[发明专利]振动发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可内置于便携电话、触摸面板等的振动发生装置，特别涉及一种发挥瞬间振动的振动触觉(vibrotactile haptics)效果的振动发生装置。

背景技术

日本特表2008-521597所公开的能够得到振动触觉效果的振动发生装置采用共振强制振动系统，信号发生器产生与共振致动器(actuator)的固有频率相同的第1频率的激振用致动器信号，在共振状态下对共振致动器进行激振而使加速度瞬间激增，之后，信号发生器产生与第1频率相位偏移了180度(波形反转了)的第2频率的制振用致动器信号，对共振致动器进行制振而使之瞬间衰减。

专利文献1：日本特表2008-521597(0033，图1)

发明内容

(发明要解决的问题)

上述的共振致动器在使用与其固有振动频率(共振频率)相同的强制振动频率的共振模式下工作，所以在使加速度激增的激振过程中瞬时激振容易，但是一旦在用于使变为高加速度的共振致动器衰减的制振过程中，因为共振致动器针对每个个体具有不小的固有频率的偏差，所以即使制振用致动器信号的相位相对激振用致动器信号完全地偏移180度，实际也不能保证相对共振致动器的振动位移的相位完全地偏移180度。因为通过该固有频率的偏差不可避免地产生的超前相位差或滞后相位差，根据制振用致动器信号的施加结束定时诱发机械振动器不完全静止、静止后的再起动，因此在进入不灵敏区域之前自由衰减期间长时间残留，振动衰减的截止差。

因此，本发明是为解决上述问题而作出的，其课题在于提供一种机械振动器的振动衰减截止良好的发挥振动触觉效果的振动发生装置。

(解决问题的技术方案)

本发明为一种振动发生装置，具备在衰减比ζ＜1的衰减系统中隔着弹簧构件相对固定部支撑机械振动器并生成以非接触方式使机械振动器振动的动磁场的励磁单元，从驱动开始或驱动中途起将施加给该励磁单元的驱动电压的频率f设为从机械振动器的衰减固有频率f_d偏移了的非共振频率，从而机械振动器发生差频振动，该振动发生装置的特征在于，具有强制振动控制单元，在从规定差频振动的振幅的差频波中的驱动开始侧的第1个谷部越过第1个峰部的第2个谷部，对驱动电压的施加进行停止控制。

这样，由于本发明是伴随有差频振动的发生的装置，所以，在振动加强了的第1峰部之后振动减弱的第2谷部自然到来，强制振动控制单元在第2个谷部对驱动电压的施加进行停止控制，所以能够不加长自然衰减时间而使振动停止的截止良好，能够毫不逊色地发挥振动触觉效果。因为在非共振频率的驱动电压下发生，所以即使存在与机械振动器的固有频率相当的偏差，差频振动也没问题，因此能够提供效率高且成本低的振动发生装置。并且，无论驱动电压的频率f是比机械振动器的衰减固有频率f_d低的频率还是比其高的频率都没问题，另外，驱动电压的频率的周期数能够长短选择，所以即使是振动触觉效果的瞬间振动也能实现振动方式的多样化，换而言之也能够实现对应于振动方式的符号化。

优选地，强制振动控制单元在第2个谷部在驱动电压的施加停止以前抑制该驱动电压的振幅。因为能够削弱从第1峰部向第2谷部的制振优势期间中的激振期的激振作用，所以其结果是相对地加强了制动作用，振动停止的截止变得更好。如果从其它的观点出发，优选与从振动开始侧的第1谷部向第1峰部上升的激振优势期中的驱动电压的振幅相比，强制振动控制单元相对地抑制从第1峰部向第2谷部的下降的制动优势期中的驱动电压的振幅。

施加到励磁单元的驱动电压可以是正弦波、交替矩形波等从零电平正负振动的两极性波形，但也可以是在零电平和正电平之间、在零电平和负电平之间振动的单极性电压的重复波形。在单极性波形驱动中，周期性地附加振幅零期间，所以在第1峰部到第2谷部，衰减比ζ的自然衰减期也作为制振作用而被追加，从而振动停止的截止变得良好。另外，在单极性波形驱动中，与两极性波形驱动相比在单极侧使用电源电压，从而能够使电压振幅倍增，所以能够在到第1峰部为止的激振优势期中增加功率。

在研究差频振动现象的极限情况时，在强制振动控制单元是以差频振动的差频波的差频周期与差频振动的基本波的周期实质上相等的方式设定驱动电压的频率而成的情况下，成为在一方向上强的加速度(偏加速度)明显化的偏振现象。