(57)【要約】【課題】エネルギー変換モジュール内の振動板を良好に振動させ、触覚フィードバックと音響エネルギーの振動波を伝達させ、フレームの干渉制限を受けず、エネルギーのロスやエネルギーを減少させる反射を避けることができるエネルギー変換モジュールを提供する。【解決手段】直接か間接的に振動板に連接されるアクチュエータを有する。前記エネルギー変換モジュールは弾性ダンパーを有し、振動板をフレームに弾性固定させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
振動板と、
前記振動板に直接か間接的に連接されるアクチュエータと、
弾性を用いて、前記振動板を前記フレームに固定させる弾性ダンパーと、
を含むことを特徴とする、エネルギー変換モジュール。
【請求項２】
前記振動板はタッチパネル、基板やマン・マシン・インターフェイスのいずれかの一つの操作ディスプレイであることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項３】
前記アクチュエータの材質は、圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）材料、電気活性高分子（ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ，ＥＰＡ）、形状記憶合金（ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｅｒｙ  ａｌｌｏｙ，ＳＭＡ）、磁気歪み材料（ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、音声コイルモーター（ｖｏｉｃｅ  ｃｏｉｌ  ｍｏｔｏｒ）、リニア振動アクチュエータ（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ａｃｔｕａｔｏｒ，ＬＲＡ）のいずれかの一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項４】
前記弾性ダンパーの材質はシリコン含有の化合物であることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項５】
前記シリコン化合物はシリコンゲルかシリコンゴムのいずれかの一つであることを特徴とする、請求項４に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項６】
前記弾性ダンパーの材質のショア硬度（Ｓｈｏｒｅ  ｈａｒｄｎｅｓｓ）は５０より小さいことを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項７】
前記弾性ダンパーは連続したリング状で前記振動板の周辺に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項８】
前記弾性ダンパーは連続したリング状で前記振動板の周辺の少なくとも対応する両側か隣接する両側に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項９】
前記弾性ダンパーはブロック状であり、少なくとも二つのブロックを含み、前記振動板の周辺の少なくとも対応する両側か隣接する両側に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１０】
前記ダンパーは連続した線状及びブロック状の組み合わせであり、少なくとも一つの線状とブロックを含み、前記振動板の周辺の少なくとも対応する両側か隣接する両側に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１１】
さらに少なくとも一つの支持体を含み、直接か間接的に前記フレームと前記振動板の間に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１２】
さらに表示ディスプレイを含み、前記表示ディスプレイは前記振動板の下表面に連結され、前記支持体の一端は前記フレームと接触するか固定され、別の一端は前記表示ディスプレイと接触するか固定されることを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１３】
前記支持体の材質のヤング（Ｙｏｕｎｇ）係数は１０パスカル（Ｐａ）より大きいことを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１４】
前記支持体の材質はシリコンゲル、アクリルや金属を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１５】
前記支持体の形状は平面、板状、リング状、線状、点状か、上述の組み合わせであることを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１６】
すべての前記支持体は連続か非連続で前記フレームと前記振動板の間に設けられることを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１７】
前記アクチュエータは直接前記振動板の外側か内側の表面に連接されることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１８】
さらに弾性貼り合わせ層を含み、前記振動板と前記表示ディスプレイの間に設けられることを特徴とする、請求項１２に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項１９】
前記弾性ダンパーは前記振動板の外側か内側に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【請求項２０】
前記振動板の外側と内側にはそれぞれ前記弾性ダンパーが設けられることを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクチュエータに関し、より詳しくは、アクチュエータを使用することにより音波や触覚フィードバックを発生させるエネルギー変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）はエネルギー変換部材であり、例えば電気エネルギーを力学的エネルギーに変換し、さらに音波や触覚フィードバック（ｈａｐｔｉｃ  ｆｅｅｄｂａｃｋ）を発生させる。図１は公知のエネルギー変換モジュールの断面模式図を示しており、表示ディスプレイ１２があり、前記表示ディスプレイ１２と結合されるタッチパネル１４の一端はフレーム１６に固定されており、例えば、構造モザイク方式や貼り合わせ方式を使用して、アクチュエータ１０は前記表示ディスプレイ１２の下に固定される。
【０００３】
前記アクチュエータ１０は電気エネルギーを力学的エネルギーに変換させ、力学的エネルギーは前記表示ディスプレイ１２と前記タッチパネル１４を作動させ、振動が発生させられ、振動によって触覚フィードバックを発生させるか、振動板に空気を振動させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の技術のこれら設置方式では、触覚フィードバックや、音響エネルギーの伝達はフレーム１６のクランプ固定の制限を受け、かつ、部分振動エネルギーはフレーム１６に吸収され、フレーム１６によるフィードバックを破壊する反射波の干渉が容易であるため、触覚フィードバック、音量と音声の品質が影響を受ける。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、エネルギー変換モジュール内の振動板を良好に振動させ、触覚フィードバックと音響エネルギーの振動波を伝達させ、フレームの干渉制限を受けず、エネルギーのロスやエネルギーを減少させる反射を避けることができるエネルギー変換モジュールを提供することを主目的とする。これ以外に、本実施例はさらによい振動効果を発生させ、音声の反響度を高めたり、音声品質を改善させたりする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るエネルギー変換モジュールは、フレームと、振動板と、前記振動板に直接か間接的に連接されるアクチュエータと、弾性を用いて、前記振動板を前記フレームに固定させる弾性ダンパーと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、アクチュエータを使用することにより音波や触覚フィードバックを発生させるエネルギー変換モジュールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】公知のエネルギー変換モジュールを説明する断面模式図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエネルギー変換モジュールを説明する断面模式図である。
【図３Ａ】弾性ダンパーの配置を示す上面図である。
【図３Ｂ】弾性ダンパーの配置を示す上面図である。
【図３Ｃ】弾性ダンパーの配置を示す上面図である。
【図３Ｄ】弾性ダンパーの配置を示す上面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるエネルギー変換モジュールを説明する断面模式図である。
【図５】本発明の一実施形態によるエネルギー変換モジュールを説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００１０】
本発明の実施形態に係るエネルギー変換モジュールは図２の本発明の一実施形態によるエネルギー変換モジュールを説明する断面模式図に示されている。エネルギー変換モジュールは主にフレーム２０、アクチュエータ２２、振動板２４と弾性ダンパー２６を含む。ここでは、アクチュエータ２２は直接か間接的に振動板２４（例えば、タッチパネル、基板や、その他マン・マシン・インターフェイス）に連接され、かつ、振動板２４は弾性ダンパー２６によってフレーム２０（例えば、トレイや本体シャーシ）に弾性固定される。
これにより、アクチュエータ２２は電気エネルギーを力学的エネルギーに変換させ、前記力学的エネルギーによって振動板２４を作動させ、振動を発生させ、さらに、音響エネルギーや触覚フィードバックに変換させる。これ以外に、弾性ダンパー２６の柔軟な振動吸収特性を利用して、振動板２４をフレーム２０に弾性固定させ、振動板２４が弾性振動する間、これが良好な触覚フィードバック振動や音響エネルギーの振動波を伝達させるようにし、フレーム２０の干渉を受けない。これにより、エネルギーのロスやエネルギーを減少させる反射を避けることができる。本実施形態はこれ以外に振動板２４の下表面に連接される表示ディスプレイ２５を含む。
まず、本発明のエネルギー変換モジュールの第１実施形態について説明する。
〈第１実施形態〉
【００１１】
本実施形態のアクチュエータ２２の材質は、圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）材料（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ｌｅａｄ  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ，ＰＺＴ））、電気活性高分子（ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ  ｐｏｌｙｍｅｒ，ＥＰＡ）、形状記憶合金（ｓｈａｐｅ  ｍｅｍｅｒｙ  ａｌｌｏｙ，ＳＭＡ）、磁気歪み材料（ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）、音声コイルモーター（ｖｏｉｃｅ  ｃｏｉｌ  ｍｏｔｏｒ）、リニア振動アクチュエータ（ｌｉｎｅａｒ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ａｃｔｕａｔｏｒ，ＬＲＡ）のいずれかの一つを含むが、これに限られるわけではない。
【００１２】
本実施形態では、弾性ダンパー２６の材質はシリコン含有の化合物であり、例えば、シリコンゲルやシリコンゴムのいずれかの一つであるが、これに限られるわけではない。シリコンゲルは無味、無毒の環境にやさしい材質であり、これは高温、低温の耐久性に優れ、汚染の影響を受けにくい。一般的にいえば、本実施形態の弾性ダンパー２６の材質のショア硬度（Ｓｈｏｒｅ  ｈａｒｄｎｅｓｓ、ＨＳ）は５０ＨＳより小さく、より好ましくは３０ＨＳより小さい。
【００１３】
図３Ａから図３Ｄは弾性ダンパー２６の配置を示す上面図である。図３Ａに示されているように、弾性ダンパー２６は連続したリング状で振動板２４の周辺に設けられ、前記連続したリング状は中が空洞であるか、断ち切られて開くように設けられ、構造やモジュールの配置に適合し、非連続のリング状の配置となる（図示せず）。図３Ｂに示すように、弾性ダンパー２６は連続した線状で振動板２４の周辺の少なくとも対応する両側か隣接する両側に設けられ、前記連続した線状は短縮させられたり、延長させられたり、中が空洞であるか、断ち切られて開くように設けられ、構造やモジュールの配置に適合し、非連続の線状の配置となる（図示せず）。
図３Ｃに示すように、弾性ダンパー２６はブロック状であり、少なくとも二つのブロックを含み、それぞれ振動板２４の周辺の少なくとも対応する両側か隣接する両側に設けられる。実施する上で、前記連続した線状は短縮させられたり、延長させられたり、中が空洞であるか、断ち切られて開くように設けられ、構造やモジュールの配置に適合し、非連続の線状の配置となる（図示せず）。上述の弾性ダンパー２６は短縮、延長、中が空洞であるか、断ち切られて開くように設けられ、ブロックなどの非連続設置方式を採用しており、構造やモジュールの配置に適合し、例えば、視覚モジュールやスピーカーの音声出力孔などである。これ以外に、短縮、延長、中の空洞、断ち切られて開く、ブロックなどの非連続設置方式を採用することにより、弾性ダンパー２６の設置面積を減少させることができ、振動板２４に対する制限を減少させることができ、さらに振動板２４の振動効果を強化させることができる。
【００１４】
本発明の実施形態の別の特徴に基づけば、エネルギー変換モジュールはさらに支持体２８を含み、直接か間接的に前記フレーム２０と振動板２４との間に設けられる。図２に示すように、支持体２８の一端はフレーム２０（例えば、フレーム２０のベース、ケースや底面板など）と接触するか固定され、別の一端は表示ディスプレイ２５と接触するか固定される（つまり、前記支持体２８は間接的に振動板２４と連接する）。別の実施形態（図示せず）では、支持体２８の別の一端は直接振動板２４の下表面と接触するか固定される（つまり、前記支持体２８は直接振動板２４に連接される）。
上述の支持体２８は振動板２４や表示ディスプレイ２５の重量を分散させたり、支持したりし、アクチュエータ２２が振動板２４を作動させる時の重量の負荷を減少させ、アクチュエータ２２の慣性力がより好ましい振動効果を発生させるようにさせ、音声の反響度を高め、音声品質を改善させる。
【００１５】
本実施形態では、支持体２８の材質はヤング（Ｙｏｕｎｇ）係数の材料であり、そのヤング係数は１０パスカル（Ｐａｓｃａｌ、略称はＰａ）より大きく、例えばシリコンゲル、アクリルか、金属である。支持体２８の形状は、平面、リング状、板状、線状、点状か、上述の組み合わせか、その他の形状である。支持体２８も中を空洞にさせることにより、接触面積を減少させることができ、振動板２４や表示ディスプレイ２５に対する制限を減少させ、これによりさらに振動板２４や表示ディスプレイ２５の振動効果が強化される。支持体２８は中が空洞であるか、平面、リング状、板状、線状、点状か、上述の組み合わせか、その他の形状であり、構造やモジュールに適合するように配置され、例えば、視覚モジュールやスピーカーの音声出力孔などである。
【００１６】
上述のとおり、アクチュエータ２２は直接か間接的に振動板２４に連接される。図２に示されているように、アクチュエータ２２は直接振動板２４に固定されるが、アクチュエータ２２は表示ディスプレイ２５に固定されることも可能であり、これにより、間接的に振動板２４に連接される。図２に記載のアクチュエータ２２は振動板２４の内側表面に設けられているが、アクチュエータ２２は振動板２４の外側表面（図示せず）に設けることも可能である。
【００１７】
本発明の実施形態のもう一つの特徴に基づけば、図２に示されるように、振動板２４と表示ディスプレイ２４の間には弾性貼り合わせ層２９を使用することができる。弾性貼り合わせ層２９は一般的には振動板２４と表示ディスプレイ２５の周辺に設けられる。本実施形態の弾性貼り合わせ層２９の配置は連続か非連続方式を採用している。もし連続設置方式を採用するのであれば、粉塵粒子が振動板２４と表示ディスプレイ２５の間に入ることを防止でき、もし非連続設置方式を採用するのであれば、振動板２４に対する制限を減少させることができ、これにより、さらに振動板２４の振動効果が強化される。
次は、本発明のエネルギー変換モジュールの第２実施形態について説明する。
〈第２実施形態〉
【００１８】
図４は本発明の別な実施形態のエネルギー変換モジュールの断面模式図を示している。本実施形態は図２で示されている実施形態と類似しているが、異なる場所は、本実施形態の弾性ダンパー２６は振動板２４の上方（或いは、外側）に設けられているが、図２の弾性ダンパー２６は振動板２４の下方（或いは、内側）に設けられている。
次は、本発明のエネルギー変換モジュールの第３実施形態について説明する。
〈第３実施形態〉
【００１９】
図５は本発明のもう一つの実施形態のエネルギー変換モジュールの断面模式図である。本実施形態は図２で示されている実施形態と類似しているが、異なる場所は、本実施形態では、振動板２４の上方（外側）と下方（内側）にはそれぞれ弾性ダンパー２６が設けられているが、図２や図４では振動板２４の片側のみに弾性ダンパー２６が設けられている。
【００２０】
上述の実施形態は本発明の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本発明の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本発明の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２１】
１０  アクチュエータ
１２  表示ディスプレイ
１４  タッチパネル
１６  フレーム
２０  フレーム
２２  アクチュエータ
２４  振動板
２５  表示ディスプレイ
２６  弾性ダンパー
２８  支持体
２９  弾性貼り合せ層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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