JP2002119912A - 複合音響アクチュエータ駆動回路及び携帯情報端末 - Google Patents

複合音響アクチュエータ駆動回路及び携帯情報端末

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JP2002119912A
JP2002119912A JP2000312176A JP2000312176A JP2002119912A JP 2002119912 A JP2002119912 A JP 2002119912A JP 2000312176 A JP2000312176 A JP 2000312176A JP 2000312176 A JP2000312176 A JP 2000312176A JP 2002119912 A JP2002119912 A JP 2002119912A
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composite acoustic
frequency
drive circuit
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    • GPHYSICS
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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Telephone Function (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易な回路構成で、複合音響アクチュエータ
の振動共振周波数のばらつきによる振動量の低減を抑え
る。 【解決手段】 信号発生器1は、音声信号を発生させ
る。PCM音源4は、複合音響アクチュエータ3の振動
共振周波数を含んで、所定の周波数間隔で、複数の正弦
波形を所定の周期ずつメモリしておき、これらをつなぎ
合わせて出力する。増幅器2は、信号発生器1およびP
CM音源4からの駆動信号を増幅して複合音響アクチュ
エータ3に入力する。複合音響アクチュエータ3は、信
号発生器1からの出力で音を発生させ、PCM音源4か
らの出力で振動を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯情報端末に適
用して好適な、複合音響アクチュエータの振動共振周波
数のばらつきに対応した複合音響アクチュエータ駆動回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】複合音響アクチュエータは、ダイナミッ
クスピーカの原理を利用して振動と音を発生させるもの
で、近年、携帯電話機等の携帯情報端末で、着信時の呼
出し用に用いられるようになった。複合音響アクチュエ
ータは、音声と振動とにそれぞれ対応した共振周波数を
有する。一般に、低い方の共振周波数に等しい周波数の
信号を入力した時は、振動体として動作し、携帯端末の
所持者に着信を知らせる。一方、高い方の共振周波数に
対応した信号を入力した時には、発音体として動作し、
音声信号を発する。
【0003】図10は、複合音響アクチュエータの概略
構造を示す。コイル34に音声周波数の電気信号が入力
されると、磁気回路33との間に駆動力が発生し、ダイ
アフラム35が振動して音が生じる。コイル34に入力
された電気信号の周波数が、磁気回路33とサスペンシ
ョン・スプリング32とで構成される機械振動系の共振
周波数と一致すると、磁気回路33が振動し、サスペン
ション・スプリング32を介してケース31にその振動
が伝わる。
【0004】図11は、公称が132Hzの、2個の複
合音響アクチュエータA,Bの振動特性の実測値であ
る。この結果から公称値に対して、振動共振周波数f
0Realは1Hz程度のばらつきがあることが分かる。ま
た、Qが鋭く、振動共振周波数f 0Real(ここでは、f
0A,f0B)から外れた周波数では振動量が大幅に減少し
てしまう。
【0005】例えば、複合音響アクチュエータAに公称
値の振動共振周波数f0=132Hzを入力した場合の
振動量は、複合音響アクチュエータAの振動特性におけ
る最大値を得ることができる。しかし、複合音響アクチ
ュエータBに公称値の振動共振周波数f0=132Hz
を入力した場合の振動量は、複合音響アクチュエータB
の振動特性における最大値の76%程度に低下してしま
う。したがって、複合音響アクチュエータで、十分な振
動量を得るためには、個々の複合音響アクチュエータの
振動共振周波数に一致した信号を印加する必要がある。
【0006】従って、図12に示すように、信号発生器
1によって予め設定された周波数の電気信号を発生さ
せ、その電気信号を増幅器2によって増幅し、複合音響
アクチュエータ3に入力して音もしくは振動を発生させ
る構成では、振動量のばらつきが大きくなる欠点を有し
ていた。その欠点を補うものとして、特許296391
7号公報に示される変換器がある。これは、個別の振動
共振周波数f0Realを検出して、その検出したf0Real
自動的に駆動信号の周波数を合わせるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術には次のような問題点があった。すなわち、振動
共振周波数f0Realのばらつき対策として、デバイスご
との振動共振周波数f0Re alを探し出す自動追尾回路を
必要とするが、その回路の構造が複雑なので、コスト高
になってしまうことである。
【0008】そこで本発明は、複合音響アクチュエータ
の振動共振周波数のばらつきによる振動量の低減を抑え
る駆動波形と、その波形を生成するための簡易な構成の
駆動回路を提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、音声と振動とにそれぞれ対応する共振周
波数を有する複合音響アクチュエータを駆動するための
駆動信号を生成する駆動信号回路と、この駆動信号を増
幅して前記複合音響アクチュエータに入力する増幅器と
を備え、前記駆動信号回路は、前記振動共振周波数のば
らつき範囲内で相互に異なる周波数を有する複数の正弦
波を掃引して出力する振動信号発生器を有する。
【0010】すなわち本発明は、携帯電話端末等に実装
され、振動による着信呼出を行う複合音響アクチュエー
タの駆動回路についてであり、駆動回路にPCM(pulse
code modulation)音源等の振動信号発生器を用いるこ
とにより、振動共振周波数を含む任意の周波数帯域を繰
り返し掃引する駆動波形を生成することを特徴とする。
【0011】その結果、複合音響アクチュエータ実装時
の振動共振周波数のばらつきによる最大振動量の低減を
抑えることができる。さらに、駆動波形として、複数の
正弦波を、所定の周波数間隔及び周期で、その振幅の中
央値にて滑らかにつなぎ合わせた波形を用いることによ
って、高調波の発生を抑え、異音の発生を防ぐことがで
きる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0013】図1は本発明に係る実施形態の構成を示す
ブロック図である。信号発生器1は、音声信号を発生さ
せる。PCM音源(振動信号発生器)4は、所定の周波
数間隔で、複数の正弦波形を所定の周期ずつメモリして
おき、これらをつなぎ合わせて出力する。信号発生器1
とPCM音源4とで、駆動信号回路を構成する。増幅器
2は、信号発生器1およびPCM音源4からの駆動信号
を増幅して複合音響アクチュエータ3に入力する。複合
音響アクチュエータ3は、信号発生器1からの出力で音
を発生させ、PCM音源4からの出力で振動を発生させ
る。
【0014】本実施形態では、携帯電話端末の着信時の
呼出し動作として、音で呼出しを知らせる場合は信号発
生器1を動作させ、振動で呼出を知らせる場合はPCM
音源4を動作させ、その出力信号を増幅器2で増幅し、
複合音響アクチュエータ3に入力する。
【0015】次に、本実施形態におけるPCM音源によ
る波形生成の動作について図2〜4を参照して説明す
る。本実施形態において、PCM音源4には、複合音響
アクチュエータ3の公称値である振動共振周波数f0
近およびf0からnHz低い周波数までの正弦波を、所
定の周波数間隔で、所定の周期分だけメモリしておく。
出力の際には低周波から高周波へ,高周波から低周波へ
と順番でつなぎ合わせて出力する。
【0016】例えば、n=2で周波数の間隔が1Hz,
周期が1周期である場合について、図2,3を用いて説
明する。この場合、PCM音源4にメモリしておく波形
は、図2に示すように、周波数f0,f0−1,f0−2
Hzの正弦波である。出力の際は、図3に示すように…
0・(f0−1)・(f0−2)・(f0−1)・f0
(f0−1)・(f0−2)・(f0−1)・f0・(f0
−1)・(f0−2)・(f0−1)・f0…と、f0から
0−2Hzまでの周波数(1Hz間隔)を1周期ずつ
掃引するようにつなぎ合わせる。
【0017】図4は、同様にn=3で周波数の間隔が1
Hz,周期が1周期である場合について示す。f0から
0−3Hzまでの周波数(1Hz間隔)を1周期ずつ
掃引するようにつなぎ合わせる。
【0018】これらの駆動波形を公称の振動共振周波数
0が132Hzで、実際の振動共振周波数f0Realが公
称の振動共振周波数f0から1Hzずれた131Hzで
ある複合音響アクチュエータに入力した場合を考える
と、この駆動波形は個々の振動共振周波数f0Realを通
過することになるので、最大の振動量を保持することが
できる。よって、図5に示すように、複合音響アクチュ
エータのもつ振動共振周波数のばらつきによる振動量の
低減を抑えることができる。
【0019】本実施形態では、振動共振周波数f0から
0より低い周波数で駆動波形を構成している。その理
由は、図11に示される複合音響アクチュエータの振動
特性からわかるように、振動共振周波数f0Realを境
に、f0Realよりも周波数が低い方は、f0Realから遠ざ
かるにつれ、少しずつ振動量が減少しているのに対し、
0 Realよりも周波数が高い方は振動量の減衰が急激で
ある。その結果、周波数を掃引する範囲には、振動共振
周波数f0Realからf0Realより低い周波数までを設定し
た方が振動量を多く得ることができるからである。
【0020】本実施形態としては、図11に示す振動特
性の都合上、公称値である振動共振周波数f0を掃引す
る周波数範囲の最高値に設定し、駆動波形を生成した。
もし振動特性の異なる複合音響アクチュエータを駆動す
る場合、振動共振周波数f0は掃引する周波数範囲に含
まれていればよく、任意に設定して構わない。例えば、
振動共振周波数f0を掃引する周波数範囲の最低値とし
たり、その範囲の中心としてもよい。
【0021】ここで、本発明の波形のつなぎ合わせ方に
ついて述べる。本発明では高調波成分を抑えるために、
図2に示したように正弦波の振幅の中央値(振幅が0の
位置)で異なる周波数に切り替える制御を行い、図6に
示すように複数の正弦波を所定の周波数間隔と周期で滑
らかにつなぎ合わせるようにする。これに対し、図7
は、振幅の中央値からずれた位置でつなぎ合わせた波形
を示す。
【0022】図8は、上記本発明による駆動波形(図
6)と、つなぎ目を考慮していない駆動波形(図7)の
スペクトラム分布を示す。この結果より、本発明による
波形は、波形のつなぎ目を考慮していない波形に比べ高
調波のスペクトル・レベルが10dBほど低いことが確
認できる。高調波のある波形を複合音響アクチュエータ
3に入力すると、異音の原因となるため、高調波のレベ
ルは低い方が望ましい。従って、本発明による波形のつ
なぎ方は、異音の発生を防ぐことができる。
【0023】このように、デジタル制御可能なPCM音
源4を用いれば、複雑な回路を必要とせず、複数の正弦
波形を所定の周波数間隔と周期でメモリしておき、中央
値で切り替えるだけで、駆動波形を容易に発生させるこ
とができる。
【0024】また、駆動波形については、本発明では1
サイクルごとの接続を波形中央値(0点)で行ったが、
波形の滑らかさを保つことができるのであれば中央値で
なくとも良く、発振器の都合に合わせ任意の点で接続さ
せてもよい。
【0025】次に図9は、本発明の他の実施形態の構成
を示す。可変電圧発生器5と電圧制御発振器6とは、図
1のPCM音源4の代わりに、複合音響アクチュエータ
3の振動による着信呼出のための駆動波形を発生する。
PCM音源4では、複数の正弦波形を任意の波形出力点
で所定の周波数間隔と周期で波形を切り替えて駆動波形
生成するのに対し、本実施形態では、可変電圧発生器5
によって電圧制御発振器6の制御電圧を変化させること
により発振周波数を制御し、駆動波形を生成する。本実
施形態で、駆動波形を発生する場合、掃引する周波数範
囲は、振動共振周波数f0を含む任意の周波数帯域であ
り、この範囲を連続的に掃引する。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1の効
果は、複合音響アクチュエータのもつ振動共振周波数f
0Realのばらつきによる振動量の低減を防ぐことであ
る。
【0027】第2の効果は、複数の周波数の異なる正弦
波形をつなぎ合わせた駆動波形に含まれてしまう高調波
成分のレベルを抑えることで、複合音響アクチュエータ
から発生する異音を防ぐことである。
【0028】第3の効果は、PCM音源によって波形を
制御することにより、追尾回路を設ける場合と比べ構成
が簡単になることである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施形態の構成を示すブロック図
である。
【図2】波形のつなぎ合わせ方の説明図である。
【図3】駆動波形を示す図である。
【図4】駆動波形を示す図である。
【図5】振動共振周波数のばらつきによる振動量の変動
を示す図である。
【図6】本発明による駆動波形を示す図である。
【図7】つなぎ目を考慮していない駆動波形を示す図で
ある。
【図8】駆動波形のスペクトラム分布を示す図である。
【図9】本発明の他の実施形態の構成を示すブロック図
である。
【図10】複合音響アクチュエータの概略構造図であ
る。
【図11】複合音響アクチュエータの振動周波数特性を
示す図である。
【図12】従来の複合音響アクチュエータ駆動回路の構
成図である。
【符号の説明】
1 信号発生器 2 増幅器 3 複合音響アクチュエータ 4 PCM音源 5 可変電圧発生器 6 電圧制御発振器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 音声と振動とにそれぞれ対応する共振周
    波数を有する複合音響アクチュエータを駆動するための
    駆動信号を生成する駆動信号回路と、この駆動信号を増
    幅して前記複合音響アクチュエータに入力する増幅器と
    を備え、 前記駆動信号回路は、前記振動共振周波数のばらつき範
    囲内で相互に異なる周波数を有する複数の正弦波を掃引
    して出力する振動信号発生器を有することを特徴とする
    複合音響アクチュエータ駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記振動信号発生器は、前記掃引を周波
    数の増加と減少を繰り返すことにより行うことを特徴と
    する請求項1記載の複合音響アクチュエータ駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記振動信号発生器が、任意の波形を発
    生するPCM音源であることを特徴とする請求項1記載
    の複合音響アクチュエータ駆動回路。
  4. 【請求項4】 前記PCM音源は、前記複数の正弦波
    を、振幅の中央値でつなぐことを特徴とする請求項3記
    載の複合音響アクチュエータ駆動回路。
  5. 【請求項5】 前記振動信号発生器が、電圧制御発振器
    と、この電圧制御発振器を電圧制御する可変電圧発生器
    とを備えることを特徴とする請求項1記載の複合音響ア
    クチュエータ駆動回路。
  6. 【請求項6】 複合音響アクチュエータと、 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の複合音響アク
    チュエータ駆動回路とを備えることを特徴とする携帯情
    報端末。
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