(57)【要約】【課題】リニア振動アクチュエータ装置の高性能化及び生産性向上。【解決手段】リニア振動アクチュエータ１は、永久磁石５を内径側に有する可動子４Ａと、コイル部２を有し、可動子に対して外径側で対向する固定子３Ａと、固定子と可動子を連結する弾性体６より構成される。ドライバは、コイル部２に通電するスイッチング素子Ｑ５を有する駆動部２２と、スイッチング素子を制御する制御出力部２７と、コイル部に発生する逆起電力のゼロクロス点を検出し、前記制御出力部に帰還する出力を有するゼロクロス検出部２５とから構成。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニア振動アクチュエータとそれを駆動するためのドライバより成るリニア振動アクチュエータ装置において、
前記リニア振動アクチュエータは、
径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、
コイル部を有しかつ前記永久磁石に対して対向する固定子と、
前記固定子と前記可動子を連結しかつ前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体とを含み、さらに、
前記ドライバは、
前記コイル部に通電するスイッチング素子を有する駆動部と、
前記スイッチング素子を制御する制御出力部と、
前記コイル部に発生する逆起電力のゼロクロス点を検出しかつゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出部とを含み、
そして、前記ドライバは、前記ゼロクロス信号を前記制御出力部に送出すると共に、前記コイル部に対して一方向に通電し、前記弾性体と協動して前記可動子を振動させるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項２】
請求項１記載のリニア振動アクチュエータ装置において、
ドライバは、さらにゼロクロス検出部と制御出力部との間に介在させるゼロクロス監視部が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項３】
請求項２記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
ゼロクロス監視部は、ゼロクロス信号を監視し、前記ゼロクロス信号入力後一定時間、次のゼロクロス信号を受け付けることが禁止される構成が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項４】
請求項１記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
ドライバは、ゼロクロス信号が一定時間中断すれば、再起動信号を制御出力部に送出する構成が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項５】
請求項１記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
ゼロクロス検出部は、逆起電力増幅部とレベルシフト部とを介してコイル部に接続される構成が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項６】
請求項１記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
ドライバは、さらにゼロクロス検出部と制御出力部との間に介在させるタイミング調整部が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項７】
請求項６記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
タイミング調整部は、位相ロックドループを含む構成が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項８】
請求項１記載のリニア振動アクチュエータ装置おいて、
制御出力部はパルス幅変調部を含む構成が備えられるリニア振動アクチュエータ装置。
【請求項９】
リニア振動アクチュエータの駆動方法において、
前記リニア振動アクチュエータは、
径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、
コイル部を有し、前記永久磁石に対して対向する固定子と、
前記固定子と前記可動子を連結しかつ前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体とを含み、
さら前記リニア振動アクチュエータは、
（ａ）前記コイル部が発生する逆起電力のゼロクロス点を判定するステップと、
（ｂ）サイクル毎に前記コイル部に通電する時間を決めるステップと、
（ｃ）起動時に前記コイル部に通電する時間を決めるステップと、
（ｄ）前記ステップ（ａ）の判定結果により前記ステップ（ｂ）のカウントを開始するステップとを含むリニア振動アクチュエータの駆動方法。
【請求項１０】
請求項９記載のリニア振動アクチュエータの駆動方法において、
さらに、ステップ（ａ）の判定結果によりカウントを開始するステップ（ｅ）を備え、前記ステップ（ｅ）のカウントアップまでは前記ステップ（ａ）の判定結果を無効とするリニア振動アクチュエータの駆動方法。
【請求項１１】
請求項９記載のリニア振動アクチュエータの駆動方法において、
さらに、ステップ（ａ）の判定結果によりカウントを開始するステップ（ｆ）を備え、前記ステップ（ｆ）のカウントアップにて前記ステップ（ｃ）のカウントを開始するリニア振動アクチュエータの駆動方法。
【請求項１２】
請求項１１記載のリニア振動アクチュエータの駆動方法において、
ステップ（ｆ）は、ステップ（ａ）の次の判定結果によりリセットされるリニア振動アクチュエータの駆動方法。
【請求項１３】
情報携帯端末において、
基板と、前記基板に装着されたリニア振動アクチュエータと、前記基板に装着されたドライバとを有し、
前記振動アクチュエータは、
径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、コイル部を有し、前記永久磁石に対して対向する固定子と、前記固定子と前記可動子を連結し、前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体とを有し、
前記ドライバは、
前記コイル部に通電するスイッチング素子を有する駆動部と、前記スイッチング素子を制御する制御出力部と、前記コイル部に発生する逆起電力のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出部とを有し、
さらに前記ドライバは、前記ゼロクロス信号を前記制御出力部に送出すると共に、前記コイル部に対して一方向に通電し、前記弾性体と協動して前記可動子を振動させる情報携帯端末。
【請求項１４】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
リニア振動アクチュエータは、前記基板に対して垂直方向に最大振幅の振動を発生させる情報携帯端末。
【請求項１５】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
ドライバは、さらにゼロクロス検出部と前記制御出力部との間に介在させるゼロクロス監視部が備えられる情報携帯端末。
【請求項１６】
請求項１５記載の情報携帯端末おいて、
ゼロクロス監視部は、ゼロクロス信号を監視し、ゼロクロス信号入力後一定時間、次のゼロクロス信号を受け付けることを禁止する情報携帯端末。
【請求項１７】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
ドライバは、ゼロクロス信号が一定時間中断すれば、再起動信号を前記制御出力部に送出する情報携帯端末。
【請求項１８】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
ゼロクロス検出部は、逆起電力増幅部とレベルシフト部を介して前記コイル部に接続される情報携帯端末。
【請求項１９】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
ドライバは、さらにゼロクロス検出部と制御出力部との間に介在させるタイミング調整部が備えられる情報携帯端末。
【請求項２０】
請求項１９記載の情報携帯端末において、
タイミング調整部は、位相ロックドループを含む情報携帯端末。
【請求項２１】
請求項１３記載の情報携帯端末において、
制御出力部はパルス幅変調部を含む情報携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁型振動発生装置である、いわゆるリニア振動アクチュエータ装置及びリニア振動アクチュエータ装置の駆動方法並びにそれを用いた情報携帯端末に関し、詳しくは、電磁型振動装置の駆動を、安価に、かつ確実、安定に行うことに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話など情報携帯機器には、着信呼び出し用として、振動発生装置が使われる。この振動発生装置として、従来、アンバランスウエイトを付けた円筒型モータが使われてきた。円筒型モータでは薄型化に限界があり、また実装の自動化という面でも難しさがあった。
【０００３】
これらの点を克服するため、アンバランスウエイトを付けたコイン型モータが提案され実用化されているが、振動方向がプリント基板と平行方向であるため、感知されにくいと言う問題があった。更に、プリント基板に対して垂直方向の振動を発生させるため、ボタン型リニア振動アクチュエータが提案されているが、大きい加振力と同時に更なる薄型化を実現させることが困難であった。さらに従来このリニア振動アクチュエータの駆動には、一般に４個のスイッチング素子で構成されたプッシュプル駆動回路が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１５は、その一例の回路構成図であり、起動部６１，制御出力部６２，駆動パルス設定部６３及び４個のスイッチング素子Ｑ１１〜Ｑ１４をブリッジ構成に接続した駆動部６４により、そのブリッジ構成の中点間に接続された振動アクチュエータのコイル部６５を動作させる。駆動回路の素子数が多いことに加え、可動子を正方向及び負方向の両方へ移動させる際に、それぞれ通電することになり、制御動作が複雑で、また消費電力も多いという課題があった。
【０００５】
また、別の従来技術のリニアアクチュエータも開示されている。本発明はこれら従来技術とは異なる新規な構成を有するリニア振動アクチュエータ装置及びその装置の駆動方法並びにその装置を搭載した情報携帯端末である（例えば、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−０２５７０６号公報
【特許文献２】
特表２００１−５２０８６０号公報
【特許文献３】
特開２０００−０１４１９０号公報（国際公開番号ＷＯ９９／０６７３）
【特許文献４】
特開平１１‐１９７６０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、リニア振動アクチュエータの高性能化及び生産性向上を図るために、従来技術の構成や、その駆動方法よりも合理化される構成と、その構成に適した駆動方法を新たに提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件出願に係る第１の発明は、
リニア振動アクチュエータとそれを駆動するためのドライバより成るリニア振動アクチュエータ装置において、
前記リニア振動アクチュエータは、
（ａ）径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、
（ｂ）コイル部を有し、前記永久磁石に対して対向する固定子と、
（ｃ）前記固定子と前記可動子を連結し、前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体を含み、さらに、
前記ドライバは、
（ｄ）前記コイル部に通電するスイッチング素子を有する駆動部と、
（ｅ）前記スイッチング素子を制御する制御出力部と、
（ｆ）前記コイル部に発生する逆起電力のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出部を含み、
ここに、
前記ドライバは、前記ゼロクロス信号を前記制御出力部に送出すると共に、前記コイル部に対して一方向に通電し、前記弾性体と協動して前記可動子を振動させる。
【０００９】
また、本件出願に係る第２の発明は、上記第１の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、ドライバは、さらにゼロクロス検出部と前記制御出力部との間に介在したゼロクロス監視部を備える。
【００１０】
また、本件出願に係る第３の発明は、上記第２の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、ゼロクロス監視部は、ゼロクロス信号を監視し、ゼロクロス信号入力後一定時間、次のゼロクロス信号を受け付けることを禁止する。
【００１１】
また、本件出願に係る第４の発明は、上記第１の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、ドライバは、ゼロクロス信号が一定時間中断すれば、再起動信号を前記制御出力部に送出する。
【００１２】
また、本件出願に係る第５の発明は、上記第１の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、前記ゼロクロス検出部は、逆起電力増幅部とレベルシフト部とを介して前記コイル部に接続される。
【００１３】
また、本件出願に係る第６の発明は、上記第１の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、ドライバは、さらにゼロクロス検出部と前記制御出力部との間に介在したタイミング調整部を備える。
【００１４】
また、本件出願に係る第７の発明は、上記第６の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、タイミング調整部は、位相ロックドループを含む。
【００１５】
また、本件出願に係る第８の発明は、上記第１の発明のリニア振動アクチュエータ装置において、制御出力部はパルス幅変調部を含む。
【００１６】
また、本件出願に係る第９の発明は、リニア振動アクチュエータの駆動方法において、
リニア振動アクチュエータは、
径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、
コイル部を有し、前記永久磁石に対して対向する固定子と、
前記固定子と前記可動子を連結し、前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体を含み、
ここに、
（ａ）前記コイル部が発生する逆起電力のゼロクロス点を判定するステップと、
（ｂ）サイクル毎に前記コイル部に通電する時間を決めるステップと、
（ｃ）起動時に前記コイル部に通電する時間を決めるステップと、
（ｄ）前記ステップ（ａ）の判定結果により前記ステップ（ｂ）のカウントを開始するステップとを含む。
【００１７】
また、本件出願に係る第１０の発明は、上記第９の発明のリニア振動アクチュエータ装置の駆動方法において、
さらに、ステップ（ａ）の判定結果によりカウントを開始するステップ（ｅ）を備え、前記ステップ（ｅ）のカウントアップまでは前記ステップ（ａ）の判定結果を無効とする。
【００１８】
また、本件出願に係る第１１の発明は、上記第９の発明のリニア振動アクチュエータ装置の駆動方法において、
さらに、ステップ（ａ）の判定結果によりカウントを開始するステップ（ｆ）を備え、前記ステップ（ｆ）のカウントアップにてステップ（ｃ）のカウントを開始する。
【００１９】
また、本件出願に係る第１２の発明は、上記第１１の発明のリニア振動アクチュエータ装置の駆動方法において、
ステップ（ｆ）は、ステップ（ａ）の次の判定結果によりリセットされる。
【００２０】
また、本件出願に係る第１３の発明は、情報携帯端末において、
（ａ）基板と、
（ｂ）前記基板に装着されたリニア振動アクチュエータと、
（ｃ）前記基板に装着されたドライバとを有し、
前記振動アクチュエータは、
（ｂ―１）径方向に着磁された永久磁石を有する可動子と、
（ｂ―２）コイル部を有し、前記永久磁石に対して対向する固定子と、
（ｂ―３）前記固定子と前記可動子を連結し、前記可動子を前記固定子の中央に付勢する弾性体を有し、そして
前記ドライバは、
（ｃ―１）前記コイル部に通電するスイッチング素子を有する駆動部と、
（ｃ―２）前記スイッチング素子を制御する制御出力部と、
（ｃ―３）前記コイル部に発生する逆起電力のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を出力するゼロクロス検出部とを有し、
ここに、
前記ドライバは、前記ゼロクロス信号を前記制御出力部に送出すると共に、前記コイル部に対して一方向に通電し、前記弾性体と協動して前記可動子を振動させる。
【００２１】
また、本件出願に係る第１４の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、リニア振動アクチュエータは、基板に対して垂直方向に最大振幅の振動を発生させる。
【００２２】
また、本件出願に係る第１５の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、ドライバは、さらにゼロクロス検出部と制御出力部との間に介在したゼロクロス監視部を備える。
【００２３】
また、本件出願に係る第１６の発明は、上記第１５の発明の情報携帯端末において、ゼロクロス監視部は、ゼロクロス信号を監視し、ゼロクロス信号入力後一定時間、次のゼロクロス信号を受け付けることを禁止する。
【００２４】
また、本件出願に係る第１７の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、ドライバは、ゼロクロス信号が一定時間中断すれば、再起動信号を制御出力部に送出する。
【００２５】
また、本件出願に係る第１８の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、ゼロクロス検出部は、逆起電力増幅部とレベルシフト部を介してコイル部に接続される。
【００２６】
また、本件出願に係る第１９の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、ドライバは、さらにゼロクロス検出部と制御出力部との間に介在したタイミング調整部を備える。
【００２７】
また、本件出願に係る第２０の発明は、上記第１９の発明の情報携帯端末において、タイミング調整部は、位相ロックドループを含む。
【００２８】
また、本件出願に係る第２１の発明は、上記第１３の発明の情報携帯端末において、制御出力部はパルス幅変調部を含む。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１にリニア振動アクチュエータの構成を示す。リニア振動アクチュエータ１は、可動子４Ａと固定子３Ａを有する。可動子４Ａは、多角形状の外ヨーク４と、その内側に位置する永久磁石５を備える。固定子３Ａは、可動子４Ａの内側に位置し、筒状の内ヨーク３と、この内ヨーク３に巻線を巻回したコイル部２とを備え、内ヨーク３は、上下にティース部を有し、そのティース部の間には空隙が存在している。
【００３１】
永久磁石５は、例えば内径がＮ極、外形がＳ極の如く、内径と外径が異極となるように単極着磁されている。内ヨーク３、外ヨーク４は磁性粉体の圧粉体により形成されている金属製物質である。なお、内ヨーク３、外ヨーク４は、薄板鋼板をラジアル積層（薄板鋼板を、シャフト８を中心にして積層する）により構成してもよい。また、内ヨーク３、外ヨーク４は、鋼板の板体に、絞り加工を施して得られる成形体により構成してもよい。また、内ヨーク３、外ヨーク４は、筒状の鋼材（円筒体形状の鋼材、リング形状の鋼材）に、絞り加工を施して得られる成形体により構成してもよい。また、金属粉を含有する樹脂材料の成形体により構成してもよい。このように、内ヨーク３、外ヨーク４は、構成材料や、その構成方法は、多様であるが、特に限定するものではない。
【００３２】
内ヨーク３は中心にシャフト８を有しており、このシャフト８は内ヨーク３の底面から突出している。そして、内ヨーク３は、シャフト８の突出と基台９の凹部とで位置決めし、基台９の上に固定する。基台９と内ヨーク３との間に下部の弾性体６を挟んでいる。この基台９は耐熱性のガラス転移温度が９０度以上の樹脂でできている。
【００３３】
弾性体６は、リング状の薄バネ板で、上下に２個備えている。可動子４Ａが釣り合い点より下部に動くと、上方に動く力を与え、可動子４Ａが釣り合い点より上部に動くと、下方に動く力を与えるように設定されている。即ち、弾性体６は、可動子４Ａを固定子３Ａの略中央に位置するよう付勢している。
【００３４】
コイル部２は、基台９の底面から伸びた金属性ランド１１と電気的に結合しており、このランド１１から給電される。なお、ランド１１は、基台９の底面でなく外蓋７の天面に設けてもよい。
【００３５】
外蓋７は、固定子３Ａ、可動子４Ａを覆い、基台９に設けた、蓋カシメ部１０で、カシメ固定されている。外蓋７は、アクチュエータ内部にある他部品との接触を避けたり、リフロー加工時にアクチュエータ内部を守ったり、アクチュエータの取扱いを容易にするものである。この外蓋は金属でできているが、耐熱性樹脂で作ってもよい。
【００３６】
このようなリニア振動アクチュエータ１は、ランド１１から与えられる電流をコイル部２へ流し振動磁束を発生させる。そして、この振動磁束に従い可動子４Ａは振動する。
【００３７】
図２に、このリニア振動アクチュエータを駆動するドライバの基本構成を示す。
【００３８】
図２において、起動部２１は、例えば情報携帯端末における着信信号の如く、リニア振動アクチュエータを起動させる部分であり、模擬的にスイッチ２１Ａで示している。
【００３９】
駆動部２２は、回路電源Ｖｃｃの正極に一端が接続されたコイル部２の他端に、これを駆動するためのＮＰＮトランジスタからなるスイッチング素子Ｑ５のコレクタ端子を接続し、そのエミッタ端子を上記回路電源Ｖｃｃの負極（接地電位）に接続している。そして、コイル部２の他端からレベルシフト部２４及び逆起電力増幅部２３を経てゼロクロス検出部２５に入力され、コイル部の逆起電力のゼロクロス点を検出する。すなわち逆起電力のゼロクロス点は、アクチュエータ１の振動の振幅が最大になる点を検出することとなり、この点を検出して、その信号を制御出力部２７に帰還する。これにより、駆動部２２の動作が確実、安定になる。
【００４０】
次に図２の回路動作を詳細に説明する。起動部２１のスイッチ２１Ａがオンになるとワンショットマルチバイブレータ３３の入力端子Ｂは、Ｈ信号が入力され、一方、入力端子Ａの初期状態はＬであるため、その出力端子Ｑは、設定された時間幅のＨレベルのパルスを出力する。このＨレベルのパルスはＯＲ回路２７Ｂを経てスイッチング素子Ｑ５をオンにし、コイル部２に通電される。なお図示しないが、ワンショットマルチバイブレータ３３は、時定数用の入力端子があり、そこにコンデンサと抵抗器を接続し、時間幅を設定している。
【００４１】
コイル部２に通電され、アクチュエータが起動すると、コイル部２から逆起電力が発生し、レベルシフト部２４及び逆起電力増幅部２３を経てゼロクロス検出部２５に入力される。なおレベルシフト部２４は、電源電圧Ｖｃｃに応じて逆起電力波形の信号レベルを調整する目的を持つ。このレベルシフト部２４は回路電源Ｖｃｃの単一化に有益で、逆起電力増幅部２３の基準電圧を、回路電源Ｖｃｃにあわせて、例えば、Ｖｃｃ／２とするなど、自在に設定することができる。
【００４２】
ゼロクロス検出部２５は、逆起電力増幅部２３からの入力をゼロクロス電圧と比較し、インバータ素子２５Ｂで反転した後、信号ＳＸを出力する。
【００４３】
ＮＡＮＤ素子３２の入力には、スイッチ２１ＡのＨレベル信号とこの信号ＳＸが入力され、信号ＳＸが出力される。この信号ＳＸは、ゼロクロス検出監視部２６のＡＮＤ素子２６Ａに入力される。ＡＮＤ素子２６Ａの他方の入力端子の初期状態はＨレベルなので、ＡＮＤ素子２６Ａは、ＳＸと同じ論理レベルの信号ＳＹを出力する。
【００４４】
制御出力部２７のワンショットマルチバイブレータ２７Ａは、その入力端子Ｂに信号ＳＹが入力されＨレベルになると、その出力端子Ｑは、設定された時間幅のＨレベルのパルスＳＡが出力される。なお図示しないが、ワンショットマルチバイブレータ２７Ａは、時定数用の入力端子があり、そこにコンデンサと抵抗器を接続し、時間幅を設定している。このＨレベルのパルスは、ＯＲ素子２７Ｂを介してスイッチング素子Ｑ５をオンにすると同時にゼロクロス検出監視部２６のワンショットマルチバイブレータ２６Ｂの入力端子Ａに入力される。
【００４５】
ワンショットマルチバイブレータ２６Ｂは一方の入力端子ＢがＨレベルの固定されているため、入力端子Ｂの入力信号の立ち下がり（Ｈレベル→Ｌレベル）にてその出力端子Ｑには、設定された時間幅のＬレベルのパルスＳＭが出力される。なお図示しないが、ワンショットマルチバイブレータ２６Ｂは、時定数用の入力端子があり、そこにコンデンサと抵抗器を接続し、時間幅を設定している。このワンショットマルチバイブレータ２６ＢのＬレベル出力は、ＡＮＤ素子２６Ａに入力され、前記ＳＹ信号を禁止する。即ちこのＬレベルパルスはゼロクロスパルスの誤読込をマスクする作用をなす。（詳細は、後述する。）
ワンショットマルチバイブレータ３１は、リニア振動アクチュエータが何らかの要因で停止する等によりゼロクロス検出部２５からの信号ＳＸがなくなった場合に、その信号の立ち上がり時より設定された時間幅の後、出力Ｑの信号がＬになる。この立ち下がり信号（Ｈレベル→Ｌレベル）は、ワンショットマルチバイブレータ３３のＡ入力端子にトリガー信号として入力され、この立ち下がりからワンショットマルチバイブレータ３３で設定された時間幅のＨパルスを出力し、アクチュエータは再起動することになる。
【００４６】
起動部２１のスイッチ２１Ａがオフになると、ＮＡＮＤ素子３２の一方の入力端子がＬレベルになり、アクチュエータは停止する。
【００４７】
駆動部２２のダイオードＤ１は、コイル部２からの逆起電力が異常に高くなった時に、スイッチング素子Ｑ５を保護するためのものである。
【００４８】
なお、上記駆動部２２で、出力スイッチング素子Ｑ５に、ＮＰＮトランジスタを用いることを示したが、ＰＮＰトランジスタを用いることも勿論可能である。その場合は、ＰＮＰトランジスタのエミッタを回路電源Ｖｃｃの正極に接続し、そのコレクタを上記巻線の一端に、そして、その巻線の他端を上記回路電源Ｖｃｃの負極（接地電位）に接続することで、上記巻線の一端から逆起電力のゼロクロス点を検出するように構成すればよい。
【００４９】
次に図３及び図４にて、ゼロクロス検出信号の監視機能（マスク機能）について詳細に説明する。図３は、図２におけるゼロクロス検出信号の監視機能部分を抜き出したものである。ＳＢ，ＳＸ，ＳＭ，ＳＹ，ＳＡは、各部の信号であり、それぞれ図４における波形に対応する。
【００５０】
コイル部２から得られる逆起電力波形ＳＢは、ゼロクロス検出部２５により波形整形され、波形ＳＸが出力される。さらにＮＡＮＤ素子３２（図示省略）で反転され、波形ＳＸが出力されるが、図４におけるハンチングした誤信号を含んでいる。波形ＳＭは、ワンショットマルチバイブレータ２６Ｂにて生成されたマスク信号であり、ＡＮＤ素子２６Ａに帰還することにより、誤信号が除去され、正しいゼロクロス信号ＳＹが得られる。このＳＹ信号はさらにワンショットマルチバイブレータ２７Ａの出力端子から出力されて、スイッチング素子Ｑ５に入力される。なお、結果的に信号ＳＹの波形と信号ＳＡの波形とは等しくなり、ＳＹ＝ＳＡの状態となる。図４にて、信号ＳＡの波形は省略されており、信号ＳＹの波形の方のみ記載されている。
【００５１】
次に図５、図６（ａ）、及び図６（ｂ）にて再起動機能機能について詳細に説明する。図５は、図２における再起動機能部分を抜き出したものである。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、ゼロクロス検出信号ＳＹ及びホールド信号ＳＨのタイミング図であり、図６（ａ）がゼロクロス信号連続検出時、図６（ｂ）がゼロクロス信号検出失敗時を示している。図６（ｂ）に示すように、ゼロクロス信号検出失敗時には、一定時間後にホールド信号ＳＨがＬレベルになることによりワンショットマルチバイブレータ３３が再起動パルスを生成し、アクチュエータを再起動することができる。
【００５２】
図７は、図２に示した実施の形態１の信号処理フロー図である。ここで、タイミング設定部であるタイマーＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは、図２中のワンショットマルチバイブレータ２７Ａ，３３，２６Ｂ，３１のそれぞれに対応するもので、この図７のフローは、この実施の形態１の装置のソフト面での対応を示すものである。
【００５３】
ここで各タイマーは下記の通りの目的及び動作を行う。
【００５４】
タイマーＩは、動作パルス幅を決めるものであり、各サイクルのコイル部２への通電時間を決める。逆起電力のゼロクロス判定Ｙｅｓにてカウントを開始し、カウントアップにてコイル部２の通電を停止する。
【００５５】
タイマーＩＩは、起動パルス幅を決めるものであり、起動時のコイル部２への通電時間を決める。起動信号にてカウントを開始し、カウントアップにてコイル部２の通電を停止する。
【００５６】
タイマーＩＩＩは、マスクパルス幅を決めるものであり、上記タイマーＩのカウントアップよりカウントを開始し、このカウントアップまではゼロクロス判定をマスクする。
【００５７】
タイマーＩＶは、ホールドパルス幅を決めるものであり、ゼロクロス判定がＹｅｓにてカウントを開始し、このタイムアップにてタイマーＩＩの動作に戻す。
【００５８】
次に、図７の信号処理のフロー図について詳細に説明する。まず、起動部２１のスイッチ２１Ａがオンすると、アクチュエータ駆動指令判定及び起動判定がＹｅｓにて、アクチュエータ起動パルス出力のタイマーＩＩが作動する。タイマーＩＩの時間幅分の起動パルスが出力されコイル部２に通電され、アクチュエータは強制的に駆動を始める。タイマーＩＩがカウントアップすれば、アクチュエータ起動パルス出力はオフし、アクチュエータのコイル部に通電を停止する。
【００５９】
この後、コイル部２の逆起電力を監視し、ゼロクロス判定がＹｅｓとなれば、この判定にしたがって、再度コイル部２への通電を開始し、タイマーＩ及びタイマーＩＶがカウントを開始する。タイマーＩがカウントアップするとコイル部２への通電を停止し、同時にタイマーＩＩＩがカウントを開始する。タイマーＩＩＩがカウントアップすると、このループはスタート信号に帰還される。タイマーＩＶがカウントアップする前に再度ゼロクロス判定がＹｅｓとなれば、タイマーＩＶのカウントはリセットされるが、リセットされないままタイマーＩＶがカウントアップとなると、このループは起動判定部に帰還される。
【００６０】
即ち、ゼロクロス判定失敗によるアクチュエータ停止時に、再起動のためのコイル部２への通電となる。なお、スタート信号がなければ、制御出力部はオフで、全てのタイマーＩ〜ＩＶは停止である。
【００６１】
図７のフロー図を用いて、上述した処理を容易にマイコンのソフトウエアで構成することもできる。その場合のハードウェアの一例を図８に示す。アクチュエータのコイル部２からの逆起電力のゼロクロス検出には、逆起電力をアナログ・デジタル（ＡＤ）変換部４１を介して、マイコン制御部４２に入力してゼロクロス検出を行うと同時に、最適なタイミングでスイッチング素子を駆動する。
【００６２】
なお、逆起電力をＡＤ変換しマイコン等に取り込めば、逆起電力のゼロクロス以外の任意のタイミングを検出でき、可動子４Ａの任意の位置で駆動パルスのタイミングを制御することができる。例えば逆起電力の振幅の最大値（正または負の最大値）を検出し、アクチュエータの駆動パルスを出力する。実験的にこのタイミングでの駆動パルスの出力が効率が最もよくなる。
【００６３】
図９は、この逆起電力波形と可動子４Ａの位置関係を示したタイムチャートである。逆起電力のゼロクロス点が可動子４Ａの最大変位点になる。また、可動子４Ａのゼロクロス点から１／４周期の位相が遅れた時点で逆起電力波形のゼロクロス点が現れる。そのいずれのタイミングでも、スイッチング素子を駆動することが可能であるが、可動子４Ａのゼロクロス点を含む期間内でスイッチング素子Ｑ５をオンさせて、可動子４Ａの速度が最大の時に運動エネルギーを与えれば、もっとも効率よく駆動することができる。
【００６４】
以上述べてきたように、コイル部２の逆起電力のゼロクロス点を検出する機能を備え、上記コイル部への通電を単方向のみで可動子４Ａを励振することができる。すなわち、可動子４Ａの正方向移動は上記コイル部２への通電による電磁力で行い、一方、負方向移動は弾性体６の反発力及び吸引力のみで行うことで、低消費電力化が実現できる。
【００６５】
さらに、逆起電力のゼロクロス点の検出に上記コイル部２の片端から発生する逆起電力を直接利用することで、検出のための部品の追加が不要となり、シンプルな構成を実現できる。
【００６６】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２の回路構成図である。本実施の形態は、図２に示す回路構成にパルス幅変調部４６を付加したものであり、コイル部２のコイル抵抗が小さく、スイッチング素子Ｑ５がオンしたときに電流が流れすぎる場合に特に有効である。このパルス幅変調部４６は、スイッチング素子の入力信号として、制御出力部からの信号をパルス幅変調することで、アクチュエータの駆動を安定、しかも電力消費を軽減することができる。
【００６７】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３の回路構成図である。本実施の形態は図２に示す回路構成に、二段のフリップ・フロップ回路で構成されるタイミング調整部４７を付加したものである。図１２に波形のタイムチャートを示すように、逆起電力のゼロクロス点より時間ｔ遅らせてスイッチング素子Ｑ５をオンする。これにより、逆起電力ゼロクロス点より遅延した任意のタイミングでアクチュエータ駆動パルスを出力することができ、実験的に効率がよいことが確認されている可動子４Ａのゼロクロス点に近い位置でアクチュエータを駆動することができる。
【００６８】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４の回路構成図である。本実施の形態は図２に示す回路構成に、タイミング調整部として、ＰＬＬ部４８を付加したものである。これにより、ゼロクロス検出信号を基準としてアクチュエータ１の共振点が変動した場合でも可動子４Ａの振動に対して任意のタイミングで安定してスイッチング素子Ｑ５の駆動信号を発生することができる。
【００６９】
（実施の形態５）
次に、本発明の別の実施の形態の装置として、本発明にかかるリニア振動アクチュエータを搭載した情報携帯端末（例えば携帯電話機）について説明する。図１４はその構造断面図である。図１４において、１は図１に示したリニア振動アクチュエータであり、機器基板５１に直接、その主軸（図１でのシャフト８）を垂直にして実装されている。
【００７０】
このアクチュエータ１は、その下面に設けられた端子ランド（図１でのランド１１）を機器基板５１の上面に設けられたランドに直接蝋付けされている。基板５１には、機器の回路構成部品などと共に、リニア振動アクチュエータ１のドライバ５２が取り付けられている。機器５０の筐体５３の内部には電池５４が収納されており、この電池５４から機器本体の回路及びドライバ５２に給電される。そして、このアクチュエータは、内ヨークのコイル部に給電されると、外ヨークがその磁界の作用で吸引あるいは反発され、コイル部への給電が止むと弾性体の板ばねの作用で反動することにより、機器基板５１の面に垂直な方向で最大振幅となる振動をする。携帯電話機では、このアクチュエータ１の起動信号として、着信信号を採用することにより、アクチュエータ１を動作させ、その振動を、感知面で最大振幅振動の着信信号として、検知することができる。
【００７１】
本件発明によれば、アクチュエータのコイル部への給電を単一のスイッチング素子のオン、オフ動作で制御し、さらに、コイル部の逆起電力のゼロクロス検出を行い、その信号を制御出力部に帰還することで、ドライバの回路構成を簡素化し、その動作を確実、安定にすることができ、かつ、低消費電力での駆動動作を実現できる。
【００７２】
また、本件発明の方法によれば、アクチュエータの駆動制御部の主要システム部をマイクロコンピュータ制御により実現することが容易であり、装置の一層の小型化が実現できる。
【００７３】
さらに、本件発明によれば、薄型でかつ高効率なリニア振動アクチュエータ装置及び情報携帯端末を提供できるので、携帯性の向上やバッテリー耐久性の向上等の効果がある。
【００７４】
【発明の効果】
本発明によれば、リニア振動アクチュエータ装置の高性能化及び生産性向上を図ることができ、産業的価値が大である。従来技術の構成や、その駆動方法よりも合理化された構成と、その構成に適した駆動方法を新たに提供することことができ、本発明を搭載する機器の性能向上に貢献できる。そして、本発明を搭載する小型の携帯機器などには、音声によらず、大きな振動で検知できることが有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のリニア振動アクチュエータの断面図
【図２】同ドライバの回路図
【図３】同ゼロクロス検出信号の監視機能部分の回路図
【図４】同上の説明用タイムチャート
【図５】同ゼロクロス再起動機能部分の回路図
【図６】（ａ）同上の説明用タイムチャート（波形図）（ｂ）同上の説明用の別のタイムチャート（波形図）
【図７】同ドライバの信号処理フロー図
【図８】同上のハードウェア構成図
【図９】同上の説明用タイムチャート
【図１０】本発明の実施の形態２のドライバの回路図
【図１１】本発明の実施の形態３のドライバの回路図
【図１２】同上の説明用タイムチャート
【図１３】本発明の実施の形態４のドライバの回路図
【図１４】本発明の実施の形態５の情報携帯端末の構造断面図
【図１５】従来例の回路構成図
【符号の説明】
１　リニア振動アクチュエータ
２　コイル部
３　内ヨーク
３Ａ　固定子
４　外ヨーク
４Ａ　可動子
５　永久磁石
６　弾性体
７　外蓋
８　シャフト
９　基台
１０　蓋カシメ部
１１　ランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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