(57)【要約】振動装置の振動を維持する方法、及びこの方法を実施する振動装置を開示する。振動装置は、時計などの身体に装着されるユニットに取り付けられるもので、ケースと、このケースの内部にあってそれに振動を伝達するための可動質量体と、可動質量体に電磁結合されてそれを振動させるコイル（Ｌ）と、コイル（Ｌ）を励磁する励磁回路とを有する。交互の極性で所定の持続時間（Ｔｐｕｌｓｅ）を有する駆動パルス（２１、２２）が、コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）間の誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の極値にほぼ一致して発生する。各駆動パルス（２１、２２）は、移動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の平均レベル交差（０）からの所定の不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）の終わりに発生し、駆動パルス（２１、２２）の終わりから移動誘導電圧が平均レベル交差に達するまでにかかる時間間隔（Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅ）が、振動装置の瞬時固有振動周波数によって決定されることによって、駆動パルス（２１、２２）を発生させる周波数の適応が行われる。【選択図】図４Ｂ
2004526129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、該ケースの内部にあってそれに振動を伝達するための可動質量体と、該可動質量体に電磁結合されてそれを振動させるコイル（Ｌ）と、該コイル（Ｌ）を励磁する励磁回路とを有する、時計などの身体に接近させて装着されるユニットに取り付けられることを意図した振動装置の振動を維持する方法において、交互極性で所定の持続時間（Ｔｐｕｌｓｅ）を有する１組の駆動パルス（２１、２２）を、前記コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）間の変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の極値にほぼ一致させて発生するようにした方法であって、
各駆動パルス（２１、２２）は、前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の平均レベル交差（０）からの所定の不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）の終わりに発生し、駆動パルス（２１、２２）の終わりから前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）が前記平均レベル交差（０）に達するまでにかかる時間間隔（Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅ）が、振動装置の瞬時固有振動周波数によって決定されることによって、前記駆動パルス（２１、２２）を発生させる周波数の適応が行われることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記振動装置を作動させた時か、身体に接近させて装着した前記ユニットに急激な擾乱が生じた後、少なくとも１つの始動パルス（３１、３２）が発生して、前記振動装置を振動させることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記振動装置の強制振動の後、固有振動周波数測定を行って、前記変動誘導電圧の前記平均レベル交差から各駆動パルス（２１、２２）を発生するまでの前記不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）を固定するようにした請求項２記載の方法。
【請求項４】
ケースと、該ケースの内部にあってそれに振動を伝達するための可動質量体と、該可動質量体に電磁結合されてそれを振動させるコイル（Ｌ）と、該コイル（Ｌ）を励磁する励磁回路（１）とを有し、該励磁回路が、交互極性で所定の持続時間（Ｔｐｕｌｓｅ）を有する１組の駆動パルス（２１、２２）を前記コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）間で発生する変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の極値にほぼ一致させて発生するように構成されている、時計などの身体に接近させて装着されるユニットに取り付けられることを意図した振動装置であって、
前記励磁コイル（１）は、各駆動パルス（２１、２２）が、前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の平均レベル交差（０）からの所定の不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）の終わりに発生するように構成されており、駆動パルス（２１、２２）の終わりから前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）が前記平均レベル交差（０）に達するまでにかかる時間間隔（Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅ）が、振動装置の瞬時固有振動周波数によって決定されることによって、前記駆動パルス（２１、２２）を発生させる周波数の適応が行われることを特徴とする振動装置。
【請求項５】
前記励磁回路（１）は、
２つの供給電位（ＶＢＡＴ、ＶＳＳ）間に直列に接続された１対のトランジスタ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）をそれぞれ含む第１及び第２ブランチを有し、各ブランチのトランジスタの接続点間に前記コイルの端子（Ｂ１、Ｂ２）を接続しているＨ形ブリッジと、
前記コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）に接続された第１及び第２入力部を有して、前記コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）間の電圧（ＶＢ１２）を増幅する比較器（２）と、
特に前記Ｈ形ブリッジの前記トランジスタ（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４）の状態を制御して、前記コイル（Ｌ）の端子（Ｂ１、Ｂ２）間に正負電圧を交互に印加して前記駆動パルス（２１、２２）を発生できるようにする論理回路（３）とを有することを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記論理回路（３）はさらに、前記振動装置の励起時か、身体に接近させて装着された前記ユニットに急激な擾乱が生じた後、少なくとも１つの始動パルス（３１、３２）を発生させて、前記振動装置を振動させるようにしたことを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記論理回路（３）はさらに、振動装置の固有振動周波数測定を行って、前記変動誘導電圧の前記平均レベル交差（０）から各駆動パルス（２１、２２）を発生するまでの前記不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）を固定するようにしたことを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
さらに、各駆動パルス（２１、２２）の発生の終わりに出現する過電圧（４０）を濾過する濾過手段を備えていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項９】
前記比較器（２）の出力部に発生した信号を前記論理回路（３）でサンプリングし、前記濾過手段は、信号のＮ個の連続サンプルを調べる手段を有し、該Ｎの数は、前記過電圧（４０）と前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の前記平均レベル交差（０）とを区別できるように選択され、サンプリング時間（ＴＨ）のＮ倍に等しい時間間隔（ＴＮ）を前記不変時間間隔（Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ）から減算することを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記濾過手段は、前記過電圧（４０）の持続時間より長い所定時間間隔にわたって前記比較器（２）の出力部を停止させる手段を有することを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１１】
さらに、スイッチオン時に、自動振動時に前記比較器（２）の入力部の一方の電位を２つの連続した駆動パルス（２１、２２）間で所定電圧（ＶＢＡＴ／２）に固定して、前記変動誘導電圧（Ｕｉｎｄ、ＶＢ１２）の平均レベルを該所定電圧（ＶＢＡＴ／２）に固定することができる分圧器（４）を備えたことを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、包括的には時計などの、身体に接近して装着されるユニットに取り付けることができるようにした振動装置及び他の無音アラームに関する。特に、本発明は、振動装置の振動を維持する方法、及びそれを実施する振動装置に関する。
【０００２】
多くの状況において、情報を人に音響または視覚手段以外で伝達できることが有用である。これは、特に集団の中にいる一人に個別に知らせたい場合である。したがって、情報を伝達する触覚手段が好都合な代替となりえる。たとえば、時計などの、人が身体に密接させて携帯しているユニットを振動させることによって、皮膚に局部的に刺激を与えることによって、所定時間や、事象（メッセージの着信、電話の呼び出し、会合など）の発生を知らせることができる。そのような触覚情報伝達手段は、視力が低いか、まったくない人に、時間やアラームまたは他の事象の発生を知らせる装置に適用することができる。情報として、欧州特許出願第ＥＰ０  ７１０  ８９９号及び第ＥＰ０  ８８４  ６６３号を参照することができ、これらは共に本出願人の名前で出願され、振動装置を組み込んだ時計を開示している。
【０００３】
ロータに取り付けられた非平衡形振動装置が当業者には周知である。これらの装置では一般的に、装着者が感知すべき事象の発生時に、数十ミリワットの電力を供給されて始動する電気モータによって、非平衡体が毎秒数十回転の速度で回転する。
【０００４】
これらの装置は、大量のエネルギを消費するという大きな欠点があり、これは、時計分野で直面するバッテリ及び構成部材の小型化の要求と相容れない。
【０００５】
本出願人の名前で出願された欧州特許出願第ＥＰ０  ６２５  ７３８号は、時計などのユニットを振動させる装置を開示している。この装置は、可動質量体に電磁結合されたコイルを有する。
【０００６】
この特許出願は、コイル励磁手段の特徴を開示していない。こう言えば、当業者であれば、一定量の供給エネルギで最大振動振幅を得るためには、質量体の固有力学的振動周波数に等しい周波数のパルスをコイルに加えなければならないことがわかるであろう。
【０００７】
しかし、実際には、この固有振動を厳密に決定することが困難である。最初に、それは、１５％程度である製造公差のために、個々の可動質量体で異なる。次に、それは、コイル可動質量体ユニットを装着する方法や、装着者の身体に接近しているか、離れている程度の関数として変化する。一般的に、装着状態によって、ユニットの固有周波数に５％程度の変動が、散逸エネルギの変動と共に引き起こされる。これらの変動は、固定周波数で作動するように構成された励磁手段の歩留まり減少させ、その結果、相当なエネルギの浪費が生じる。
【０００８】
上記欠点を解決することが、本発明の包括的な目的である。
【０００９】
当業者にはすでに、米国特許第５，４３６，６２２号から、コイル可動質量体ユニットを備え、第１段階で、これを可動質量体の公称固有振動周波数にほぼ等しい周波数で作動させ、次に第２段階で、これを自由振動させることによって、ユーザの装着状態によって決まるユニットの固有振動周波数を決定できるようにした振動装置が知られている。固有振動周波数が決定されれば、振動の残りの持続時間全体を通して可動質量体がこの周波数で駆動される。
【００１０】
この特許明細書によれば、可動質量体を振動させる期間全体にわたって、決定された固有周波数に等しい周波数の周期的矩形信号によって振動装置を振動させている。このことは、たとえば、米国特許第５，４３６，６２２号の図３に明確に示されている。その特許明細書によれば、装置が振動する間中、振動装置は継続的に駆動されて、自由振動することはない。
【００１１】
ユニットの固有振動周波数が装着状態によって決まるとすると、その周波数は、装置の振動期間中に大きく変化する可能性がある。したがって、上記米国特許第５，４３６，６２２号に開示された装置の主な欠点は、装置が次に励起される時に測定が実施されるだけであるので、振動装置の振動中には固有振動周波数の変化に対応することができないことにある。したがって、装置のエネルギ効率が最適ではなく、代替方法を探す必要がある。この米国特許第５，４３６，６２２号によれば、それの図５に示されているように、振動周波数測定用のセンサを振動装置に追加して設けて、振動中の振動装置の振動周波数に対応させることが特に提案されている。
【００１２】
本出願人の名前で出願された欧州特許出願第０  ９３８  ０３４号は、可動質量体の振動の各周期（または半周期）に振動装置の固有振動周波数を決定する好都合な解決策を開示している。上記米国特許に開示された解決策とは異なって、この解決策では、センサを追加して使用しなくても、装置の振動時に固有共振周波数の変動を考慮に入れることができるようになっている。この場合、装置は、所定周波数の周期的矩形信号ではなく、振動の各半周期中で、直前の周期中に測定された可動質量体の瞬時振動周波数の関数である時間間隔の終わりに発生する引き続く正負のパルスによって駆動されて振動する。その駆動パルスの間では、装置が自由振動するので、瞬時固有周波数の測定が可能である。
【００１３】
本出願人は、この解決策が一定状態で欠点を有する可能性があることを確認できた。十分な制御手段がなければ、この解決策では特に測定の誤りが生じ、その結果、振動装置が不十分な周波数で駆動されることがあるということである。実際に、測定の誤りが発生した場合、この測定の誤りは次の振動で繰り返されるので、装置は急速に不安定になる。この危険を避けるために、この不安定が防止されるように、装置を構成しなければならない。
【００１４】
この問題に対する１つの解決策は、固有振動周波数を測定する期間と、振動装置の振動を維持して、振動装置を自由振動させて固有振動周波数を確実に測定できるようにする期間とを交互させることにある。しかし、振動が急速に減衰するため、ユニットの振動を維持するために高強度の駆動パルスを発生する必要があり、したがって、電力消費量が高くなるため、この解決策は適当ではない。
【００１５】
したがって、本発明の別の目的は、特に欧州特許第ＥＰ０  ９３８  ０３４号明細書に開示されているものの代替解決策で、装置の固有振動周波数の変動に十分に対応することができると共に、容易に実施される解決策を提供することである。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、従来技術の解決策より頑強であると共により安定した解決策を提供することである。
【００１７】
したがって、本発明は、独立特許請求の範囲第１項の特徴に従った、身体の近くに携帯するユニットに取り付けられる振動装置を駆動する方法に関する。
【００１８】
この方法の好都合な実施が、従属特許請求の範囲の主題を構成している。
【００１９】
本発明はまた、独立特許請求の範囲第４項の特徴に従った、身体の近くに携帯するユニットに取り付けられる振動装置に関する。
【００２０】
この振動装置の好都合な実施形態が従属特許請求の範囲の主題を構成している。
【００２１】
本発明によれば、振動装置の固有共振周波数は、その作動の最初に決定されるだけである。作動の開始時に実施された測定によって決まり、かつ、コイル端子間に発生した変動誘導電圧が平均レベルと交差する時点からの所定の不変時間間隔の終わりに、駆動パルスが発生する。この不変時間間隔は、事前に決定することができ、必ずしも装置の固有振動周波数を事前に測定する必要はない。したがって、変動誘導電圧の平均レベル交差から次の駆動パルスの発生までの時間間隔は固定されているが、駆動パルスの発生後に誘導電圧がそれの平均レベルに達するまでにかかる時間が瞬時固有振動周波数の関数であるため、駆動パルスを発生させる周波数の適応が行われる。変動誘導電圧は、可動質量体の固有力学的振動周波数に対応した振動周波数を有する可動質量体の速度の表徴であることがわかるであろう。
【００２２】
さらに、本解決策は、装置が振動の直前の周期中の固有周波数の測定値の誤りで、装置に不安定性を生じうる誤りの影響を受けない点で、前述の欧州特許第ＥＰ  ０  ９３８  ０３４号に推薦されている解決策より頑強である。実際に、固有振動周波数は、装置が振動し始めた時だけに測定され、この固有振動周波数が、変動誘導電圧がその平均レベルと交差した時点から駆動パルスを発生するまでの時間間隔を決定する。
【００２３】
本発明によれば、このように妥協が行われることが理解されるであろう。実際に、固有振動周波数は、装置が振動し始めた時だけに測定されるが、コイルの端子間に発生する変動誘導電圧がその平均レベルと交差する時点から所定時間間隔の終わりに各駆動パルスが発生することから、装着状態の変化による周波数の変動が、ある程度は考慮に入れられる。したがって、コイル端子間に発生する誘導電圧と駆動パルスの発生との間に密接な関係がある。装着状態に応じて、駆動パルスがわずかに早く、または遅れて発生するが、システムに不安定を生じる可能性がある不適切な時点で発生することはない。
【００２４】
本発明の他の特徴及び利点は、非制限的な例として挙げた、添付の図面を参照した以下の詳細な説明を読めば、さらに明らかになるであろう。
【００２５】
好適な実施形態では、本発明に従った装置は、上記欧州特許出願第ＥＰ０  ６２５  ７３８号に記載されているものと同様な構成部材を有する。したがって、それは、ケース（図示せず）と、ケース内にあってそれに振動を伝達する可動質量体（図示せず）と、可動質量体に電磁結合されたコイルとを備えている。
【００２６】
このコイルは、図１に概略的に示され、参照記号Ｌで表されている。それの第１端子Ｂ１及び第２端子Ｂ２は、４つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４の状態に応じて、ゼロ電圧（アースＶＳＳ）または電圧ＶＢＡＴ に設定される。
【００２７】
４つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は、振動装置を二極モードで制御するためのＨ形ブリッジを形成している。したがって、Ｈ形ブリッジは、電圧ＶＢＡＴ及びＶＳＳ間に直列に接続されたトランジスタＱ１、Ｑ２及びＱ３、Ｑ４を含む第１及び第２ブランチを有する。さらに具体的に言うと、トランジスタＱ１及びＱ３は、ｐ型ＭＯＳトランジスタであり、トランジスタＱ２及びＱ４は、ｎ型ＭＯＳトランジスタである。図１からわかるように、コイルの第１端子Ｂ１は、トランジスタＱ１とＱ２の接続点に接続され、第２端子Ｂ２は、トランジスタＱ３とＱ４の接続点に接続されている。
【００２８】
トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４のゲートは、それぞれ論理回路３で発生した信号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤによって制御される。制御信号Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの関数として、トランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４及びコイルＬは、以下の真理値表に示された状態にあり、「ＮＣ」及び「Ｃ」の表示はそれぞれ、トランジスタが非導通状態または導通状態にあることを意味する。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
コイルＬの第１及び第２端子Ｂ１、Ｂ２はそれぞれ、差動増幅器からなる比較器２の被反転（正端子）及び反転（負端子）端子にも接続されており、比較器２は、コイルＬの端子Ｂ１、Ｂ２間で測定された変動誘導電圧Ｕｉｎｄを増幅して出力部に戻す役割を果たす。この変動誘導電圧Ｕｉｎｄは、論理回路３の入力部に印加され、この論理回路３は、一方では、Ｈ形ブリッジのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４が振動装置の始動パルス及び振動駆動パルスを確実に発生させるのに必要な制御信号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを発生する役割を、他方では、比較器２から出力された誘導電圧Ｕｉｎｄの周波数を測定する役割を果たす。
【００３１】
論理回路３の構造についてはこれ以上の説明を行わない。当業者であれば、以下に示す記載に基づいて本発明に従った装置を実際に製造できるようにするために必要な情報を得るために、上記欧州特許出願第ＥＰ０  ９３８  ０３４号を参照することができ、この出願の開示内容は参照として本明細書に援用される。
【００３２】
図１に示されているように、好ましくは本装置はさらに、全体的に参照番号４で示された分圧器を備えている。これは、オン状態で比較器２の反転入力部（負入力部）に所定電圧をかけることができる。この分圧器４は、本実施形態では抵抗型分圧器の形をとっており、変動誘導電圧Ｕｉｎｄが確認された時だけ、すなわち、２つの連続分割パルス間で、コイルＬが高インピーダンス状態にある（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が非導通状態にある）時に、比較器２の負入力部を所定電位に固定する手段を形成している。この抵抗型分圧器は他の段階ではオフになる。
【００３３】
さらに具体的に言うと、抵抗型分圧器４は、電圧ＶＢＡＴ及びＶＳＳ間に接続された、第１トランジスタＱ１０（ｐ型ＭＯＳトランジスタ）、第１及び第２抵抗器Ｒ１、Ｒ２、及び第２トランジスタＱ１１（ｎ型ＭＯＳトランジスタ）の直列構造を有する。抵抗器Ｒ１及びＲ２間の接続点は比較器２の反転入力部に接続され、トランジスタＱ１０及びＱ１１のゲートは論理回路３に接続されている。
【００３４】
本実施形態では、たとえば、ほぼ同値の抵抗器Ｒ１及びＲ２を使用して、比較器２の反転端子の電位をＶＢＡＴ／２に等しい電圧に固定することを選択している。コイルＬが高インピーダンス状態にある時、すなわち、Ｈ形ブリッジのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４のすべてが非導通状態にある時、トランジスタＱ１０及びＱ１１を励起させることによって抵抗型分圧器４をオンにし、ほぼＶＢＡＴ／２に等しい電圧を比較器２の反転入力部に印加する。したがって、誘導電圧の平均値がこのレベルＶＢＡＴ／２に固定される。
【００３５】
レベルＶＢＡＴ／２は特に、駆動パルスを発生させ始めなければならない時点を検出するために論理回路３で使用される。変動誘導電圧ＵｉｎｄをレベルＶＢＡＴ／２と比較して考えると、変動誘導電圧Ｕｉｎｄは常に正であり、それの全振幅が電圧ＶＢＡＴより小さい。本出願に記載した実施形態では、変動誘導電圧Ｕｉｎｄが所定周波数でサンプリングされていることが理解されるであろう。変動誘導電圧Ｕｉｎｄの平均値をこのレベルＶＢＡＴ／２に固定することによって、すべての信号サンプルが正になる。
【００３６】
抵抗型分圧器の使用が厳密に必要であるわけではないことも容易に理解されるであろう。ＶＢＡＴ／２以外の平均レベルを抵抗型分圧器４によって固定できることも理解されるであろう。比較器出力部に発生する信号をデジタル式に処理することが望ましい限り、本明細書に示す例が特に好都合である。
【００３７】
図２は、時間の経過に伴って発生する変動誘導電圧Ｕｉｎｄ、及び駆動パルスの形状の２つの線図を概略的に示す。前述したように、変動誘導電圧Ｕｉｎｄの平均値は、レベルＶＢＡＴ／２に固定されている。この誘導電圧は、周期Ｔ（言い換えると、周波数ｆ）を有し、これは、部分的には振動装置を組み込んだ物体の装着状態によって決まる。この信号の周波数ｆは、振動装置の力学的共振周波数にほぼ対応する。
【００３８】
図２からわかるように、駆動パルスは、変動誘導電圧と同相で発生する。したがって、正極性及び負極性の駆動パルス２１、２２は、経時的に互いに交互して現れる。さらに具体的に言うと、駆動パルスは、変動誘導電圧Ｕｉｎｄの極値とほぼ同相で発生する。エネルギの観点からすると、可動質量体の移動振幅がゼロの時、すなわち、変動誘導電圧Ｕｉｎｄの振幅が最大である時にこれらの駆動パルスが発生することが実際に好ましい。駆動パルスが他の時点で発生すれば、エネルギバランスが相当に悪化することは、容易に理解されるであろう。したがって、変動誘導電圧Ｕｉｎｄと駆動パルスの発生との間に密接な関係があることは理解されるであろう。
【００３９】
駆動パルスの形状を示す図２の線図を参照すると、２つの連続した駆動パルスを隔てる時間間隔Ｔ＊が、振動装置が駆動される周波数を実質的に決定することがわかるであろう。パルス幅Ｔｐｕｌｓｅは、発生する振動の強度を決定する。パルス幅が広いほど、振動の強度が高いことは、容易に理解されるであろう。しかし、２つの連続した駆動パルス間でユニットが自由振動できるようにすると共に、振動装置の作動中に振動周波数を適応させることができるように、パルス幅が制限されることは、容易に理解されるであろう。
【００４０】
本発明の範囲内において、まずは、２つの連続した駆動パルス間の時間間隔Ｔ＊が、変動誘導電圧Ｕｉｎｄの形状によるユニットの瞬時振動周波数に適応することがわかるであろう。上記欧州特許出願第ＥＰ０  ９３８  ０３４号に開示されている装置は同様な原理に基づいて作動するが、この欧州出願によれば、２つの連続パルス間の時間間隔が、振動の直前の周期（または半周期）中に変動誘導電圧Ｕｉｎｄから測定された振動周期に正確に合わせられる点で、異なっていることを再び指摘する必要がある。この欧州出願によれば、２つの連続した駆動パルス間の時間間隔Ｔ＊は、直前の周期中に測定された変動誘導電圧Ｕｉｎｄの振動の半周期にほぼ対応する。
【００４１】
反対に、本発明の範囲では、装置を振動させた時だけ測定が行われるので、２つの連続した駆動パルスを隔てる時間間隔Ｔ＊を装置の瞬時振動周期に正確に合わせることはない。さらには、この測定は必ずしも必要ではなく、一般的または公称振動に基づいて、駆動パルスを発生すべき時点を定める時間パラメータを事前に固定することができる。
【００４２】
しかしながら、本発明によれば、以下の説明からわかるように、この時間間隔Ｔ＊は、瞬時振動周波数の関数として変化し、各振動時にこの周波数を正確に測定する必要がない。したがって、この測定が振動装置の始動時に１回だけ行われるか、事前に決定されているので、上記欧州特許出願第ＥＰ０  ９３８  ０３４号に開示されている原理に基づいて作動する振動装置に発生しうるような、瞬時振動周波数の測定の誤りに関連した潜在的問題が回避される。
【００４３】
図３は、本発明の実施に従った振動装置の始動を概略的に示す。さらに具体的に言うと、図３は、振動装置が始動した時のコイルＬの端子間の電圧ＶＢ１２の経時変化を示す図である。始動段階と呼ばれる第１段階で、反対極性の２つの始動パルス３１、３２を連続的に発生させて、装置を振動させる。
【００４４】
この第１段階に周波数測定段階と呼ばれる第２段階が続き、ここでは装置が自由振動している。この第２段階では、装置は、以下の記載で公称振動周波数と呼んで参照記号ｆ０で示す固有振動周波数で振動しようとする。この公称周波数ｆ０は、たとえば、この第２段階中に、変動誘導電圧が平均レベルを横切る交差に基づいて、変動誘導電圧の、公称振動周期と呼ばれる振動周期Ｔ０を決定することによって測定される。あるいは、単純に信号の振動の半周期を測定することもできるであろう。前述したように、公称周期Ｔ０は事前に固定することができるので、この第２測定段階は厳密には必要ない。
【００４５】
公称周期Ｔ０が固定または決定されると、装置は、駆動段階と呼ばれる第３段階に入り、この段階が装置の振動の終了まで続く。この第３段階で、変動誘導電圧の極値とほぼ同相で交互極性の駆動パルス２１、２２が、図２を参照しながら示した原理に従って発生する。
【００４６】
駆動段階で、振動装置のコイルＬに加えられた各駆動パルスの終わりに、Ｈ形ブリッジの４つのトランジスタＱ１、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４の同時ブロッキングによって、４０で表される逆極性の過電圧が出現する、それの時定数は、コイルＬの特性、特にそれの電気抵抗及びインダクタンスによって決まる。次に、これらの過電圧の問題に戻る。
【００４７】
図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、本発明に従った振動装置の駆動原理をここで詳細に説明する。簡単にするために、上記過電圧がこれらの図面に示されていないことに注意されたい。また、簡単にするために、コイル端子間の電圧Ｂ１２は、抵抗型分圧器４によって加えられたＶＢＡＴ／２に等しい平均値ではなく、平均値がゼロとして示されている。大筋で、これは基本的に何も変わらない。
【００４８】
図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃの各々は、駆動段階、すなわち、図３に示された最後の第３段階でのコイルＬの端子間の電圧ＶＢ１２の経時変化を示す。さらに具体的に言うと、図４Ａは、振動装置の固有振動周波数が、周波数測定段階（図３の第２段階）中の、すなわち、振動装置の固有振動周波数がユーザの装着状態によって変更されることがない状況での振動装置のものである公称周波数ｆ０にほぼ対応する。
【００４９】
この場合、周波数に変化がないとすると、２つの引き続く駆動パルス２１、２２を隔てる持続時間Ｔ＊が、測定または固定された公称周期Ｔ０の半分（すなわち、Ｔ０／２）にほぼ等しく、したがって、振動装置は、測定公称周波数ｆ０にほぼ等しい周波数で駆動される。
【００５０】
本発明によれば、各駆動パルスは、正極性または負極性のいずれでも、電圧ＶＢ１２が平均レベルと交差する、図面に参照記号０で表された点（この場合、電圧ＶＢ１２のゼロ交差点である）からのＴｔｏ−ｐｕｌｓｅで示された所定時間間隔の終わりに発生する。この時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅは、公称周期Ｔ０の決定によってのみ固定される。さらに具体的に言うと、この時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅは、公称周期Ｔ０の１／４からパルス幅Ｔｐｕｌｓｅの半分を減算した値である。すなわち：
Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅ＝Ｔ０／４−Ｔｐｕｌｓｅ／２              （１）
【００５１】
２つの連続した駆動パルス２１、２２を隔てる時間間隔Ｔ＊は、部分的に時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅによって決定される。時間間隔Ｔ＊はさらに、可動質量体がコイルに対して中点（または休止）位置に戻るまでにかかる時間、すなわち、言い換えると、変動誘導電圧が（平均値を基準にした）ゼロの振幅に下がるまでにかかる時間によっても決定される。これらの図面では、この時間が、参照記号Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅで表されている。したがって、２パルス間の時間間隔Ｔ＊は、２つの要因によって決まり、その一方が、決定された不変の時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅで、他方が、振動装置の装着状態に応じた可変時間間隔Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅである。
【００５２】
したがって、本発明によれば、振動装置の始動時に周波数測定が行われるだけである（あるいは、事前に固定されている）が、駆動パルスを発生させる周波数は、振動装置の瞬時振動周波数の関数として変化するということが分るであろう。このことは、図４Ｂ及び図４Ｃの説明から明らかになるであろう。
【００５３】
図４Ｂは、振動装置の装着状態の変化によって、振動周波数が公称周波数ｆ０に対して増加した別の場合を示す。その結果、変動誘導電圧の周波数が変化し、したがって、コイル端子間の電圧ＶＢ１２が変化する。この変化が、図４Ｂに曲線ｂで概略的に示されている。比較のため、図４Ａの曲線ａも図４Ｂに示されている。
【００５４】
したがって、図４Ｂに示された状況では、結果的に、変動誘導電圧が平均値を基準にしたゼロ振幅に下がるまでにかかる時間Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅが、図４Ａに示された状況の場合より減少することが理解されるであろう。次の駆動パルスが発生するまでの時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅは固定的であるので、パルスが発生しない場合の変動誘導電圧の変化を示す曲線ｂ＊に対して駆動パルス２２の時間的位置を比較することによって分かるように、変動誘導電圧の極値に対してわずかな位相誤差（遅れ）を伴って駆動パルス（図面の２２）が加えられる。しかし、エネルギの観点からすると、従来技術の解決策のように駆動パルスが固定の時間間隔で周期的に発生する場合より、エネルギバランスが良好であることが確認されるであろう。
【００５５】
図４Ｃは、振動装置の装着状態の変化によって、振動周波数が公称周波数ｆ０に対して減少した逆の場合を示す。その場合も、変動誘導電圧周波数が変化し、したがって、コイル端子間の電圧ＶＢ１２が変化し、これが図４Ｃに曲線ｃで概略的に示されている。比較のため、図４Ａの曲線ａも図４Ｃに示されている。
【００５６】
したがって、図４Ｃに示された状況では、結果的に、変動誘導電圧が平均値を基準にしたゼロ振幅に下がるまでにかかる時間Ｔｆｒｏｍ−ｐｕｌｓｅが、図４Ａに示された状況の場合より長くなることが理解されるであろう。次の駆動パルスが発生するまでの時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅは固定的であるので、パルスが発生しない場合の変動誘導電圧の変化を示す曲線ｃ＊に対して駆動パルス２２の時間的位置を比較することによってわかるように、変動誘導電圧の極値に対してわずかな位相誤差（進み）を伴って駆動パルス（図面の２２）が加えられる。この場合も、従来技術の解決策のように駆動パルスが固定の時間間隔で周期的に発生する場合より、エネルギバランスが良好である。
【００５７】
本発明に従った駆動原理を上記欧州特許出願第ＥＰ０  ９３８  ０３４号に開示されている駆動原理と比較すると、本発明に従った解決策は、エネルギの観点から最適性がわずかに劣ることが理解されるであろう。しかし、本発明に従った解決策は、上記欧州特許出願に従って作動する振動装置で発生するように、振動装置がそれの実際の固有振動周波数に対して誤った周波数で駆動されるという危険がなく、したがって、装置が不安定になる危険がない点で、頑強性及び安定性が向上する。
【００５８】
従来技術の他の解決策、特に、振動装置を固定周波数で駆動するようにした解決策に対する本発明の特別な利点は、駆動パルスを発生させる周波数が、振動装置をユーザが装着する状態の関数として変化する点にある。
【００５９】
各駆動パルスの中断時の過電流の発生の問題に戻る。これらの過電圧の時定数は、コイルの特性、特にそれの電気抵抗及びインピーダンスによって実質的に決まる。各過電圧の出現によって、比較的接近した時間で電圧ＶＢ１２がその平均値と２回連続して交差する。したがって、これらの過電圧は好ましくは、比較器２の入力部の適当なアナログ濾過手段または比較器２の出力部のデジタル濾過手段のいずれかの適当な手段によって濾過して、過電流によるこのような平均値交差が所望の平均値交差として、すなわち、駆動パルスの発生時を決定する指定時点として検出しないようにする必要がある。
【００６０】
アナログ方法に加えて、たとえば、駆動パルスの中断後の所定時間間隔にわたって、比較器２の作動を停止させる方法があり、そのような時間間隔は、過電圧が発生する時間より長くなるように選択される。
【００６１】
別の方法によれば、過電圧の「デジタル濾過」を実施するために、比較器２の出力部に発生した信号の幾つかの連続したサンプルを検査することが望ましい。図５は、コイル端子間に存在する電圧ＶＢ１２と、駆動パルス２１の発生終了時に出現する過電圧４０とを概略的に示す。概略的に示されているように、信号をＴＨで示した等間隔でサンプリングして、一連の信号サンプルを生じる。ここではサンプルの目盛り及び数が一例として示されているだけであることがわかるであろう。
【００６２】
さらに具体的に言うと、過電圧４０の時点で、変動誘導電圧の平均レベルより低い値の４つのサンプルが生じる。これらの４つのサンプルを、参照番号１〜４で示す。第４サンプルの次のサンプルは、変動誘導電圧の平均レベルより高い。参照記号０で示された変動誘導電圧の平均レベル交差に伴って、変動誘導電圧の平均値より低い値の１０個より多くのサンプル生成される。たとえば、最初の１０個のサンプルを参照番号１〜１０で表している。負極性の駆動パルスの終わりに発生する過電圧を検査する場合、状況が逆になる。
【００６３】
したがって、Ｎ個の連続サンプル（たとえば、図５の概略例の１０個）を検査して、これらの１０個の連続サンプルのすべてが変動誘導電圧の平均レベル（本例では、この平均レベルがゼロ）より低い値（逆の場合には高い値）であることを確認することによって、過電圧を正常な平均レベル交差とはっきり区別することができる。したがって、過電圧に続いて発生した平均レベル未満の値のサンプル数より多いサンプル数Ｎを選択しなければならない。また、平均レベル交差０の決定中に発生する遅れ、すなわち、サンプル周期ＴＨのＮ倍に等しい値の遅れＴＮを考えて、図５に概略的に示されているように、上記数式（１）で定められた次の駆動パルスの発生までの時間Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅからこの遅れを減算する必要がある。
【００６４】
当業者であれば、添付の請求の範囲によって定義された本発明の範囲から逸脱することなく、明白なさまざまな変更及び／または改良を本明細書に記載した駆動方法及び振動装置に加えることができることは、理解されるであろう。特に、振動装置の振動周波数を従来のように測定することは絶対的には必要なく、また、駆動パルスを発生すべき時点を定める時間パラメータ、すなわち、特に時間間隔Ｔｔｏ−ｐｕｌｓｅを事前に決定して、公称値に固定することができることを思い出されたい。しかしながら、励起時の振動装置の固有周波数にできる限り近づけることによって振動装置の作動を最適化できる点から、事前測定が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に従った駆動方法を実施する振動装置の駆動回路のブロック図である。
【図２】
コイル端子間の変動誘導電圧Ｕｉｎｄの経時変化の線図、及び経時的に発生する駆動パルスの形状を示す線図である。
【図３】
本発明の実施に従って振動装置のスイッチをオンした時に経時的に実行されるさまざまな段階を示す線図である。
【図４】
公称振動周波数ｆ０に対してそれぞれ等しい、高い、及び低い周波数の場合の、コイル端子間に存在する電圧ＶＢ１２の経時変化の第１、第２及び第３線図を示す。
【図５】
各駆動パルスの終わりに出現する過電圧を濾過できるようにする原理の例を示す。
【図２】
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【図３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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