(57)【要約】【課題】情報端末機器が奏でる着信メロディや環境音楽などの音階や音量の変化に合わせて振動可能な振動発生装置を提供する。【解決手段】総合制御部２０が、複数の着信メロディのファイルごとに記憶されたデータ記憶部４０から、予め選択されている特定のファイルを選択してその音響データを音源部５０に送ることにより、スピーカ９０から着信メロディが奏でられる。同時に総合制御部２０は、前記特定のファイル内から予め選択された１の音響データ（例えばピアノパートのデータ）に含まれる音程データの振動数を振動用の振動数に変換して制御手段１０に与えることにより、併用モードのときには振動発生手段１を着信メロディとともにその音階や音量に合わせて振動させることができる。またマナーモードのときには着信メロディの音階や音量の変化に応じた振動のみを発生させることができる。【選択図】    図７
2004186831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動発生手段と、前記振動発生手段を振動させる駆動信号を生成する振動制御手段と、音響データを記憶したデータ記憶部と、音の種類ごとに異なる音源を複数備えた音源部と、前記データ記憶部から読み出された音響データに基づいて前記音源部から音源を選択して発音を生じさせる制御部と、を有し、
前記振動制御手段では、前記データ記憶部から読み出された音響データの中から特定の音響データが前記駆動信号として用いられ、前記振動発生手段が前記音響データに含まれる音階および／または音量の変化に合わせて振動させられることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記音響データに含まれる基準となる音程の振動数を第１の基準振動数、振動時に基準となる振動の振動数を前記第１の基準振動数よりも低い第２の基準振動数としたときに、前記音響データを、前記第１の基準振動数と第２の基準振動数の比と同一の比率で前記第２の基準振動数を中心とする帯域に変換する振動数変換手段を有しており、
前記振動制御手段では、前記特定の音響データを前記振動数変換手段によって変換した信号を前記駆動信号として用いられている請求項１記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記データ記録部には、音源ごと又は旋律パートごとに異なる複数の音響データが記録されたトラックが複数設けられており、前記データ記録部から選択された特定のトラックに記録されている前記音響データに基づいて振動が発生させられる請求項１または２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記音響データが、ＭＩＤＩ規格に沿った楽譜データである請求項１ないし３のいずれか記載の振動発生装置。
【請求項５】
前記振動数変換手段は、制御部に設けられたソフトウエアである請求項１または２記載の振動発生装置。
【請求項６】
前記振動数変換手段は、制御部とは別に設けられた振動制御チップである請求項１または２記載の振動発生装置。
【請求項７】
前記振動発生手段が、支持体に所定のストロークの範囲で往復移動可能に支持された可動体と、前記可動体を前記ストロークの中点に向けて付勢する付勢手段と、前記可動体と前記支持体のいずれか一方に設けられたマグネットおよび他方に設けられたコイルを備えて前記可動体に前記ストロークに沿う方向の駆動力を与える磁気駆動手段と、前記コイルに前記駆動信号が与えられて可動体に固有振動数による振動を発生させる制御手段と、を有する請求項１ないし６のいずれか記載の振動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機など小型の情報端末機器に搭載される振動発生装置に係わり、特に情報端末機器が奏でる着信メロディや環境音楽などの音階および／または音量の変化に合わせて振動する振動発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
着信メロディに応じて振動が発生する装置としては、例えば特許文献１に開示された発明が存在する。
【０００３】
この振動発生装置では、音源メモリに複数の着信メロディの第１〜第４音源データが第１〜第４旋律部に保持されている。
【０００４】
選択された選択旋律の音源データに基づいて、有音期間においてハイレベル、無音期間においてローレベルとなる旋律パルス信号を振動ドライブ回路に出力し、この選択旋律の音源データに基づいて、旋律パルスを振動ドライブ回路に出力することにより、振動ドライブ回路が旋律パルスに基づいて振動部を駆動し、振動部が選択旋律に応じて振動する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２６８１７１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１に記載の装置では、前記振動ドライブ回路が、旋律パルス信号に応じて、パワーダウン及びパワーアップが繰り返されて切り替えられる構成であるため、単に旋律パルス信号がハイレベル時に振動部を駆動させ、また旋律パルス信号がローレベル時に振動部の振動を停止させるもに過ぎないものである。
【０００７】
すなわち、上記特許文献１の記載されたものでは、音楽と振動とに整合性がなく、バイブレータが単に連続して振動するだけの単調なものとしかならないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、人が体感できる振動の振動数を情報端末機器が奏でる着信メロディなどに合わせて変化させることにより、振動で音楽を表現できるようにした振動発生装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の振動発生装置は、振動発生手段と、前記振動発生手段を振動させる駆動信号を生成する振動制御手段と、音響データを記憶したデータ記憶部と、音の種類ごとに異なる音源を複数備えた音源部と、前記データ記憶部から読み出された音響データに基づいて前記音源部から音源を選択して発音を生じさせる制御部と、を有し、
前記振動制御手段では、前記データ記憶部から読み出された音響データの中から特定の音響データが前記駆動信号として用いられ、前記振動発生手段が前記音響データに含まれる音階および／または音量の変化に合わせて振動させられることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の振動発生装置では、例えば着信メロディの音階および／または音量の変化に応じて振動の周波数も変化させることが可能であるため、種々の着信メロディを振動で表現することができる。よって、非マナーモードでは、着信メロディに合わせた振動を発生させることができる。また着信メロディが鳴るのを禁止するマナーモードでは、着信メロディが聞こえなくともその音階および／または音量の変化に応じて変化する振動を発生させることができる。よって、マナーモードにおいても、例えば電話を着信したのか、メールを着信したのかを知ることができる。あるいは着信メロディと送信者とを対応させておくことにより、着信相手を特定することができる。
【００１１】
上記において、前記制御部は、前記音響データに含まれる基準となる音程の振動数を第１の基準振動数、振動時に基準となる振動の振動数を前記第１の基準振動数よりも低い第２の基準振動数としたときに、前記音響データを、前記第１の基準振動数と第２の基準振動数の比と同一の比率で前記第２の基準振動数を中心とする帯域に変換する振動数変換手段を有しており、
前記振動制御手段では、前記特定の音響データを前記振動数変換手段によって変換した信号を前記駆動信号として用いられているものが好ましい。
【００１２】
上記構成では、振動発生手段の振動数を人体が体感できる帯域に設定することができるため、より明確に着信メロディを振動で表現することができる。
【００１３】
また第２の基準振動数を可聴範囲以下に設定し、この第２の基準振動数を中心に振動を発生させるようにすると、ボディソニックとしての機能を生じさせることも可能である。
【００１４】
また前記データ記録部には、音源ごと又は旋律パートごとに異なる複数の音響データが記録されたトラックが複数設けられており、前記データ記録部から選択された特定のトラックに記録されている前記音響データに基づいて振動が発生させられるものである。
【００１５】
上記構成では、使用者が振動を発生させるパートを任意に設定することができるため、例えば主旋律パートの振動や、ドラムパートの振動など使用者の好みに応じた振動が発生するように設定することができる。
【００１６】
前記音響データが、ＭＩＤＩ規格に沿った楽譜データである。あるいは、これに準じた楽譜データを使用することができる。
【００１７】
また前記振動数変換手段は、制御部に設けられたソフトウエア、あるいは前記制御部とは別に設けられた振動制御チップを用いることができる。
【００１８】
制御部に設けれらたソフトウエアで処置する場合には、振動制御チップを用いる必要がないため、コストを低減できる。また振動制御チップを用いる場合には、制御部の負担を軽減できるため、制御部の処理能力を高めることができる。
【００１９】
また前記振動発生手段としては、支持体に所定のストロークの範囲で往復移動可能に支持された可動体と、前記可動体を前記ストロークの中点に向けて付勢する付勢手段と、前記可動体と前記支持体のいずれか一方に設けられたマグネットおよび他方に設けられたコイルを備えて前記可動体に前記ストロークに沿う方向の駆動力を与える磁気駆動手段と、前記コイルに前記駆動信号が与えられて可動体に固有振動数による振動を発生させる制御手段と、を有するものである。
【００２０】
上記構成の振動発生手段では、駆動信号に対する振動の追従性が高いため、複雑な音楽に合わせた振動も対応可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は振動発生手段の実施の形態を示し、Ａは斜視断面図、Ｂは断面図である。
【００２２】
本発明の振動発生装置は、図１に示す振動発生手段１と図３に示す制御手段１０とで構成される。
【００２３】
図１に示す振動発生手段１は、支持体として円筒状の磁性体のケース２とその両端に取り付け可能な非磁性体の蓋体３，３を有している。前記蓋体３，３の内面には非磁性体の軸４が支持されており、前記軸４はケース２および蓋体３，３の中心を通る仮想中心線Ｏ−Ｏに一致している。
【００２４】
前記ケース２の内壁にはコイル５が固定されている。前記コイル５はエナメル線などの被覆導線を円筒状に巻き付けることによって形成されており、ケース２の図示Ｘ方向の長さの中心から若干一方（図１ではＸ１側）の蓋体３に寄った位置に固定されている。
【００２５】
前記ケース２の内部には可動体６が設けられている。前記可動体６は一方（Ｘ２側）の端部に非磁性体の錘７が設けられ、他方（Ｘ２側）の端部にマグネットＭが設けられている。また前記マグネットＭの両端面には磁性材料で形成されたヨーク部材８ａ，８ｂが設けられている。前記錘７、ヨーク部材８ａ、マグネットＭおよびヨーク部材８ｂは円柱または円盤形状をしており、全ての外周面は、軸４の中心に対して同心円上に位置している。
【００２６】
前記可動体６の中心、すなわち前記錘７、ヨーク部材８ａ、マグネットＭおよびヨーク部材８ｂの中心にはＸ方向に抜ける孔６ａが形成されており、この内部に前記軸４が挿通されている。よって、可動体６は前記軸４に沿って図示Ｘ方向に所定範囲のストロークにて往復移動できるようになっている。前記軸４が非磁性材料で形成されているため、可動体６がマグネットの力で軸４に引き付けられることがなく、可動体６が軸４に沿って動くときの移動負荷が小さくなっている。
【００２７】
また前記マグネットＭおよびヨーク部材８ｂの外径寸法は、前記錘７、ヨーク部材８ａの外径寸法よりも小さく且つ前記コイル５の内径寸法よりも小さく形成されている。よって、可動体６が前記軸４に沿って図示Ｘ１方向に移動するときに、前記マグネットＭおよびヨーク部材８ｂの部分が前記コイル５の内部で移動できるようになっている。
【００２８】
この実施の形態では、前記マグネットＭとコイル５とでムービングマグネット型の磁気駆動手段が形成されている。ただし、前記可動体６にコイルが搭載され、ケース２の内周面に前記コイルに対向するマグネットが設けられたムービングコイル型の磁気駆動手段が用いられてもよい。
【００２９】
前記可動体６の両端と前記蓋体３，３の内面との間には付勢部材９，９が設けられており、可動体６は前記付勢部材９，９によって、軸方向に沿う互いに逆向きの付勢力を受けている。前記付勢部材９，９は互いに同じばね定数で、同じ軸方向長さのときに同じ弾性力を発揮するものであることが好ましい。図１は、コイル５に通電されていない状態を示しているが、このとき前記可動体６は、両側に位置する前記付勢部材９，９からの付勢力を受けて、その移動ストロークの中点に位置している。
【００３０】
前記マグネットＭは、ヨーク部材８ａに接する端面Ｍａと、ヨーク部材８ｂに接する端面Ｍｂとが逆の磁極となるように着磁されている。図１に示す実施の形態では、端面ＭｂがＮ極で端面ＭａがＳ極である。この場合、前記マグネットＭで発生した磁束φは、一方の前記ヨーク部材８ｂを介して外周方向に向けて出力され、前記コイル５を垂直に横断してケース２に達する。さらに前記磁束φは磁性材料で形成されたケース２の内部を通り他方のヨーク部材８ａと対向する位置に導かれ、この位置から前記ヨーク部材８ａに向けて出力されてマグネットＭのＳ極に達するという磁路を形成している。
【００３１】
また図１に示すように、可動体６が移動ストロークの中点に位置しているとき、一方のヨーク部材８ａのＸ方向での幅寸法の中点が、コイル５の巻き軸方向の中点と一致し、あるいはほぼ一致している。
【００３２】
図１に示す中立状態において、コイル５に図１Ｂに示す方向の電流が与えられると、前記磁束φと電流とによって電磁力ＦがＸ２の向きに発生し、可動体６に対してＸ２方向への駆動力を与えることができる。またコイル５に逆向きの電流を与えることで、可動体６にＸ１方向への駆動力を与えることができる。
【００３３】
次に、振動発生装置の制御手段について説明する。
図２はマグネットとコイルとの対向関係を示す部分断面図、図３は振動発生装置の制御手段を示すブロック図、図４はコイルに与えられる駆動信号の一例とそのときの可動体の振動を示す線図である。
【００３４】
図２に示すように、コイル５の一方の端部（巻き始端）が端子Ｔａ１、他方の端部（巻き終端）が端子Ｔａ２、前記端子Ｔａ１と端子Ｔａ２との中間点（コイル５の中点）が中間端子をＴａ３である。
【００３５】
図３に示す制御手段１０は、前記中間端子Ｔａ３に接続された位置検出手段１１、信号生成手段１２、ドライブ手段１３および振動制御部１４を有している。ドライブ手段１３には２つの出力部が設けられており、その一方がコイル５の一方の端子Ｔａ１に接続され、他方がコイル５の他方の端子Ｔａ２に接続されている。
【００３６】
前記信号生成手段１２では振動制御部１４の指令に基づいて、駆動信号Ｓ１を生成してドライブ手段１３に出力し、前記ドライブ手段１３から所定の波形の駆動電流が前記コイル５の端子Ｔａ１と端子Ｔａ２に与えられる。前記信号生成手段１２には、複数のパターンの前記駆動信号Ｓ１が記憶されており、前記振動制御部１４からの指令によって、いずれかのパターンの駆動信号Ｓ１が選択されて前記ドライブ手段１３に与えられる。なお、振動制御部１４がどのような指令を与えるかについては後に説明する。
【００３７】
前記位置検出手段１１は、可動体６が図１および図２に示す中立位置、すなわち往復移動ストロークの中点に至ったことを検知するものである。この位置検出手段１１で検出された前記中点の検出信号が信号生成手段１２に与えられると、信号生成手段１２では、この検出信号を基準として駆動信号Ｓ１の電流方向の切換などの制御が行われる。
【００３８】
なお、前記位置検出手段１１は必須のものではないが、この位置検出手段１１を設けると、可動体６の摺動負荷などが大きくなり、あるいは付勢部材９，９の弾性力が大きく変化したりして可動体６の固有振動数が大きく狂ったような場合であっても、その変化に追従した駆動信号Ｓ１を生成することができる。
【００３９】
図４は駆動信号Ｓ１の波形を示している。この実施の形態では、前記駆動信号Ｓ１が矩形波としてコイル５に与えられるが、この駆動信号Ｓ１の波形は三角波などであってもよい。図４では、駆動信号Ｓ１の中立点を「０」で示しており、このときコイル５は無通電状態である。駆動信号Ｓ１が順方向に立ち上がっているとき、コイル５に対して電流が端子Ｔａ１から端子Ｔａ２に向けて流れる。このとき、可動体６にはＸ２方向への駆動力が作用する。また、図４に示す駆動信号Ｓ１が逆方向のときに、コイル５に対して前記と逆の電流が流れ、このとき、可動体６にはＸ１方向への駆動力が与えられる。
【００４０】
図４に示すように、前記駆動信号Ｓ１には蓄積信号Ｓ１ａを含んでいる。この蓄積信号Ｓ１ａは、可動体６にその固有振動数による共振振動を励振させるものである。この蓄積信号Ｓ１ａには励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３が含まれており、この励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３によりコイル５に対して順方向の電流が与えられる。なお、図４では前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３のレベルが一定であり、この励振信号によりコイル５に対して一定量の電流が間欠的に与えられる。
【００４１】
前記図４には、駆動信号Ｓ１の波形とともに、可動体６のＸ１方向とＸ２方向への変位量を縦軸にとった振動波形が示されている。前記振動波形のＯｍは、可動体６が図１と図２に示す中点に位置することを意味している。なお、駆動信号Ｓ１の波形図と可動体６の変位量を示す線図の双方において、横軸は時間ｔである。
【００４２】
前記可動体６の固有振動数（共振周波数）は、可動体６の質量と、前記付勢部材９，９のばね定数（図１に示す中立状態のときのばね定数）で決められるものであるが、前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３は、前記固有振動数（共振周波数）の逆数である周期Ｔごとに与えられ、通電時間は前記周期Ｔの半分である。すなわち前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３は、可動体６がＸ２方向への速度を有しているときに与えられ、この励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３がコイル５に与えられることにより、Ｘ２方向への速度を有している可動体６にさらにＸ２方向への駆動力が与えられる。なお、前記励振信号Ａ１は起動信号である。
【００４３】
前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３により、可動体６が振動を開始するとともに、固有振動数による振動の振幅が時間とともに大きくなっていく。
【００４４】
図４の実施の形態の蓄積信号Ｓ１ａでは、隣接する前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３の間に逆励振信号Ｂ１，Ｂ２が含まれている。この逆励振信号Ｂ１，Ｂ２により、コイル５に対して励振信号Ａとは逆向きの電流が与えられる。この逆励振信号Ｂ１，Ｂ２は、可動体６がＸ１方向への速度を有しているときに、前記コイル５に与えられ、可動体６に対してさらにＸ１方向への駆動力が与えられる。
【００４５】
このように励振信号Ａと逆励振信号Ｂとが交互に与えられることにより、可動体６の振幅が短時間に急激に大きくなっていく。
【００４６】
なお、前記蓄積信号Ｓ１ａは、必ずしも励振信号Ａと逆励振信号Ｂを含んでいることを必要とせず、励振信号Ａまたは逆励振信号Ｂのみであっても、可動体６に振動を生じさせてその振幅を拡大させていくことが可能である。この場合、励振信号Ａまたは逆励振信号Ｂの電流量を大きくすることによって、振幅を急激に大きくさせることは可能である。
【００４７】
また、蓄積信号Ｓ１ａが与えられている期間のうちの最初の期間にのみ励振信号Ａと逆励振信号Ｂを与え、その後しばらくコイルに電流を与えなくても、可動体６の共振により振幅を維持することが可能である。
【００４８】
ここで、振幅の増加は、駆動の方向と、可動体６の移動の方向がそろうこと、および周波数が共振周波数と一致することで最大となる。
【００４９】
振幅の増加率（減少率）を制御する方法としては、入力エネルギーを変化させる方法と、駆動信号Ｓ１をずらす方法がある。前者の入力エネルギーを変化させる方法としは、コイル５に与える駆動電流（または駆動電圧）の大きさを変化させる振幅変化による制御と、駆動電流（または駆動電圧）の通電時間を変化させるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によるものがある。また後者の駆動信号Ｓ１をずらす方法としては、位相をシフトするものと、周波数をシフトするものとがある。
【００５０】
前記ＰＷＭ制御では、蓄積信号Ｓ１ａにおいて、例えば励振信号Ａの与える時間を、前記周期Ｔの半分の時間よりも短くし、残りの時間は励振を０とすることにより、可動体６の振幅の増加が過大にならないように制御することが可能である。
【００５１】
また位相シフトでは、信号のパルス幅（時間間隔）は変えずに、前記励振信号Ａを基準となる時間よりも若干進めたり、または遅らせることにより、可動体６の振幅の増加が過大にならないように制御することが可能である。
【００５２】
さらに周波数シフトでは、可動体の駆動周波数を共振周波数の２倍にするとともに、低い周波数から高い周波数に移動させ、またはその逆の方向に移動させたり、あるいはずれた周波数から共振周波数に一致させ、また一致した状態からずらして行くといった操作を行うことにより、可動体６の振幅の増加が過大にならないように制御することが可能である。この方法では、励振の効率が変化し、また位相がずれることになるため、励振区間と制止区間を設けることが可能となる。
【００５３】
前記駆動信号Ｓ１には減衰信号Ｓ１ｂが含まれている。この減衰信号Ｓ１ｂには、抑制信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が含まれている。この抑制信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は前記励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３と周期が１８０°ずれたものであり、可動体６がＸ１方向への速度を有しているときに、コイル５に順方向への電流が与えられて、可動体６に対して前記速度方向と逆向きのＸ２方向への駆動力が与えられる。これにより固有振動数で振動している可動体６の振動が減衰させられる。
【００５４】
図４の実施の形態では、抑制信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の間に、逆抑制信号Ｄ１，Ｄ２が設けられており、この逆抑制信号Ｄ１，Ｄ２によってコイル５に逆方向の電流が与えられる。この逆抑制信号Ｄ１，Ｄ２により、Ｘ２方向への速度を有している可動体６に対して、前記速度を打ち消すＸ１方向の駆動力が与えられる。前記抑制信号Ｃと逆抑制信号Ｄを交互に設けることにより、可動体６の振幅が急激に減衰する。
【００５５】
なお、前記減衰信号Ｓ１ｂに、抑制信号Ｃと逆抑制信号Ｄの一方のみが設けられていてもよい。また抑制信号Ｃや逆抑制信号Ｄを減衰信号の前半においてのみ設けてもよいし、前記抑制信号Ｃと逆抑制信号Ｄの周期を徐々にずらすようにしてもよい。
【００５６】
図５は、前記蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂを連続させ、この蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂを組とした信号を周期Ｔｅで与えた場合の、可動体６の振動波形を示している。図５では、蓄積信号Ｓ１ａでの励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３の数と、減衰信号Ｓ１ｂでの抑制信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の数が一緒であり、また励振信号Ａ１，Ａ２，Ａ３と抑制信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３とでコイル５に与えられる電流量が同じである。また逆励振信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の数と逆抑制信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の数が同じであり、逆励振信号と逆抑制信号とでコイルに与えられる電流量が同じである。また蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂの時間長も同じである。
【００５７】
図５では、可動体６が固有振動数（共振周波数）にて振動し、蓄積信号Ｓ１ａではその振幅が時間と共に増加し、減衰信号Ｓ１ｂでは振幅が減衰していく。図５では、可動体６の振幅の頂点を結んだ線をエンベロープＥとして示しているが、このエンベロープＥは、前記蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂの周期Ｔｅに応じて増減し、このエンベロープＥの周波数ｆｅは１／Ｔｅである。
【００５８】
前記可動体６の質量は小さく、このため固有振動数（共振周波数）は高くなる。しかしながら、前記エンベロープＥの周波数ｆｅは、前記共振周波数よりも低く設定することが可能であり、振動の大きさの変化を与えることが可能となる。振動の強さの変化は、圧感（痛覚）の変化として体感し得るという特徴がある。また、前記エンベロープＥの周波数ｆｅは、振幅の大きさが一定に維持されている場合であっても、人が前記周波数ｆｅの増減を検知できる周波数帯域にあることから、人は前記周波数ｆｅの増減を振動の変化として有効に体感することができる。
【００５９】
可動体６の質量が小さく固有振動数が高い小型の振動発生手段１を用いて、図５に示すエンベロープＥの振動を発生させ、このエンベロープＥの周波数を人が体感できる値に設定しておくと、人はエンベロープＥの波形を振動として感じるようになる。
【００６０】
また、駆動信号Ｓ１での、蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂから成る組の繰り返し周期を変えることにより、人が体感できる前記エンベロープＥの周期および周波数を自由に変化させることができる。また、励振信号Ａと逆励振信号Ｂの数や電流量を変え、また抑制信号Ｃと逆抑制信号Ｄの数や電流量を変えることにより、エンベロープＥの振幅を変えることもできる。
【００６１】
またエンベロープＥの波形を制御することも可能である。図６はその一例を示している。
【００６２】
図６の駆動例では、蓄積信号Ｓ１ａが励振信号Ａと逆励振信号Ｂを交互に有しているが、減衰信号Ｓ１ｂは、抑制信号Ｃのみであり、逆抑制信号Ｄを有していない。この場合の前記エンベロープＥは急激に立ち上がってなだらかに収束する形状となる。
【００６３】
この例の他にも、蓄積信号Ｓ１ａと減衰信号Ｓ１ｂの信号の内容を変えることにより、エンベロープＥの波形を制御することが可能である。このようにエンベロープＥの波形を変えることにより、人が敏感に感じる振動や、人に鈍く重く感じさせる振動などを任意に生成することが可能である。
【００６４】
なお、図２においてヨーク部材８ｂの幅方向の中心が端子Ｔａ１と中間端子Ｔａ３との間でＸ１方向へ移動しているとき、コイル５に対しヨーク部材８ｂから発生する磁力線が交差する位置が移動して行くことになり、端子Ｔａ１と中間端子Ｔａ３との間に逆起電力（電圧）Ｖａが誘起される。またヨーク部材８ｂの幅方向の中心が、中間端子Ｔａ３と端子Ｔａ２との間を同じくＸ１方向へ移動しているときにも、端子Ｔａ２と中間端子Ｔａ３との間に逆起電力（電圧）Ｖｂが誘起される。また同じくＸ１方向に移動しているとき、ヨーク部材８ｂから発生する磁力線が、中間端子Ｔａ３に一致するときには、各端子間に誘起される前記逆起電力Ｖａと前記逆起電力Ｖｂとは等しくなる。また可動体６の移動方向がＸ２方向に変わった場合、コイル５に誘起される逆起電力Ｖａ，Ｖｂの極性は，前記Ｘ１方向に移動しているときと逆向きとなる。
【００６５】
可動体６の移動が静止するＸ１およびＸ２方向の最大振幅の位置では、ヨーク部材８ｂから発生する磁力線が時間的に変化しないため、逆起電力は０となる。
【００６６】
よって、前記位置検出手段１１が、この逆起電力Ｖａと逆起電力Ｖｂの切り換わりの時間的なタイミングを検出することにより、ヨーク部材８ｂの幅方向の中心が中間端子Ｔａ３に一致する時点、および最大振幅点を検知することが可能である。そして、前記のようにこの検出時点を用いて、前記励振信号Ａ、逆励振信号Ｂ、抑制信号Ｃ、逆抑制信号Ｄの生成のタイミングを設定することにより、可動体６の共振周波数を追尾する駆動信号Ｓ１を生成することができる。
【００６７】
次に、上記の振動発生装置を携帯電話機に搭載した実施の形態について説明する。
【００６８】
図７は、振動発生装置を搭載した携帯電話機のシステム構成の概略を示すブロック図である。
【００６９】
図７に示すように、この携帯電話機１００の中心にはシステム全体を管理統括する総合制御部（制御部）２０が設けられている。この総合制御部２０はＣＰＵを主体とする１チップマイコンなどで構成されており、前記総合制御部２０には信号処理部３０、データ記憶部４０、音源部５０が接続されている。また図７に示す総合制御部２０には、これらを制御するソフトウエアが組み込まれている。
【００７０】
前記信号処理部３０には無線部６０と受話／送話部７０が接続されている。また前記音源部５０には、Ｄ／Ａコンバータ８０が接続され、その後段に着信メロディを鳴らすためのスピーカ９０が設けられている。前記音源部５０の後段には上述の制御手段１０が接続され、これに振動発生手段１が接続されている。
【００７１】
前記受話／送話部７０はマイク７１とレシーバ７２を有している。マイク７１は使用者の音声を送話音声信号に変換し信号処理部３０に出力し、レシーバ７２は、信号処理部３０からの受話音声信号に基づいて、通話相手からの受話音声の出力を行っている。信号処理部３０は、総合制御部２０によって制御されており、無線部６０からの復調信号を受話音声信号に変換してレシーバ７２から出力させる一方、マイク７１からの送話音声信号を送信信号に変換し無線部６０に出力する。
【００７２】
前記無線部６０は、基地局からアンテナ６１を介して受信した受信信号を復調信号に変換して信号処理部３０に出力する一方、信号処理部３０からの送信信号を変調した変調信号を前記アンテナ６１を介して基地局に送信する。
【００７３】
データ記憶部４０は、無線部６０を介して接続されたネットワーク上のサイトからダウンロードした着信メロディの音響データを記憶できるようになっている。ダウンロードした音響データは、個々の着信メロディごとにファイル化されて前記データ記憶部４０に保持される。
【００７４】
前記音源部５０は、ＭＩＤＩ（ＭｕｓｉｃａｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＤｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に準拠した各種の音源（音色）を有している。前記ＭＩＤＩ規格としては各種が提唱されているが、基本となるＧＭ規格（Ｇｅｎｅｒａｌ  ＭＩＤＩ規格）のＬｅｖｅｌ１である場合には、全部で１２８種類の音色が用意されている。ただし、前記携帯電話機１００などの小型の情報端末機器ではメモリ容量上の制約などの理由から、例えば表１に示すように前記音源部５０はこのうち主要なものだけを有するものであってもよい。
【００７５】
【表１】
2004186831.tif 000003
【００７６】
図８は音源部の構成を示すブロック図である。
図８に示すように、前記音源部５０は、転送データバッファであるＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ−Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ−Ｏｕｔ）メモリ５１、演奏処理コントローラとして機能するシーケンサ５２および音源となるＦＭシンセサイザー５３を有している。
【００７７】
図７に示す前記Ｄ／Ａコンバータ８０は、音源部５０から出力される着信メロディ（デジタル信号）をアナログ信号に変換してスピーカ９０に転送する。これにより、前記着信メロディがスピーカ９０から奏でられる。
【００７８】
データ記憶部４０にダウンロードされる着信メロディの音響データは、ＭＩＤＩ規格の準拠したフォーマットで作成されており、例えば音色データ、音階データ、音量データ、音符データなどから構成される楽譜形式となっている。
【００７９】
前記音色データは、前記表１を参考に作成されており、例えばアコーステックピアノを意味する「０（Ｈｅｘ）」であるとか、ソプラノサックスを意味する「４０（Ｈｅｘ）」など楽器の種類を示している。また音階データは「ド」、「レ」、「レ♯」などを音の振動数（音程）を着信メロディの進行に合わせて配列されたデータである。１つの音階データは、例えば８８鍵ピアノの「Ｃ（ド）の」の音を振動数４００Ｈｚの基準（第１の基準振動数）とした場合、前記「Ｃ（ド）の」の音を中心として鍵盤に割り当てられた１２８段階のうちいずれの振動数であるかを示している。
【００８０】
前記音量データは音の強弱を段階的に示すデータであり、例えば無音状態を「０」、最大音量の状態を「１２７」の１２８段階としたときに、そのうちの何段階めの大きさであるかを示している。そして、音符データは、４分音符、８分音符など音の長さを示すデータである。
【００８１】
このような音響データは、前記データ記憶部４０内に着信メロディごとにファイル化されて登録されている。１つの着信メロディのファイルは複数のトラックｔｒを有しており、通常は各トラックｔｒが１の楽器（音色）に対応している。例えば図７に示すように、第１のトラックｔｒ１はピアノパート、第２のトラックｔｒ２はエレキギターパート、第３のトラックｔｒ３はシンセサイザーなどのように各ファイル（着信メロディ）ごとに割り当てられている。
【００８２】
あるいは、ファイルによっては第１のトラックｔｒ１が主旋律パート（ピアノパート）、第２のトラックｔｒ２がリズムパート（ベース）、第３のトラックｔｒ３がリズムパート（ドラム）のように旋律ごとに割り当てられていてもよい。
【００８３】
使用者は、携帯電話機１００の操作釦を用いて一連の手順にしたがった操作を行うことにより、着信時に携帯電話機１００が奏でる着信メロディを予め選択しておくことができる。また使用者は、着信メロディによって着信を知らせる非マナーモードであるか、着信メロディの代わりに振動機能によって着信を知らせるマナーモードであるかの選択を行うことも可能となっている。
【００８４】
非マナーモードに設定されている場合において、携帯電話機１００に着信があると、前記総合制御部２０は選択されている着信メロディに対応するファイルを前記データ記憶部４０から読み出して音源部５０に送る。ファイル内の音響データは、前記音源部５０のＦＩＦＯメモリ５１に対して送り出される。前記ＦＩＦＯメモリ５１は、最初に読み込んだ音響データから順番にシーケンサ５２に送る。
【００８５】
前記ＦＭシンセサイザー５３は複数のチャンネルを有しており、チャンネルごとに演奏が可能となっている。通常は前記トラック番号とチャンネルとが対応している。よって、上記のように第１のトラックｔｒ１がピアノパートである場合には、第１のチャンネルがピアノパートを担当し、また主旋律パートである場合には主旋律を担当する。
【００８６】
前記シーケンサ５２は、ＦＭシンセサイザー５３の個々のチャンネルに各トラック（楽器のパート）を割り振るとともに、前記ファイルに含まれているトラックｔｒごとの音響データ（音色データ、音階データ、音量データ、音符データなど）を各々のチャンネルに送って演奏させる。
【００８７】
ＦＭシンセサイザー５３の個々のチャンネルは、音響データに含まれる音符データに基づく時系列に沿って、音階および音量などを含むデジタル信号に変換して出力する。前記Ｄ／Ａコンバータ８０は前記個々のチャンネルに対応して設けられており、前記ＦＭシンセサイザー５３からチャンネルごとに出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。前記アナログ信号は図示しない増幅器によって増幅されることにより、着信メロディが前記スピーカ９０から奏でられる。
【００８８】
ここで、使用者が携帯電話機１００をマナーモードに設定し、あるいは非マナーモードにおいて着信メロディと振動機能とを一緒に動作させる併用モードに設定している場合には、以下のように着信メロディに合わせて前記振動発生手段１が振動する。
【００８９】
ただし、その前提として、マナーモードおよび併用モードの如何にかかわらず、使用者は前記選択した着信メロディのうち、いずれの楽器又は旋律のパートに合わせて前記振動発生手段１の振動を生じさせるかの選択、すなわちトラック番号の選択を行っておく必要がある。この設定は、携帯電話機１００に設けられた操作釦を操作することによって行うことが可能となっている。
【００９０】
上記のように設定された携帯電話機１００に着信があり、上記と同様に総合制御部２０が、予め選択されている着信メロディに対応するファイルを前記データ記憶部４０から読み出して音源部５０に送るときに、前記総合制御部２０は、前記ファイルの中から予め選択されている特定のトラックｔｒを読み出し、このトラックｔｒを構成する音響データに所定の変換処理を行った変換信号Ｓｔを音源部５０に送る。
【００９１】
前記変換処理とは、例えば音響データに含まれる音階データを所定の圧縮比で変換する処理であり、変換後の音階データにその他の音量データと音符データをそのまま付加したのが前記変換信号Ｓｔである。
【００９２】
すなわち、前記総合制御部２０は、前記第１の基準振動数（例えば、８８鍵ピアノの「Ｃ（ド）の音」に相当する振動数４００Ｈｚの音）を第２の基準振動数（例えば４０Ｈｚ）に変換する処理をソフトウエアで行っている。この場合、第１の基準振動数と第２の基準振動数の比は４０／４００＝１／１０である。前記総合制御部２０は前記音響データに含まれるすべての音階データ（振動数）を前記の比率で変換する。すなわち、総合制御部２０は、前記音階データを、８８鍵ピアノの「Ｃ（ド）の音」を第２の基準振動数を中心とする新たな音階データに変換する振動数変換手段としての機能を有している。
【００９３】
前記変換信号Ｓｔは、前記音源部５０に設けられたシーケンサ５２によってＦＭシンセサイザー５３内の空きチャンネルが割り当てられる。そして、前記変換信号Ｓｔは、ＦＭシンセサイザー５３によって上記同様のデジタル信号とされ、このデジタル信号を指令信号Ｓｄとして出力する。この場合、前記指令信号ＳｄはＤ／Ａコンバータ８０ではなく、前記制御手段１０の振動制御部１４に出力される。
【００９４】
前記振動発生装置では、図３に示す振動制御部１４に前記指令信号Ｓｄが入力されると、前記信号生成手段１２がこの指令信号Ｓｄに基づいて駆動信号Ｓ１を生成し、この駆動信号Ｓ１を前記ドライブ手段１３に出力する。そして、上記同様にドライブ手段１３から駆動信号Ｓ１に応じた駆動電流が前記コイル５の端子Ｔａ１と端子Ｔａ２に与えられ、可動体６がＸ方向に振動させられる。なお、このときにも前記振動制御部１４からの指令によって選択されたいずれかのパターンの駆動信号Ｓ１が選択されて前記ドライブ手段１３に与えられる。
【００９５】
前記振動発生装置を駆動する駆動信号Ｓ１は、着信メロディを構成する音響データから生成されたものであるため、振動発生装置の可動体６を前記着信メロディに音階（音程）および／または音量の変化に同期して振動させることができる。またこの振動は、変換後の低い第２の基準振動数を基準に発生するため、使用者はこの振動を体感することが可能である。
【００９６】
しかも、着信メロディの変化、すなわち曲の進行に沿って変化する音階データや音量データに合わせて振動発生装置の振動が変化するため、振動が着信メロディを表現することができる。
【００９７】
よって、マナーモードのときにおいても、振動を体感することによりメロディを連想することができる。また携帯電話機１００の筐体を頬骨などに接触させた場合には、耳が骨伝導によって伝わってくる振動を音に変換することができるため、着信メロディを聞くことが可能である。すなわち、スピーカ９０で大きな音を発生することなく、発生した振動により、着信メロディを感じることができる。
【００９８】
よって、使用者は、電話番号やメールアドレスを基に、電話やメールの相手ごとの着信メロディおよびトラック番号を設定しておくと、マナーモード時に着信が電話であるか、メールであるかの着信状態や着信相手などを知ることができる。しかも、現在流通している着信メロディのデータをそのまま利用して、振動を発生させることが可能である。
【００９９】
ところで、上記の携帯電話機１００では、総合制御部２０が音響データの変換処理を行っているため、総合制御部２０のソフトウエアに特別なソフトウエア処理を追加する必要があるのと同時に、前記総合制御部２０における処理の負担が過大になる恐れがある。
【０１００】
そこで、前記振動制御手段をＬＳＩ化し、前記総合制御部２０のソフトウエアで行っていた処理の一部をハードウエアで処理することにより、前記総合制御部２０の負担を軽減することが可能となる。以下には、その実施の形態を説明する。
【０１０１】
図９は振動発生装置を搭載した携帯電話機のシステム構成おいて、主要部分の他の実施の形態を示すブロック図である。なお、図９では前記信号処理部３０、無線部６０および受話／送話部７０が省略されている。
【０１０２】
図９に示すものでは、前記総合制御部２０と音源部５０との間に設けらたパラレルインタフェースからそれぞれの信号線を分岐させ、前記総合制御部２０の機能の一部と制御手段１０の機能の一部をＬＳＩ化した振動制御チップ１１０に入力している。
【０１０３】
前記振動制御チップ１１０は、フラッシュＲＯＭ等の書き換え可能な書換え記憶手段を有しており、この書換え記憶手段には上記音階データの変換処理部分、および蓄積信号と減衰信号を生成する前記制御手段１０の信号生成手段１２に相当する部分などがマイクロコード化されている。
【０１０４】
この構成においても、携帯電話機１００に着信があると、着信メロディのファイルから音響データが音源部５０に与えられるが、同時に前記振動制御チップ１１０に音響データが与えられる。前記振動制御チップ１１０では、使用者によって予め選択されているトラックｔｒに対応する音響データのみを抽出し、この音響データに含まれている音階データを所定の圧縮比で変換した新たな音階データにその他の音量データと音符データを付加した変換信号Ｓｔに変換する。そして、振動制御チップ内に設けられたＦＭシンセサイザーに相当する部分が、前記変換信号Ｓｔから指令信号Ｓｄを生成するとともに、前記制御手段１０の信号生成手段１２に相当する部分が前記指令信号Ｓｄから前記駆動信号Ｓ１を生成し、これを振動発生手段１に与える。よって、この場合にも上記同様に振動制御手段１は着信メロディの音階および／または音量の変化に合わせて振動することが可能となる。
【０１０５】
上記実施の形態では、携帯電話機の電話やメール用の着信メロディに応じて振動発生装置が振動するものを説明したが、その他目覚まし機能やスケジュール機能に応じて鳴るブザーの代わりに音楽と振動、または振動のみを発生させるようにしてもよい。
【０１０６】
また、上記においては特定のトラックｔｒの音響データを選択して振動を生じさせる構成としたが、着信メロディのデータフォーマット内に振動パート専用のトラックを追加させる構成としてもよい。この場合、特に波の音、小川のせせらぎの音、鳥の声などのいわゆる環境音楽を振動に変換することにより、携帯電話機に臨場感を備えさせることが可能となり、情報端末機の付加価値を高めることが可能となる。この場合、前記音響データは、純粋な音楽を演奏するための楽譜データではなく、前記環境音楽データを楽譜化したものとなる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上のように本発明では、併用モードである場合には着信メロディの音階や音量の変化に合わせて使用者が体感可能な振動を発生させることができる。
【０１０８】
またマナーモードである場合には、着信メロディの音階や音量の変化を振動によって表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動発生手段の実施の形態を示し、Ａは斜視断面図、Ｂは断面図、
【図２】マグネットとコイルとの対向関係を示す部分断面図、
【図３】制御手段を示すブロック図、
【図４】コイルに与えられる駆動信号の一例とそのときの可動体の振動を示す線図、
【図５】蓄積信号と減衰信号を組とした信号と可動体の振動波形との関係を示す図、
【図６】エンベロープの振動波形を制御する一例を示す図、
【図７】振動発生装置を搭載した携帯電話機のシステム構成の概略を示すブロック図、
【図８】音源部の構成を示すブロック図、
【図９】振動発生装置を搭載した携帯電話機のシステム構成おいて、主要部分の他の実施の形態を示すブロック図、
【符号の説明】
１  振動発生手段
２  ケース
４  軸
５  コイル
６  可動体
７  錘
８ａ，８ｂ  ヨーク部材
９  付勢部材
１０  制御手段
１１  位置検出手段
１２  信号生成手段
１３  ドライブ手段
１４  振動制御部
２０  総合制御部（制御部）
４０  データ記憶部
５０  音源部
１００  携帯電話機
１１０  振動制御チップ
Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３  励振信号
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２  逆励振信号
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３  抑制信号
Ｄ，Ｄ１，Ｄ２  逆抑制信号
Ｅ  エンベロープ
Ｓ１  駆動信号
Ｓ１ａ  蓄積信号
Ｓ１ｂ  減衰信号
Ｓｄ  指令信号
Ｓｔ  変換信号
Ｔａ１，Ｔａ２  端子
Ｔａ３  中間端子
Ｍ  マグネット
【図１】
2004186831.tif 000004
【図２】
2004186831.tif 000005
【図３】
2004186831.tif 000006
【図４】
2004186831.tif 000007
【図５】
2004186831.tif 000008
【図６】
2004186831.tif 000009
【図７】
2004186831.tif 000010
【図８】
2004186831.tif 000011
【図９】
2004186831.tif 000012