CN108616797A - 直驱式激励器以及屏幕发声装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直驱式激励器以及屏幕发声装置。该激励器包括磁路系统和振动系统，磁路系统与所在装置连接，磁路系统用于形成磁间隙；振动系统包括线圈、弹性支撑件和连接件，弹性支撑件包括外连接部、内连接部和位于外连接部和内连接部之间的弹性部，线圈和连接件分别被固定在内连接部的两个表面上，线圈的远离内连接部的一端插入磁间隙中，连接件的远离内连接部的一端被配置为用于与屏幕连接，外连接部被固定在边磁路部分上。

Description

直驱式激励器以及屏幕发声装置

技术领域

本发明涉及电声转换技术领域，更具体地，涉及一种直驱式激励器以及屏幕发声装置。

背景技术

在现有的屏幕发声装置中，通常设置有激励器。激励器与屏幕固定连接，与所在装置的壳体等部件相间隔。激励器通常包括振动元件和用于封装振动元件的外壳。振动元件可以是电磁式振动元件或者压电式振动元件。振动元件通常设置定子系统和振子系统。定子系统和振子系统连接。振子系统设置有质量块。通过质量块增大振子系统的振幅。

外壳将振动元件封装在腔体内。定子系统与外壳固定连接。外壳与屏幕固定连接。振子系统振动。由于定子系统与振子系统连接，故振子系统会带动定子系统一起振动。由于定子系统与外壳固定连接，故会带动外壳振动。由于外壳与屏幕固定连接，故会带动屏幕振动以进行发声。

然而，现有的激励器是通过外壳间接地驱动屏幕。这种激励器的结构复杂，零部件繁多，制作成本高。

此外，间接驱动具有滞后性，发声效果差。

此外，激励器包括外壳，使得激励器的体积大，不利于发声装置的轻薄化和小型化设计。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种直驱式激励器的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种直驱式激励器。该激励器包括磁路系统和振动系统，所述磁路系统与所在装置连接，所述磁路系统被配置为用于形成磁间隙；所述振动系统包括线圈、弹性支撑件和连接件，所述弹性支撑件包括外连接部、内连接部和位于所述外连接部和所述内连接部之间的弹性部，所述线圈和所述连接件分别被固定在所述内连接部的两个表面上，所述线圈的远离所述内连接部的一端插入所述磁间隙中，所述连接件的远离所述内连接部的一端被配置为用于与屏幕连接，所述外连接部被固定在所述边磁路部分上。

可选地，所述磁路系统为单磁路系统、三磁路系统或者五磁路系统。

可选地，还包括设置在所述边磁路部分和所述外连接部之间的支撑结构，所述支撑结构呈环形结构。

可选地，所述连接件呈环形结构。

可选地，所述弹性部包括悬臂，所述悬臂呈U形、S形、折叠弯曲形或者双螺旋线形。

可选地，在所述内连接部设置有内焊盘，所述内焊盘与所述线圈的出线端和入线端连接，在所述外连接部设置有外焊盘，所述外焊盘与外部电路连接。

可选地，所述内连接部呈环形结构，所述内焊盘向内凸出于所述内连接部，在所述中心磁路部分设置有用于避让所述内焊盘的第一避让槽。

根据本发明的另一个方面，提供了一种屏幕发声装置。该装置包括屏幕、壳体和本发明提供的所述直驱式激励器，所述壳体包括中壳和围绕所述中壳设置的边框，所述屏幕嵌入所述边框中，所述磁路系统被固定在所述中壳上，所述连接件与所述屏幕连接。

可选地，所述屏幕与所述边框和所述中壳中的任意之一柔性连接。

可选地，在所述中壳的边缘设置有泡绵，所述屏幕被设置在所述泡绵上。

可选地，在所述中壳上设置有安装孔，所述磁路系统嵌入所述安装孔中。

可选地，所述安装孔为通孔，在所述安装孔的远离所述屏幕的一端设置有涂胶槽。

可选地，还包括后壳，所述后壳盖合在所述边框上，并与所述屏幕相背，所述安装孔为通孔，在所述后壳的与所述磁路系统相对应的位置形成第二避让槽。

可选地，所述连接件位于所述屏幕的中心位置。

可选地，还包括隔热元件，所述连接件通过隔热元件与所述屏幕连接。

可选地，所述连接件由硬质材料制作而成。

可选地，所述连接件呈环形结构，所述连接件的壁厚大于所述线圈的壁厚。

根据本公开的一个实施例，振动系统直接驱动屏幕振动发声，不需要设置质量块来提高振动系统的振幅，也不需要设置外壳来进行振动的传递。该直驱式激励器的结构简单，零部件少。

此外，直驱式激励器的体积小，便于发声装置的轻薄化、小型化设计。

此外，直接驱动的方式振动的传递不存在滞后性，振动传递效率高，这使得屏幕的发声效果更好。

此外，磁路系统与所在装置连接，而不是仅通过外壳与屏幕连接。这使得直驱式激励器的连接更牢固，可靠性更高。

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

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。

图1是根据本发明的一个实施例的直驱式激励器的分解图。

图2是根据本发明的一个磁路系统的结构示意图。

图3是根据本发明的一个实施例的屏幕发声装置的剖视图。

图4是根据本发明的一个实施例的另一种屏幕发声装置的剖视图。

附图标记说明：

11：屏幕；12：边框；13：中壳；14：泡绵；15：后壳；16：通孔；17：涂胶槽；18：第二避让槽；19：连接件；20：弹性支撑件；21：隔热元件；22：悬臂；23：外连接部；24：内焊盘；25：支撑结构；26：线圈；27：磁间隙；28：边导磁板；29：边磁铁；30：中心导磁板；31：第一避让槽；32：中心磁铁；33：导磁轭。

具体实施方式

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。

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。

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。

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。

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。

根据本发明的一个实施例，提供了一种直驱式激励器。该直驱式激励器包括磁路系统和振动系统。

如图1-2所示，磁路系统被配置为用于形成磁间隙。具体地，磁路系统包括边磁路部分和中心磁路部分。在边磁路部分和中心磁路部分之间形成磁间隙27。磁间隙27中形成磁场。例如，边磁路部分和中心磁路部分中的至少一个包括永磁体，以在磁间隙27中形成磁场。磁路系统与所在装置连接。

例如，所在装置为手机、平板电脑、笔记本电脑、游戏机、电视机、VR设备、AR设备等，还可以是上述设备的壳体等。磁路系统通过胶或者双面胶与所在装置的壳体或者其他模块固定连接。

可选地，磁路系统为单磁路系统、三磁路系统或者五磁路系统。

在一个例子中，单磁路系统包括T铁和套设在T铁的芯柱外的环形磁铁。在该例子中，中心磁路部分包括芯柱。边磁路部分包括环形磁铁，还可以包括设置在环形磁铁上的环形导磁板。在芯柱和环形磁铁之间形成磁间隙27。

在另一个例子中，单磁路系统包括U铁和设置在U铁的腔体中的柱形磁铁。在该例子中，中心磁路部分包括柱形磁铁，还可以包括设置在柱形磁铁上的导磁板。边磁路部分包括U铁。在柱形磁铁和U铁的侧壁之间形成磁间隙27。

在一个例子中，三磁路系统包括导磁轭、固定在导磁轭上的中心磁铁以及对称地设置在中心磁铁的两侧的两个边磁铁。在中心磁铁上设置有中心导磁板。在边磁铁上设置有边导磁板。中心磁路部分包括中心磁铁和中心导磁板。边磁路部分包括边磁铁和边导磁板。

在一个例子中，如图2所示，五磁路系统包括导磁轭33、固定在导磁轭33上的中心磁铁32以及两两对称地设置在中心磁铁32的周围的四个边磁铁29。在中心磁铁32上设置有中心导磁板30。在边磁铁29上设置有边导磁板28。中心磁路部分包括中心磁铁32和中心导磁板30。边磁路部分包括边磁铁29和边导磁板28。边导磁板28可以是环形的一体结构；也可以是，边导磁板28为多个，并且分别设置在边磁铁29上。

当然，磁路系统不限于上述实施例，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。

如图1所示，振动系统包括线圈26、弹性支撑件20和连接件19。弹性支撑件20用于形成弹性回复力。弹性支撑件20包括外连接部23、内连接部和位于外连接部23和内连接部之间的弹性部。

弹性部为弹性材料或者形成弹性结构。其中，弹性材料包括橡胶、硅胶等。弹性结构包括弹簧、弹片、悬臂22等。

优选地，如图1所示，弹性部包括悬臂22。悬臂22呈U形、S形、折叠弯曲形或者双螺旋线形。悬臂22由金属、塑料等制作而成。上述形状具有良好的回弹效果。

可选地，悬臂22与内连接部和外连接部23是一体成型的。例如，通过冲压成型、注塑成型等方式一体成型。这使得弹性支撑件20的加工变得容易，并且结构强度高。

线圈26和连接件19分别被固定在内连接部的两个表面上。例如，线圈26由导体线材绕制而成，例如铜线。线圈26与外部电路电连接。例如，内连接部呈环形结构，并且与线圈26的截面形状相匹配。通过胶或者双面胶将二者粘结固定。

连接件19由硬质材料制作而成，例如，金属、陶瓷、硬塑料等。硬质材料能避免在振动过程中连接件19因发生形变而消耗能量，提高了振动转换效率。

线圈26的远离内连接部的一端插入磁间隙27中。连接件19的远离内连接部的一端被配置为用于与屏幕11连接。例如，通过胶或者双面胶将连接件19与屏幕11进行固定连接。外连接部23被固定在边磁路部分上。外连接部23可以直接或者间接地固定在边磁路部分上。

优选地，连接件19呈环形结构。连接件19的壁厚大于线圈26的壁厚。这样能够降低连接件9的重量，并且能有效增大连接件19与屏幕11的结合面积，从而提高屏幕11与连接件19的连接强度。

线圈26响应外部电路的电信号，在磁场中受到安培力的作用而发生振动。线圈26带动弹性支撑件20振动。弹性支撑件20带动连接件19振动。连接件19带动屏幕11振动发声。

在本发明实施例中，振动系统直接驱动屏幕11振动发声，不需要设置质量块来提高振动系统的振幅，也不需要设置外壳来进行振动的传递。该直驱式激励器的结构简单，零部件少。

此外，直驱式激励器的体积小，便于发声装置的轻薄化、小型化设计。

此外，直接驱动的方式振动的传递不存在滞后性，振动传递效率高，这使得屏幕11的发声效果更好。

此外，磁路系统与所在装置连接，而不是仅通过外壳与屏幕11连接。这使得直驱式激励器的连接更牢固，可靠性更高。

在一个例子中，如图1和3所示，直驱式激励器还包括设置在边磁路部分和外连接部23之间的支撑结构25。支撑结构25呈环形结构。外连接部23通过支撑结构25固定在边磁路部分上。支撑结构25的下表面与边磁路部分通过胶或者双面胶粘结在一起。外连接部23通过胶或者双面胶固定在支撑结构25的上表面。支撑结构25具有设定的高度，能够为振动系统的振动提供振动空间。

本领域技术人员可以根据实际需要设置支撑结构25的高度。支撑结构25也可以包括多个条形块。多个条形块围绕线圈26设置。

在一个例子中，如图1所示，连接件19呈环形结构。例如，连接件19呈矩形环状、圆环状、跑道形环状或者椭圆形环状。环形结构的在屏幕11上的正投影具有更大的范围。相对于连接件19与屏幕11的点接触的连接方式。这种结构对于屏幕11的支撑力更均衡，能有效地防止屏幕11发生偏振。

此外，屏幕11不易发生局部变形，振动的一致性更好。

此外，环形结构与屏幕11的连接对于装配精度的要求低。

此外，环形结构具有更小的质量，降低了能量损耗。

在一个例子中，如图1所示，在内连接部设置有内焊盘24。内焊盘24与线圈26的出线端和入线端连接。例如，内焊盘24设置有两个，并分别与出线端和入线端连接。在外连接部23设置有外焊盘。外焊盘与外部电路连接。外焊盘设置有两个，并分别与外部电路的正、负极连接。两个内焊盘24与两个外焊盘一一对应进行导通。通过这种方式，弹性支撑件20具有导电的功能，这使得线圈26与外部电路的连接变得容易。

此外，线圈26的出线端和入线端不需要引出到外部，从而不易与外部物体产生干涉，可靠性更高。

弹性支撑件20可以是由金属材料制作而成；也可以是，弹性支撑件20为FPCB。FPCB的导体在内连接部内侧露出，以形成内焊盘24；在外连接部23处露出以形成外焊盘。内焊盘24与外焊盘通过FPCB的内部电路进行导通。

在一个例子中，如图1-2所示，内连接部呈环形结构。内焊盘24向内凸出于内连接部。环形结构的内部具有更大的空间，这使得出线端和入线端与内焊盘24的焊接变得容易。在中心磁路部分设置有用于避让内焊盘24的第一避让槽31。例如，在中心导磁板30的与两个内焊盘24相对应的位置开设有两个第一避让槽31。第一避让槽31能对内焊盘24形成避让，为振动系统的振动提供了振动空间。

此外，第一避让槽31的设置能有效地降低直驱式激励器的厚度，便于轻薄化、小型化设计。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种屏幕发声装置。如图3所示，该屏幕发声装置包括屏幕11、壳体和本发明提供的直驱式激励器。壳体包括中壳13和围绕中壳13设置的边框12。例如，中壳13呈片状结构。中壳13与边框12是一体成型的。屏幕11嵌入边框12中。磁路系统被固定在中壳13上，例如通过胶或者双面胶进行固定。振动系统的连接件19与屏幕11连接，例如通过胶或者双面胶连接在一起。

该屏幕发声装置具有发声效果良好的特点。

此外，该屏幕发声装置不需要另外设置出声孔，能够有效提高电子设备的屏占比，甚至达到全面屏。

在一个例子中，屏幕11与中壳13的边缘或者边框12中的任意之一柔性连接。柔性连接是指屏幕11与中壳13或者边框12连接，并且能够相对于中壳13整体的移动。例如，通过柔性材料或者弹性连接件进行连接。柔性材料包括泡绵14、橡胶、硅胶等。弹性连接件包括弹簧、弹片等。

在该例子中，直驱式激励器驱动屏幕11整体地振动，以进行发声，而不是依靠屏幕11自身发生弹性形变而进行发声。这种方式能够有效地提高声音转换的效率。

此外，这种方式能有效地降低偏振的发生。

优选地，如图3-4所示，在中壳13的边缘设置有泡绵14。屏幕11被设置在泡绵14上。例如，将泡绵14设置成环状的一体结构。一体结构与中壳13的边缘的形状相匹配；还可以是，将泡绵14设置成多个片状结构。多个片状结构均匀地分布在中壳13的边缘。

通过胶或者双面胶将泡绵14粘结在中壳13的边缘，以及将屏幕11粘结在泡绵14上。泡绵14的可加工性能优良，并且弹性良好，这使得屏幕发声装置的发声效果更好。

在一个例子中，如图3-4所示，在中壳13上设置有安装孔。磁路系统嵌入安装孔中。例如，安装孔为通孔16或者沉孔。边磁路部分或者支撑结构25与安装孔的孔壁固定连接。安装孔的设置能有效地降低屏幕发声装置的厚度。

在一个例子中，如图3-4所示，安装孔为通孔16。在安装孔的远离屏幕11的一端设置有涂胶槽17。例如，涂胶槽17为环形槽或者间断设置的凹槽。涂胶槽17与边磁路部分的至少一部分相对。在装配时，将固定用的胶填充到涂胶槽17中。涂胶槽17能有效地增加涂胶的量，从而使磁路系统与中壳13的固定更牢固。

在一个例子中，如图3-4所示，壳体还包括后壳15。后壳15盖合在边框12上，并与屏幕11相背。安装孔为通孔16。在后壳15的与磁路系统相对应的位置形成第二避让槽18。通过在后壳15上设置第二避让槽18，能够有效地防止屏幕发声装置在受到挤压或者跌落时磁路系统撞击后壳15，提高了屏幕发声装置的耐用性。

在一个例子中，连接件19位于屏幕11的中心位置。例如，环形结构的连接件19的中心与屏幕11的中心位置重合。通过这种方式，连接件19对屏幕11的驱动力更加均衡，能有效降低屏幕11的偏振，降低屏幕发声装置的杂音。

在一个例子中，如图4所示，屏幕发声装置还包括隔热元件21。连接件19通过隔热元件21与屏幕11连接。隔热元件21能够有效地阻止直驱式激励器产生的热量传导至屏幕11上，对屏幕11造成损伤。隔热元件21提高了屏幕发声装置的可靠性。

可选地，隔热元件21的材质为石棉、塑料和木材中的至少一种。上述材料的隔热性能良好。优选地，隔热元件21为聚氨酯泡沫、泡绵14等。当然，隔热元件21也可以选择其他高分子材料。

可选地，隔热元件21为单层隔热材料或者由多层隔热材料复合而成。进一步地，隔热元件21的内部形成至少一个空腔。空腔能够容纳空气，从而提高隔热元件21的隔热效果。

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。

Claims (17)

1.一种直驱式激励器，其特征在于，包括磁路系统和振动系统，所述磁路系统与所在装置连接，所述磁路系统被配置为用于形成磁间隙；所述振动系统包括线圈、弹性支撑件和连接件，所述弹性支撑件包括外连接部、内连接部和位于所述外连接部和所述内连接部之间的弹性部，所述线圈和所述连接件分别被固定在所述内连接部的两个表面上，所述线圈的远离所述内连接部的一端插入所述磁间隙中，所述连接件的远离所述内连接部的一端被配置为用于与屏幕连接，所述外连接部被固定在所述边磁路部分上。

2.根据权利要求1所述的直驱式激励器，其特征在于，所述磁路系统为单磁路系统、三磁路系统或者五磁路系统。

3.根据权利要求1所述的直驱式激励器，其特征在于，还包括设置在所述边磁路部分和所述外连接部之间的支撑结构，所述支撑结构呈环形结构。

4.根据权利要求1所述的直驱式激励器，其特征在于，所述连接件呈环形结构。

5.根据权利要求1所述的直驱式激励器，其特征在于，所述弹性部包括悬臂，所述悬臂呈U形、S形、折叠弯曲形或者双螺旋线形。

6.根据权利要求1所述的直驱式激励器，其特征在于，在所述内连接部设置有内焊盘，所述内焊盘与所述线圈的出线端和入线端连接，在所述外连接部设置有外焊盘，所述外焊盘与外部电路连接。

7.根据权利要求6所述的直驱式激励器，其特征在于，所述内连接部呈环形结构，所述内焊盘向内凸出于所述内连接部，在所述中心磁路部分设置有用于避让所述内焊盘的第一避让槽。

8.根据权利要求1所述的屏幕发声装置，其特征在于，所述连接件由硬质材料制作而成。

9.根据权利要求1所述的屏幕发声装置，其特征在于，所述连接件呈环形结构，所述连接件的壁厚大于所述线圈的壁厚。

10.一种屏幕发声装置，其特征在于，包括屏幕、壳体和如权利要求1-7中的任意一项所述的直驱式激励器，所述壳体包括中壳和围绕所述中壳设置的边框，所述屏幕嵌入所述边框中，所述磁路系统被固定在所述中壳上，所述连接件与所述屏幕连接。

11.根据权利要求10所述的屏幕发声装置，其特征在于，所述屏幕与所述边框和所述中壳中的任意之一柔性连接。

12.根据权利要求11所述的屏幕发声装置，其特征在于，在所述中壳的边缘设置有泡绵，所述屏幕被设置在所述泡绵上。

13.根据权利要求10所述的屏幕发声装置，其特征在于，在所述中壳上设置有安装孔，所述磁路系统嵌入所述安装孔中。

14.根据权利要求13所述的屏幕发声装置，其特征在于，所述安装孔为通孔，在所述安装孔的远离所述屏幕的一端设置有涂胶槽。

15.根据权利要求13所述的屏幕发声装置，其特征在于，还包括后壳，所述后壳盖合在所述边框上，并与所述屏幕相背，所述安装孔为通孔，在所述后壳的与所述磁路系统相对应的位置形成第二避让槽。

16.根据权利要求10所述的屏幕发声装置，其特征在于，所述连接件位于所述屏幕的中心位置。

17.根据权利要求10所述的屏幕发声装置，其特征在于，还包括隔热元件，所述连接件通过隔热元件与所述屏幕连接。