JP4098489B2 - 電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号の周波数に応じて、通話用音声、ブザー音、メロディ音、或いは低周波の振動を発する電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機に代表される携帯端末機の普及には目覚ましいものがある。その携帯端末機には着信報知手段として、通常、体感振動発生用の小型円筒モータと、ブザー音発生用の変換器と、通話用音声発生用のスピーカなどの部品が搭載されている。
【０００３】
前記携帯端末機は、一般に小型化が強く要求されるため、その端末機内部に搭載する部品の個数を減らす努力がなされており、その一つの具体的な装置として、図８に示す電磁誘導型アクチュエータ１が考案され、実用化されている。この電磁誘導型アクチュエータ１は、筒状のハウジング19の内側に、平板型のマグネット24とヨーク25とポールピース23とから構成される磁気回路部９を２つの板バネ状のサスペンション21、22で弾性支持して機械振動系６を形成すると共に、前記ハウジング19の開放端にボイスコイル８を取り付けたダイヤフラム18を嵌合せ固定し、更に、前記ハウジング19の側壁に、外方に突出する端子台20を設け、その端子台20に端子金具３、３’を備えて入力端子を形成し、前記ボイスコイル８と前記端子金具３、３’とを電気的に接続して構成するものである。
【０００４】
前記ボイスコイル８に与える電気信号の周波数を変更することにより、前記ダイヤフラム18又は前記機械振動系６のどちらか一方又は両方を駆動させ、ダイヤフラム18からはブザー音、メロディ音、或いは通話用音声を、また機械振動系６からは体感振動をそれぞれ発生する。即ち、一つのアクチュエータ１の部品で、体感振動と通話用音声、及びブザー音又はメロディ音を発生することができるため、携帯端末機に搭載する機器の個数を減少することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電磁誘導型アクチュエータ１を搭載した携帯端末機が着信待ち状態、即ち前記電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない時にこの携帯端末機の外装ケースを叩くと、前記機械振動系が振動して「ビーン」と表現される、弦を弾く様な音（以下、この様な音を異音と云う）が発生する。この異音が、使用者に自分の携帯端末機の外装ケースが剛性不足と感じさせたり、また携帯端末機内部の搭載部品の取付不良や故障を疑わせていた。
【０００６】
そこで本発明者らは、機械振動系の振動を打ち消すための異音低減装置を搭載する携帯端末機を考案した。更に、前記異音低減装置を低コストかつ簡易な手段で形成することによって、前記携帯端末機のコストアップ、及び大型化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載の発明では、筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具を短絡して前記ボイスコイルに誘導電流を流すスイッチング手段を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機を提供するものである。
【０００８】
又、本発明の請求項２記載の発明では、筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具に電気的に接続されると共に、常時、電源電圧が印加されて動作状態にセットされ、前記端子金具に生じる信号を帰還して出力信号を調整する増幅器を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機を提供するものである。
【０００９】
更に、本発明の請求項３記載の発明では、請求項２記載の電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において前記増幅器に電気的に接続され、定電圧信号又は定周波信号を前記増幅器に出力する信号発生源を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
以下、本発明に係る携帯端末機の第１の実施例について、図１〜４を用いて詳細に説明する。図１は、本実施例に係る携帯端末機の内部構造を示す概略図、図２は、携帯端末機の外装ケースを通して計測した電磁誘導型アクチュエータ内部の機械振動系の振動特性を示す曲線図である。図１に示すように、２点鎖線で示す携帯端末機４の外装ケース５内部に、電磁誘導形アクチュエータ１と、端子金具３、３’を短絡するスイッチング手段であるメカニカルスイッチ２とが搭載されている。本実施例では、電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。なお、電磁誘導型アクチュエータ１の内部構造、動作、及び機能については、図８のものと同一であるため、重複する説明は省略する。
【００１１】
まず最初に異音発生の原理について説明する。図１において、メカニカルスイッチ２を開にした状態が、従来の携帯端末機の内部構造と等価である。この状態で外装ケース５を叩くと、その振動によって電磁誘導型アクチュエータ１内部の機械振動系も振動する。前記の通り、機械振動系は板バネ状のサスペンションで弾性支持されるため、機械振動系の振動特性は時間と共に徐々に収束、減衰する曲線を描く。外装ケース５を通して計測した前記振動特性を、図２に一点鎖線で示す。この一点鎖線の曲線の通りに機械振動系が振動して空気を震わす事で、「ビーン」と弦を弾いた様な異音が発生するのである。
【００１２】
次に、異音低減の原理を説明しながら、具体的な装置の構成と動作について説明していく。図３及び４は前記電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。前記の通り、外装ケースを叩くと、機械振動系６は矢印７の方向で上下に振動する。すると、機械振動系６の磁気回路部９と、端子金具に電気的に接続されたボイスコイル８との間で電磁誘導が生じて、ボイスコイル８に誘導起電力が発生する。機械振動系６は上下に振動するため、誘導起電力の向きもそれに応じて絶えず逆向きに変化する。
【００１３】
図３の様に、メカニカルスイッチ１が開の時は、図示しない端子金具は開放されるため、ボイスコイル８内には誘導起電力が発生するのみで誘導電流は流れない。従って、誘導電流による磁界も発生しない。しかし図４の様に、メカニカルスイッチ１を閉にすると、ボイスコイル８と、メカニカルスイッチ１との間で閉回路が形成されるため、誘導電流10がボイスコイル８内を流れて磁界11が生ずる。この磁界11の向きは、磁気回路部の振動の向きを妨げる向きに発生するため、機械振動系６の上下振動７は抑制されて早く収束する。前記外装ケースを通して計測されたこの振動特性の曲線を図２に実線で示す。図２で示すように、メカニカルスイッチ１が閉の時（端子金具が短絡された時）の振動特性は、開の時の振動特性に比べ早く零に収束するため、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少される。これにより前記使用者に異音が低減されて聴覚されるのである。
【００１４】
なお、メカニカルスイッチ１は、図５に示すようなトランジスタ12、又はFET等のスイッチング動作を有する半導体素子やリレー等の励磁接点素子を用いて形成するとよい。又は上記各種半導体素子でアナログスイッチを形成してこれをメカニカルスイッチとしても良い。更に、前記アナログスイッチを内蔵するICを用いても同様の効果を有することは云うまでも無い。
【００１５】
以上、本実施例に依れば、携帯端末機の着信待ち状態における異音を低減することが可能となると共に、異音低減装置を実現するために、新たに携帯端末機に搭載する部品をメカニカルスイッチ１つに抑えて、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限にすることが可能である。しかも公知一般的で、且つ構造のシンプルなメカニカルスイッチを使用することによって、低コストで信頼性が高いスイッチング動作を有する異音低減装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【００１６】
＜第２の実施例＞
次に、本発明の第２の実施例について、図６の回路図を用いて詳細に説明する。なお、電磁誘導型アクチュエータ１の内部構造、及びその動作・機能については、図８のものと同一であるため、重複した説明は省略する。更に、本実施例においても電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。図６の異音低減装置は、電磁誘導型アクチュエータ１と、その端子金具３に各々電気的に接続された２個の増幅器13、13'とから構成される。
【００１７】
従来の携帯端末機内部にも増幅器は搭載されていたが、その端末機が着信待ち状態には、増幅器の電源電圧をダウンさせて実質的にその機能を休止させていた。本実施例は増幅器13、13’に常時、電源電圧を加えて動作状態にセットして用いる。
【００１８】
以上のように構成された携帯端末機の動作について、以下に説明する。外装ケース５に外力が加わらない静状態においては、増幅器13、13’には何らの信号も入力されないため、その出力信号15、15’の電圧値は共に０[V]に保持されている。又、電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３に現れる信号14、14’の電圧値も共に０[V]に保持されている。この静状態から外装ケース５を叩いて振動を加えると、その振動が外装ケース５内部の異音低減装置に伝わり、電磁誘導型アクチュエータ１内部の図示しない機械振動系が振動する。
【００１９】
この振動により、機械振動系の磁気回路部とボイスコイルとの間で電磁誘導が生じて、ボイスコイルに誘導起電力が発生する。この誘導起電力が端子金具３、３’に現れることによって信号14、14’のどちらか一方の電圧値が、０[V]からある値V[V]に変化して２つの入力端子間の電圧値が不均衡になる。ここでは信号14の電圧値が０[V]からＶ[V]に変化するものとする。
【００２０】
すると信号14が増幅器13’に帰還入力されて、出力信号15’の電圧値が−V[V]に変化して端子金具３’に入力される。よって図示しないボイスコイルと、２つの増幅回路13、13’との間で閉回路が形成されて、誘導電流がボイスコイル内を流れて磁界が発生する。以下、前記第１の実施例と同一の原理によって、磁界の向きが機械振動系の振動を抑制して零に収束させることで、異音が低減される。
【００２１】
更に、上記異音低減動作に加えて、増幅回路13、13’自体の動作によっても異音低減の効果が得られる。その動作を以下に説明する。図６より、増幅回路13には何らの信号も入力されない（つまり、増幅回路13の入力側は常に０[V]である）ため、その出力信号15は徐々にV[V]から０[V]に変化していく。この出力信号15が端子金具３に加えられるため信号14も０[V]へと変化していく。すると信号14が増幅回路13’に帰還されて入力されるため、その出力信号15’も０[V]へと変化していき、信号14’も０[V]へと変化する。つまり２つの増幅回路13、13’がその出力信号15、15’を０[V]に調整することによって、電磁誘導型アクチュエータ１を元の静特性、即ち信号14、14’の電圧値を０[V]に復帰させる。以上から常時、電源電圧を加えられて動作状態にセットされた増幅器を電磁誘導型アクチュエータに接続することが異音低減において有効であることが分かる。
【００２２】
前記外装ケース５を通して計測された機械振動系の振動特性は、図２に実線で示される曲線とほぼ同様に計測される。従って、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少されるため、前記使用者に異音が低減されて聴覚される。
【００２３】
以上、本実施例に依れば、従来から携帯端末機に搭載されている増幅器を常時動作させて異音の低減用に使用するため、携帯端末機に新たな機器を搭載せずに済む。従って、携帯端末機の大型化、及びコストアップを招かずに済む。しかも公知一般的で、且つ構造のシンプルな増幅器を用いるので、低コストで高い動作信頼性を有する異音低減装置、及びその装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【００２４】
＜第３の実施例＞
次に、第３の実施例について図７の回路図を用いて詳細に説明する。なお、前記第２の実施例と同一、又は重複する部品及び構成については一部説明を省略する。本実施例の異音低減装置は、図６の回路構成に加えて、一方の増幅器13に信号を出力するために電気的に接続される信号発生源16とから構成され、携帯端末機４の外装ケース５内に搭載されるものである。本実施例においても増幅器13、13’に常時、電源電圧を加えて動作状態にセットするとし、更に電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。
【００２５】
以下、信号発生源16から定電圧信号17を発生する場合の携帯端末機全体の動作と、この装置を搭載する携帯端末機４について説明する。定電圧信号17は、増幅部13、13’で増幅され、電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３、３’に入力される。この時の出力信号15、15’の電圧値を、説明の便宜上Ｖ[V]と表記する。
【００２６】
外装ケースに外力が加わらない静状態では、信号15、15’の電圧値は順にＶ[V]及び−V[V]に保持されている。従って電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３、３’に現れる信号14、14’の電圧値も順にＶ[V]及び−V[V]に保持されている。この静状態から外装ケース５を叩くと、この振動により図示しない機械振動系の磁気回路部とボイスコイルとの間で電磁誘導が生じて、ボイスコイルに誘導起電力が発生する。
【００２７】
この起電力が、ボイスコイルに電気的に接続された２つの端子金具３、３’に現れることによって、一方の端子金具３、３’に現れる信号14、14’の電圧値がＶ[V]からＶ’[V]に変化し、２つの入力端子間の信号14、14’の電圧値が不均衡になる。
【００２８】
すると前記第２の実施例で述べたように、図示しないボイスコイルと、２つの増幅回路13、13’との間で閉回路が形成されて、誘導電流がボイスコイル内を流れて磁界が発生するため、機械振動系の振動が抑制され零に収束するため、異音が低減される。
【００２９】
更に、上記異音低減動作に加えて、本実施例でも増幅回路13、13’自体の動作によって異音低減の効果を得ることができる。その動作を以下に説明する。図７より、増幅回路13の入力側は定電圧信号17により、常にある一定の電圧値に保持されるため、その出力信号15は徐々にV’[V]からV[V]に変化していく。この出力信号15により信号14もV[V]へと変化していく。すると信号14が増幅回路13’に帰還入力されて、出力信号15’が−V[V]へと変化していき、その信号15’が加えられることで、信号14’も−V[V]へと変化する。つまり２つの増幅回路13、13’がその出力信号15、15’をＶ[V]及び−V[V]に調整することによって、電磁誘導型アクチュエータ１を元の静特性、即ち信号14、14’の電圧値をＶ[V]及び−V[V]に復帰させる。以上から常時、電源電圧を加えられて動作状態にセットされた増幅器を電磁誘導型アクチュエータに接続して、その増幅器に定電圧信号を入力することが異音低減において有効であることが分かる。
【００３０】
前記外装ケース５を通して計測された機械振動系の振動特性は、図２に実線で示される曲線とほぼ同様に計測される。従って、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少されるため、前記使用者に異音が低減されて聴覚される。
【００３１】
定電圧信号17の電圧値は、その信号17を増幅して電磁誘導型アクチュエータ１に入力、動作させた時、携帯端末機の使用者がその動作に気付かない程度に電磁誘導型アクチュエータ１を駆動させる電圧値とすることが１つの目安である。つまり電磁誘導型アクチュエータ１の着信報知動作を行う電圧値（以下、単に動作電圧と云う）よりも小さい電圧値となる。しかし動作電圧は、電磁誘導型アクチュエータ１の形式、大きさ、重量、モデルなどによってその値が変更される。従って、定電圧信号の電圧値も一様には決定されず、具体的に何[V]以下が適切とは言い切れない。前記のように、あくまで電磁誘導型アクチュエータ１の動作電圧を参考にして決定することが好ましい。
【００３２】
なお、第３の実施例は説明の都合上、増幅器がオペアンプによる反転増幅回路で構成された場合のみ説明してきたが、増幅部は出力信号を一定に保つ機能を有するものであれば変更可能であり、前記増幅器をトランジスタやFET等の半導体素子を接続して形成した増幅回路に置き換えても、同様の効果を有することは云うまでもない。
【００３３】
又、本実施例では、定電圧信号を増幅して端子金具に加えたが、定電圧信号に代えて、周波数をある一定に設定した定周波信号の電圧分を増幅して端子金具に加えても同様の効果を有する。なお、定周波信号は信号発生源16から発生するものとする。
【００３４】
この定周波信号の周波数帯域は、電磁誘導型アクチュエータ１が動作した時、携帯端末機４の使用者がその動作に気付かないレベルの動作を発生させる帯域に設定することが１つの目安である。よって電磁誘導型アクチュエータ１の動作帯域外に設定するものである。しかし前記動作帯域は、電磁誘導型アクチュエータ１の形式、大きさ、重量、モデルなどによって変更され、一様に決定されない。従って定周波信号の周波数帯域も一様には決定されず、具体的に何[Hz]が適切とは言い切れない。目安としては、人間の可聴周波数帯域として一般に公知されている20[Hz]〜20[kHz]以外の帯域に設定することが好ましいが、可聴周波数帯域は人によって皆異なるので、やはり一様に決定されない。前記の様に、あくまで携帯端末機４に搭載する電磁誘導型アクチュエータ１の動作帯域を参考にして決定することが望ましい。
【００３５】
以上、本実施例に依れば、従来から携帯端末機に搭載されている増幅器を常時、動作させて異音の低減用に使用すると共に、新たに携帯端末機に搭載する部品を振動発生源１つにして、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限に抑えつつ異音低減を行うことが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、本発明に依れば、携帯端末機の着信待ち状態における異音を低減することが可能であると共に、新たに携帯端末機に搭載する部品を、メカニカルスイッチ又は振動発生源１つに抑えて異音低減装置を実現することができる、又は既に携帯端末機に搭載されている増幅器を利用することで新たに部品を搭載することなく異音低減装置を実現することが可能となる。従って、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限に抑えると共に、低コストで信頼性が高い異音低減装置及びその装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る携帯端末機の内部構造を示す概略図である。
【図２】 携帯端末機の外装ケースを通して計測された電磁誘導型アクチュエータ内部の械振動系の振動特性を示す曲線図である。
【図３】 メカニカルスイッチが開の時の電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。
【図４】 メカニカルスイッチが閉の時の電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。
【図５】 図１のメカニカルスイッチをトランジスタで構成した異音低減装置を搭載する携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図６】 本発明の第２の実施例に係る異音低減装置を搭載した携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図７】 本発明の第３の実施例に係る異音低減装置を搭載した携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図８】 電磁誘導型アクチュエータを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１・・・電磁誘導型アクチュエータ
２・・・メカニカルスイッチ
３、３’・・・端子金具
４・・・携帯端末機
５・・・外装ケース
６・・・機械振動系
７・・・機械振動系の振動方向
８・・・ボイスコイル
９・・・磁気回路部
10・・・誘導電流
11・・・磁界
12・・・トランジスタ
13、13’・・・増幅器
14、14’・・・端子金具に現れる信号
15、15’・・・増幅器13、13’の出力信号
16・・・信号発生源
17・・・定電圧信号
18・・・ダイヤフラム
19・・・ハウジング
20・・・端子台
21、22・・・サスペンション
23・・・ポールピース
24・・・マグネット
25・・・ヨーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号の周波数に応じて、通話用音声、ブザー音、メロディ音、或いは低周波の振動を発する電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機に代表される携帯端末機の普及には目覚ましいものがある。その携帯端末機には着信報知手段として、通常、体感振動発生用の小型円筒モータと、ブザー音発生用の変換器と、通話用音声発生用のスピーカなどの部品が搭載されている。
【０００３】
前記携帯端末機は、一般に小型化が強く要求されるため、その端末機内部に搭載する部品の個数を減らす努力がなされており、その一つの具体的な装置として、図８に示す電磁誘導型アクチュエータ１が考案され、実用化されている。この電磁誘導型アクチュエータ１は、筒状のハウジング19の内側に、平板型のマグネット24とヨーク25とポールピース23とから構成される磁気回路部９を２つの板バネ状のサスペンション21、22で弾性支持して機械振動系６を形成すると共に、前記ハウジング19の開放端にボイスコイル８を取り付けたダイヤフラム18を嵌合せ固定し、更に、前記ハウジング19の側壁に、外方に突出する端子台20を設け、その端子台20に端子金具３、３’を備えて入力端子を形成し、前記ボイスコイル８と前記端子金具３、３’とを電気的に接続して構成するものである。
【０００４】
前記ボイスコイル８に与える電気信号の周波数を変更することにより、前記ダイヤフラム18又は前記機械振動系６のどちらか一方又は両方を駆動させ、ダイヤフラム18からはブザー音、メロディ音、或いは通話用音声を、また機械振動系６からは体感振動をそれぞれ発生する。即ち、一つのアクチュエータ１の部品で、体感振動と通話用音声、及びブザー音又はメロディ音を発生することができるため、携帯端末機に搭載する機器の個数を減少することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電磁誘導型アクチュエータ１を搭載した携帯端末機が着信待ち状態、即ち前記電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない時にこの携帯端末機の外装ケースを叩くと、前記機械振動系が振動して「ビーン」と表現される、弦を弾く様な音（以下、この様な音を異音と云う）が発生する。この異音が、使用者に自分の携帯端末機の外装ケースが剛性不足と感じさせたり、また携帯端末機内部の搭載部品の取付不良や故障を疑わせていた。
【０００６】
そこで本発明者らは、機械振動系の振動を打ち消すための異音低減装置を搭載する携帯端末機を考案した。更に、前記異音低減装置を低コストかつ簡易な手段で形成することによって、前記携帯端末機のコストアップ、及び大型化を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１記載の発明では、筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具を短絡して前記ボイスコイルに誘導電流を流すスイッチング手段を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機を提供するものである。
【０００８】
又、本発明の請求項２記載の発明では、筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具に電気的に接続されると共に、常時、電源電圧が印加されて動作状態にセットされ、前記端子金具に生じる信号を帰還して出力信号を調整する増幅器を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機を提供するものである。
【０００９】
更に、本発明の請求項３記載の発明では、請求項２記載の電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において前記増幅器に電気的に接続され、定電圧信号又は定周波信号を前記増幅器に出力する信号発生源を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施例＞
以下、本発明に係る携帯端末機の第１の実施例について、図１〜４を用いて詳細に説明する。図１は、本実施例に係る携帯端末機の内部構造を示す概略図、図２は、携帯端末機の外装ケースを通して計測した電磁誘導型アクチュエータ内部の機械振動系の振動特性を示す曲線図である。図１に示すように、２点鎖線で示す携帯端末機４の外装ケース５内部に、電磁誘導形アクチュエータ１と、端子金具３、３’を短絡するスイッチング手段であるメカニカルスイッチ２とが搭載されている。本実施例では、電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。なお、電磁誘導型アクチュエータ１の内部構造、動作、及び機能については、図８のものと同一であるため、重複する説明は省略する。
【００１１】
まず最初に異音発生の原理について説明する。図１において、メカニカルスイッチ２を開にした状態が、従来の携帯端末機の内部構造と等価である。この状態で外装ケース５を叩くと、その振動によって電磁誘導型アクチュエータ１内部の機械振動系も振動する。前記の通り、機械振動系は板バネ状のサスペンションで弾性支持されるため、機械振動系の振動特性は時間と共に徐々に収束、減衰する曲線を描く。外装ケース５を通して計測した前記振動特性を、図２に一点鎖線で示す。この一点鎖線の曲線の通りに機械振動系が振動して空気を震わす事で、「ビーン」と弦を弾いた様な異音が発生するのである。
【００１２】
次に、異音低減の原理を説明しながら、具体的な装置の構成と動作について説明していく。図３及び４は前記電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。前記の通り、外装ケースを叩くと、機械振動系６は矢印７の方向で上下に振動する。すると、機械振動系６の磁気回路部９と、端子金具に電気的に接続されたボイスコイル８との間で電磁誘導が生じて、ボイスコイル８に誘導起電力が発生する。機械振動系６は上下に振動するため、誘導起電力の向きもそれに応じて絶えず逆向きに変化する。
【００１３】
図３の様に、メカニカルスイッチ１が開の時は、図示しない端子金具は開放されるため、ボイスコイル８内には誘導起電力が発生するのみで誘導電流は流れない。従って、誘導電流による磁界も発生しない。しかし図４の様に、メカニカルスイッチ１を閉にすると、ボイスコイル８と、メカニカルスイッチ１との間で閉回路が形成されるため、誘導電流10がボイスコイル８内を流れて磁界11が生ずる。この磁界11の向きは、磁気回路部の振動の向きを妨げる向きに発生するため、機械振動系６の上下振動７は抑制されて早く収束する。前記外装ケースを通して計測されたこの振動特性の曲線を図２に実線で示す。図２で示すように、メカニカルスイッチ１が閉の時（端子金具が短絡された時）の振動特性は、開の時の振動特性に比べ早く零に収束するため、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少される。これにより前記使用者に異音が低減されて聴覚されるのである。
【００１４】
なお、メカニカルスイッチ１は、図５に示すようなトランジスタ12、又はFET等のスイッチング動作を有する半導体素子やリレー等の励磁接点素子を用いて形成するとよい。又は上記各種半導体素子でアナログスイッチを形成してこれをメカニカルスイッチとしても良い。更に、前記アナログスイッチを内蔵するICを用いても同様の効果を有することは云うまでも無い。
【００１５】
以上、本実施例に依れば、携帯端末機の着信待ち状態における異音を低減することが可能となると共に、異音低減装置を実現するために、新たに携帯端末機に搭載する部品をメカニカルスイッチ１つに抑えて、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限にすることが可能である。しかも公知一般的で、且つ構造のシンプルなメカニカルスイッチを使用することによって、低コストで信頼性が高いスイッチング動作を有する異音低減装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【００１６】
＜第２の実施例＞
次に、本発明の第２の実施例について、図６の回路図を用いて詳細に説明する。なお、電磁誘導型アクチュエータ１の内部構造、及びその動作・機能については、図８のものと同一であるため、重複した説明は省略する。更に、本実施例においても電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。図６の異音低減装置は、電磁誘導型アクチュエータ１と、その端子金具３に各々電気的に接続された２個の増幅器13、13'とから構成される。
【００１７】
従来の携帯端末機内部にも増幅器は搭載されていたが、その端末機が着信待ち状態には、増幅器の電源電圧をダウンさせて実質的にその機能を休止させていた。本実施例は増幅器13、13’に常時、電源電圧を加えて動作状態にセットして用いる。
【００１８】
以上のように構成された携帯端末機の動作について、以下に説明する。外装ケース５に外力が加わらない静状態においては、増幅器13、13’には何らの信号も入力されないため、その出力信号15、15’の電圧値は共に０[V]に保持されている。又、電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３に現れる信号14、14’の電圧値も共に０[V]に保持されている。この静状態から外装ケース５を叩いて振動を加えると、その振動が外装ケース５内部の異音低減装置に伝わり、電磁誘導型アクチュエータ１内部の図示しない機械振動系が振動する。
【００１９】
この振動により、機械振動系の磁気回路部とボイスコイルとの間で電磁誘導が生じて、ボイスコイルに誘導起電力が発生する。この誘導起電力が端子金具３、３’に現れることによって信号14、14’のどちらか一方の電圧値が、０[V]からある値V[V]に変化して２つの入力端子間の電圧値が不均衡になる。ここでは信号14の電圧値が０[V]からＶ[V]に変化するものとする。
【００２０】
すると信号14が増幅器13’に帰還入力されて、出力信号15’の電圧値が−V[V]に変化して端子金具３’に入力される。よって図示しないボイスコイルと、２つの増幅回路13、13’との間で閉回路が形成されて、誘導電流がボイスコイル内を流れて磁界が発生する。以下、前記第１の実施例と同一の原理によって、磁界の向きが機械振動系の振動を抑制して零に収束させることで、異音が低減される。
【００２１】
更に、上記異音低減動作に加えて、増幅回路13、13’自体の動作によっても異音低減の効果が得られる。その動作を以下に説明する。図６より、増幅回路13には何らの信号も入力されない（つまり、増幅回路13の入力側は常に０[V]である）ため、その出力信号15は徐々にV[V]から０[V]に変化していく。この出力信号15が端子金具３に加えられるため信号14も０[V]へと変化していく。すると信号14が増幅回路13’に帰還されて入力されるため、その出力信号15’も０[V]へと変化していき、信号14’も０[V]へと変化する。つまり２つの増幅回路13、13’がその出力信号15、15’を０[V]に調整することによって、電磁誘導型アクチュエータ１を元の静特性、即ち信号14、14’の電圧値を０[V]に復帰させる。以上から常時、電源電圧を加えられて動作状態にセットされた増幅器を電磁誘導型アクチュエータに接続することが異音低減において有効であることが分かる。
【００２２】
前記外装ケース５を通して計測された機械振動系の振動特性は、図２に実線で示される曲線とほぼ同様に計測される。従って、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少されるため、前記使用者に異音が低減されて聴覚される。
【００２３】
以上、本実施例に依れば、従来から携帯端末機に搭載されている増幅器を常時動作させて異音の低減用に使用するため、携帯端末機に新たな機器を搭載せずに済む。従って、携帯端末機の大型化、及びコストアップを招かずに済む。しかも公知一般的で、且つ構造のシンプルな増幅器を用いるので、低コストで高い動作信頼性を有する異音低減装置、及びその装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【００２４】
＜第３の実施例＞
次に、第３の実施例について図７の回路図を用いて詳細に説明する。なお、前記第２の実施例と同一、又は重複する部品及び構成については一部説明を省略する。本実施例の異音低減装置は、図６の回路構成に加えて、一方の増幅器13に信号を出力するために電気的に接続される信号発生源16とから構成され、携帯端末機４の外装ケース５内に搭載されるものである。本実施例においても増幅器13、13’に常時、電源電圧を加えて動作状態にセットするとし、更に電磁誘導型アクチュエータ１が動作していない状態、即ち携帯端末機４が着信待ち状態であると仮定した上で説明を行う。
【００２５】
以下、信号発生源16から定電圧信号17を発生する場合の携帯端末機全体の動作と、この装置を搭載する携帯端末機４について説明する。定電圧信号17は、増幅部13、13’で増幅され、電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３、３’に入力される。この時の出力信号15、15’の電圧値を、説明の便宜上Ｖ[V]と表記する。
【００２６】
外装ケースに外力が加わらない静状態では、信号15、15’の電圧値は順にＶ[V]及び−V[V]に保持されている。従って電磁誘導型アクチュエータ１の端子金具３、３’に現れる信号14、14’の電圧値も順にＶ[V]及び−V[V]に保持されている。この静状態から外装ケース５を叩くと、この振動により図示しない機械振動系の磁気回路部とボイスコイルとの間で電磁誘導が生じて、ボイスコイルに誘導起電力が発生する。
【００２７】
この起電力が、ボイスコイルに電気的に接続された２つの端子金具３、３’に現れることによって、一方の端子金具３、３’に現れる信号14、14’の電圧値がＶ[V]からＶ’[V]に変化し、２つの入力端子間の信号14、14’の電圧値が不均衡になる。
【００２８】
すると前記第２の実施例で述べたように、図示しないボイスコイルと、２つの増幅回路13、13’との間で閉回路が形成されて、誘導電流がボイスコイル内を流れて磁界が発生するため、機械振動系の振動が抑制され零に収束するため、異音が低減される。
【００２９】
更に、上記異音低減動作に加えて、本実施例でも増幅回路13、13’自体の動作によって異音低減の効果を得ることができる。その動作を以下に説明する。図７より、増幅回路13の入力側は定電圧信号17により、常にある一定の電圧値に保持されるため、その出力信号15は徐々にV’[V]からV[V]に変化していく。この出力信号15により信号14もV[V]へと変化していく。すると信号14が増幅回路13’に帰還入力されて、出力信号15’が−V[V]へと変化していき、その信号15’が加えられることで、信号14’も−V[V]へと変化する。つまり２つの増幅回路13、13’がその出力信号15、15’をＶ[V]及び−V[V]に調整することによって、電磁誘導型アクチュエータ１を元の静特性、即ち信号14、14’の電圧値をＶ[V]及び−V[V]に復帰させる。以上から常時、電源電圧を加えられて動作状態にセットされた増幅器を電磁誘導型アクチュエータに接続して、その増幅器に定電圧信号を入力することが異音低減において有効であることが分かる。
【００３０】
前記外装ケース５を通して計測された機械振動系の振動特性は、図２に実線で示される曲線とほぼ同様に計測される。従って、耳で聴いた時の残響感が大幅に減少されるため、前記使用者に異音が低減されて聴覚される。
【００３１】
定電圧信号17の電圧値は、その信号17を増幅して電磁誘導型アクチュエータ１に入力、動作させた時、携帯端末機の使用者がその動作に気付かない程度に電磁誘導型アクチュエータ１を駆動させる電圧値とすることが１つの目安である。つまり電磁誘導型アクチュエータ１の着信報知動作を行う電圧値（以下、単に動作電圧と云う）よりも小さい電圧値となる。しかし動作電圧は、電磁誘導型アクチュエータ１の形式、大きさ、重量、モデルなどによってその値が変更される。従って、定電圧信号の電圧値も一様には決定されず、具体的に何[V]以下が適切とは言い切れない。前記のように、あくまで電磁誘導型アクチュエータ１の動作電圧を参考にして決定することが好ましい。
【００３２】
なお、第３の実施例は説明の都合上、増幅器がオペアンプによる反転増幅回路で構成された場合のみ説明してきたが、増幅部は出力信号を一定に保つ機能を有するものであれば変更可能であり、前記増幅器をトランジスタやFET等の半導体素子を接続して形成した増幅回路に置き換えても、同様の効果を有することは云うまでもない。
【００３３】
又、本実施例では、定電圧信号を増幅して端子金具に加えたが、定電圧信号に代えて、周波数をある一定に設定した定周波信号の電圧分を増幅して端子金具に加えても同様の効果を有する。なお、定周波信号は信号発生源16から発生するものとする。
【００３４】
この定周波信号の周波数帯域は、電磁誘導型アクチュエータ１が動作した時、携帯端末機４の使用者がその動作に気付かないレベルの動作を発生させる帯域に設定することが１つの目安である。よって電磁誘導型アクチュエータ１の動作帯域外に設定するものである。しかし前記動作帯域は、電磁誘導型アクチュエータ１の形式、大きさ、重量、モデルなどによって変更され、一様に決定されない。従って定周波信号の周波数帯域も一様には決定されず、具体的に何[Hz]が適切とは言い切れない。目安としては、人間の可聴周波数帯域として一般に公知されている20[Hz]〜20[kHz]以外の帯域に設定することが好ましいが、可聴周波数帯域は人によって皆異なるので、やはり一様に決定されない。前記の様に、あくまで携帯端末機４に搭載する電磁誘導型アクチュエータ１の動作帯域を参考にして決定することが望ましい。
【００３５】
以上、本実施例に依れば、従来から携帯端末機に搭載されている増幅器を常時、動作させて異音の低減用に使用すると共に、新たに携帯端末機に搭載する部品を振動発生源１つにして、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限に抑えつつ異音低減を行うことが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、本発明に依れば、携帯端末機の着信待ち状態における異音を低減することが可能であると共に、新たに携帯端末機に搭載する部品を、メカニカルスイッチ又は振動発生源１つに抑えて異音低減装置を実現することができる、又は既に携帯端末機に搭載されている増幅器を利用することで新たに部品を搭載することなく異音低減装置を実現することが可能となる。従って、携帯端末機の大型化、及びコストアップを最小限に抑えると共に、低コストで信頼性が高い異音低減装置及びその装置を搭載する携帯端末機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る携帯端末機の内部構造を示す概略図である。
【図２】 携帯端末機の外装ケースを通して計測された電磁誘導型アクチュエータ内部の械振動系の振動特性を示す曲線図である。
【図３】 メカニカルスイッチが開の時の電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。
【図４】 メカニカルスイッチが閉の時の電磁振動型アクチュエータの機械振動系とボイスコイルの状態を示す概略斜視図である。
【図５】 図１のメカニカルスイッチをトランジスタで構成した異音低減装置を搭載する携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図６】 本発明の第２の実施例に係る異音低減装置を搭載した携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図７】 本発明の第３の実施例に係る異音低減装置を搭載した携帯端末機の内部構造を示す回路図である。
【図８】 電磁誘導型アクチュエータを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１・・・電磁誘導型アクチュエータ
２・・・メカニカルスイッチ
３、３’・・・端子金具
４・・・携帯端末機
５・・・外装ケース
６・・・機械振動系
７・・・機械振動系の振動方向
８・・・ボイスコイル
９・・・磁気回路部
10・・・誘導電流
11・・・磁界
12・・・トランジスタ
13、13’・・・増幅器
14、14’・・・端子金具に現れる信号
15、15’・・・増幅器13、13’の出力信号
16・・・信号発生源
17・・・定電圧信号
18・・・ダイヤフラム
19・・・ハウジング
20・・・端子台
21、22・・・サスペンション
23・・・ポールピース
24・・・マグネット
25・・・ヨーク
Claims (3)
- 筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具を短絡して前記ボイスコイルに誘導電流を流すスイッチング手段を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機。 - 筒状のハウジングを基枠とし、平板型マグネットと、前記マグネット両面にそれぞれ配設されるヨーク並びにポールピースとから成る磁気回路部を薄板状のサスペンションで前記ハウジングの内部に支持させて機械振動系を形成すると共に、前記ハウジングの開放端に固定されるダイヤフラムと、前記磁気回路部に対向する側の前記ダイヤフラムの面に取り付けられるボイスコイルと、前記ハウジングの側壁より外方に突出する端子台に取り付けられる端子金具とを備え、前記ボイスコイルと前記端子金具とを電気的に接続させて成る電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機において、
前記携帯端末機が着信待ち状態の時に、前記端子金具に電気的に接続されると共に、常時、電源電圧が印加されて動作状態にセットされ、前記端子金具に生じる信号を帰還して出力信号を調整する増幅器を備えることを特徴とする電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機。 - 前記増幅器に電気的に接続され、定電圧信号又は定周波信号を前記増幅器に出力する信号発生源を備えることを特徴とする請求項２記載の電磁誘導型アクチュエータを搭載する携帯端末機。
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