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1. WO2020135289 - SCREEN VIBRATION SOUND PRODUCTION APPARATUS AND ELECTRONIC PRODUCT

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1   2   3   4  

说明书

发明名称 : 一种屏幕振动发声装置和电子产品

技术领域

[0001]
本发明电子产品技术领域,具体地,涉及一种屏幕振动发声装置和电子产品。

背景技术

[0002]
发声装置是电子产品中重要的电声换能元件,用于将电流信号转换成声音。近年来随着电子产品的快速发展,应用于电子产品上的发声装置也相应的得到改进。
[0003]
传统的用于手机听筒的发声装置采用的原理为振膜推动空气振动发声。近期,随着全面屏成为手机的主要发展方向,如何在屏幕无开孔设计下实现听筒功能,同时具备更好的听感体验,是当前面临的技术难题。对此,本领域技术人员开发了采用屏幕振动发声的技术方案。
[0004]
其中一种技术方案采用线性振动马达驱动屏幕振动,如图1所示。线性振动马达中具有振子01,振子01连接在弹簧03上。线性振动马达具有壳体02,壳体02将振子01、弹簧03等部件封在其中。马达的壳体02固定连接在手机屏幕04的内表面上。马达通电工作后振子01会产生振动,进而拉动弹簧03发生弹性形变。弹簧03弹性形变产生的振动通过壳体02传递到屏幕上,进而是屏幕振动发声。本领域技术人员通过将现有的线性振动马达直接转用到屏幕发声的技术方案中,从而实现屏幕振动发声。但是,这种技术方案的缺点在于,振子01产生的振动通过弹簧03传递至整个马达,使马达连带壳体02一起振动。实际上,振子01是与壳体02以及屏幕产生共振后驱动屏幕振动发声的。为了形成共振,使屏幕达到性能要求的振幅,振动马达的振子需要产生更大振幅的振动。因此,振动马达自身在振子的振动方向上需要占据更大空间,这对于手机的轻薄化结构设计十分不利。另一方面,线性振动马达内部的结构相对复杂、零部件多,增 加了装配难度,也提高了产品的成本。
[0005]
本领域技术人员采用的另一种技术方案如图2所示,该技术方案采用一个电磁铁05和一个磁铁06相对放置的结构分布方式,通过打开、关闭电磁铁05,或者切换电磁铁05的磁极,使得电磁铁05与磁铁06之间产生变化的吸附、排斥作用。再将磁铁06固定在手机屏幕04上,电磁铁05固定在手机中不动的部件上,从而能够使手机屏幕04产生振动。但是,这种技术方案同样存在占用空间较大的问题,不利于手机轻薄化的结构设计。在为了使手机屏幕04产生足够大的振幅的前提下,两个磁铁之间需要留出足够的空间,否则会造成磁铁与电磁铁05之间发生碰撞,严重影响屏幕发声的声学性能。为此,必然会在手机的厚度方向占用更多空间。而且,磁铁之间相互吸附、排斥的作用力的作用方向受到线圈的轴线方向与磁铁的磁极方向的影响,即使磁极的微小偏移也会造成两个磁铁受到的作用力不是垂直于屏幕的方向,进而使屏幕容易在振动中损坏。
[0006]
发明内容
[0007]
本发明的一个目的是提供一种屏幕振动发声的新技术方案。
[0008]
根据本发明的第一方面,提供了一种屏幕振动发声装置,包括:
[0009]
振动组件,所述振动组件包括屏幕和固定件,所述屏幕被配置为能相对于所述固定件振动;
[0010]
驱动组件,所述驱动组件包括磁芯、线圈以及磁体,所述线圈缠绕在所述磁芯上,所述磁体与所述屏幕或固定件的其中之一固定连接,所述磁芯和线圈与所述屏幕和固定件中不与磁体固定连接的一个固定连接;
[0011]
所述磁芯的轴线垂直于所述屏幕的表面,所述磁体位于所述磁芯的径向方向上比邻所述磁芯的位置,所述磁体的磁极方向垂直于所述屏幕的表面,所述线圈被配置为能通入交变的电流信号以使所述磁芯产生方向垂直于所述屏幕的表面的磁极,进而使所述磁芯与磁体之间产生沿垂直于屏幕的表面的方向的磁力;
[0012]
所述线圈内通入的交变的电流信号使所述磁芯产生的磁极交替反向变化,进而使所述磁力的方向交替反向变化,所述振动组件受到由驱动组件传递的交变的磁力以使所述屏幕相对于所述固定件振动发声。
[0013]
可选地,所述驱动组件包括至少两块所述磁体,各个所述磁体相对于所述磁芯的轴线呈中心对称或旋转对称的形式围绕设置在所述磁芯周围,各个所述磁体的N极和S极方向一致。
[0014]
可选地,所述磁体呈环形磁体,所述环形磁体的轴线与所述磁芯的轴线重合。
[0015]
可选地,所述驱动组件还包括磁芯环,所述磁芯环套设在所述磁芯上。
[0016]
可选地,所述线圈缠绕在所述磁芯靠近所述屏幕的区域,所述磁芯环套设在所述磁芯远离所述屏幕的区域,所述磁芯环与所述线圈接触,所述磁芯环被配置为将磁体产生的磁场聚集到所述磁芯上,以使所述磁场沿平行于所述屏幕的表面的方向穿过所述线圈,线圈中通入电流信号后,线圈与所述磁体之间能产生安培力。
[0017]
可选地,所述固定件在正对所述磁芯的位置处设置有开孔,所述开孔供所述磁芯插入其中,所述磁体设置在所述开孔周围的位置处。
[0018]
可选地,所述驱动组件还包括导磁板,所述导磁板夹设在所述磁体与其所连接的振动组件之间。
[0019]
可选地,所述驱动组件包括线路板,所述线路板与所述线圈电连接,所述线路板与线圈设置在所述振动组件的相同部件上。
[0020]
根据本发明的另一方面,还提供了一种电子产品,包括:
[0021]
上述屏幕振动发声装置;
[0022]
产品主体,所述屏幕设置在所述产品主体上,所述固定件为所述产品主体的一部分结构,所述驱动组件设置在所述产品主体中。
[0023]
可选地,所述固定部为所述产品主体内的中框或侧壁。
[0024]
根据本公开的一个实施例,有效减小了屏幕发声装置所占用的空间。
[0025]
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0026]
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例,并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
[0027]
图1是现有技术中一种屏幕发声技术方案的侧面剖视示意图;
[0028]
图2是现有技术中另一种屏幕发声技术方案的侧面剖视示意图;
[0029]
图3是本发明提供的屏幕振动发声装置的侧面剖视示意图;
[0030]
图4是本发明提供的屏幕振动发声装置的部分部件示意图。

具体实施方式

[0031]
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
[0032]
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
[0033]
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0034]
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0035]
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0036]
本发明提供了一种屏幕振动发声装置,其中包括振动组件和驱动组件。如图3所示,所述振动组件包括屏幕11和固定件12,所述屏幕11被配置为能相对于所述固定件12振动。所述固定件12可以是该发声装置所应用的电子设备中的某一固定部件,也可以是单独配置的固定的零件。所述驱动组件则包括线圈21、至少一块磁体22、磁芯23。所述线圈21由导线沿一个方向绕制呈封闭的环形结构,所述线圈21缠绕设置在所述磁芯上。磁体22固定在屏幕11或固定件12的其中之一上,磁芯23以及线圈21则固定在屏幕11或固定件12中未设置磁体22的那一个上。在如图3所示的实施方式中,磁芯23以及线圈21固定连接在屏幕11上,而磁体22则固定连接在固定件12上。在另一种实施方式中,所述磁芯和线圈可 以设置在固定件上,而所述磁体则固定在屏幕上。
[0037]
所述磁芯23呈柱状结构,其自身具有轴线,磁芯23采用导磁材料制成。所述线圈21缠绕在柱状的磁芯23上,线圈21与所述磁芯23同轴。如图3所示,所述磁芯23从所述屏幕11的表面向上延伸,所述线圈21缠绕在所述磁芯23靠近所述屏幕11的位置。所述磁体22则位于所述铁芯23旁边的位置。沿着所述磁芯和线圈的径向方向,所述磁体22位于比邻所述线圈21和磁芯23位置,磁体22不与所述线圈21和磁芯23接触。所述磁体23的磁极方向出之于所述屏幕11的表面。如图4所示,所述磁体23的远离所述屏幕11的磁极为N极,靠近所述屏幕11的磁极为S极。磁体23的磁极是沿着竖直上下的方向延伸的。所述磁体22能够产生磁场,而线圈21中通入电流信号后,能够使线圈21和磁芯23组合形成电磁铁,同样能够产生磁场。磁芯23的磁极也是沿着垂直于所述屏幕11的表面的方向(即如图3所示的竖直上下的方向)延伸的。所述磁芯23的N极和S极方向可以根据右手螺旋定则判断。当线圈21中通入交变的电流信号后,磁芯23的磁极方向也会交替反向变化。这样,在垂直于所述屏幕的表面的方向上,所述磁芯23与所述磁体22之间能够产生吸附或排斥的磁力。
[0038]
如图4所示,当所述线圈21内通入电流信号使磁芯23的远离屏幕11的一端形成N极,连接在屏幕11上的一端形成S极时,磁芯23的S极会与磁体22的靠近屏幕11的S极相斥,磁芯23的N极会与磁体22的远离屏幕11的N极相斥,从而驱动所述磁芯23和线圈21向下移动,进而推动屏幕11向下移动。相反的,当所述线圈21内通入电流信号使磁芯23的远离屏幕11的一端形成S极,连接在屏幕11上的一端形成N极时,磁芯23的S极会与磁体22的远离屏幕11的N极相吸,磁芯23的N极会与磁体22的靠近屏幕11的S极相吸,从而驱动所述磁芯23和线圈21向上移动,进而拉动屏幕11向上移动。如此反复交替磁芯的磁场方向,即可使屏幕相对于固定件振动发声。
[0039]
本发明提供的屏幕振动发声装置相对于现有技术而言,能够更直接、简洁的驱动屏幕振动。以图3所示的实施方式为例,磁芯23和磁体22分别直接设置于屏幕11和固定件12上,相对于现有技术省去了壳体、弹簧 等零部件,降低了产品结构的复杂度。而且,将驱动组件与振动组件直接连接的直接驱动方式简化了驱动屏幕振动的原理,屏幕在受到磁力的作用后能够直接产生振动。这种设计方式有效提高了振动转化效率,无需通过振子振动引发共振进而带动屏幕振动。此设计使得屏幕所能产生的振幅与驱动组件所能产生的振幅基本一致,可以根据对屏幕振幅的性能要求设计预留给驱动组件的空间。无需为驱动组件预留明显大于屏幕最大振幅的振动空间。另一方面,所述磁体22设置在所述线圈21和磁芯23的侧面,磁体22与线圈21之间不会在振动路径上形成相互妨碍的状况。通过这种分布设计方式,也可以减小振动组件在振动方向上所占用的空间。在图3中,即减小上下方向上所占用的空间。
[0040]
优选地,所述驱动组件包括至少两块所述磁体22。多个所述磁体22相对于所述磁芯23的轴线呈中心对称或旋转对称的形式分布在所述磁芯23的周围。各个所述磁体的N极和S极的方向均一致。这种实施方式的优点在于,磁体22能够在磁芯23的周围,从各个区域与磁芯之间产生垂直于屏幕11的表面的磁力。这样,使得磁体与磁芯之间的磁力作用是均衡的,降低两者受力不均衡造成的相对倾斜、偏移等现象。如图3、4所示,驱动组件包括两块磁体22,两块所述磁体22分别位于所述磁芯23的左右两侧。这样,磁芯23和线圈21在左右两侧受到的向上或向下的磁力是平衡的,削弱了其两侧受力不均衡的问题。这种优选实施方式一方面能够提高声学性能,另一方面不易对振动组件和驱动组件造成弯曲、变形等损坏。
[0041]
优选地,所述磁体呈环形磁体,所述环形磁体环绕设置在所述磁芯和磁体周围。环形磁体的轴线与所述磁芯的轴线重合。通过这种设计,能够最大程度的提高磁芯受力的均匀性。
[0042]
优选地,所述驱动组件还可以包括磁芯环,所述磁芯环套设在所述磁芯上。所述磁芯环采用导磁材料制成,所述磁芯环对所述磁芯产生的磁场起到集中的作用。例如,所述磁芯环的可以套设在所述磁芯的顶端或底端,从而使所述磁芯和线圈产生的磁场向周围集中,从而增大磁芯与磁体之间的磁场强度,增大两者之间产生的磁力。
[0043]
优选地,如图3、4所示的实施方式,所述线圈21缠绕在所述磁芯23 靠近所述屏幕11的区域,所述磁芯环24则套设在所述磁芯23远离所述屏幕11的区域。所述磁芯环24与所述线圈21接触,从而提高磁芯环24的导磁作用。一方面,所述磁芯环24能够增强磁芯23与磁体22之间的磁场强度。另一方面,所述磁芯环24还能够将所述磁体22产生的磁场聚集到所述磁芯23所在的区域。所述磁体22产生的磁场能够传入所述磁芯23内,在磁场从磁芯23中穿出时,一部分磁场会以平行于所述屏幕11的表面的方向穿过所述线圈21。在线圈21中通入有电流信号时,磁体22的磁场穿过所述线圈21,从而使得磁体22与线圈21之间能够产生安培力。也即,磁芯23与磁体22之间的相对驱动、振动作用力,除了上述磁力之外,还可以通过提高安培力的方式起到强化作用。在磁力和安培力的共同作用下,屏幕相对于固定件的振动灵敏度、振幅都能够得到强化,声学性能得到显著提升。通过在磁芯上设置磁芯环,能够在磁体与磁芯之间产生安培力,进而强化振动效果。
[0044]
所述固定件可以是具有开孔121的板状结构,所述开孔121供所述磁芯和线圈穿过。可选地,如图3所示,所述磁芯23设置在屏幕11上,所述磁体22则设置在所述固定件12上。所述固定件12在正对所述磁芯23和线圈21的位置处具有开孔121。所述磁体22则可以设置在所述开孔121周围的位置处。这种设计方案的优点在于,磁芯与磁体相对振动时,磁芯的端部能够穿过所述固定件,从而避免固定件对磁芯的振动形成进行阻碍。这样,屏幕与固定件之间的距离可以设置的更近,更符合手机等电子产品的轻薄化设计。
[0045]
优选地,所述驱动组件还可以包括导磁板,所述导磁板可以贴附设置在所述磁体上,从而对磁体产生的磁场形成收束、集中的作用。例如,在图3所示的实施方式中,所述磁体22与固定件12之间可以设置有导磁板26。通过设置导磁板26,能够使磁体22产生的磁场向靠近所述磁芯的方向集中,从而提高磁场强度,提高磁体22与磁芯23之间产生的磁力。所述导磁板26优选设置在磁体22的远离所述磁芯23的一侧,或者其它不朝向磁芯23的表面上。
[0046]
可选地,所述驱动组件还包括线路板。所述线路板与所述线圈电连接, 其用于传输电信号,以使磁芯与磁体之间能够形成磁力。所述线路板优选与线圈设置在所述振动组件的相同部件上。如图3所示,所述线路板25贴附在所述屏幕11的内表面上,所述磁芯和线圈也固定连接在所述屏幕11的内表面上。
[0047]
本发明还提供了一种电子产品。所述电子产品包括上述屏幕振动发声装置和产品主体。所述电子产品可以是手机或平板电脑等,本发明不对此进行限制。所述屏幕设置在所述产品主体上,用作电子产品的显示屏。所述屏幕可以以一端可旋转的连接在产品主体上、另一端可自由移动的形式设置;或者,也可以采用具有良好弹性形变能力的材料制成屏幕,屏幕以一端固定连接在其它固定的部件上、另一端可自由移动的形式设置。这样,所述屏幕能够相对于产品主体产生振动。所述产品主体的一部分结构可以作为所述固定件,所述驱动组件则设置在所述产品主体内。如图3所示,所述磁体22固定设置在产品主体上相当于固定件12的一个部件上,所述磁芯23则固定设置在所述屏幕11上。通过驱动组件产生的磁力,能够驱使屏幕振动发声。本发明提供的电子产品因采用了本发明提供的屏幕振动发声装置,因此在电子产品的平行于屏幕的厚度方向上占用的空间更少,更有利于将电子产品设计的更薄,满足电子产品轻薄化的设计需求。另一方面,采用直接驱动屏幕振动的设计方式省去了弹片、壳体等零部件,简化了产品的加工、装配工艺,降低了成本。
[0048]
优选地,所述固定部可以为产品主体内的中框、侧壁等结构。在产品主体中,为了安置其它电子器件,产品主体往往配置有隔板、中框等结构部件,这些结构部件在电子产品中具有良好的结构稳定性,一方面用于案子电子器件,另一方面用于保护电子器件。因此,将产品主体中的这类结构件作为所述固定部,能够提高安培力转化成振动的转化率,提高振动可靠性。产品主体的侧壁的内表面也可以作为所述固定部。
[0049]
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求 来限定。

权利要求书

[权利要求 1]
一种屏幕振动发声装置,其特征在于,包括: 振动组件,所述振动组件包括屏幕和固定件,所述屏幕被配置为能相对于所述固定件振动; 驱动组件,所述驱动组件包括磁芯、线圈以及磁体,所述线圈缠绕在所述磁芯上,所述磁体与所述屏幕或固定件的其中之一固定连接,所述磁芯和线圈与所述屏幕和固定件中不与磁体固定连接的一个固定连接; 所述磁芯的轴线垂直于所述屏幕的表面,所述磁体位于所述磁芯的径向方向上比邻所述磁芯的位置,所述磁体的磁极方向垂直于所述屏幕的表面,所述线圈被配置为能通入交变的电流信号以使所述磁芯产生方向垂直于所述屏幕的表面的磁极,进而使所述磁芯与磁体之间产生沿垂直于屏幕的表面的方向的磁力; 所述线圈内通入的交变的电流信号使所述磁芯产生的磁极交替反向变化,进而使所述磁力的方向交替反向变化,所述振动组件受到由驱动组件传递的交变的磁力以使所述屏幕相对于所述固定件振动发声。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述驱动组件包括至少两块所述磁体,各个所述磁体相对于所述磁芯的轴线呈中心对称或旋转对称的形式围绕设置在所述磁芯周围,各个所述磁体的N极和S极方向一致。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述磁体呈环形磁体,所述环形磁体的轴线与所述磁芯的轴线重合。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述驱动组件还包括磁芯环,所述磁芯环套设在所述磁芯上。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述线圈缠绕在所述磁芯靠近所述屏幕的区域,所述磁芯环套设在所述磁芯远离所述屏幕的区域,所述磁芯环与所述线圈接触,所述磁芯环被配置为将磁体产生的磁场聚集到所述磁芯上,以使所述磁场沿平行于所述屏幕的表面的方向穿过所述线圈,线圈中通入电流信号后,线圈与所述磁体之间能产生 安培力。
[权利要求 6]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述固定件在正对所述磁芯的位置处设置有开孔,所述开孔供所述磁芯插入其中,所述磁体设置在所述开孔周围的位置处。
[权利要求 7]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述驱动组件还包括导磁板,所述导磁板夹设在所述磁体与其所连接的振动组件之间。
[权利要求 8]
根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置,其特征在于,所述驱动组件包括线路板,所述线路板与所述线圈电连接,所述线路板与线圈设置在所述振动组件的相同部件上。
[权利要求 9]
一种电子产品,其特征在于,包括: 权利要求1-8任意之一所述的屏幕振动发声装置; 产品主体,所述屏幕设置在所述产品主体上,所述固定件为所述产品主体的一部分结构,所述驱动组件设置在所述产品主体中。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的电子产品,其特征在于,所述固定部为所述产品主体内的中框或侧壁。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]