JP2002517907A - 共振圧電呼出し装置 - Google Patents
共振圧電呼出し装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
- G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
共振圧電呼出し装置６００は、動塊１３０、および第１端部において、アクチュエータ・マウントに束縛され、第２端部において、動塊１３０と結合される圧電アクチュエータ１００を含む。圧電アクチュエータ１００は、制御信号１０８，１１０と応答して、振幅４１２，４１４を有する動塊１３０の交互の面外移動８１２，８１４を生成する。動塊１３０の交互の面外移動８１２，８１４は、触覚エネルギーに変換されて、ほぼ共振周波数６０８の触覚呼出しを提供する。共振圧電呼出し装置はさらに、動塊１３０と磁気的に結合される減衰素子１３６，１５６を含む。振幅４１２，４１４は、減衰素子１３６，１５６によって制御される。動塊１３０の交互の面外移動８１２，８１４はまた、音響エネルギーに変換されて、共振周波数６０８を超えると、可聴呼出しを提供する。
Description
（産業上の利用分野） 本発明は、一般に、呼出し装置に関し、さらに詳しくは、共振圧電呼出し装置
に関する。
に関する。
【０００１】 （従来の技術） 電子装置では、触覚（tactile）呼出し装置が、幅広く使用されて、触覚呼び
出しを提供し、すなわち、当該情報が、選択的呼受信機などで受信されたという
事象が発生したことを、アラーム・クロックなどにおいて、電子装置の利用者に
、感覚能により警報する。先行技術の触覚呼出し装置は、幾つかの形態を採り、
最も注目されるのは、オフセット・カウンタウエイト（offset counterweight）
を有するモータである。モータは、正常に使用されていた間、一般に、実質的な
量の電力を使用し、このため、バッテリ使用時のかかる装置の動作寿命を制限す
る。モータはまた、多くの空間を占め、モータの大きさは低減できるが、このよ
うに小型化するとしばしば、生成可能な触覚エネルギー出力のレベルが犠牲にさ
れる。
出しを提供し、すなわち、当該情報が、選択的呼受信機などで受信されたという
事象が発生したことを、アラーム・クロックなどにおいて、電子装置の利用者に
、感覚能により警報する。先行技術の触覚呼出し装置は、幾つかの形態を採り、
最も注目されるのは、オフセット・カウンタウエイト（offset counterweight）
を有するモータである。モータは、正常に使用されていた間、一般に、実質的な
量の電力を使用し、このため、バッテリ使用時のかかる装置の動作寿命を制限す
る。モータはまた、多くの空間を占め、モータの大きさは低減できるが、このよ
うに小型化するとしばしば、生成可能な触覚エネルギー出力のレベルが犠牲にさ
れる。
【０００２】 非線形触覚呼出し装置は、モータに代わる触覚呼出し装置として利用されてき
た。非線形触覚呼出し装置は、生成される所与のレベルの触覚エネルギーを生成
するのに必要なエネルギーを大幅に低減し、これにより、バッテリ寿命を伸ばし
た。非線形触覚呼出し装置は、モータに比べて大幅な改善ではあるが、モータが
必要とするスペースと同じくらいのスペースを依然必要とする。
た。非線形触覚呼出し装置は、生成される所与のレベルの触覚エネルギーを生成
するのに必要なエネルギーを大幅に低減し、これにより、バッテリ寿命を伸ばし
た。非線形触覚呼出し装置は、モータに比べて大幅な改善ではあるが、モータが
必要とするスペースと同じくらいのスペースを依然必要とする。
【０００３】 先行技術の触覚呼出し装置よりも、必要とするスペースが大幅に少ない触覚呼
出し装置が、必要とされる。
出し装置が、必要とされる。
【０００４】 また、大幅に低減された電力消費量で動作する触覚呼出し装置も、必要とされ
る。
る。
【０００５】 また、触覚呼出し装置により伝えられる触覚エネルギーを制御する方法が、必
要とされる。
要とされる。
【０００６】 可聴呼出しを生成できる触覚呼出し装置が、必要とされる。
【０００７】 （好適な実施例の説明） 図１は、電気的に作動する弁，スイッチ，継電器およびポンプなどの装置を作
製するために利用される先行技術の圧電アクチュエータ１００の上面図である。
圧電アクチュエータは、１９９７年１１月１８日にLazarus等に付与された米国
特許番号第５，６８７，４６２号に詳細に記載され、これは、ここに参考資料と
して包含される。圧電アクチュエータ１００は、図２の断面図に示されるフレキ
シブル基板１１６によって構成される。電気入力１１０’を有する第１電極パタ
ーン１１４が、フレキシブル基板１１６の上に形成される。第１圧電素子１０４
は、第１電極パターン１１４およびフレキシブル基板１１６と接合される。接合
することにより、第１電極パターン１１４と、第１圧電素子１０４との間の電気
接続を提供する。電気入力１１０を有する第２電極パターン１０６は、第１フレ
キシブル保護層１０２の上に形成され、これも、第２電極パターン１０６と、第
１圧電素子１０４との間の電気接続を提供する仕方で、第１圧電素子１０４と接
合される。フレキシブル基板１１６，第１電極パターン１１４，第２電極パター
ン１０６，第１圧電素子１０４および第１フレキシブル保護層１０２は、先行技
術の圧電アクチュエータ１００の第１圧電アクチュエータ素子１５０を形成する
。
製するために利用される先行技術の圧電アクチュエータ１００の上面図である。
圧電アクチュエータは、１９９７年１１月１８日にLazarus等に付与された米国
特許番号第５，６８７，４６２号に詳細に記載され、これは、ここに参考資料と
して包含される。圧電アクチュエータ１００は、図２の断面図に示されるフレキ
シブル基板１１６によって構成される。電気入力１１０’を有する第１電極パタ
ーン１１４が、フレキシブル基板１１６の上に形成される。第１圧電素子１０４
は、第１電極パターン１１４およびフレキシブル基板１１６と接合される。接合
することにより、第１電極パターン１１４と、第１圧電素子１０４との間の電気
接続を提供する。電気入力１１０を有する第２電極パターン１０６は、第１フレ
キシブル保護層１０２の上に形成され、これも、第２電極パターン１０６と、第
１圧電素子１０４との間の電気接続を提供する仕方で、第１圧電素子１０４と接
合される。フレキシブル基板１１６，第１電極パターン１１４，第２電極パター
ン１０６，第１圧電素子１０４および第１フレキシブル保護層１０２は、先行技
術の圧電アクチュエータ１００の第１圧電アクチュエータ素子１５０を形成する
。
【０００８】 電気入力１０８’を有する第３電極パターン１１８も、フレキシブル基板１１
６の上に形成される。第２圧電素子１２０は、第３電極パターン１１８およびフ
レキシブル基板１１６に接合される。接合することにより、第３電極パターン１
１８と、第２圧電素子１２０との間の電気接続を提供する。電気入力１０８を有
する第４電極パターン１２２は、第２フレキシブル保護層１２４の上に形成され
、この層も、第４電極パターン１２２と第２圧電素子１２０との間の電気接続を
提供する仕方で、第２圧電素子１２０と接合される。フレキシブル基板１１６，
第３電極パターン１１１８，第４電極パターン１２２，第２圧電素子１２０およ
び第２フレキシブル保護層は、先行技術の圧電アクチュエータ１００の第２圧電
アクチュエータ素子１５２を形成する。
６の上に形成される。第２圧電素子１２０は、第３電極パターン１１８およびフ
レキシブル基板１１６に接合される。接合することにより、第３電極パターン１
１８と、第２圧電素子１２０との間の電気接続を提供する。電気入力１０８を有
する第４電極パターン１２２は、第２フレキシブル保護層１２４の上に形成され
、この層も、第４電極パターン１２２と第２圧電素子１２０との間の電気接続を
提供する仕方で、第２圧電素子１２０と接合される。フレキシブル基板１１６，
第３電極パターン１１１８，第４電極パターン１２２，第２圧電素子１２０およ
び第２フレキシブル保護層は、先行技術の圧電アクチュエータ１００の第２圧電
アクチュエータ素子１５２を形成する。
【０００９】 図１に戻り、幾つかの取り付け穴１１２（そのうち２つが示される）は、圧電
アクチュエータ１００が、以下に説明されるアクチュエータ・マウント１３２に
、しっかりと束縛されることを可能にする。例として、制御信号を入力すること
により、図３に示されるように、第１圧電アクチュエータ素子１５０は、圧縮に
よって湾曲し、第２圧電アクチュエータ素子１５２は、膨張によって湾曲する。
制御信号の極性は、以下にさらに詳しく説明されるように、第１圧電アクチュエ
ータ素子を、膨張によって湾曲させ、第２圧電アクチュエータ素子を、圧縮によ
って湾曲させるように変化することが可能である。
アクチュエータ１００が、以下に説明されるアクチュエータ・マウント１３２に
、しっかりと束縛されることを可能にする。例として、制御信号を入力すること
により、図３に示されるように、第１圧電アクチュエータ素子１５０は、圧縮に
よって湾曲し、第２圧電アクチュエータ素子１５２は、膨張によって湾曲する。
制御信号の極性は、以下にさらに詳しく説明されるように、第１圧電アクチュエ
ータ素子を、膨張によって湾曲させ、第２圧電アクチュエータ素子を、圧縮によ
って湾曲させるように変化することが可能である。
【００１０】 第１圧電アクチュエータ素子１５０は、フレキシブル基板１１６，第１電極パ
ターン１１４，第１圧電素子１０４，第２電極パターン１０６および第１フレキ
シブル保護層によって構成され、図５に示される、第１極性を有する制御信号１
１０によって個別に励起されることができ、図４に示されるように、静止位置（
rest）または非励起位置４０２に対して、第１方向４１２に、第１面外移動４０
４をもたらす。第１圧電アクチュエータ素子１５０はまた、反対の第２極性を有
する制御信号１１０によっても個別に励起でき、図４に示されるように、静止位
置または非励起位置４０２に対して第２方向４１４で、面外移動４０８をもたら
す。第１面外移動４０４および第２面外移動４０８は、第１圧電アクチュエータ
素子の線形移動である。
ターン１１４，第１圧電素子１０４，第２電極パターン１０６および第１フレキ
シブル保護層によって構成され、図５に示される、第１極性を有する制御信号１
１０によって個別に励起されることができ、図４に示されるように、静止位置（
rest）または非励起位置４０２に対して、第１方向４１２に、第１面外移動４０
４をもたらす。第１圧電アクチュエータ素子１５０はまた、反対の第２極性を有
する制御信号１１０によっても個別に励起でき、図４に示されるように、静止位
置または非励起位置４０２に対して第２方向４１４で、面外移動４０８をもたら
す。第１面外移動４０４および第２面外移動４０８は、第１圧電アクチュエータ
素子の線形移動である。
【００１１】 同様に、第２圧電アクチュエータ素子１５２は、フレキシブル基板１１６，第
３電極パターン１１８，第２圧電素子１２０，第４電極パターン１２２および第
２フレキシブル保護層１２４によって構成され、図５に示される、第１極性を有
する制御信号１０８によって個別に励起でき、図４に示されるように、静止位置
または非励起位置４０２に対して第１方向４１２に、第１面外移動４０４をもた
らす。第２圧電アクチュエータ素子１５２はまた、反対の第２極性を有する制御
信号１０８によっても個別に励起でき、図４に示されるように、静止位置または
非励起位置４０２に対して、第２方向４１４で、第２面外移動４０８をもたらす
。第１面外移動４０４および第２面外移動４０８も、第２圧電アクチュエータ素
子の線形移動である。
３電極パターン１１８，第２圧電素子１２０，第４電極パターン１２２および第
２フレキシブル保護層１２４によって構成され、図５に示される、第１極性を有
する制御信号１０８によって個別に励起でき、図４に示されるように、静止位置
または非励起位置４０２に対して第１方向４１２に、第１面外移動４０４をもた
らす。第２圧電アクチュエータ素子１５２はまた、反対の第２極性を有する制御
信号１０８によっても個別に励起でき、図４に示されるように、静止位置または
非励起位置４０２に対して、第２方向４１４で、第２面外移動４０８をもたらす
。第１面外移動４０４および第２面外移動４０８も、第２圧電アクチュエータ素
子の線形移動である。
【００１２】 第１圧電アクチュエータ素子１５０が、第１極性を有する制御信号１１０によ
って励起され、第２圧電アクチュエータ素子１５２が、反対の第２極性を有する
制御信号によって同時に励起されるとき、静止位置または非励起位置４０２に対
して第１方向４１２の第３面外移動４０６が、図４に示されるように生じる。
って励起され、第２圧電アクチュエータ素子１５２が、反対の第２極性を有する
制御信号によって同時に励起されるとき、静止位置または非励起位置４０２に対
して第１方向４１２の第３面外移動４０６が、図４に示されるように生じる。
【００１３】 第１圧電アクチュエータ素子１５０が、反対の第２極性を有する制御信号１１
０によって励起され、第２圧電アクチュエータ素子１５２が、第１極性を有する
制御信号１０８によって同時に励起されるとき、静止位置または非励起位置４０
２に対して第２方向４１４の第４面外移動４１０が、図４に示されるように生じ
る。第１圧電アクチュエータ素子１５０と第２圧電アクチュエータ素子１５２が
、上記のように同時に励起されるとき、圧電アクチュエータ１００の線形移動の
振幅は、第１圧電アクチュエータ素子１５０または第２圧電アクチュエータ素子
１５２のいずれかを個別に励起するのに比較して、増加することに注意されたい
。
０によって励起され、第２圧電アクチュエータ素子１５２が、第１極性を有する
制御信号１０８によって同時に励起されるとき、静止位置または非励起位置４０
２に対して第２方向４１４の第４面外移動４１０が、図４に示されるように生じ
る。第１圧電アクチュエータ素子１５０と第２圧電アクチュエータ素子１５２が
、上記のように同時に励起されるとき、圧電アクチュエータ１００の線形移動の
振幅は、第１圧電アクチュエータ素子１５０または第２圧電アクチュエータ素子
１５２のいずれかを個別に励起するのに比較して、増加することに注意されたい
。
【００１４】 図５は、請求項１記載の圧電アクチュエータの先行技術による電気機械的動作
を駆動するのに利用される駆動回路５００を示す電気ブロック図である。圧電ア
クチュエータ１００は、２つの独立した電圧源，すなわち、直列に配置された第
１電圧源５０２と第２電圧源５０６によって駆動される。第１電圧源５０２と第
２電圧源５０６は一般に、１００ボルトのオーダの電圧を生成し、圧電アクチュ
エータ１００の移動を生成する。第１電圧源５０２は、第１圧電アクチュエータ
素子１５０と結合され、制御信号１１０および基準信号１１０’を生成する。第
２電圧源５０６は、第２圧電アクチュエータ素子１５２と結合され、制御信号１
０８および基準信号１０８’を生成する。第１電圧源５０２の極性５０４は、反
転されて、第１圧電アクチュエータ素子１５０の反対方向４１４の移動を生成す
る。第２電圧源５０６の極性５０８は、反転されて、第２圧電アクチュエータ素
子１５２の反対方向４１４での移動を生成できる。
を駆動するのに利用される駆動回路５００を示す電気ブロック図である。圧電ア
クチュエータ１００は、２つの独立した電圧源，すなわち、直列に配置された第
１電圧源５０２と第２電圧源５０６によって駆動される。第１電圧源５０２と第
２電圧源５０６は一般に、１００ボルトのオーダの電圧を生成し、圧電アクチュ
エータ１００の移動を生成する。第１電圧源５０２は、第１圧電アクチュエータ
素子１５０と結合され、制御信号１１０および基準信号１１０’を生成する。第
２電圧源５０６は、第２圧電アクチュエータ素子１５２と結合され、制御信号１
０８および基準信号１０８’を生成する。第１電圧源５０２の極性５０４は、反
転されて、第１圧電アクチュエータ素子１５０の反対方向４１４の移動を生成す
る。第２電圧源５０６の極性５０８は、反転されて、第２圧電アクチュエータ素
子１５２の反対方向４１４での移動を生成できる。
【００１５】 図６は、本発明による共振圧電呼出し装置６００の平面図である。図６に示さ
れるように、圧電アクチュエータ１００は、動塊（motional mass）１３０を付
加することによって、利点を有して変形できる。動作において、共振圧電呼出し
装置６００は、前記動塊の交互の面外移動を生成するのに生成される制御信号に
応答する。動塊の交互の面外移動は、アクチュエータ・マウント１３２によって
、触覚エネルギーに変換され、このエネルギーは、利点を有して利用されて、以
下に説明されるように、電子装置において、触覚呼出しをもたらすことができる
。動塊１３０は、鉄または鋼，亜鉛合金または鉛などの金属が望ましい。他の金
属も同様に利用できることを理解されたい。圧電アクチュエータ１００の形状お
よび動塊１３０の質量は、動塊１３０の移動の振幅を最大化する予め定められた
周波数で、共振をもたらすように選択される。共振圧電呼出し装置６００が、利
用者のベルトに固着される電子装置内で利用される場合には、動塊１３０の移動
を最大化する予め定められた周波数、および利用者の腕に伝わる触覚衝撃は、約
１００ヘルツである。電子装置が、利用者の腕に固着される場合など、他の用途
の場合、利用者に同一の相対的な触覚刺激が伝わるには、予め定められた周波数
は一般により高くなる。
れるように、圧電アクチュエータ１００は、動塊（motional mass）１３０を付
加することによって、利点を有して変形できる。動作において、共振圧電呼出し
装置６００は、前記動塊の交互の面外移動を生成するのに生成される制御信号に
応答する。動塊の交互の面外移動は、アクチュエータ・マウント１３２によって
、触覚エネルギーに変換され、このエネルギーは、利点を有して利用されて、以
下に説明されるように、電子装置において、触覚呼出しをもたらすことができる
。動塊１３０は、鉄または鋼，亜鉛合金または鉛などの金属が望ましい。他の金
属も同様に利用できることを理解されたい。圧電アクチュエータ１００の形状お
よび動塊１３０の質量は、動塊１３０の移動の振幅を最大化する予め定められた
周波数で、共振をもたらすように選択される。共振圧電呼出し装置６００が、利
用者のベルトに固着される電子装置内で利用される場合には、動塊１３０の移動
を最大化する予め定められた周波数、および利用者の腕に伝わる触覚衝撃は、約
１００ヘルツである。電子装置が、利用者の腕に固着される場合など、他の用途
の場合、利用者に同一の相対的な触覚刺激が伝わるには、予め定められた周波数
は一般により高くなる。
【００１６】 図７は、本発明による共振圧電呼出し装置６００の側面図である。圧電アクチ
ュエータ１００は、圧縮板１５４を圧縮するのに使用されるネジ１３４などの、
固着要素によって、アクチュエータ・マウント１３２に、しっかりと固定される
。リベット，溝付きスタッドに嵌合するナットおよび熱圧縮接合技術など、他の
固着手段も、同様に利用できる。
ュエータ１００は、圧縮板１５４を圧縮するのに使用されるネジ１３４などの、
固着要素によって、アクチュエータ・マウント１３２に、しっかりと固定される
。リベット，溝付きスタッドに嵌合するナットおよび熱圧縮接合技術など、他の
固着手段も、同様に利用できる。
【００１７】 図８は、本発明による共振圧電呼出し装置６００の動作を示すグラフである。
従来型圧電アクチュエータの場合、本発明による圧電アクチュエータ１００の移
動は、予め定められた周波数８０６以下の周波数に制限される。共振圧電呼出し
装置６００を駆動する周波数が、共振圧電呼出し装置６００の共振周波数へと増
加されるにつれて、動塊の移動の振幅は、予め定められた周波数８０６において
最大値にまで増加する。従来型圧電アクチュエータでは、駆動周波数８０２が予
め定められた周波数８０６を超えるにつれて、圧電アクチュエータの移動が、大
幅に降下するが、これとは違って、曲線８０４によって示されるように、第２の
有利な動作モードが生じる。本発明による圧電アクチュエータ１００は、ダイア
フラムとして応答を開始して、本発明による共振圧電呼出し装置６００が、予め
定められた周波数を超える周波数を再現して、音響エネルギーを提供できるよう
にする。本発明による共振圧電呼出し装置６００の別の動作モードは、以下に詳
述される。
従来型圧電アクチュエータの場合、本発明による圧電アクチュエータ１００の移
動は、予め定められた周波数８０６以下の周波数に制限される。共振圧電呼出し
装置６００を駆動する周波数が、共振圧電呼出し装置６００の共振周波数へと増
加されるにつれて、動塊の移動の振幅は、予め定められた周波数８０６において
最大値にまで増加する。従来型圧電アクチュエータでは、駆動周波数８０２が予
め定められた周波数８０６を超えるにつれて、圧電アクチュエータの移動が、大
幅に降下するが、これとは違って、曲線８０４によって示されるように、第２の
有利な動作モードが生じる。本発明による圧電アクチュエータ１００は、ダイア
フラムとして応答を開始して、本発明による共振圧電呼出し装置６００が、予め
定められた周波数を超える周波数を再現して、音響エネルギーを提供できるよう
にする。本発明による共振圧電呼出し装置６００の別の動作モードは、以下に詳
述される。
【００１８】 図９は、本発明の別の実施例による共振圧電呼出し装置の動作を示す機械図で
ある。予め定められた周波数または共振周波数を上回る周波数では、動塊１３０
は、機械的ダッシュポットの働きをし、これは、仮想剛性面９１２と結合し、こ
れにより、自由端での圧電アクチュエータ１００の動きを最小化する。予め定め
られた周波数を上回る周波数では、圧電アクチュエータ１００の面外移動が、ア
クチュエータ・マウント１３２と、動塊１３０との間で発生する。制御信号が入
力されない場合には、アクチュエータ１００は、静止位置９００にある。第１圧
電アクチュエータ素子１５０または第２圧電アクチュエータ素子１５２が、個別
に励起される場合には、圧電アクチュエータは、第１面外方向９０４または第２
面外方向９０８の移動を生じる。第１圧電アクチュエータ素子１５０と、第２圧
電アクチュエータ素子１５２とが、同時に励起される場合には、圧電アクチュエ
ータは、第３面外方向９０６、または第４面外方向９１０の移動を生じる。圧電
アクチュエータ１００の移動の実際の振幅は、入力される制御信号の大きさに依
存することを理解されたい。
ある。予め定められた周波数または共振周波数を上回る周波数では、動塊１３０
は、機械的ダッシュポットの働きをし、これは、仮想剛性面９１２と結合し、こ
れにより、自由端での圧電アクチュエータ１００の動きを最小化する。予め定め
られた周波数を上回る周波数では、圧電アクチュエータ１００の面外移動が、ア
クチュエータ・マウント１３２と、動塊１３０との間で発生する。制御信号が入
力されない場合には、アクチュエータ１００は、静止位置９００にある。第１圧
電アクチュエータ素子１５０または第２圧電アクチュエータ素子１５２が、個別
に励起される場合には、圧電アクチュエータは、第１面外方向９０４または第２
面外方向９０８の移動を生じる。第１圧電アクチュエータ素子１５０と、第２圧
電アクチュエータ素子１５２とが、同時に励起される場合には、圧電アクチュエ
ータは、第３面外方向９０６、または第４面外方向９１０の移動を生じる。圧電
アクチュエータ１００の移動の実際の振幅は、入力される制御信号の大きさに依
存することを理解されたい。
【００１９】 図１０は、本発明による減衰共振圧電呼出し装置１０００を示す機械図である
。上記の共振圧電呼出し装置６００と違い、減衰共振圧電呼出し装置１０００の
動作は、減衰素子１３６を利用し、圧電アクチュエータ１００および動塊１３０
の相対的変位を制御するこれにより、減衰共振圧電呼出し装置１０００により生
成される触覚エネルギー出力を制御する。動塊１３０が強磁性である場合には、
減衰素子１３６は、従来の磁石とすることができる。圧電アクチュエータ１００
と動塊１３０の変位は、磁性材料のエネルギーの生成物、および磁石１３６と動
塊１３０との間隔によって制御することができる。減衰素子１３６は、部材の違
いにより、減衰共振圧電呼出し装置１０００によって生じる触覚エネルギー出力
の変動を制御するのに、有利な形で利用できる。
。上記の共振圧電呼出し装置６００と違い、減衰共振圧電呼出し装置１０００の
動作は、減衰素子１３６を利用し、圧電アクチュエータ１００および動塊１３０
の相対的変位を制御するこれにより、減衰共振圧電呼出し装置１０００により生
成される触覚エネルギー出力を制御する。動塊１３０が強磁性である場合には、
減衰素子１３６は、従来の磁石とすることができる。圧電アクチュエータ１００
と動塊１３０の変位は、磁性材料のエネルギーの生成物、および磁石１３６と動
塊１３０との間隔によって制御することができる。減衰素子１３６は、部材の違
いにより、減衰共振圧電呼出し装置１０００によって生じる触覚エネルギー出力
の変動を制御するのに、有利な形で利用できる。
【００２０】 動塊１３０は、磁性材料と置き換えることができ、ついで減衰素子１３６は、
共振圧電呼出し装置１０００を封入するハウジングの壁など、強磁性材料と置き
換えることができることを理解されたい。
共振圧電呼出し装置１０００を封入するハウジングの壁など、強磁性材料と置き
換えることができることを理解されたい。
【００２１】 図１１は、本発明の減衰共振圧電呼出し装置１０００の別の実施例を示す電気
機械図である。図１１に示されるように、減衰素子１３６は、電磁コイル１５６
と置き換えられ、このコイルは、信号発生器１３８によって駆動される。この例
では、動塊１３０は、磁性材料から作製される。上述のように、減衰素子１５６
は、圧電アクチュエータ１００と動塊１３０との相対的変位を制御し、これによ
り、減衰共振圧電呼出し装置１０００により生成される触覚エネルギー出力を制
御する。圧電アクチュエータ１００と動塊１３０の変位は、磁性材料のエネルギ
ーの生成物、動塊１３０と電磁コイル１５６との間の間隔１４２、および信号の
振幅によって制御され、信号の振幅は、電磁コイル１５６の端から端までを流れ
る電流１４０の尺度である。
機械図である。図１１に示されるように、減衰素子１３６は、電磁コイル１５６
と置き換えられ、このコイルは、信号発生器１３８によって駆動される。この例
では、動塊１３０は、磁性材料から作製される。上述のように、減衰素子１５６
は、圧電アクチュエータ１００と動塊１３０との相対的変位を制御し、これによ
り、減衰共振圧電呼出し装置１０００により生成される触覚エネルギー出力を制
御する。圧電アクチュエータ１００と動塊１３０の変位は、磁性材料のエネルギ
ーの生成物、動塊１３０と電磁コイル１５６との間の間隔１４２、および信号の
振幅によって制御され、信号の振幅は、電磁コイル１５６の端から端までを流れ
る電流１４０の尺度である。
【００２２】 図１２は、本発明による共振圧電呼出し装置６００を利用する電子装置の電気
ブロック図である。電子装置１２００は、触覚呼出し装置を必要とする任意の電
子装置、および可聴呼出し装置を必要とする任意の電子装置とすることができる
。電子装置１２００が、ページャ，セルラ電話またはその他の形態の通信装置な
どの通信装置である場合には、受信機２０６は、電子装置に送信された情報を受
信するのに使用される。受信機１２０６は、無線周波数信号，赤外信号または紫
外信号を受信するのに使用されるか、または固定回線に接続できる。無線信号プ
ロトコル、または有線信号プロトコルは、使用される受信機の種類に応じて利用
できる。コントローラ１２０２は、受信機１２０６と結合され、電子装置１２０
０の動作を制御するのに使用され、受信される情報を復号する、受信される情報
を格納させる、および触覚または可聴呼出しの生成を実施するのに必要な制御信
号を生成するなどの機能を提供する。コントローラ１２０２は、圧電駆動回路１
２０４と結合され、この駆動回路は、適切な振幅の信号を生成して、上記の共振
圧電呼出し装置６００を駆動する。電子装置１２００の動作はまた、利用者制御
機構１２０８によって実現でき、これは、生成中の呼出しをリセットするか、ま
たは呼出しが生成される時間などのパラメータを設定するのに使用できる。
ブロック図である。電子装置１２００は、触覚呼出し装置を必要とする任意の電
子装置、および可聴呼出し装置を必要とする任意の電子装置とすることができる
。電子装置１２００が、ページャ，セルラ電話またはその他の形態の通信装置な
どの通信装置である場合には、受信機２０６は、電子装置に送信された情報を受
信するのに使用される。受信機１２０６は、無線周波数信号，赤外信号または紫
外信号を受信するのに使用されるか、または固定回線に接続できる。無線信号プ
ロトコル、または有線信号プロトコルは、使用される受信機の種類に応じて利用
できる。コントローラ１２０２は、受信機１２０６と結合され、電子装置１２０
０の動作を制御するのに使用され、受信される情報を復号する、受信される情報
を格納させる、および触覚または可聴呼出しの生成を実施するのに必要な制御信
号を生成するなどの機能を提供する。コントローラ１２０２は、圧電駆動回路１
２０４と結合され、この駆動回路は、適切な振幅の信号を生成して、上記の共振
圧電呼出し装置６００を駆動する。電子装置１２００の動作はまた、利用者制御
機構１２０８によって実現でき、これは、生成中の呼出しをリセットするか、ま
たは呼出しが生成される時間などのパラメータを設定するのに使用できる。
【図１】 電気的に作動する弁，スイッチ，継電器およびポンプを作製する
ために利用される先行技術の圧電アクチュエータの上面図である。
ために利用される先行技術の圧電アクチュエータの上面図である。
【図２】 請求項１記載の先行技術による圧電アクチュエータの断面図であ
る。
る。
【図３】 請求項１記載の圧電アクチュエータの先行技術による電気機械的
動作を示す図である。
動作を示す図である。
【図４】 請求項１記載の圧電アクチュエータの先行技術による電気機械的
動作を示す機械図である。
動作を示す機械図である。
【図５】 請求項１記載の圧電アクチュエータの先行技術による電気機械的
動作を駆動するのに使用される駆動回路を示す電気ブロック図である。
動作を駆動するのに使用される駆動回路を示す電気ブロック図である。
【図６】 本発明による共振圧電呼出し装置の平面図である。
【図７】 本発明による共振圧電呼出し装置の側面図である。
【図８】 本発明による共振圧電呼出し装置の動作を示すグラフである。
【図９】 本発明の別の実施例による共振圧電呼出し装置の動作を示す機械
図である。
図である。
【図１０】 本発明の別の実施例を示す機械図である。
【図１１】 本発明のさらに別の実施例を示す機械図である。
【図１２】 本発明による共振圧電呼出し装置を利用する電子装置の電気ブ
ロック図である。
ロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＮ，ＪＰ，Ｋ Ｒ (72)発明者 フィリップ・ピー・マクナック アメリカ合衆国フロリダ州ウエスト・パー ム・ビーチ、ホースシュー・トレース 14909
Claims (10)
- 【請求項１】 共振圧電呼出し装置であって： 動塊；および 第１端部でアクチュエータ・マウントに束縛され、第２端部で前記動塊と結合
される圧電アクチュエータであって、前記圧電アクチュエータと前記動塊が組み
合わさって、予め定められた動作周波数を有する共振システムを作る圧電アクチ
ュエータ； によって構成され、 前記圧電アクチュエータは、予め定められた周波数で生成される制御信号に応
答し、前記動塊の交互の面外移動を生じて、前記動塊の前記面外移動の振幅を最
大化し， それにより、前記動塊の前記面外移動が、触覚エネルギーに変換されて、触覚
呼出しを提供し，かつ 前記圧電アクチュエータは、前記予め定められた周波数を上回る周波数で生成
される制御信号に応答し、前記圧電アクチュエータの面外移動を生じ， それにより、前記圧電アクチュエータの前記面外移動が、音響エネルギーに変
換されて、可聴呼出しを提供すること， を特徴とする装置。 - 【請求項２】 前記制御信号は、第１極性と、反対の第２極性とが交互にな
ることを特徴とする請求項１記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項３】 前記圧電アクチュエータは： フレキシブル基板；および 前記フレキシブル基板の第１側面に固定され、前記アクチュエータ・マウント
に束縛される第１端部と、前記動塊と結合される第２端部とを有する第１プレー
ナ圧電素子； によって構成され、 前記第１プレーナ圧電素子は、前記制御信号に応答して、前記動塊の前記面外
移動を生成すること； を特徴とする請求項１記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項４】 前記圧電アクチュエータはさらに： 前記フレキシブル基板の第２側面に固定され、かつ前記アクチュエータ・マウ
ントに束縛される第１端部と、前記動塊に結合される第２端部とを有する第２プ
レーナ圧電素子によって構成され、 前記第２プレーナ圧電素子は、前記制御信号に応答して、前記第２プレーナ圧
電素子の前記第２端部の面外移動も生成し， 前記第１プレーナ圧電素子および前記第２プレーナ圧電素子の起動は、前記動
塊の面外移動の増加を生じること， を特徴とする請求項３記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項５】 前記制御信号は、第１極性と、反対の第２極性とが交互にな
り、また前記第１プレーナ圧電素子と前記第２プレーナ圧電素子の前記面外移動
は、前記第１極性を有する前記制御信号に応答して、第１方向に向けられ、また
、前記反対の第２極性を有する前記制御信号に応答して、反対の第２方向に向け
られることを特徴とする請求項４記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項６】 前記動塊は、金属から作製されることを特徴とする請求項１
記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項７】 前記面外移動は、前記動塊の線形移動を生じることを特徴と
する請求項１記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項８】 請求項１記載の共振圧電呼出し装置であって、さらに、前記
動塊および前記圧電アクチュエータを封入するハウジングによって構成されるこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項９】 前記予め定められた周波数が、１００ヘルツであることを特
徴とする請求項１記載の共振圧電呼出し装置。 - 【請求項１０】 前記圧電アクチュエータの前記面外移動が、前記予め定め
られた周波数を上回って生成された周波数において、前記アクチュエータ・マウ
ントと前記動塊との間で、発生することを特徴とする請求項１記載の共振圧電呼
出し装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/087,558 | 1998-05-29 | ||
| US09/087,309 | 1998-05-29 | ||
| US09/087,309 US5945772A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Damped resonant piezoelectric alerting device |
| US09/087,558 US6078126A (en) | 1998-05-29 | 1998-05-29 | Resonant piezoelectric alerting device |
| PCT/US1999/009241 WO1999063604A1 (en) | 1998-05-29 | 1999-04-28 | Resonant piezoelectric alerting device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002517907A true JP2002517907A (ja) | 2002-06-18 |
Family
ID=26776828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000552724A Pending JP2002517907A (ja) | 1998-05-29 | 1999-04-28 | 共振圧電呼出し装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1088352A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002517907A (ja) |
| KR (1) | KR20010052439A (ja) |
| CN (1) | CN1303522A (ja) |
| WO (1) | WO1999063604A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013522865A (ja) * | 2010-03-11 | 2013-06-13 | ジョンソン マッセイ キャタリスト （ドイツ） ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 曲げ変換器 |
| JP2014164266A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Olympus Corp | 駆動装置、及び画像機器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342936A (en) * | 1980-12-19 | 1982-08-03 | Eastman Kodak Company | High deflection bandwidth product polymeric piezoelectric flexure mode device and method of making same |
| US4387318A (en) * | 1981-06-04 | 1983-06-07 | Piezo Electric Products, Inc. | Piezoelectric fluid-electric generator |
| JPH02240977A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-25 | Toshiba Corp | 変位発生装置 |
| JPH039519A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-17 | Tosoh Corp | 屈曲型変位素子 |
| JPH039581A (ja) * | 1989-06-07 | 1991-01-17 | Jgc Corp | アクチュエーター |
| US5068567A (en) * | 1990-10-26 | 1991-11-26 | General Electric Company | Apparatus for increasing the recoverable energy of a piezoelectric bender |
| US5514927A (en) * | 1994-02-28 | 1996-05-07 | Motorola, Inc. | Piezoelectric audio transducer |
| US5780958A (en) * | 1995-11-03 | 1998-07-14 | Aura Systems, Inc. | Piezoelectric vibrating device |
-
1999
- 1999-04-28 CN CN99806807A patent/CN1303522A/zh active Pending
- 1999-04-28 WO PCT/US1999/009241 patent/WO1999063604A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-28 JP JP2000552724A patent/JP2002517907A/ja active Pending
- 1999-04-28 EP EP99924123A patent/EP1088352A1/en not_active Withdrawn
- 1999-04-28 KR KR1020007013453A patent/KR20010052439A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013522865A (ja) * | 2010-03-11 | 2013-06-13 | ジョンソン マッセイ キャタリスト （ドイツ） ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 曲げ変換器 |
| JP2014164266A (ja) * | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Olympus Corp | 駆動装置、及び画像機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1303522A (zh) | 2001-07-11 |
| KR20010052439A (ko) | 2001-06-25 |
| EP1088352A1 (en) | 2001-04-04 |
| WO1999063604A1 (en) | 1999-12-09 |
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