るため、より強い振動力を確保できるものである。
初期信号として、ｆＬよりも低い周波数であるポイント
ｉからＷｂの周波数内に位置するｈに向かって上昇し、
Ｗｂの周波数内に位置するｊで再びｈに向かって折り返
し、ｈとｊの間で掃引を繰り返す信号（初期はｉ→ｈ、
その後はｈ→ｊ→ｈ→ｊ→ｈと繰り返す）とするなら
ば、掃引が振動力の大きな周波数範囲Ｗｂ内で行なわれ
るため、より強い振動力を確保できるものである。
【００６７】なお、前記の周波数信号ではｉからｈへの
周波数上昇の掃引後に下降、上昇の周波数掃引を繰り返
しているが、ｉからの周波数上昇掃引を周波数ポイント
ｈで止めて、周波数ポイントｈで周波数を固定し連続的
に印加しても、その周波数を単独で入力した場合のよう
に、振動力が周波数の下降時の振動力（ポイントｇ）ま
で低下することはなく、大きな振動力を維持するもので
ある。従って、周波数上昇掃引を止める周波数をＷｂの
高域限界周波数ｆＨにより近く設定すれば、連続的によ
り大きな振動力が得られるものである。
周波数上昇の掃引後に下降、上昇の周波数掃引を繰り返
しているが、ｉからの周波数上昇掃引を周波数ポイント
ｈで止めて、周波数ポイントｈで周波数を固定し連続的
に印加しても、その周波数を単独で入力した場合のよう
に、振動力が周波数の下降時の振動力（ポイントｇ）ま
で低下することはなく、大きな振動力を維持するもので
ある。従って、周波数上昇掃引を止める周波数をＷｂの
高域限界周波数ｆＨにより近く設定すれば、連続的によ
り大きな振動力が得られるものである。
【００６８】また、振動器６を構成するサスペンション
のスティフネス特性は特に重要である。図８は非線形性
を持たないサスペンションで支持された磁気回路部を有
する振動器６の振動力特性を示す。線形サスペンション
では周波数の上昇、下降で特性が変化することはない
が、振動力が大きくなる周波数がサスペンションのステ
ィフネスと磁気回路部の質量で構成される機械系の共振
周波数ｆ０のみとなり、共振周波数ｆ０を外すと振動力
は極端に低下するものであった。このため、駆動信号の
周波数を機械系の共振周波数ｆ０に一致させる共振周波
数検出の手段を必要としていた。あるいは、振動器６の
共振周波数を定められた駆動周波数に一致させるよう
に、製造過程での厳密な共振周波数の管理を必要とする
ものであった。図６で示した非線形サスペンションの振
動力特性では、線形サスペンションのｆ０ような狭い帯
域ではなく、ｆ→ｂという広い周波数帯域で大きな力を
有するものである。このような広い周波数帯域で大きな
力を得るためには、サスペンションの特別な非線形特性
が必要となる。例えば、図６の特性とするためには、図
４で示した変位（ｘ）−力（Ｆ）特性を
のスティフネス特性は特に重要である。図８は非線形性
を持たないサスペンションで支持された磁気回路部を有
する振動器６の振動力特性を示す。線形サスペンション
では周波数の上昇、下降で特性が変化することはない
が、振動力が大きくなる周波数がサスペンションのステ
ィフネスと磁気回路部の質量で構成される機械系の共振
周波数ｆ０のみとなり、共振周波数ｆ０を外すと振動力
は極端に低下するものであった。このため、駆動信号の
周波数を機械系の共振周波数ｆ０に一致させる共振周波
数検出の手段を必要としていた。あるいは、振動器６の
共振周波数を定められた駆動周波数に一致させるよう
に、製造過程での厳密な共振周波数の管理を必要とする
ものであった。図６で示した非線形サスペンションの振
動力特性では、線形サスペンションのｆ０ような狭い帯
域ではなく、ｆ→ｂという広い周波数帯域で大きな力を
有するものである。このような広い周波数帯域で大きな
力を得るためには、サスペンションの特別な非線形特性
が必要となる。例えば、図６の特性とするためには、図
４で示した変位（ｘ）−力（Ｆ）特性を
【００６９】
【数１】
【００７０】と多次関数であらわして、さらに、図５で
示した変位（ｘ）−スティフネス（Ｓ）特性を
示した変位（ｘ）−スティフネス（Ｓ）特性を
【００７１】
【数２】
【００７２】とあらわすことができる。例えば、（数
２）においてＳ1、Ｓ2、Ｓ3の値として Ｓ1＝５０３．６ Ｓ2＝０ Ｓ3＝５．５×１０8 と設定し、変位ｘ＝１ｍｍとするならば（数２）におけ
る値は（表１）のようになる。
２）においてＳ1、Ｓ2、Ｓ3の値として Ｓ1＝５０３．６ Ｓ2＝０ Ｓ3＝５．５×１０8 と設定し、変位ｘ＝１ｍｍとするならば（数２）におけ
る値は（表１）のようになる。
【００７３】
【表１】
【００７４】即ち、非線形項であるｘの２乗項（Ｓ
3ｘ2）が周波数の上昇、下降で異なる特性を生じさせる
要因であり、また広い周波数帯域での大きな力の発生を
可能にしているものである。
3ｘ2）が周波数の上昇、下降で異なる特性を生じさせる
要因であり、また広い周波数帯域での大きな力の発生を
可能にしているものである。
【００７５】従って、本発明の電気−機械−音響変換装
置１００に用いる振動器６ではそのサスペンション９、
１０の少なくとも１つが、ｘの２乗項に値を有するもの
である必要がある。そこで、 Ｓ1＝０ Ｓ2＝０ Ｓ3＝８．０×１０8 として、（数２）で示されるスティフネスのＳ1、Ｓ2の
項がＳ3の項に比べて小さく、実質的にＳ３の項のみで
あるとした場合、その変位−スティフネス特性は図９の
ようになり、また振動器６で発生する振動力特性は図１
０で示すものとなって、周波数の上昇と下降で異なる振
動力特性となる周波数範囲ｆ′〜ｂ′は図６、図７に示
す周波数範囲ｆ〜ｂよりも広く、周波数上昇時の振動力
特性の傾きは図６、図７に示す傾きよりも緩くなる。従
って、入力信号の周波数変化に対する力の大きさの変化
が少なくなり、より安定で大きな力が得られるものであ
る。
置１００に用いる振動器６ではそのサスペンション９、
１０の少なくとも１つが、ｘの２乗項に値を有するもの
である必要がある。そこで、 Ｓ1＝０ Ｓ2＝０ Ｓ3＝８．０×１０8 として、（数２）で示されるスティフネスのＳ1、Ｓ2の
項がＳ3の項に比べて小さく、実質的にＳ３の項のみで
あるとした場合、その変位−スティフネス特性は図９の
ようになり、また振動器６で発生する振動力特性は図１
０で示すものとなって、周波数の上昇と下降で異なる振
動力特性となる周波数範囲ｆ′〜ｂ′は図６、図７に示
す周波数範囲ｆ〜ｂよりも広く、周波数上昇時の振動力
特性の傾きは図６、図７に示す傾きよりも緩くなる。従
って、入力信号の周波数変化に対する力の大きさの変化
が少なくなり、より安定で大きな力が得られるものであ
る。
【００７６】なお、前記２例では、Ｓ2の項が０と仮定
したが、この項が０でなくても、周波数の上昇と下降で
異なる特性となる跳躍現象はほぼ同様に生じるものであ
る。さらには、より高次の項がある場合でも同様であ
る。
したが、この項が０でなくても、周波数の上昇と下降で
異なる特性となる跳躍現象はほぼ同様に生じるものであ
る。さらには、より高次の項がある場合でも同様であ
る。
【００７７】また、ｘの２乗項に値を有する非線形サス
ペンションは、変位の増加とともに振幅が制限されるス
ティフネス特性により実現されるが、この非線形性は例
えばサスペンションの長さを短くして、サスペンション
の振幅を制限する、あるいは、伸びが少ない材料を用い
る等により比較的容易に実現できるものである。
ペンションは、変位の増加とともに振幅が制限されるス
ティフネス特性により実現されるが、この非線形性は例
えばサスペンションの長さを短くして、サスペンション
の振幅を制限する、あるいは、伸びが少ない材料を用い
る等により比較的容易に実現できるものである。
【００７８】さらに、本発明の電気−機械−音響変換装
置１００では、振動器６に加える電気信号発生装置７で
発生させる周波数信号は、周波数が連続的に変化する掃
引周波数でなく、複数のポイント周波数でもよい。その
ポイント周波数は、初期入力の周波数として領域Ｗｂの
低域限界周波数ｆＬよりも低い信号を少なくとも１つ含
むことが望ましい。図１１はポイント周波数の例を示
す。最初はＰ１、次にＰ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５とポイン
ト周波数を変化させて振動器６に印加する。最後のＰ５
の周波数で固定して、この周波数Ｐ５で連続的に信号を
加えるならば、振動器６から大きな振動力を連続的に出
力させることが可能となる。あるいはＰ１→Ｐ２→Ｐ３
→Ｐ４→Ｐ５と上昇させて、Ｐ５→Ｐ４→Ｐ３→Ｐ４→
Ｐ５と領域Ｗｂ内で周期的に上昇、下降を繰り返しても
よい。なお、ポイント周波数がＷｂ内にあるとき、Ｐ１
からＰ５のように周波数幅が広すぎると安定な動作が得
られないので、Ｐ１→Ｐ３→Ｐ５のようにＷｂの帯域内
で初期周波数と最高周波数との間を複数個のポイント周
波数で補完して駆動することが望ましい。ただし、Ｐ２
→Ｐ３のように初期周波数Ｐ２が周波数ｆＬよりも低
く、Ｐ３が領域Ｗｂの内にある場合でも、そのポイント
周波数がｆＬに比較的近い場合は、その間を補間するポ
イント周波数の信号は必要としないものである。
置１００では、振動器６に加える電気信号発生装置７で
発生させる周波数信号は、周波数が連続的に変化する掃
引周波数でなく、複数のポイント周波数でもよい。その
ポイント周波数は、初期入力の周波数として領域Ｗｂの
低域限界周波数ｆＬよりも低い信号を少なくとも１つ含
むことが望ましい。図１１はポイント周波数の例を示
す。最初はＰ１、次にＰ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５とポイン
ト周波数を変化させて振動器６に印加する。最後のＰ５
の周波数で固定して、この周波数Ｐ５で連続的に信号を
加えるならば、振動器６から大きな振動力を連続的に出
力させることが可能となる。あるいはＰ１→Ｐ２→Ｐ３
→Ｐ４→Ｐ５と上昇させて、Ｐ５→Ｐ４→Ｐ３→Ｐ４→
Ｐ５と領域Ｗｂ内で周期的に上昇、下降を繰り返しても
よい。なお、ポイント周波数がＷｂ内にあるとき、Ｐ１
からＰ５のように周波数幅が広すぎると安定な動作が得
られないので、Ｐ１→Ｐ３→Ｐ５のようにＷｂの帯域内
で初期周波数と最高周波数との間を複数個のポイント周
波数で補完して駆動することが望ましい。ただし、Ｐ２
→Ｐ３のように初期周波数Ｐ２が周波数ｆＬよりも低
く、Ｐ３が領域Ｗｂの内にある場合でも、そのポイント
周波数がｆＬに比較的近い場合は、その間を補間するポ
イント周波数の信号は必要としないものである。
【００７９】以上のように、前記実施の形態の電気−機
械−音響変換装置１００は、非線形サスペンションを用
いた振動器６により、広い周波数帯域にわたって、大き
な振動力が効率よく得られるものである。
械−音響変換装置１００は、非線形サスペンションを用
いた振動器６により、広い周波数帯域にわたって、大き
な振動力が効率よく得られるものである。
【００８０】なお、信号の波形は正弦波が望ましいが、
基本周波数が前記周波数の条件を満たす矩形波信号であ
っても同様な効果が期待できるものである。この場合
は、高調波成分がボイスコイル１３に加えられ、振動時
に不要な音を再生する可能性が高いため、電気信号発生
装置７と振動器６との間に、高域をカットする高域カッ
トフィルター１５１を挿入することが望ましい。
基本周波数が前記周波数の条件を満たす矩形波信号であ
っても同様な効果が期待できるものである。この場合
は、高調波成分がボイスコイル１３に加えられ、振動時
に不要な音を再生する可能性が高いため、電気信号発生
装置７と振動器６との間に、高域をカットする高域カッ
トフィルター１５１を挿入することが望ましい。
【００８１】また、ボイスコイル１３に加える電気信号
発生装置７からの入力信号が、高域成分を含む音声や音
楽信号であるならば、振動板１２は振動してスピーカと
して動作して、音響再生を可能とするものである。この
場合、音響信号の低域限界を領域Ｗｂの下限周波数ｆＬ
よりも高くするならば、磁気回路部８はほとんど振動す
ることなく、振動板１２のみが振動して音を発生するの
で、振動と音の再生を個別に機能させたいときは有効で
ある。電気信号発生装置７で発生させる周波数信号は、
前記周波数範囲Ｗｂ内に含まれる周波数と、周波数範囲
Ｗｂよりも低い周波数を少なくとも１つ含む複数個の信
号を加算した合成信号である。
発生装置７からの入力信号が、高域成分を含む音声や音
楽信号であるならば、振動板１２は振動してスピーカと
して動作して、音響再生を可能とするものである。この
場合、音響信号の低域限界を領域Ｗｂの下限周波数ｆＬ
よりも高くするならば、磁気回路部８はほとんど振動す
ることなく、振動板１２のみが振動して音を発生するの
で、振動と音の再生を個別に機能させたいときは有効で
ある。電気信号発生装置７で発生させる周波数信号は、
前記周波数範囲Ｗｂ内に含まれる周波数と、周波数範囲
Ｗｂよりも低い周波数を少なくとも１つ含む複数個の信
号を加算した合成信号である。
【００８２】以上のような周波数信号を発生する電気信
号発生装置７と、非線形サスペンションを有する振動器
６で構成された電気−機械−音響変換装置１００の動作
を説明する。
号発生装置７と、非線形サスペンションを有する振動器
６で構成された電気−機械−音響変換装置１００の動作
を説明する。
【００８３】電気信号発生装置７からの周波数信号は、
振動器６に入力される。前記周波数信号は、例えば図１
２で示した非線形サスペンション９、１０の力特性で周
波数の上昇と下降で異なる特性を示す周波数範囲Ｗｂ内
の周波数ポイントｔとＷｂよりも低い周波数ポイントｓ
とを加算した合成信号である。
振動器６に入力される。前記周波数信号は、例えば図１
２で示した非線形サスペンション９、１０の力特性で周
波数の上昇と下降で異なる特性を示す周波数範囲Ｗｂ内
の周波数ポイントｔとＷｂよりも低い周波数ポイントｓ
とを加算した合成信号である。
【００８４】まず、ポイントｓの周波数をｆ１、ポイン
トｔの周波数をｆ２としてそれぞれの周波数を単独で振
動器６に入力した場合の振動力特性を図１３Ａ〜図１３
Ｄに示す。図１３Ａはｆ２で電圧のピーク値がｆ１の約
２倍の入力波形、図１３Ｂはｆ２入力時の振動力波形、
図１３Ｃはｆ１の入力波形、図１３Ｄはｆ１入力時の振
動力波形である。ポイントｔのｆ２は周波数範囲Ｗｂ内
の周波数信号であり、図１２で示したように周波数の上
昇掃引により振動器６の振動出力は大きな値となるが、
この周波数信号を単独で加えた場合、振動力は周波数を
下降掃引して得られる特性上のポイントｕの値まで低下
するものである。ポイントｓの周波数ｆ１は周波数範囲
Ｗｂよりも低い周波数であり、周波数の上昇、下降掃引
で振動力が変化しないため、電圧のピーク値がｆ２の半
分でも、ｆ１の信号を入力した場合よりも大きな出力波
形（振動力波形）となっている。
トｔの周波数をｆ２としてそれぞれの周波数を単独で振
動器６に入力した場合の振動力特性を図１３Ａ〜図１３
Ｄに示す。図１３Ａはｆ２で電圧のピーク値がｆ１の約
２倍の入力波形、図１３Ｂはｆ２入力時の振動力波形、
図１３Ｃはｆ１の入力波形、図１３Ｄはｆ１入力時の振
動力波形である。ポイントｔのｆ２は周波数範囲Ｗｂ内
の周波数信号であり、図１２で示したように周波数の上
昇掃引により振動器６の振動出力は大きな値となるが、
この周波数信号を単独で加えた場合、振動力は周波数を
下降掃引して得られる特性上のポイントｕの値まで低下
するものである。ポイントｓの周波数ｆ１は周波数範囲
Ｗｂよりも低い周波数であり、周波数の上昇、下降掃引
で振動力が変化しないため、電圧のピーク値がｆ２の半
分でも、ｆ１の信号を入力した場合よりも大きな出力波
形（振動力波形）となっている。
【００８５】次に、上記２周波数の合成信号を振動器６
に入力した場合の振動力特性を図１４Ａ、図１４Ｂに示
す。図１４Ａは入力信号波形、図１４Ｂは振動力波形で
ある。入力波形は振幅変調され周期的な増減を繰り返す
ものである。出力波形となる振動力波形も時間と共にそ
の値が増減しているが、波形の最大値は図１３Ａ〜１３
Ｄで示した周波数の単独入力では得られなかった大きな
値であり、周波数の上昇掃引で得られるｆ２のポイント
ｔでの振動力が２周波数の合成信号により得られること
がわかる。
に入力した場合の振動力特性を図１４Ａ、図１４Ｂに示
す。図１４Ａは入力信号波形、図１４Ｂは振動力波形で
ある。入力波形は振幅変調され周期的な増減を繰り返す
ものである。出力波形となる振動力波形も時間と共にそ
の値が増減しているが、波形の最大値は図１３Ａ〜１３
Ｄで示した周波数の単独入力では得られなかった大きな
値であり、周波数の上昇掃引で得られるｆ２のポイント
ｔでの振動力が２周波数の合成信号により得られること
がわかる。
【００８６】また、電気信号発生装置７で発生させる信
号がメロディー音、音楽信号、会話音等の音響信号であ
れば、振動器６のボイスコイル１３が接合された振動板
１２が振動して音響再生の動作をするものである。この
場合、音響信号の低域周波数成分が周波数範囲Ｗｂを含
むものであっても、振動力は小さいので、実質的に振動
と音の機能は分離されたものとなる。一方、振動の信号
と音響の信号を同時に入力するならば、振動と音の同時
再生が可能であり、このように信号の周波数帯域、複数
信号の合成により振動器６を振動及び音響再生用の多機
能変換器として動作させることが可能となる。
号がメロディー音、音楽信号、会話音等の音響信号であ
れば、振動器６のボイスコイル１３が接合された振動板
１２が振動して音響再生の動作をするものである。この
場合、音響信号の低域周波数成分が周波数範囲Ｗｂを含
むものであっても、振動力は小さいので、実質的に振動
と音の機能は分離されたものとなる。一方、振動の信号
と音響の信号を同時に入力するならば、振動と音の同時
再生が可能であり、このように信号の周波数帯域、複数
信号の合成により振動器６を振動及び音響再生用の多機
能変換器として動作させることが可能となる。
【００８７】なお、周波数範囲Ｗｂよりも低い周波数信
号で得られる振動力よりも、周波数範囲Ｗｂ内の周波数
信号の方が大きな振動力を出力するため、低い周波数信
号の入力電圧レベルは、周波数範囲Ｗｂ内の周波数信号
による振動力が安定に得られる必要最低限の電圧レベル
とすることが、省電力のためには望ましい。また、本実
施の形態では周波数信号は２つの正弦波としたが、２つ
以上の複数としても同様の効果が得られるものであり、
それぞれの電圧レベルは本実施例と同様な考え方により
設定されるものである。さらに、信号波形は基本周期が
前記周波数の条件を満たす異なる２つの矩形波の合成信
号であってもよいが、信号に含まれる高調波成分により
振動板１２から歪音が再生されるため、高音域をカット
するハイカットフィルターを振動器６の前段に挿入する
ことが望ましい。
号で得られる振動力よりも、周波数範囲Ｗｂ内の周波数
信号の方が大きな振動力を出力するため、低い周波数信
号の入力電圧レベルは、周波数範囲Ｗｂ内の周波数信号
による振動力が安定に得られる必要最低限の電圧レベル
とすることが、省電力のためには望ましい。また、本実
施の形態では周波数信号は２つの正弦波としたが、２つ
以上の複数としても同様の効果が得られるものであり、
それぞれの電圧レベルは本実施例と同様な考え方により
設定されるものである。さらに、信号波形は基本周期が
前記周波数の条件を満たす異なる２つの矩形波の合成信
号であってもよいが、信号に含まれる高調波成分により
振動板１２から歪音が再生されるため、高音域をカット
するハイカットフィルターを振動器６の前段に挿入する
ことが望ましい。
【００８８】また、図１５に非線形サスペンションを有
する振動器６の量産時における製造バラツキにより生じ
る振動力周波数特性の変動をＬ，Ｍ，Ｈに示す。この場
合、周波数を連続的に上昇させて測定した結果のみを示
すが、周波数を連続的に下降させるならば、図６、図１
２で示したようにそれぞれの特性は周波数の上昇とは異
なる振動力特性、すなわち跳躍現象を示すものである。
する振動器６の量産時における製造バラツキにより生じ
る振動力周波数特性の変動をＬ，Ｍ，Ｈに示す。この場
合、周波数を連続的に上昇させて測定した結果のみを示
すが、周波数を連続的に下降させるならば、図６、図１
２で示したようにそれぞれの特性は周波数の上昇とは異
なる振動力特性、すなわち跳躍現象を示すものである。
【００８９】ここで、電気信号発生装置７で発生させる
周波数信号は、例えば振動器６の振動力特性変動が周波
数の低い方へ移動したＬの特性における周波数範囲Ｗｂ
よりも低い周波数を少なくとも１つ含み、また変動が高
いほうへ移動したＨの特性における周波数範囲Ｗｂより
も高い周波数を少なくとも１つ含むもので、これらの複
数個の周波数信号Ｐ１〜Ｐ８の位相を変えて加算した合
成信号である。
周波数信号は、例えば振動器６の振動力特性変動が周波
数の低い方へ移動したＬの特性における周波数範囲Ｗｂ
よりも低い周波数を少なくとも１つ含み、また変動が高
いほうへ移動したＨの特性における周波数範囲Ｗｂより
も高い周波数を少なくとも１つ含むもので、これらの複
数個の周波数信号Ｐ１〜Ｐ８の位相を変えて加算した合
成信号である。
【００９０】以上のような周波数信号を発生する電気信
号発生装置７と、非線形サスペンションを有する振動器
６で構成された電気−機械−音響変換装置１００の動作
を説明する。
号発生装置７と、非線形サスペンションを有する振動器
６で構成された電気−機械−音響変換装置１００の動作
を説明する。
【００９１】電気信号発生装置７からの周波数信号は、
振動器６に入力される。前記周波数信号は、本例では振
動器６の振動力特性変動が周波数の低い方へ移動したＬ
の特性における周波数範囲Ｗｂよりも低い周波数を最低
周波数として、変動が高いほうへ移動したＨの特性にお
ける周波数範囲Ｗｂよりも高い周波数を最高周波数とし
て、その間を等間隔に分割して、Ｐ１〜Ｐ８の８ポイン
トの周波数が設定される。
振動器６に入力される。前記周波数信号は、本例では振
動器６の振動力特性変動が周波数の低い方へ移動したＬ
の特性における周波数範囲Ｗｂよりも低い周波数を最低
周波数として、変動が高いほうへ移動したＨの特性にお
ける周波数範囲Ｗｂよりも高い周波数を最高周波数とし
て、その間を等間隔に分割して、Ｐ１〜Ｐ８の８ポイン
トの周波数が設定される。
【００９２】まず、本実施の形態の効果をよりわかり易
くするため、８ポイントの周波数を同相で加算した信号
を図７で示したＭの振動周波数特性を有する振動器６に
入力された場合の電気信号と振動出力特性の時間波形を
図１６Ａ、１６Ｂに示す。図１６Ａは電気信号の時間波
形、図１６Ｂは振動出力の時間波形である。電気信号は
各周波数の等周波数間隔の波長を周期（すなわち、５Ｈ
ｚ間隔であれば２００ｍＳ）として強弱を繰り返し、振
動出力波形も電気入力に従って、周期の初めには大きな
振動力を出力するが、次の始り周期までは振動力が減衰
するという振動波形となる。この振動波形によっても周
期的に大きな振動力は得られるものであるが、より望ま
しくは大きな振動力が時間軸上で継続することである。
くするため、８ポイントの周波数を同相で加算した信号
を図７で示したＭの振動周波数特性を有する振動器６に
入力された場合の電気信号と振動出力特性の時間波形を
図１６Ａ、１６Ｂに示す。図１６Ａは電気信号の時間波
形、図１６Ｂは振動出力の時間波形である。電気信号は
各周波数の等周波数間隔の波長を周期（すなわち、５Ｈ
ｚ間隔であれば２００ｍＳ）として強弱を繰り返し、振
動出力波形も電気入力に従って、周期の初めには大きな
振動力を出力するが、次の始り周期までは振動力が減衰
するという振動波形となる。この振動波形によっても周
期的に大きな振動力は得られるものであるが、より望ま
しくは大きな振動力が時間軸上で継続することである。
【００９３】次に、最低周波数Ｐ１と隣の周波数Ｐ２の
信号を逆相、Ｐ３とＰ４を同相、Ｐ５とＰ６を逆相、Ｐ
７とＰ８を同相として加算合成した電気信号と振動出力
特性の時間波形を図１７Ａ、１７Ｂに示す。図１７Ａは
電気信号の時間波形、図１７Ｂは振動出力の時間波形で
ある。図１６Ａ、１６Ｂの電気信号波形と比較して、電
圧レベルの強弱周期が短縮される。これに伴い振動出力
波形は大きな振動出力の後にその振動力が減衰するとい
うものではなく、大きな振動が得られる時間が継続する
ものである。
信号を逆相、Ｐ３とＰ４を同相、Ｐ５とＰ６を逆相、Ｐ
７とＰ８を同相として加算合成した電気信号と振動出力
特性の時間波形を図１７Ａ、１７Ｂに示す。図１７Ａは
電気信号の時間波形、図１７Ｂは振動出力の時間波形で
ある。図１６Ａ、１６Ｂの電気信号波形と比較して、電
圧レベルの強弱周期が短縮される。これに伴い振動出力
波形は大きな振動出力の後にその振動力が減衰するとい
うものではなく、大きな振動が得られる時間が継続する
ものである。
【００９４】また、合成信号を図１５で示した振動特性
の低周波数側及び高周波数側に変動した特性Ｌ，Ｈに印
加した場合の振動出力時間波形を図１８Ａ、１８Ｂに示
す。図１８Ａは特性Ｌに、図１８Ｂは特性Ｈに印加した
場合の振動出力波形である。図１７Ｂで示した特性Ｍと
同様に、連続した振動出力波形となり、振動器６の振動
力特性が変動した場合でも、安定な振動出力が得られる
ものである。
の低周波数側及び高周波数側に変動した特性Ｌ，Ｈに印
加した場合の振動出力時間波形を図１８Ａ、１８Ｂに示
す。図１８Ａは特性Ｌに、図１８Ｂは特性Ｈに印加した
場合の振動出力波形である。図１７Ｂで示した特性Ｍと
同様に、連続した振動出力波形となり、振動器６の振動
力特性が変動した場合でも、安定な振動出力が得られる
ものである。
【００９５】また、電気信号発生装置７で発生させる信
号がメロディー音、音楽信号、会話音等の音響信号であ
れば、振動器６のボイスコイル１３が接合された振動板
１２が振動して音響再生の動作をするものである。この
場合、音響信号の低域周波数成分が周波数範囲Ｗｂを含
むものであっても、振動力は小さいので、実質的に振動
と音の機能は分離されたものとなる。一方、振動の信号
と音響の信号を同時に入力するならば、振動と音の同時
再生が可能であり、このように信号の周波数帯域、複数
信号の合成により振動器６を振動及び音響再生用の多機
能変換器として動作させることが可能となる。
号がメロディー音、音楽信号、会話音等の音響信号であ
れば、振動器６のボイスコイル１３が接合された振動板
１２が振動して音響再生の動作をするものである。この
場合、音響信号の低域周波数成分が周波数範囲Ｗｂを含
むものであっても、振動力は小さいので、実質的に振動
と音の機能は分離されたものとなる。一方、振動の信号
と音響の信号を同時に入力するならば、振動と音の同時
再生が可能であり、このように信号の周波数帯域、複数
信号の合成により振動器６を振動及び音響再生用の多機
能変換器として動作させることが可能となる。
【００９６】さらに、信号波形は基本周期が前記周波数
の条件を満たす複数個の矩形波の合成信号であってもよ
いが、信号に含まれる高調波成分により振動板１２から
歪音が再生されるため、高音域をカットするハイカット
フィルター１５１を振動器６の前段に挿入することが望
ましい。
の条件を満たす複数個の矩形波の合成信号であってもよ
いが、信号に含まれる高調波成分により振動板１２から
歪音が再生されるため、高音域をカットするハイカット
フィルター１５１を振動器６の前段に挿入することが望
ましい。
【００９７】以上のように、本実施の形態の電気−機械
−音響変換装置は、非線形サスペンションを用いた振動
器６と、隣合う２つの周波数信号を１組の信号として、
第１組は逆相として合成、第２組は正相で合成、上記第
１、第２組の信号をさらに１組の組み合わせとして複数
個、これを合成加算して構成される周波数信号により、
複数個のポイント周波数の周波数間隔が広い場合でもい
ずれかの周波数が、跳躍現象による振動力の大きな周波
数範囲Ｗｂに含まれ、また、電気信号波形の電圧強弱周
期の短縮により継続的に大きな振動力が得られる。さら
に、振動器６の振動周波数特性が変動した場合でも、大
きな振動力が得られる周波数帯域を含むようにポイント
周波数の周波数範囲を設定するならば、常に安定した振
動出力が得られるものである。さらに、印加する信号の
周波数帯域により、振動と音響再生が任意に選択できる
ものである。
−音響変換装置は、非線形サスペンションを用いた振動
器６と、隣合う２つの周波数信号を１組の信号として、
第１組は逆相として合成、第２組は正相で合成、上記第
１、第２組の信号をさらに１組の組み合わせとして複数
個、これを合成加算して構成される周波数信号により、
複数個のポイント周波数の周波数間隔が広い場合でもい
ずれかの周波数が、跳躍現象による振動力の大きな周波
数範囲Ｗｂに含まれ、また、電気信号波形の電圧強弱周
期の短縮により継続的に大きな振動力が得られる。さら
に、振動器６の振動周波数特性が変動した場合でも、大
きな振動力が得られる周波数帯域を含むようにポイント
周波数の周波数範囲を設定するならば、常に安定した振
動出力が得られるものである。さらに、印加する信号の
周波数帯域により、振動と音響再生が任意に選択できる
ものである。
【００９８】（実施の形態２）前述した実施の形態１で
は、振動器６のサスペンションは跳躍現象が生じる非線
形であるとしたが、跳躍現象が生じない線形なもので
も、非線形サスペンションの場合と同様な共振周波数の
上下周波数を含む帯域の中に含まれる信号から合成され
る合成信号を入力すれば、連続的な振動出力が得られる
ものである。さらに、線形のサスペンションであっても
共振周波数特性が変動するが、変動する周波数帯域を含
む複数個の周波数信号によって、非線形の場合と同様
に、常に安定した振動出力が得られるものである。
は、振動器６のサスペンションは跳躍現象が生じる非線
形であるとしたが、跳躍現象が生じない線形なもので
も、非線形サスペンションの場合と同様な共振周波数の
上下周波数を含む帯域の中に含まれる信号から合成され
る合成信号を入力すれば、連続的な振動出力が得られる
ものである。さらに、線形のサスペンションであっても
共振周波数特性が変動するが、変動する周波数帯域を含
む複数個の周波数信号によって、非線形の場合と同様
に、常に安定した振動出力が得られるものである。
【００９９】図１９に線形サスペンション１３０の平面
図を示す。中央部１３２には磁気回路部８が固着され、
足部１３３ａ、１３３ｂは支持部剤１１に固着される。
サスペンション１３０の力−変位特性は、サスペンショ
ンの腕１３１の長さＬを長くすることにより線形なもの
となる。
図を示す。中央部１３２には磁気回路部８が固着され、
足部１３３ａ、１３３ｂは支持部剤１１に固着される。
サスペンション１３０の力−変位特性は、サスペンショ
ンの腕１３１の長さＬを長くすることにより線形なもの
となる。
【０１００】図２０には線形サスペンション１３０を用
いた振動器６の力周波数特性を示す。同図には、共振周
波数がｆ０１、ｆ０２、ｆ０３と変化した場合の特性
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを示す。ここでは図示しないが、サス
ペンション１３０が線形であるため周波数の掃引方向で
特性が異なるという跳躍現象が生じることはない。
いた振動器６の力周波数特性を示す。同図には、共振周
波数がｆ０１、ｆ０２、ｆ０３と変化した場合の特性
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩを示す。ここでは図示しないが、サス
ペンション１３０が線形であるため周波数の掃引方向で
特性が異なるという跳躍現象が生じることはない。
【０１０１】図２０の共振周波数の変化は、振動器６の
特性のバラツキを示すものである。また、下矢印Ｐ１〜
Ｐ８は印加するポイント周波数信号を示す。これらのポ
イント周波数は特性Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの共振周波数ｆ０
１、ｆ０２、ｆ０３を含む周波数範囲で設定されるもの
である。
特性のバラツキを示すものである。また、下矢印Ｐ１〜
Ｐ８は印加するポイント周波数信号を示す。これらのポ
イント周波数は特性Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩの共振周波数ｆ０
１、ｆ０２、ｆ０３を含む周波数範囲で設定されるもの
である。
【０１０２】図２１Ａ、２１Ｂ及び２２Ａ、２２Ｂは線
形サスペンション１３０に位相を制御した８ポイントの
信号を印加した場合の振動力特性の時間波形である。本
例では、磁気回路部の重量が１．４ｇ、線形サスペンシ
ョンと磁気回路部で構成される機械共振系の共振周波数
ｆ０１＝１２５Ｈｚ、ｆ０２＝１３５Ｈｚ、ｆ０３＝１
４５Ｈｚ、またポイント周波数Ｐ１〜Ｐ８は１２０Ｈｚ
〜１５５Ｈｚまで５Ｈｚ間隔で設定したものであり、Ｐ
２とＰ６を逆相にしている。
形サスペンション１３０に位相を制御した８ポイントの
信号を印加した場合の振動力特性の時間波形である。本
例では、磁気回路部の重量が１．４ｇ、線形サスペンシ
ョンと磁気回路部で構成される機械共振系の共振周波数
ｆ０１＝１２５Ｈｚ、ｆ０２＝１３５Ｈｚ、ｆ０３＝１
４５Ｈｚ、またポイント周波数Ｐ１〜Ｐ８は１２０Ｈｚ
〜１５５Ｈｚまで５Ｈｚ間隔で設定したものであり、Ｐ
２とＰ６を逆相にしている。
【０１０３】図２３は電気信号発生装置７の一例を示
す。同図において、１０１から１０８は周波数信号発生
器、１１０〜１１７は位相制御器、１２０は信号加算器
を示す。
す。同図において、１０１から１０８は周波数信号発生
器、１１０〜１１７は位相制御器、１２０は信号加算器
を示す。
【０１０４】振動器６に印加するＰ１〜Ｐ８までの加算
信号は、まず、周波数発生器１０１〜１０８でｆ１＝１
２０Ｈｚ、ｆ２＝１２５Ｈｚ、ｆ３＝１３０Ｈｚ、ｆ４
＝１３５Ｈｚ、ｆ５＝１４０Ｈｚ、ｆ６＝１４５Ｈｚ、
ｆ７＝１５０Ｈｚ、ｆ８＝１５５Ｈｚを発生させる。こ
れらの信号は位相制御器１１０〜１１７に入力される
が、ｆ２とｆ６は位相を１８０度遅らせて逆相とし、他
の信号は同相として、全ての信号は信号加算器１２０で
合成されその出力が、振動器６に加えられるものであ
る。
信号は、まず、周波数発生器１０１〜１０８でｆ１＝１
２０Ｈｚ、ｆ２＝１２５Ｈｚ、ｆ３＝１３０Ｈｚ、ｆ４
＝１３５Ｈｚ、ｆ５＝１４０Ｈｚ、ｆ６＝１４５Ｈｚ、
ｆ７＝１５０Ｈｚ、ｆ８＝１５５Ｈｚを発生させる。こ
れらの信号は位相制御器１１０〜１１７に入力される
が、ｆ２とｆ６は位相を１８０度遅らせて逆相とし、他
の信号は同相として、全ての信号は信号加算器１２０で
合成されその出力が、振動器６に加えられるものであ
る。
【０１０５】図２１Ａは、加算されたＰ１〜Ｐ８の時間
波形を示す。図２１Ｂは上記加算信号が加えられた共振
周波数ｆ０１＝１３５Ｈｚの振動器６の振動力時間波形
を示す。また、図２２Ａはｆ２＝１２５Ｈｚ、図２２Ｂ
は１４５Ｈｚのそれぞれの振動力時間波形を示す。振動
器６の共振周波数が製造や、被振動装置への取付条件、
使用条件で変動しても、帯域幅の広いポイント周波数に
より駆動されるため、安定的な振動力が実現される。
波形を示す。図２１Ｂは上記加算信号が加えられた共振
周波数ｆ０１＝１３５Ｈｚの振動器６の振動力時間波形
を示す。また、図２２Ａはｆ２＝１２５Ｈｚ、図２２Ｂ
は１４５Ｈｚのそれぞれの振動力時間波形を示す。振動
器６の共振周波数が製造や、被振動装置への取付条件、
使用条件で変動しても、帯域幅の広いポイント周波数に
より駆動されるため、安定的な振動力が実現される。
【０１０６】なお、振動器６の振動力特性はサスペンシ
ョンと磁気回路部で構成される機械共振のＱ値により異
なる。図２４はＱ値の異なる線形サスペンションの力周
波数特性を示す。ＩＶはＱ＝５、ＶはＱ＝１０、ＶＩは
Ｑ＝２０である。なお、前記図２０の特性はＱ＝２０で
ある。図２５Ａ〜２５ＣはＱ値の異なる振動器６に８ポ
イント信号を印加した場合の振動力の時間波形を示す。
同図において、図２５ＡはＱ＝５、図２５ＢはＱ＝１
０、図２５ＣはＱ＝２０であり、Ｑが小さい場合は力特
性の周波数特性がより平坦となってくるため、ポイント
周波数は少なくして、例えばＱ＝５以下では４ポイント
あるいは２ポイントとするほうが、加算信号の波形の電
圧レベル変動が少なくて、大きな振動が得られるもので
ある。またＱが１０以上の場合、共振周波数でのレベル
は高くかつ鋭くなるが、８個以上のポイント周波数で共
振周波数の上下帯域を含む周波数低域にポイント周波数
を配分すれば、例えばＱ＝２０とＱ＝３０では、共振周
波数の極狭い帯域では振動力に差があるが、数Ｈｚ、上
下周波数離れれば、それ以上、あるいはそれ以下の周波
数帯域で同じ振動レベルとなるため、複数のポイント周
波数の合成で作られる信号で駆動した場合、その振動力
には大きな差異が生じない。すなわち、線形サスペンシ
ョンでは、共振のＱの値により合成するポイント周波数
の個数を最適に選ぶことが望ましい。なお、Ｑ値は振動
器６の設計に依存されるが、Ｑを小さくする手段とし
て、磁気回路を強力にして、ボイスコイルの電磁制動抵
抗を大きくすること、あるいはサスペンションの材料と
して内部損失の大きな制振材料を用いて機械抵抗を増大
することが有効であるが、電磁制動抵抗を大きくするに
は、磁気回路が大きくなり、小型の振動器６を実現する
ことは困難となってくる。また、機械抵抗を大きくする
と共振のレベルが抑えられて、大きな振動力を得るには
大きな電気入力が必要となり、効率の低下した振動器６
となる。非線形サスペンションでは、電磁制動抵抗が大
きくなくてもサスペンションの跳躍現象により振動力の
大きな周波数範囲が広くなるため、線形サスペンション
よりも小型で大きな振動力が得られる振動器６が実現で
きるが、本発明の信号は、サスペンションの線形性にか
かわらず有効である。
ョンと磁気回路部で構成される機械共振のＱ値により異
なる。図２４はＱ値の異なる線形サスペンションの力周
波数特性を示す。ＩＶはＱ＝５、ＶはＱ＝１０、ＶＩは
Ｑ＝２０である。なお、前記図２０の特性はＱ＝２０で
ある。図２５Ａ〜２５ＣはＱ値の異なる振動器６に８ポ
イント信号を印加した場合の振動力の時間波形を示す。
同図において、図２５ＡはＱ＝５、図２５ＢはＱ＝１
０、図２５ＣはＱ＝２０であり、Ｑが小さい場合は力特
性の周波数特性がより平坦となってくるため、ポイント
周波数は少なくして、例えばＱ＝５以下では４ポイント
あるいは２ポイントとするほうが、加算信号の波形の電
圧レベル変動が少なくて、大きな振動が得られるもので
ある。またＱが１０以上の場合、共振周波数でのレベル
は高くかつ鋭くなるが、８個以上のポイント周波数で共
振周波数の上下帯域を含む周波数低域にポイント周波数
を配分すれば、例えばＱ＝２０とＱ＝３０では、共振周
波数の極狭い帯域では振動力に差があるが、数Ｈｚ、上
下周波数離れれば、それ以上、あるいはそれ以下の周波
数帯域で同じ振動レベルとなるため、複数のポイント周
波数の合成で作られる信号で駆動した場合、その振動力
には大きな差異が生じない。すなわち、線形サスペンシ
ョンでは、共振のＱの値により合成するポイント周波数
の個数を最適に選ぶことが望ましい。なお、Ｑ値は振動
器６の設計に依存されるが、Ｑを小さくする手段とし
て、磁気回路を強力にして、ボイスコイルの電磁制動抵
抗を大きくすること、あるいはサスペンションの材料と
して内部損失の大きな制振材料を用いて機械抵抗を増大
することが有効であるが、電磁制動抵抗を大きくするに
は、磁気回路が大きくなり、小型の振動器６を実現する
ことは困難となってくる。また、機械抵抗を大きくする
と共振のレベルが抑えられて、大きな振動力を得るには
大きな電気入力が必要となり、効率の低下した振動器６
となる。非線形サスペンションでは、電磁制動抵抗が大
きくなくてもサスペンションの跳躍現象により振動力の
大きな周波数範囲が広くなるため、線形サスペンション
よりも小型で大きな振動力が得られる振動器６が実現で
きるが、本発明の信号は、サスペンションの線形性にか
かわらず有効である。
【０１０７】信号波形を変化させることにより振動特性
を容易に変更できる。これにより、現在呼出音がいろい
ろなメロディーを用いるのと同様に、いろいろな振動で
呼出が可能となる。例えば、電話の相手により振動モー
ドを変えることが可能である。
を容易に変更できる。これにより、現在呼出音がいろい
ろなメロディーを用いるのと同様に、いろいろな振動で
呼出が可能となる。例えば、電話の相手により振動モー
ドを変えることが可能である。
【０１０８】図２６Ａ、２６Ｂは非線形サスペンション
を用いた振動器６に５Ｈｚ間隔の８ポイント信号を加算
して印加した場合で、図２６Ａが信号の電圧時間波形、
図２６Ｂが振動力の時間波形である。図２７Ａ、２７Ｂ
は同じ振動器６に４Ｈｚ間隔の８ポイント信号を印加し
た場合で、図２７Ａが信号の電圧時間波形、図２７Ｂが
振動力の時間波形である。本例ではポイント周波数の間
隔を変えることにより振動力の特性を変えることができ
る。このように、本発明により振動モード切替が容易に
実現できるものである。なお、振動モード切替は、ポイ
ント周波数の個数、各信号の位相等により変更できるも
のである。
を用いた振動器６に５Ｈｚ間隔の８ポイント信号を加算
して印加した場合で、図２６Ａが信号の電圧時間波形、
図２６Ｂが振動力の時間波形である。図２７Ａ、２７Ｂ
は同じ振動器６に４Ｈｚ間隔の８ポイント信号を印加し
た場合で、図２７Ａが信号の電圧時間波形、図２７Ｂが
振動力の時間波形である。本例ではポイント周波数の間
隔を変えることにより振動力の特性を変えることができ
る。このように、本発明により振動モード切替が容易に
実現できるものである。なお、振動モード切替は、ポイ
ント周波数の個数、各信号の位相等により変更できるも
のである。
【０１０９】また、入力信号の時間波形は連続的なもの
で示しているが、定められた時間間隔で間欠的に繰り返
す信号でもよい。この場合、静止と振動が繰り返され人
の体感には振動による呼出がより明確になるものであ
る。
で示しているが、定められた時間間隔で間欠的に繰り返
す信号でもよい。この場合、静止と振動が繰り返され人
の体感には振動による呼出がより明確になるものであ
る。
【０１１０】（実施の形態３）本発明の電気−機械−音
響変換装置２００の第２の実施の形態について、図２８
を用いて説明する。なお、説明にあたっては実施の形態
１と同一部分は同一番号を付し説明を省略する。即ち、
本実施の形態においての実施の形態１との相違点は、電
気信号発生装置７と並んで音響信号発生装置１２を設
け、スイッチＳＷ２によりそれぞれからの電気信号を切
り替えて振動器６に加えるものである。
響変換装置２００の第２の実施の形態について、図２８
を用いて説明する。なお、説明にあたっては実施の形態
１と同一部分は同一番号を付し説明を省略する。即ち、
本実施の形態においての実施の形態１との相違点は、電
気信号発生装置７と並んで音響信号発生装置１２を設
け、スイッチＳＷ２によりそれぞれからの電気信号を切
り替えて振動器６に加えるものである。
【０１１１】電気信号発生振動器７は振動を安定に発生
させる掃引周波数や複数個のポイント周波数の信号で構
成され、その他に音声や音楽信号を発生させることも可
能であるが、回路構成が複雑になる。そこで、振動の動
作をさせる場合は、スイッチＳＷ２で電気信号発生装置
７からの信号をＯＮとし、音楽や音声の音響信号の再生
時には音響信号発生装置１２からの信号を、スィッチＳ
Ｗ２でＯＮとするものである。これにより、振動と音響
の動作が分離され、回路構成が簡略化されるものであ
る。
させる掃引周波数や複数個のポイント周波数の信号で構
成され、その他に音声や音楽信号を発生させることも可
能であるが、回路構成が複雑になる。そこで、振動の動
作をさせる場合は、スイッチＳＷ２で電気信号発生装置
７からの信号をＯＮとし、音楽や音声の音響信号の再生
時には音響信号発生装置１２からの信号を、スィッチＳ
Ｗ２でＯＮとするものである。これにより、振動と音響
の動作が分離され、回路構成が簡略化されるものであ
る。
【０１１２】なお、電気信号発生装置７は任意の信号波
形が記録再生できる半導体メモリー等の記録媒体であっ
ても良く、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ）であっても良い。
形が記録再生できる半導体メモリー等の記録媒体であっ
ても良く、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐ
ｒｏｃｅｓｓｏｒ）であっても良い。
【０１１３】（実施の形態４）本発明の携帯端末装置の
第３の実施の形態について、図２９から図３０を用いて
説明する。なお、説明にあたっては実施の形態１と同一
部分は同一番号を付し説明を省略する。図２９は実施の
形態１で説明した振動器６を搭載した携帯端末装置の１
つである携帯電話３００の斜視図である。図３０は実施
の形態１の振動器６を用いた携帯電話３００の要部のブ
ロック回路図である。
第３の実施の形態について、図２９から図３０を用いて
説明する。なお、説明にあたっては実施の形態１と同一
部分は同一番号を付し説明を省略する。図２９は実施の
形態１で説明した振動器６を搭載した携帯端末装置の１
つである携帯電話３００の斜視図である。図３０は実施
の形態１の振動器６を用いた携帯電話３００の要部のブ
ロック回路図である。
【０１１４】図２９によると、携帯電話３００本体の外
ケース１３に振動器６が取り付けられている。図３０に
よると、１４はアンテナ、１５は受信信号処理部、１６
は電気信号発生装置、ＳＷ３は受信信号処理部１５、電
気信号発生装置１６の電気信号を振動器６に切り替える
スイッチである。
ケース１３に振動器６が取り付けられている。図３０に
よると、１４はアンテナ、１５は受信信号処理部、１６
は電気信号発生装置、ＳＷ３は受信信号処理部１５、電
気信号発生装置１６の電気信号を振動器６に切り替える
スイッチである。
【０１１５】次に、動作について説明する。アンテナ１
４は携帯電話の図示しない送信機から送られてきた着信
信号を受ける。この着信信号は、着信を知らせる受信信
号と送信者の話し声である受話音信号を含むものであ
る。この着信信号は受信信号処理部１５で信号処理さ
れ、まず受信者に着信を知らせるための受信信号に応答
して信号Ｋを発生する。信号Ｋが発生されると通常はＯ
ＦＦ状態のスイッチＳＷ３が受信信号処理部１５あるい
は電気信号発生装置１６にＯＮされる。スイッチＳＷ３
が電気信号発生装置１６に接続されると、実施の形態１
で述べた周波数信号が発生して、この信号により振動器
６の非線形サスペンションで支持された磁気回路部が振
動して、この振動が携帯電話３００を振動させ、振動に
よる呼び出しとなるバイブレータとして動作するもので
ある。あるいは、電気信号発生装置１６から発生する信
号が、呼び出し音の場合は振動器６は音響再生用のスピ
ーカとして動作するものである。受信者が振動あるいは
呼び出し音により受信を知り、携帯電話を受信可能な状
態にすると、受信信号処理部１５は信号Ｋにより、スイ
ッチＳＷ３を切り替えて受信信号処理部１５にＯＮされ
る。受信信号処理部１５からの信号は受話音であり、振
動器６はレシーバ、或いは携帯端末を離れた距離に設置
して、例えば受話音を聴く拡声用スピーカとして動作す
るものである。
４は携帯電話の図示しない送信機から送られてきた着信
信号を受ける。この着信信号は、着信を知らせる受信信
号と送信者の話し声である受話音信号を含むものであ
る。この着信信号は受信信号処理部１５で信号処理さ
れ、まず受信者に着信を知らせるための受信信号に応答
して信号Ｋを発生する。信号Ｋが発生されると通常はＯ
ＦＦ状態のスイッチＳＷ３が受信信号処理部１５あるい
は電気信号発生装置１６にＯＮされる。スイッチＳＷ３
が電気信号発生装置１６に接続されると、実施の形態１
で述べた周波数信号が発生して、この信号により振動器
６の非線形サスペンションで支持された磁気回路部が振
動して、この振動が携帯電話３００を振動させ、振動に
よる呼び出しとなるバイブレータとして動作するもので
ある。あるいは、電気信号発生装置１６から発生する信
号が、呼び出し音の場合は振動器６は音響再生用のスピ
ーカとして動作するものである。受信者が振動あるいは
呼び出し音により受信を知り、携帯電話を受信可能な状
態にすると、受信信号処理部１５は信号Ｋにより、スイ
ッチＳＷ３を切り替えて受信信号処理部１５にＯＮされ
る。受信信号処理部１５からの信号は受話音であり、振
動器６はレシーバ、或いは携帯端末を離れた距離に設置
して、例えば受話音を聴く拡声用スピーカとして動作す
るものである。
【０１１６】以上のように、上記実施の形態の携帯電話
３００は振動器６に掃引周波数、あるいはポイント周波
数を電気信号発生装置１６により発生して、振動器６か
ら取り出せる大きな振動量を効率よく取り出せるため、
携帯電話で大きな問題となるバッテリーの消費電力を低
減できるものである。
３００は振動器６に掃引周波数、あるいはポイント周波
数を電気信号発生装置１６により発生して、振動器６か
ら取り出せる大きな振動量を効率よく取り出せるため、
携帯電話で大きな問題となるバッテリーの消費電力を低
減できるものである。
【０１１７】なお、前記例では電気信号発生装置１６が
呼び出し音を発生するとしたが、受信信号処理部１５か
らの信号が呼び出し音を発生させるものでも良い。この
場合、受信信号処理部１５は呼び出し音、受話音さらに
は拡声用スピーカ音を発生するものでる。
呼び出し音を発生するとしたが、受信信号処理部１５か
らの信号が呼び出し音を発生させるものでも良い。この
場合、受信信号処理部１５は呼び出し音、受話音さらに
は拡声用スピーカ音を発生するものでる。
【０１１８】（実施の形態５）本発明の携帯端末装置の
第４の実施の形態について、図３１を用いて説明する。
第４の実施の形態について、図３１を用いて説明する。
【０１１９】図３１は実施の形態１で説明した振動器６
を用いた携帯電話４００の要部のブロック回路図であ
る。また、ここでは図示しないが、実施の形態３と同様
に、振動器６は、携帯電話本体に取り付けられているも
のである。図３１によると、１４はアンテナ、１７は受
信信号処理部、１６は電気信号発生装置、１８は信号合
成手段、スイッチＳＷ４、ＳＷ５は受信信号処理部１７
と信号合成手段１８及び、電気信号発生装置１６と信号
合成手段１８との間に設けた電気信号のスイッチ、また
ＳＷ６は信号合成手段１８と振動器６との間に設けた電
気信号のスイッチである。
を用いた携帯電話４００の要部のブロック回路図であ
る。また、ここでは図示しないが、実施の形態３と同様
に、振動器６は、携帯電話本体に取り付けられているも
のである。図３１によると、１４はアンテナ、１７は受
信信号処理部、１６は電気信号発生装置、１８は信号合
成手段、スイッチＳＷ４、ＳＷ５は受信信号処理部１７
と信号合成手段１８及び、電気信号発生装置１６と信号
合成手段１８との間に設けた電気信号のスイッチ、また
ＳＷ６は信号合成手段１８と振動器６との間に設けた電
気信号のスイッチである。
【０１２０】次に、動作について説明する。アンテナ１
４は携帯電話の図示しない送信機から送られてきた着信
信号を受ける。この着信信号は、着信を知らせる受信信
号と送信者の話し声である受話音信号を含むものであ
る。この着信信号は受信信号処理部１７で信号処理さ
れ、まず受信者に着信を知らせるための受信信号に応答
して信号Ｋ１とＫ２、Ｋ３を発生する。信号Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３が発生されるとスイッチＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ
６が制御されて、ＯＮ，ＯＦＦの動作が選択される。
４は携帯電話の図示しない送信機から送られてきた着信
信号を受ける。この着信信号は、着信を知らせる受信信
号と送信者の話し声である受話音信号を含むものであ
る。この着信信号は受信信号処理部１７で信号処理さ
れ、まず受信者に着信を知らせるための受信信号に応答
して信号Ｋ１とＫ２、Ｋ３を発生する。信号Ｋ１、Ｋ
２、Ｋ３が発生されるとスイッチＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ
６が制御されて、ＯＮ，ＯＦＦの動作が選択される。
【０１２１】信号Ｋ１がＯＦＦ、信号Ｋ２がＯＮ、信号
Ｋ３がＯＮの信号を発生すると、スイッチＳＷ４がＯＦ
Ｆ、スイッチＳＷ５がＯＮ、スイッチＳＷ６がＯＮとな
って、電気信号発生装置１６からの振動信号が信号合成
手段１８に入力される。受信信号処理部１７からの信号
はＯＦＦ状態であるため、信号合成手段１８は電気信号
発生装置１６からの振動信号を振動器６に印加する。
Ｋ３がＯＮの信号を発生すると、スイッチＳＷ４がＯＦ
Ｆ、スイッチＳＷ５がＯＮ、スイッチＳＷ６がＯＮとな
って、電気信号発生装置１６からの振動信号が信号合成
手段１８に入力される。受信信号処理部１７からの信号
はＯＦＦ状態であるため、信号合成手段１８は電気信号
発生装置１６からの振動信号を振動器６に印加する。
【０１２２】この信号により振動器６の非線形サスペン
ションで支持された磁気回路部が振動して、この振動が
携帯電話を振動させ、振動による呼び出しとなるバイブ
レータとして動作するものである。同様に、信号Ｋ１が
ＯＮ、信号Ｋ２がＯＦＦ、信号Ｋ３がＯＮの信号を発生
すると、スイッチＳＷ４がＯＮ、スイッチＳＷ５がＯＦ
Ｆ、スイッチＳＷ６がＯＮとなって、受信信号処理部１
７からの音響信号が信号合成手段１８に入力される。電
気信号発生装置１６からの信号はＯＦＦ状態であるた
め、信号合成手段１８は受信信号処理部１７からの音響
信号を振動器６に印加する。この場合は、振動器６は音
響再生用のスピーカとして動作するものであり、呼び出
し音、レシーバ或いは拡声用スピーカとして機能する。
さらに、信号Ｋ１がＯＮ、信号Ｋ２がＯＮ、信号Ｋ３が
ＯＮの信号を発生すると、スイッチＳＷ４がＯＮ、スイ
ッチＳＷ５がＯＮ、スイッチＳＷ６がＯＮとなって、受
信信号処理部１７からの音響信号及び電気信号発生装置
１６からの振動信号が信号合成手段１８に同時に入力さ
れる。従って、受信信号処理部１７からの音響信号及び
電気信号発生装置１６からの振動信号が信号合成手段１
８で合成され振動器６に印加される。これにより、振動
器６は例えば着信の呼び出しを、振動と音の両方で知ら
せることが可能となるものである。或いは、受話中に他
の人からの電話を受信した場合でも、振動によって、第
３者からの着信を知ることが可能となる。この場合、振
動は受話音を妨げることがないので、電話の音質を劣化
させることなく、着信と受話という複合動作を有する携
帯端末装置が実現できるものである。
ションで支持された磁気回路部が振動して、この振動が
携帯電話を振動させ、振動による呼び出しとなるバイブ
レータとして動作するものである。同様に、信号Ｋ１が
ＯＮ、信号Ｋ２がＯＦＦ、信号Ｋ３がＯＮの信号を発生
すると、スイッチＳＷ４がＯＮ、スイッチＳＷ５がＯＦ
Ｆ、スイッチＳＷ６がＯＮとなって、受信信号処理部１
７からの音響信号が信号合成手段１８に入力される。電
気信号発生装置１６からの信号はＯＦＦ状態であるた
め、信号合成手段１８は受信信号処理部１７からの音響
信号を振動器６に印加する。この場合は、振動器６は音
響再生用のスピーカとして動作するものであり、呼び出
し音、レシーバ或いは拡声用スピーカとして機能する。
さらに、信号Ｋ１がＯＮ、信号Ｋ２がＯＮ、信号Ｋ３が
ＯＮの信号を発生すると、スイッチＳＷ４がＯＮ、スイ
ッチＳＷ５がＯＮ、スイッチＳＷ６がＯＮとなって、受
信信号処理部１７からの音響信号及び電気信号発生装置
１６からの振動信号が信号合成手段１８に同時に入力さ
れる。従って、受信信号処理部１７からの音響信号及び
電気信号発生装置１６からの振動信号が信号合成手段１
８で合成され振動器６に印加される。これにより、振動
器６は例えば着信の呼び出しを、振動と音の両方で知ら
せることが可能となるものである。或いは、受話中に他
の人からの電話を受信した場合でも、振動によって、第
３者からの着信を知ることが可能となる。この場合、振
動は受話音を妨げることがないので、電話の音質を劣化
させることなく、着信と受話という複合動作を有する携
帯端末装置が実現できるものである。
【０１２３】なお、本実施の形態１〜５では振動器６は
磁場内に挿入されたボイスコイルに発生する磁気力を用
いる動電型方式であったが、圧電型、電磁型等の変換器
方式でも、その振動力特性が同様な非線形特性を有する
なら同様の構成が可能である。
磁場内に挿入されたボイスコイルに発生する磁気力を用
いる動電型方式であったが、圧電型、電磁型等の変換器
方式でも、その振動力特性が同様な非線形特性を有する
なら同様の構成が可能である。
【０１２４】
【発明の効果】以上のように、本発明の電気−機械−音
響変換装置の構成は、振動器に非線形サスペンションを
用いることにより、幅広い周波数帯域で大きな振動力を
実現するものである。また、線形サスペンションを用い
た場合でも、複数のポイント周波数を加算合成した信号
を入力することにより、振動器の振動特性のばらつきに
よる振動力の大きな変動をなくして、また駆動回路の簡
略化を可能として、常に安定した振動力が効率よく得ら
れるものである。これにより、携帯電話等への応用を可
能として、携帯端末装置の消電力化、さらには、回路の
簡略化による省スペース化、軽量化が実現できるもので
ある。
響変換装置の構成は、振動器に非線形サスペンションを
用いることにより、幅広い周波数帯域で大きな振動力を
実現するものである。また、線形サスペンションを用い
た場合でも、複数のポイント周波数を加算合成した信号
を入力することにより、振動器の振動特性のばらつきに
よる振動力の大きな変動をなくして、また駆動回路の簡
略化を可能として、常に安定した振動力が効率よく得ら
れるものである。これにより、携帯電話等への応用を可
能として、携帯端末装置の消電力化、さらには、回路の
簡略化による省スペース化、軽量化が実現できるもので
ある。
【図１】本発明の実施の形態１の電気−機械−音響変換
装置要部のブロック回路図
装置要部のブロック回路図
【図２】同要部である振動器の一具体例の分解斜視図
【図３Ａ】同要部である振動器のバッフルを除いた状態
の上面図
の上面図
【図３Ｂ】振動器のバッフルを除いた状態の側断面図
【図４】実施の形態１の振動器サスペンションの変位−
力特性を示す図
力特性を示す図
【図５】同サスペンションの変位−スティフネス特性を
示す図
示す図
【図６】実施の形態１の振動器の力周波数特性を示す図
【図７】同力周波数特性を示す図
【図８】線形サスペンションを用いた従来の振動器の力
周波数特性を示す図
周波数特性を示す図
【図９】実施の形態１の第２の非線形サスペンションの
変位−スティフネス特性を示す図
変位−スティフネス特性を示す図
【図１０】実施の形態１の振動器の第２の力周波数特性
を示す図
を示す図
【図１１】実施の形態１の振動器の力周波数特性と入力
周波数ポイントを示す図
周波数ポイントを示す図
【図１２】実施の形態１の振動器の力周波数特性を示す
図
図
【図１３Ａ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
【図１３Ｂ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
【図１３Ｃ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
【図１３Ｄ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
で単独周波数入力時の入−出力特性を示す図
【図１４Ａ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で合成周波数信号入力時の入−出力特性を示す図
で合成周波数信号入力時の入−出力特性を示す図
【図１４Ｂ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で合成周波数信号入力時の入−出力特性を示す図
で合成周波数信号入力時の入−出力特性を示す図
【図１５】実施の形態１の振動器の力周波数特性の変動
を示す図
を示す図
【図１６Ａ】複数の周波数信号を同相で加算した合成信
号の時間波形の図
号の時間波形の図
【図１６Ｂ】同信号により得られる振動力特性の時間波
形の図
形の図
【図１７Ａ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で複数の周波数信号の位相を調整して加算した合成信号
の時間波形の図
で複数の周波数信号の位相を調整して加算した合成信号
の時間波形の図
【図１７Ｂ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で同信号により得られる振動力特性の時間波形の図
で同信号により得られる振動力特性の時間波形の図
【図１８Ａ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で振動器の力周波数特性が低域側に変動した場合の振動
力特性の時間波形の図
で振動器の力周波数特性が低域側に変動した場合の振動
力特性の時間波形の図
【図１８Ｂ】実施の形態１の電気−機械−音響変換装置
で振動器の力周波数特性が高域側に変動した場合の振動
力特性の時間波形の図
で振動器の力周波数特性が高域側に変動した場合の振動
力特性の時間波形の図
【図１９】実施の形態２の線形サスペンションの平面図
【図２０】実施の形態２の線形サスペンションを用いた
振動器の力周波数特性を示すグラフ
振動器の力周波数特性を示すグラフ
【図２１Ａ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２１Ｂ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２２Ａ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２２Ｂ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２３】実施の形態２の電気信号発生装置のブロック
図
図
【図２４】実施の形態２のＱ値の異なる線形サスペンシ
ョンの力周波数特性を示すグラフ
ョンの力周波数特性を示すグラフ
【図２５Ａ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２５Ｂ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２５Ｃ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２６Ａ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２６Ｂ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２７Ａ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２７Ｂ】実施の形態２の振動力特性の時間波形を示
すグラフ
すグラフ
【図２８】本発明の実施の形態３の電気−機械−音響変
換装置要部のブロック回路図
換装置要部のブロック回路図
【図２９】本発明の電気−機械−音響変換装置を搭載し
た実施の形態４の携帯電話の斜視図
た実施の形態４の携帯電話の斜視図
【図３０】同実施の形態４の電気−機械−音響変換装置
要部のブロック回路図
要部のブロック回路図
【図３１】同実施の形態５の電気−機械−音響変換装置
要部のブロック回路図
要部のブロック回路図
【図３２】従来の振動器の構造断面図
【図３３】同振動器の力周波数特性を示す図
６ 振動器 ７ 電気信号発生装置 ８ 磁気回路部 ９，１０ サスペンション １２ 電気音響信号発生装置 １３ 携帯電話 １４ アンテナ １５ 受信信号処理部 １８ 信号合成手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 33/18 Ｈ０２Ｋ 33/18 Ｂ ５Ｋ０６７ Ｈ０４Ｑ 7/38 Ｈ０４Ｒ 1/00 ３１０Ｇ Ｈ０４Ｒ 1/00 ３１０ 1/22 ３１０ 1/22 ３１０ 9/10 9/10 Ｈ０４Ｂ 7/26 １０９Ｌ Ｆターム(参考） 5D012 DA04 GA04 5D017 AA11 5D018 AA10 5D107 AA03 AA14 BB08 CC08 CC09 CD05 DD12 FF10 5H633 BB07 BB08 BB09 BB10 GG02 GG03 GG04 GG06 GG09 GG17 HH02 HH03 HH05 JA03 JA07 5K067 AA42 BB04 DD13 EE02 FF13 FF28
Claims (48)
- 【請求項１】 共振周波数で共振する機械振動系を有す
る振動器を駆動する駆動回路であって、 前記駆動回路は、前記共振周波数を含む周波数領域に含
まれる異なる周波数を有する少なくとも２つの信号を前
記振動器に出力し、 前記振動器は、電気信号を音と振動との少なくとも一方
に変換する機能を有する駆動回路。 - 【請求項２】 前記少なくとも２つの信号は、前記共振
周波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周波
数よりも高い周波数を持つ第２信号とを含む、請求項１
記載の駆動回路。 - 【請求項３】 前記少なくとも２つの信号は、第１信号
と第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算
した合成信号を前記振動器に出力する、請求項１記載の
駆動回路。 - 【請求項４】 前記少なくとも２つの信号は、第１信号
と第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを位相
を変えて加算した合成信号を前記振動器に出力する、請
求項１記載の駆動回路。 - 【請求項５】 前記少なくとも２つの信号は、第１信号
と第２信号とを含み、 前記第１信号と前記第２信号との少なくとも一方は、正
弦波信号を含む、請求項１記載の駆動回路。 - 【請求項６】 前記少なくとも２つの信号は、第１信号
と第２信号とを含み、 前記第１信号と前記第２信号との少なくとも一方は、矩
形波信号を含む、請求項１記載の駆動回路。 - 【請求項７】 前記駆動回路は、前記合成信号の出力電
圧のピークを制限するリミッターを含む、請求項３記載
の駆動回路。 - 【請求項８】 前記合成信号は、正弦波信号であり、 前記合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号
として、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合
成し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合
わせとして複数個、これを合成して構成される周波数信
号である、請求項３記載の駆動回路。 - 【請求項９】 前記振動器は、磁気回路部と少なくとも
１つのサスペンションとを含む、請求項１記載の駆動回
路。 - 【請求項１０】 前記サスペンションは、線型サスペン
ションを含む、請求項９記載の駆動回路。 - 【請求項１１】 駆動回路は、振動の周波数信号、ある
いは音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であ
る、請求項１記載の駆動回路。 - 【請求項１２】 所定の振動力周波数特性を有する機械
振動系を有する振動器を駆動する駆動回路であって、 前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波数の上昇と
下降とで異なる振動力周波数特性を有し、 前記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表
す低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表
す高域限界周波数とを含み、 前記駆動回路は、前記周波数範囲に含まれる周波数を有
する第１信号と、前記低域限界周波数より低い周波数を
有する第２信号とを前記振動器に出力し、 前記第２信号は、前記第１信号と同時か若しくはそれ以
前に前記振動器に出力され、 前記振動器は、電気信号を音と振動との少なくとも一方
に変換する機能を有する駆動回路。 - 【請求項１３】 前記振動器は、磁気回路部と少なくと
も１つのサスペンションとを含む、請求項１２記載の駆
動回路。 - 【請求項１４】 前記サスペンションは、非線型サスペ
ンションを含む、請求項１３記載の駆動回路。 - 【請求項１５】 前記サスペンションは、スチフネスＳ
を変位Ｘの多次関数であらわした場合、Ｘ2項が値を有
する、請求項１３記載の駆動回路。 - 【請求項１６】 駆動回路は、振動の周波数信号、ある
いは音の電気音響信号を発生する電気信号発生装置であ
る、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項１７】 前記第２信号は、周波数が連続的に変
化する掃引信号を含む、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項１８】 前記第２信号は、複数個のポイント周
波数信号を含む、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項１９】 前記第１信号と前記第２信号との少な
くとも一方は、周波数が低いほうから高い方へ変化する
上昇信号を含む、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項２０】 前記第１信号は、周波数が連続的に変
化する掃引信号を含み、 前記第１信号は、上昇から下降への第１折り返し周波数
と下降から上昇への第２折り返し周波数とを有し、 前記第１折り返し周波数は、前記高域限界周波数よりも
低く、 前記第２折り返し周波数は、前記低域限界周波数よりも
高い、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項２１】 前記第１信号は、少なくとも１つのポ
イント周波数信号を含む、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項２２】 前記駆動回路は、前記第１信号と前記
第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力す
る、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項２３】 前記駆動回路は、前記第１信号と前記
第２信号とを位相を変えて加算した合成信号を前記振動
器に出力する、請求項１２記載の駆動回路。 - 【請求項２４】 前記第１信号と前記第２信号との少な
くとも一方は、正弦波信号を含む、請求項１２記載の駆
動回路。 - 【請求項２５】 前記第１信号と前記第２信号との少な
くとも一方は、矩形波信号を含む、請求項１２記載の駆
動回路。 - 【請求項２６】 前記駆動回路は、前記合成信号の出力
電圧のピークを制限するリミッターを含む、請求項２２
記載の駆動回路。 - 【請求項２７】 前記合成信号は、正弦波信号であり、 前記合成信号は、隣合う２つの周波数信号を１組の信号
として、第１組は逆相として合成し、第２組は正相で合
成し、上記第１組、第２組の信号をさらに１組の組み合
わせとして複数個、これを合成して構成される周波数信
号である、請求項２３記載の駆動回路。 - 【請求項２８】 共振周波数で共振する機械振動系を有
する振動器と、 前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、 前記駆動回路は、前記共振周波数を含む周波数領域に含
まれる周波数を有する少なくとも２つの信号を前記振動
器に出力する電気機械音響変換装置。 - 【請求項２９】 前記少なくとも２つの信号は、前記共
振周波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周
波数よりも高い周波数を持つ第２信号とを含む、請求項
２８記載の電気機械音響変換装置。 - 【請求項３０】 前記少なくとも２つの信号は、前記共
振周波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周
波数よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算
した合成信号を前記振動器に出力し、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波
数と周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つ
を変化させることにより、該合成信号を選択的に変化さ
せる、請求項２８記載の電気機械音響変換装置。 - 【請求項３１】 所定の振動力周波数特性を有する機械
振動系を有する振動器と、 前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、 前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波数の上昇と
下降とで異なる振動力周波数特性を有し、 前記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表
す低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表
す高域限界周波数とを含み、 前記駆動回路は、前記周波数範囲に含まれる周波数を有
する第１信号と、前記低域限界周波数より低い周波数を
有する第２信号とを前記振動器に出力し、 前記第２信号は、前記第１信号と同時か若しくはそれ以
前に前記振動器に出力される電気機械音響変換装置。 - 【請求項３２】 前記駆動回路は、前記第１信号と前記
第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波
数と周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つ
を変化させることにより、該合成信号を選択的に変化さ
せる、請求項３１記載の電気機械音響変換装置。 - 【請求項３３】 共振周波数で共振する機械振動系を有
する振動器と、 着信信号を受信するアンテナと、 前記着信信号を信号処理して電気信号を前記振動器に出
力する受信信号処理手段と、 前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、 前記駆動回路は、前記共振周波数を含む周波数領域に含
まれる周波数を有する少なくとも２つの信号を前記振動
器に出力する携帯端末装置。 - 【請求項３４】 前記少なくとも２つの信号は、前記共
振周波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周
波数よりも高い周波数を持つ第２信号とを含む、請求項
３３記載の携帯端末装置。 - 【請求項３５】 前記受信信号処理手段の出力に基づい
て、前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段
とのいずれかと接続する切替手段をさらに備える、請求
項３３に記載の携帯端末装置。 - 【請求項３６】 前記受信信号処理手段により出力され
る前記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号
合成手段をさらに備える、請求項３３に記載の携帯端末
装置。 - 【請求項３７】 前記受信信号処理手段と前記信号合成
手段との間に設けられる第１スイッチと、 前記駆動回路と前記信号合成手段との間に設けられる第
２スイッチと、 前記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３
スイッチとをさらに備える、請求項３６に記載の携帯端
末装置。 - 【請求項３８】 前記第１スイッチと前記第２スイッチ
と前記第３スイッチとは、前記受信信号処理手段から出
力される信号に基づいて動作する、請求項３７に記載の
携帯端末装置。 - 【請求項３９】 前記少なくとも２つの信号は、前記共
振周波数よりも低い周波数を持つ第１信号と前記共振周
波数よりも高い周波数を持つ第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算
した合成信号を前記振動器に出力し、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波
数と周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つ
を変化させることにより、該合成信号を選択的に変化さ
せる、請求項３３記載の携帯端末装置。 - 【請求項４０】 所定の振動力周波数特性を有する機械
振動系を有する振動器と、 着信信号と受話信号とを受信するアンテナと、 前記着信信号を信号処理して電気信号を前記振動器に出
力する受信信号処理手段と、 前記振動器を駆動する駆動回路とを備え、 前記機械振動系は、所定の周波数範囲で周波数の上昇と
下降とで異なる振動力周波数特性を有し、 前記周波数範囲は、該周波数範囲で最も低い周波数を表
す低域限界周波数と該周波数範囲で最も高い周波数を表
す高域限界周波数とを含み、 前記駆動回路は、前記周波数範囲に含まれる周波数を有
する第１信号と、前記低域限界周波数より低い周波数を
有する第２信号とを前記振動器に出力し、 前記第２信号は、前記第１信号と同時か若しくはそれ以
前に前記振動器に出力される携帯端末装置。 - 【請求項４１】 前記受信信号処理手段の出力に基づい
て、前記振動器を前記駆動回路と前記受信信号処理手段
とのいずれかと接続する切替手段をさらに備える、請求
項４０に記載の携帯端末装置。 - 【請求項４２】 前記受信信号処理手段により出力され
る前記電気信号と前記駆動回路の出力とを合成する信号
合成手段をさらに備える、請求項４０に記載の携帯端末
装置。 - 【請求項４３】 前記受信信号処理手段と前記信号合成
手段との間に設けられる第１スイッチと、 前記駆動回路と前記信号合成手段との間に設けられる第
２スイッチと、 前記信号合成手段と前記振動器との間に設けられる第３
スイッチとをさらに備える、請求項４２に記載の携帯端
末装置。 - 【請求項４４】 前記駆動回路は、前記第１信号と前記
第２信号とを加算した合成信号を前記振動器に出力し、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号との周波
数と周波数間隔と位相と電圧レベルとの少なくとも１つ
を変化させることにより、該合成信号を選択的に変化さ
せる、請求項４０記載の携帯端末装置。 - 【請求項４５】 前記少なくとも２つの信号は、第１信
号と第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを加算
した合成信号を前記振動器に出力する、請求項２記載の
駆動回路。 - 【請求項４６】 前記少なくとも２つの信号は、第１信
号と第２信号とを含み、 前記駆動回路は、前記第１信号と前記第２信号とを位相
を変えて加算した合成信号を前記振動器に出力する、請
求項２記載の駆動回路。 - 【請求項４７】 前記少なくとも２つの信号は、第１信
号と第２信号とを含み、 前記第１信号と前記第２信号との少なくとも一方は、正
弦波信号を含む、請求項２記載の駆動回路。 - 【請求項４８】 前記少なくとも２つの信号は、第１信
号と第２信号とを含み、 前記第１信号と前記第２信号との少なくとも一方は、矩
形波信号を含む、請求項２記載の駆動回路。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000114367A JP4624520B2 (ja) | 1999-04-14 | 2000-04-14 | 駆動回路、電気機械音響変換装置および携帯端末装置 |
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| JP11944399 | 1999-04-27 | ||
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| JP11-106250 | 1999-11-22 | ||
| JP11-119443 | 1999-11-22 | ||
| JP33121699 | 1999-11-22 | ||
| JP2000114367A JP4624520B2 (ja) | 1999-04-14 | 2000-04-14 | 駆動回路、電気機械音響変換装置および携帯端末装置 |
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ID=27469409
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|---|---|---|---|
| JP2000114367A Expired - Lifetime JP4624520B2 (ja) | 1999-04-14 | 2000-04-14 | 駆動回路、電気機械音響変換装置および携帯端末装置 |
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