振动发生器和使用此振动发生器的便携式电话制造技术

本发明专利技术提供了一种允许通过跟随机械谐振点而工作的振动发生器。振动发生器１具有一个带电磁线圈１３的振动发生部分２和由一个弹簧件１２浮动固定的磁铁１１。用方波驱动电磁线圈１３以获得振动力。振动发生器１包括一个驱动控制部分１０，它按照一个预定的恒定间隔检测电磁线圈１３的驱动电压。如果驱动电压的感应电压波形是向右增加型，驱动控制部分１０就增大电磁线圈１３的驱动频率，如果感应电压波形是向左增加型，就降低其驱动频率。这样就能使电磁线圈的驱动频率转移到振动发生部分２的谐振频率上。因此，对电磁线圈１３的驱动能够跟随机械谐振点，从而获得足够大的振动。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种振动发生器，它特别适合用于便携式电话，寻呼机，个人手持电话系统，电子游戏机等等，还提供了一种采用这种振动发生器的便携式电话。
技术介绍
大多数公知的常规振动发生器都具有这样一种结构，在一个小型电动机的输出轴上偏心地设置一个由高比重金属制成的重块(或是配重)，让重块的重心随着电动机转子的旋转而出现偏移或位移，从而产生振动。如果将这种振动发生器安装在便携式电话中，则重块产生的振动代替呼叫音的产生，通过振动让用户能够注意到接收呼叫或是消息，而不会被会议或是人群中的其它人发现。另外，对于诸如赛车游戏机或者是作战游戏等采用振动发生器的游戏机来说，在操作部分提供振动能让游戏机用户感受到虚拟现实和游戏的乐趣。因此，如果想要游戏机的使用效果更加明显，就需要产生更高振幅和更高能量的振动，这样就需要一种能够提供更高效率的有效振动发生器。然而，为了提供高振幅/高能量振动，上文所述结构的振动发生器就需要显著增加重块的偏心重量和操作性能。这样就必然要导致大型驱动电动机，而且除高比重金属的重块的高价格问题之外，这对于装置的小型化和价格降低的市场需求就会构成障碍。一般来说，振动发生器采用的驱动源是DC电动机，整流电刷会使它产生电磁噪声，而有关的电路会受到电磁噪声的有害影响。这样，如何限制电磁噪声就成了一个突出的问题。除了采用电动机的上述振动发生器以外还有其它类型的低噪声振动发生器，它们可以采用弹簧元件代替使用电动机，借助于电磁线圈的吸附/分离操作来振动一个浮动磁铁。因为其结构非常简单，所以这种系统的优点是降低成本，然而，另一方面，它无法提供足够大的振动，除非能够以设备中振动部分的机械特征(诸如弹簧的质量和磁铁的重量等等)所确定的谐振频率来驱动电磁线圈。因此，由于迄今为止还没有找到一种能够始终跟随机械谐振点的有效的驱动方法，所以机械系统的谐振点很容易由于制造偏差和老化变形等发生变化。因此，用弹簧元件作为振动发生器的尝试尚未达到实用的水平。
技术实现思路
如上所述，本专利技术的着眼点是要克服现有技术的振动发生器所固有的缺点。本专利技术的目的之一是提供一种新式的振动发生器，迫使电磁线圈的驱动频率始终跟随机械谐振频率，从而产生高振幅和高能量的振动。本专利技术的另一目的是提供一种采用这种振动发生器的小型廉价的便携式电话。按照权利要求1所限定的本专利技术的第一方面，提供了一种振动发生器1，它具有由一个弹簧件12以可浮动方式固定的运动部分11和一个带电磁线圈13的振动发生部分2，这种振动发生器包括一个驱动控制部分10，它按照一个预定的恒定间隔检测电磁线圈13的驱动电压(Vd)，如果驱动电压(Vd)的感应电压波形是向右增加型(也就是驱动电压随时间过去而增大)，就增大电磁线圈13的驱动频率，如果驱动电压(Vd)的感应电压波形是向左增加型(也就是驱动电压随时间过去而减小)，就通过控制来降低电磁线圈13的驱动频率，从而使电磁线圈13的驱动频率转移到振动发生部分2的谐振频率上。按照上述结构，对每个驱动频率上的重叠波形的变化进行检测和校正，将驱动频率转移到谐振频率上，这样就能校正制造中的波动或偏差以及由于随时间劣化造成的谐振点变化，这样就能使振动发生部分始终在谐振点上振动，从而实现高振幅和高能量的振动发生。按照权利要求2所限定的本专利技术的第二方面，驱动控制部分10具有一个波形检测电路3，用来检测感应电压的波形是向右增加型，向左增加型，还是对称(或准对称)人字型，还具有一个积分电路用于对波形检测电路3的输出积分后产生一个控制电压(VC2)，以及一个方波振荡电路，它通过控制电压(VC2)来控制振荡频率。按照上述结构，与驱动频率相对应的感应电压波形的变化被接连地转换成DC电压(控制电压VC2)的变化，这样就能利用例如电压控制振荡器(VCO)作为方波振荡电路而便利地实现频率控制。进而还能够简化电路结构。按照权利要求3所限定的本专利技术的第三方面，波形检测电路3被用来提供对驱动电压(Vd)前端采样，将其保持电压与驱动电压(Vd)相比较，从而检测出感应电压的波形是向右增加型，向左增加型，还是对称(或准对称)人字型。按照上述结构就能获得在图3(a)，3(b)和3(c)中用虚线表示的作为比较的参考电压的保持电压，并且能够获得相应的检测输出。按照权利要求4所限定的本专利技术的第四方面，波形检测电路3被用来提供对驱动电压(Vd)前端和后端采样，将其保持电压相互比较，从而检测出感应电压的波形是向右增加型，向左增加型，还是对称(或准对称)人字型。按照这一结构，如果驱动电压的前端比它的后端小，就能确定感应电压波形是向右增加型(也就是谐振点位于低位)，如果前端比它的后端大，就能确定该波形是向左增加或向右减小型(也就是谐振点位于高位)。如果前端等于后端，就能确定感应电压波形是对称人字型(也就是谐振点)。这样就能够修改本专利技术第四方面的波形检测电路，让它能够将驱动电压的前端与其后端相比较。按照权利要求5所限定的本专利技术的第五方面，对驱动电压(Vd)的检测是在在方波驱动中施加正/负电压时执行的。如果用方波来驱动电磁线圈，通过磁铁振动所产生的感应电压，如图2所示特殊波形就会重叠在线圈驱动电压上。换句话说，如果线圈的驱动频率比振动发生部分的机械谐振频率高，要重叠的感应电压波形就会如图2中(f)所示向右增加，而如果驱动频率比谐振频率低，电压波形就会如图2中(g)所示向左增加。另外，在谐振时就会获得如图2中(h)所示的对称(或准对称)人字型。按照权利要求6所限定的本专利技术的第六方面，对驱动电压(Vd)的检测是在方波驱动中施加负电压时执行的。与第五方面中在施加正负电压时感应的电压波形不同，本专利技术的第六方面仅仅检测在施加负电压时感应的电压波形，用于校正驱动频率(参见图6)。在这种情况下能够简化驱动控制部分的电路结构。按照本专利技术的第一到第六方面可以制成小型的振动(振荡)发生器并且提供高振幅和高能量的振动，这种发生器最适合作为便携式电话等设备的振动源，能够对便携式电话等设备的整体结构上的小型化和成本降低有所贡献。按照权利要求7所限定的本专利技术的第七方面提供了一种振动发生器21，其振动发生部分22具有一个弹簧件32，一个永磁体30和一个电磁线圈33，振动发生器包括用来驱动电磁线圈33的振荡电路25，用来检测振动发生部分22的振动的一个传感器23，用来将传感器输出相位延迟大约90度的一个延迟电路24，以及一个驱动控制部分40，用来将振荡电路25的振荡频率转移到振动发生部分22的谐振频率上。利用上述结构，当用方波电流来驱动电磁线圈时，用传感器中获得的信号在邻近谐振点部位的第一位置驱动，从而针对相位已经提前了大约90度的情况产生一个小的振动，并且将在此时刻获得的传感器信号以大约90度的延迟输入到振荡电路，从而将振荡频率转移到谐振频率上。利用这一结构就能自动校正由于外部环境的变化，随时间的劣化，制造偏差等因素造成的机械系统谐振点的差异，从而获得有效和较大的振动力。按照权利要求8所限定的本专利技术的第八方面，振动发生部分22主要包括具有一个固定端的U形弹簧片31，永磁体30和一个电磁铁33。按照第八方面的结构，弹簧片被制成U形，由此使其振动部分的基本长度加大，这样就能使谐振频率较低，使驱动控制部分比较容易完成向谐振点的转移控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振动发生器１，它具有由一个弹簧件１２以浮动方式固定的运动部分１１和一个带电磁线圈１３的振动发生部分２，这种振动发生器包括一个驱动控制部分１０，它按照一个预定的恒定间隔检测电磁线圈１３的驱动电压（Ｖｄ），如果驱动电压（Ｖｄ）的感应电压波形是向右增加型（也就是驱动电压随时间过去而增大），就增大电磁线圈１３的驱动频率，如果驱动电压（Ｖｄ）的感应电压波形是向左增加型（也就是驱动电压随时间过去而减小），就通过控制来降低电磁线圈１３的驱动频率，从而使电磁线圈１３的驱动频率转移到振动发生部分２的谐振频率上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林刚一，坂田重道，铃木实，
申请(专利权)人：岩城电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]