WO1997048502A1

WO1997048502A1 - Vibration generator for reporting and portable communication equipment using the same

Info

Publication number: WO1997048502A1
Application number: PCT/JP1997/002147
Authority: WO
Inventors: Toshihide Hamaguchi; Kouichi Kawakami
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 1998-12-21
Also published as: CN1227513A; US20010013729A1; AU3191197A; CA2258762C; KR20000022049A; US6404085B2; AU714329B2; EP0906790B1; BR9709837A; CN1116123C; CA2258762A1; KR100348540B1; EP0906790A1; EP0906790A4; DE69738820D1

Description

明細書報知用発生装置及びこれを用いた携帯用通信装置腿分野

本発明は、携帯 «¾、ページャ一等の携帯用通信 mig、或いは腕時計、 ¾A等の小型^^に内蔵する報知用発生装置、及びこの報知用発生装置を用レた携帯用通信装置に関する。背景蘭

携帯用通信騰等の小型には、例えば、着信の観、所定の時刻の報知等の報知手段が ¾己備されている。嫌己報知手段には、べ ! /^の音によるもの力撮も多い。しかしながら、近年、周囲の人々への SS!iから、音による報知手段だけでなぐ 1βをすることによる報知手段も内蔵して、状況に応じて、両方の報知手段を使用する、または、何れかの報知手段を選択するようにした小型画が増加している。

からよく使用されている発音装置には、第 9図（a ) 及び（b ) のようなリンガ 100がある。これは、永久磁石 101及びヨーク 102によって構成される ¾m回路部を、ケース 104中に固定する。そして、ヨーク 102にコイル 103を固定し、ヨーク 102 に対向する位置に、睡板 105を配備する。板 105の周縁をケース 104に固定し、開口部を有する上ぶた 106を、ケース 104に固定する。

コイル 103に電流を流すと、ヨーク 102は電磁石化され、先端に翻が発生する。このヨーク 102に発生した麵と励板 105のる麵により、 mm 105は、異極であればヨーク 102に吸引され、同極であれば、ヨーク 102より反発される。従つて、コイル 103に断続的に電流をことにより、翻板 105は、 3動作を繰り返し、空気を励させて音波を生成し、該音波が上ぶた 106の開口部を通って外部に伝 ttTTる。翻板 105の誦数を" δ¾域の励数（約 20Hz〜約 20kHz) に設^ Tることにより、音による報知が実現できる。

また、の繊発生装置としては、第 10図のような、 Θ¾軸 201に偏心おもり 202を配備した円筒型直流モータ 200が、最も多く使用されている。該モータ 200に通ると、偏心おもり 202が回転軸 201と共にすることにより、 igfjが発生し、をに i¾Sすることによって、励による報知が餓できる。

従来、音による報知手段及娘動による報知手段の両方を内蔵する機器において上記のように、音を発生する発音装置及を発生する ig«J発生装置の 2つをそれぞ ig己備する必要があった。第 11 図はこのような従来技術による携帯用通信装置を示すものであり、図において、 300 ^帯電話機本体、 301はアンテナ、 302は受話スピ一力、 303は送話マイク、 304はディスプレイ、 305は各種操作ポタンである。そして、携帯電話财体 300に錄信を音で報知するための、 ±iiのリンガ 100および着信をで報知するための用円筒型直流モ一夕 200が己置される。このような術では、音による報知手段と ¾Jによる報知手段との別個の 2つの報知手段が必要となり、 1»の小型化を阻るという問題点があった。従って、 1つの報知装置のみを使用するときよりも、騰内に広いスペースが必要であった。

この発明は、発音機能と «I発生機能を併せ持つ報知用発生装置を提供するとともに、この報知用発生装置を用いることにより、携帯用通信装置の小型化を図ることを目的とする。発明の開示この発明による報知用 «I発生装置は、永久磁石を具え、第 1パネ体によって固定 3¾ "に支持された第 1 ¾ ^と、嫌詠久磁石の TOと ¾ するように配置されたコィルを具え、第 2パネ体によって固定 "に支持された第 2»!体と、 l己コイルに ί ^され、設定された所定周波数の電流をコイルに通 «-Τる通電部とから構成される。嫌己第 ligft^及び第 1パネ体によって形成された第 1漏系と、嫌 3第 2¾gft体及び第 2パネ体によって形成された第 2振動系のうちの一方は、周波数か範囲である音波を生成して外部に伝搬する音源として使用され、他方の振動系は、固定部材に ig¾を fSSして »をさせる iSft として使用される。

通電部がコイルに通電すると、永久磁石を具える第 1振動体とコイルを具える第 2 »^の間には、電流と磁界の相互作用による電磁力が働従って、電流値が周期的に変化する電流をコイルに通電することによって、第 1振動系及び第 2振動系には、それぞれ、前記電磁力を周期的な強制力とする強制画が発生する。該強制騰により、音源として使用される騰系は、周波数か^ M範囲である音波を生成して外部に ( し、 Mlとして使用される漏系は、固定に画を iSiして «を纖させる。

またこの発明の別の特徴による携帯用通信装置は、第 1の固有振動数を有する第 1 の振動体と、第 2の固有振動数を有する第 2の振動体と、該第 1および第 2の振動体を駆動するためのコイルと永久磁石とからなる回路とを有する発生装置と、第 1及び第 2の固有振動数に一致する周波数の信号を各々発生する第 1及び第 2の信 ^生手段と、該第 1及び第 2の発生手段から発生される信号のいずれか一方を選択して前記 ig¾J発生装置にするスィツチ手段と、自局に対する着信を検出する着信検出手段と、鶴信検出手段の着信検出により、使用者の設定に基づいて嫌 Sスィツチ手段を制御するスィツチ手段とをることを [とするものである。すなわち、着信検出手段により自局に対する着信力 ¾出されると、予め者によつて 1½された内容に応じて、誦もしくは放音のいずれかにより着信か糊される。図面の簡単な説明

第 1図はこの発明による報知用振動発生装置を示す図、第 2図は報知用振動発生装置の動作を示す図、第 3図はこの発明の報知用漏発生装置のコイルに流す電流の周波数に対する振の振幅特性を示すグラフ、第 4図はこの発明による報知用振動発生装置を携帯用通信装置に用いた第 1の実施形態を示す図、第 5図は第図に示す第 1の実施形態のプロック図、第 6図は用議発生装置に加える信号を示す図、第 7 図はこの発明による報知用振動発生装置を携帯用通信装置に用いた第 2の実施形態を示す図、第 8図は第 7図に示す第 2の実施形態のプロック図、第 9図《«腿によるリンガを示す図、第 10図〖縦による腿用円筒型直流モータを示す図、第 1 1図の携帯用通信装置を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面に沿って詳述する。第 1図（a ) 及び ( b) は、本実施形態の W1用腿発生装置を示し、 «»1発生装置は、 2つの議系と、 »J系を支持する固定 5を具える。固定 g½i 5は、本実施形態では、第 1 振動系を支持する下ケース 50と、第 2振動系を支持し且つ下ケース 50と結合する上ケース 51とによって構成され、下ケース 50及び上ケース 51の結合によって内部に形成される空間に、 2つの振動系が収納される。上ケース 51 の中央部には、外部に音波を伝搬するための開口部 52が開いている。

第 1腿系は、金観、ゴム、榭 J3 の弾性材を用いて、面と垂直方向に変形可能に形成された第 1パネ体 1と、 71久磁石 30 を具える第体 3とによって構成され第 1パネ体 1の内周側に、第 1翻体 3が歸等により取り付けられ第 1バネ体 1の外周側が下ケース 50 に ί¾¾ ^により取り付けられる。これにより、第 1振動系は、下ケース 50に対して上下に振動可能となる。

永久磁石 30 を具える第 l ¾j :3には、外部への磁界の漏れを防ぎ、且つ、電流と磁界の相互作用によって働く電磁力を効率よく発生させるために、 7久磁石 30の上下にそれぞれ上ヨーク 31及び下ヨーク 32が IB備され、これにより回路が形成される。永久磁石 30は、上面が N極、 T®が S極となるように、環状に形成され、上ヨーク 3〗は、内周に垂直壁を^ 1 "るリング体形状に形成され、且つ下ヨーク 32は、中央に隆起部を有する円板形状に形成される。上ヨーク 31の垂直壁と下ヨーク 32の中 «®部との間には、後記する第 2ίϋ¾体 4が上下動可能となるようなギヤップ 33力形成される。

一方、第 2漏系は、第 1パネ体 1と同様の弾性材を用いて、面と垂直方向に変形可能に形成された第 2パネ体 2と、コイル 40を具える第 2SS¾j :4とによって構成され第 2パネ体 2の内周側に、第 2 ίϋ¾体 4が ί歸等により取り付けられ第 2バネ体 2の外周側が上ケース 51 に^等により取り付けられる。これにより、第 2振動体 4は、上ケース 51に対して上下に »j可能となる。

第 2振動体 4は、コイル 40、該コイル 40を支持するボビン 41、及び音波を発生するための振動板 43によって構成される。ボビン 41は、円筒形状で、第 2パネ体 2に取り付けられ、ボビン 41の外周にコイル 40が巻回されている。ポビン 41の上面には、 «I板 43か備される。コイル 40及びポビン 41は、第 1漏体 3の戯ギヤップ 33内を移動可能に配備される。

以上のように、各誦系が己備された下ケース 50及び上ケース 51を結合し、コィル 40の 42、 42を、設定された所定周波数の電流をコイル 40に^ 通電部 6 (第 1図に《 ^さ" T) に電細に J¾ ^る。

このとき、第 1|S¾J :3において、第 2図（a) 及び（b) に矢印で "Τ¾τ向の磁気回路が、永久磁石 30、上ヨーク 31、下ヨーク 32及び磁気ギャップ 33を含んで形成され、ギャップ 33内の磁界は、径方向内向きとなる。また、コイル 40に流れる電流の向きが、装爨の上から見て反時計回りであるとすると、磁界と該磁界にする電流との相互作用によって、第 2図（a ) のように、第 1振動体 3及び第 2振動体 4の間に斥力が働く。逆に、コイル 40 に流す電流の向きを反対にすると、第 2図 ( b) のように、第 1 *¾¾#：3及び第 2励体 4の間に引力が働く。

従って、コイル 40 に通電する電流値を周期的に変化させることにより、第 1振動体 3及び第 2 ϋί¾体 4にそれぞれ外力として周期的な電磁力を働かせることになり、 1組の永久磁石 30及びコイル 40によって、第系及び第 2翻系に、それぞれ強制 «Iを発生させることができる。この強制 »Jによって、第 1 系は、第 1振動体 3をケース 50、 51 に衝突させる力、或いは、第 1バネ体 1の力によって、ケース 50、 51 に ¾¾¾をして、を «させ、による報知が実現できる。また、この強制漏によって、第 2纖系は、第 2漏体 4の励板 43力空気を振動させて音波を生成し、該音波が上ケ一ス 51の開口部 52を通って外部に伝搬する。音波の■数が^ ¾、域（約 20Hz〜約 20kHz) であれば、音による報知?^実現できる。ある議系が発音源として効果的に機能するには、人間の聴感上最も感度かい 2 〜3 kHzの周波数で、できる限り大きく »jさせることかましい。また、 ¾ ^から βの謹源として用いられている漏発生装置の周波数は、 100Hz前後である。従って、ある麵系が励源として効果的に機能するには、 100Hz前後の周波数で、できる限り大きく励させることかましい。本 ^JS形態の 2つの IgSi系は、何れも 1自由^^)系であり、その固有数 f 0 は、粘性率を微小であるため Sし、且つパネ体の質量を、の質量よりもはるかに小さいとして «すると、

で表わされる。ここで、 πは円周率、 k«A'ネ体のパネ係数、且つ m〖¾g»j体の質量である。従って、系におけるパネ体のパネ係数と議体の質量を適当に設^ T ることにより、所望の固有数を得ることができる。

以下、第 l»j系の固有 «I数 f 01を 3kHzとし、第 2»!系の固有 «j数 f 02 を 100Hzとし、第 1翻体 3及び第 2励体 4の質量かしいとして、

コイル 40に通電する電流の周波数と、第 1 体 3及び第 2画体 4それぞれの振幅との関係を説明する。

1自由度振動系において、電流と磁界による周期的な外力を振動体に加えるとき、 ig¾体の振幅 Gは、コイルのインダクタンスを無視すると、

I G！ = (KBL) / {r 2 (k—mo>2) 2_+K B4L4_w2} 1/2 で表わされる。ここで、 Kは比例、 Bは觀ギャップ 33内の赚密度、 Lはコィル 40の有効長さ、 rはコイル 40の直 Μί¾、且つ ωはコイル 40に通€Τる電流の角周波数 (=2π f) である。このときの »ι体の振幅と電流周波数との関係を示すグラフが第 3図である。

第 3図を参照すると、振動体の振幅は、電流周波数が約 100Hz以下の領域では、第 1振動体 3の方が、第 2振動体 4よりもはるかに大きく、その差が約 59dBである。電流周波数が約 100Hzのときに、第 1振動体 3の振幅が最大となる。周波数が約 100Hz を超えると、第 1»J体 3の振幅は、指数関数的に減少する。一方、第 2繊体 4の振幅は、周波数が約 3 kHzに近づくにつれて増加し、約 3 kHzのときに最大となり、第 1励体 3よりも大きくなる。そして、周波数カ勺 3 kHzを超えると、第 l iil^ 3と同様に第 2^¾ ：4の繊も、赚関数的に減少していく。

従って、通電部 6がコイル 40 に通電する電流の周波数を、第 1励系の固有翻数 f O i =100Hz、または、第 2振動系の固有振動数 f 0 2 = 3 kHzに切り替える切替回路を通電部 6に接続し、該切替回路によって、通電部 6がコイル 40 に通電する電流の周波数を約 100Hzにすると、第 1 3が第 2麵体 4よりも大きく翻して、専ら、 a§§の^ ί¾による報知を餓できる。また、切替 «によって、通電部 6がコィル 40に通電する電流の周波数を約 3 kHzにすると、第 2振動体 4が第 1振動体 3 よりも大きくして、専ら、音の発生による報知を魏できる。

なお、第 1 体 3がケース 50、 51 に衝突することにより ίϋ¾を伝達する場合、第 1 ίϋ¾#:3及びケース 50、 51 が衝突によって顧することを防ぐために、第 1図

( a) 及び（b) のように、第 1振動体 3における衝突する部分にゴム等の緩衝材 7 を配備することが望ましい。前言 ^衝材 7は、ケース 50、 51 における衝突する部分に配備してもよい。

上記実施形態の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は isiaを ^Τる様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特 FW求のに記載の ¾術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

例えば、本実施形態では、各き附の形状を円形にし、第 1励体 3の上方に第 2振 ■ 4を配備したが、 7久磁石 30による磁界とコイル 40に流れる電流とによって、第 1 jgsw*: 3及び第 2 w 4力腿可能な方向に電磁力が働くように配置しさえすれば、各 TO "の形状及 «置は任意に選択できる。同様に、第 l *g»J系に音波を発生するための ¾1¾板を配備して音源とし、第 2振動系をケース 50、 51 を介して機器に ¾Jを iStする^ Ri とすることもできる。なお、ケース 50、 51 に形成される開口部 52 の位置は、音源の近くであることかましい。また、の麵または音が使用者によつて龜できさえすれば、

る。

また、通電部 6が生成する電流は、第 2図（a) 及び (b) のように、周期的に電流の向きか、わる交流波形であるのかましい。しかしながら、ある物体を強制的に励させるには、該物体に周期的に変化する外力を加えればよく、従って、コイル 40 通電する電流は、周波数が一定でありさえすれば、交流波形のように、 1周期の間の平均電流値がゼロである必要はなく、さらに、電流の波形も、正弦波、三角波^ ffi の周期的に変化する波形が利用できる。

さらに、系は、本実施形態では、ケース 50、 51内に糊されたが、に直接配備することもできる。すなわち、固定部材 5は、機器自体または機器に固定されるあれば、任意に選択できる。

次に、 ±iiの報知用睡発生装置を歸用通信装置に応用した場合の実施の形態について説明する。

第 4図は上述の報知用振動発生装置を携帯電話装置に用いた第 1の実施の形態を示すものであり、図において、 8は携帯電話機本体、 81 はアンテナ、 82 は受話スピ一力、 83は送話マイク、 84はディスプレイ、 85は各種操作ボタンである。そして、携帯電話 1»体 8の内部には、上述のような報知用振動発生装置 9が内蔵されている。第 5図はこの第 1のの形態のブロック図であり、送話マイク 83より入力されたアナログ音声信号は、音声処理回路 10にてデジ夕声信号に変換された後、信号処理回路 Uにて信号処理され、無線回路 12にて周波数変換および変調された後、所定の送信出力にてアンテナ 81より送信される。一方、アンテナ 81によって受信された信号は、無線回路 12にて周波数変換及調が行われ、信理回路 1 1にてデジ夕リ声信号を取り出し、音声信理 Θ½ 10にてアナログ音声信号に麵され受話スピーカ 82から出力される。 13〖雄置全体を制御する制御回路である。

14 信検出回路であり、自局に対する呼 ϋ¾しを検出する。すなわち、携帯職機は常時公 ¾¾¾局から送られてくる電波を間欠的に受信するとともに、信理回路 1 1にて信^ L理される制御信号から、自局への呼び出しの有無を着信検出回路 14 で検出する。 16は、着信時の報知を音で行うカ^ »で行うかを設¾1"る呼出設定手段であり、操作ボタン 15の 1つとして構成されるか、もしくは操作ボタン 15の中のいずれかのボタンの操作の組み合わせとして構成される。呼出設定手段 16の操作は制御回路 13に伝えられ、制御回路 13〖讀信検出回路 14の着信検出時に、スィツチ手段 17を切り替える。 18および 19はそれぞれ第 1、第 2信号発生手段であり、報知用 ^発生装置 9に加える信号を発生する。

第 6図はこれら第 1信号、第 2信号の一例を示す図である。第 1信号は同図（a ) に示すように 100Hzの矩形波であり、報知用振動発生装置 9の第 1振動体（第 I図の 3 ) の固有励数と等しい周波数に設定される。そしてこの第 1信号を報知用 »J発生装置 9に加えることにより、発生装置 9を振動させることができる。第 2信号は、同図（b) に示すように、 3kHzの信号を発生する信号発生期間と、信号の発生を停止する休止期間で構成される。この第 2信号を,発生装置 9に加えることにより、漏発生装置 9の第 2 » ^(第 1 図の 4 ) をさせ音を発生させる。このとき信 ^生期間と休止期間を適当な値に設定することにより、所望のリンガ一音を発生させることができる。

従って、使用者の呼出設定手段 16の設定により、着信時には制御回路 13の制御により第 1もしくは第 2信生手段 18、 19のいずれかが励発生装置 9に印加され、着信があった旨を、励もしくは音で使用者に翻する。

第 7図および第 8図はこの発明による他の実施の形態を示したものである。この実施例では、漏発生装置 9を内蔵する小 S SJ呼出機 20を携帯電話体 8

体に形成したものである。第 9図はこの第 2の例を示すブロック図であり、第 5 図に示した第 1の実施例と同一の構成には同一の図番を付し説明を省略する。着信検出回路 1 によって自局への着信カ出されると，制御回路 13の制御により送信回路 21によって内蔵アンテナ 22を介して小型 «I呼出機 20に対し、着信を報知する信号とともに呼出設定手段 16の設定機を示す信号が送信される。小呼出機 20は、携帯電話 1»体 8から送信されるこの着信信号を内蔵アンテナ 24を介して受信回路 23で受 i tると、スィッチ手段 17を制御し、使用者による |¾¾に基づいて、第 1もしくは第 2信号発生手段 18、 19のいずれかの信号を報知用振動発生装置 9に印力 [ΓΤ る。この結果、着信があった場合、使用者の設定に従って、小呼出機 20 にて励もしくは音によって使用者にその旨報知される。このように、この第 2の実施例によれば、呼出機を携帯電話本体とは別体で構ること力できるので、使用者が身につけることが容易になり、より確実な着信の報知を行うことができる。産業上の利用可能性

以上のように本発明の報知用腿発生装置は、 1つの電觀動部品によって、 2つの »J系に強制 «Iを発生し、 ^g«Jによって、一方の »系が音源として発音機能を提供でき、他方の ¾J系が、として鹏の励機能を提供できる。その結果、報知用の装置を小型化及 «価匕できることになる。

また、切替回路によって、一方の■系に共鳴現象を発生させることができ、専ら、音または腿の漏の何れか一方を発生させることができる。従って、切替回路によつて、発音機能または腿の翻機能の何れかを提供すること力きる ₀ さらに、本発明の用発生装置を携带用通信装置に劃することにより、通信装置の小型化を図ることかきると共に、者に確実な着信の報知を行うことができる。

Claims

請求の範囲

1. 永久磁石を具え、第 1パネ体によって固定音附に支持された第

前言詠久磁石の磁束と交差するように配置されたコイルを具え、第 2パネ体によって固定 ¾¾こ支持された第 2¾) ：とから構成され、前記第 1励体及び第 1パネ体によつて形成された第 1漏系と、嫌己第 2|g¾i体及び第 2パネ体によって形成された第 2振動系のうちの一方は、周波数が^範函である音波を生成して外部に伝嫩する音源として使用され他方の■系は、固定 gi¾ "に,をして βを,させる振画として使用されることを難とする報知用 »J発生装置。

2. コイルに通電する電流の周波数を、第 1纖系の固有 »J数 fOlに Β§~·致する周波数、または、第 2羅系の固有騰数 f02に！^ ¾fる周波数に切り替える切替回路を具える、請求項 1に記載の報知用 iSft発生装置。

3. 第 1振動体及び第 2振動体のうち振動源として用いる方は、衝突によって固定こを iSiすることを,とする、請求項 1または請求項 2に記載の報知用振動発生装置。

4. 第 1励体及び第 2励体のうち、として用いる方、或いは、固定音附において、振動の際に衝突する部分に謹材を配備することを繊とする、請求項 3に記載の報知用 «I発生装置。

5. 第 1の固有腦数を有する第 1の議体と、第 2の固有 βΐ数を有する第 2の励体と、該第 1および第 2の纖体を隱するためのコイルと永久磁石とからなる観回路とを有する報知用 |g»J発生装置と、第 1及び第 2の固有 «1数に一致する周波数の信号を各々発生する第 1及び第 2の信^生手段と、該第 1及び第 2の»発生手段から発生される信号のレ ^ずれか一方を選択して前記報知用^ Si)発生装置に接続するスィッチ手段と、自局に対する着信を検出する着信検出手段と、該着信検出手段の着信検出により、使用者の設定に基づいて前記スィツチ手段を制御するスィツチ手段とをることをとする携帯用通信装置。

6 . 自局に対する着信を検出する着信検出手段と、該着信検出手段の着信検出により、使用者の設定に基づいて第 1もしくは第 2の着信信号を送信する送信回路とを有する携帯電話機本体と、該送信回路から送信される信号を受信する呼出機とよりなり、 ¾D乎出機は第 1の固有励数をる第 1の励体と、第 2の固有 ¾g¾数を有する第

2

ιおよび第 2の振動体を麵するためのコイルと永久磁石とからなる回路とを有する報知用発生装置と、第 1及び第 2の固有数に一致する周波数の信号を各々発生する第 1及び第 2の信号発生手段と、該第 1及び第 2の振動発生手段から発生される信号のいずれか一方を選択して前言 3»J発生装置に接るスィツチ手段と、前a¾帯電話 *体から送信される着信信号を受信しこれに基づレ ^て Ml己スィッチ手段を切り替える受信回路とを有することを特徴とする携帯用通信装置。

7 . 前記第 1の励体の麵によって »J力発生するとともに、第 2の讓体の駆動により音が発生することを特徴とする請求項 5もしくは請求項 6記載の携帯用通信装置。

8. 前記第 2の振動体を駆動するための第 2の信号発生手段によって発生される信号は、信号発生期間と休止期間とから構成されることを特徴とする請求項 5ないし請求項 7記載の携帯用通信装置。