CN110177320A - 具有产生振动和声音二者的线性致动器的移动设备 - Google Patents

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CN110177320A CN201910126499.3A CN201910126499A CN110177320A CN 110177320 A CN110177320 A CN 110177320A CN 201910126499 A CN201910126499 A CN 201910126499A CN 110177320 A CN110177320 A CN 110177320A
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Abstract

本发明旨在提供一种具有能够产生强振动功率以提供振动功能和声音功能二者的线性致动器的移动设备。根据本发明，提供了一种具有产生振动和声音的线性致动器的移动设备，其包括：显示面板和框；以及布置在移动设备的框上的线性致动器，其以50Hz至300Hz振动来产生振动信号，或以50Hz至20000Hz振动以产生声音信号。这里，框包括：用于用显示器限定外观的壳体；和内支架，电子部件将布置在内支架上。与激励显示面板产生仅声音的线性致动器相比，执行振动功能的线性致动器应提供强振动功率，这可能损坏显示面板。这就是为什么线性致动器布置在框上而不是布置在显示面板上的原因。

Description

具有产生振动和声音二者的线性致动器的移动设备
技术领域
本发明涉及一种具有产生振动和声音二者的线性致动器的移动设备。
背景技术
平板扬声器用于诸如移动电话、个人数字助理(PDA)或个人计算机(PC)之类的设备中，并且其采用设置在该设备的表面上的透明(平坦的)面板作为膜片，以覆盖诸如液晶显示装置的显示装置的显示表面。
图1示出了日本专利申请公开2004-104327中公开的常规平板扬声器的示例，其中配备有致动器10的面板21设置在移动电话的表面上，其边缘固定至移动电话的壳体22上。这里，垫圈23在整个周边上装配在面板21和壳体22的边缘之间，并且面板21通过垫圈23支承在壳体22上。在图1中，附图标记24和25分别表示印刷电路板和用于将致动器10连接至印刷电路板24的引线。尽管未示出，但是例如，液晶显示装置被安装在印刷电路板24上作为显示装置。
在具有上述结构的平板扬声器中，音频信号被输入至致动器10，致动器10使得压电膜片11和12振动，这样的振动通过保持件13以波的形式被传送至面板21，并且声音通过整个面板21被发出。装配在面板21与壳体22之间的垫圈23用于减小传送至壳体22的振动并且增加面板21的振动的量。
然而，压电型扬声器具有诸如厚度减小的优点，但仍具有诸如由低阻尼率和小音量引起的低声压平坦性的缺点。
为了解决上述问题，用于大面板的平板扬声器包括使用电磁力的动态致动器，而不是压电装置。图2示出了韩国专利申请公开2018-0003372中公开的常规平板扬声器的另一示例。在图2中的产生声音的平板扬声器的致动器中，下板31固定至形成在盖底40中的支承孔41，并且作为环形永磁体的磁体32被设置在下板的外周上。上板31'设置在磁体32上，并且外框34设置在上板的外周上，从上板突出。另外，中心磁极33以突出的方式设置在下板31的中心区域中，并且线圈架35被设置成围绕中心磁极33。
线圈36缠绕在线圈架35的下部周围，并且用于产生声音的电流被施加至线圈。此外，阻尼器37可以被设置在线圈架的上部的一部分与外框34之间。
下板31和上板31'在将用于产生声音的致动器30固定至盖底40的同时支承磁体32。接着，当下板31和上板31'耦接至盖底40时，位于下板31与上板31'之间的磁体32可以被固定地支承。
线圈架35的前端接触显示面板50的后表面，这使得显示面板50根据电流的施加状态而振动，并且这样的振动产生声波。
然而，线圈架35需要附接至显示面板50，这使组装过程复杂化。还存在诸如对诸如移动电话的小型设备的低适用性的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有线性致动器的移动设备，该线性致动器能够产生强振动功率以提供振动功能和声音功能二者。
根据用于实现上述目的的本发明的一个方面，提供了一种具有产生振动和声音的线性致动器的移动设备，其包括：显示面板和框；以及布置在移动设备的框上的线性致动器，其以50Hz至300Hz振动来产生可感测振动信号，或以50Hz至20000Hz振动以产生声音信号。这里，框包括：用于用显示器限定外观的壳体；和内支架，电子部件将布置在内支架上。与激励显示面板产生仅声音的线性致动器相比，执行振动功能的线性致动器应提供强振动功率，这可能损坏显示面板。这就是为什么线性致动器布置在框上而不是布置在显示面板上的原因。
在一些实施方式中，线性致动器可以包括：壳体；附接在壳体中的多个定子；多个振动器，其由于与各个定子的相互电磁力而垂直振动；用于固定多个振动器的非磁性本体；以及布置在壳体中以引导本体的振动的弹性构件。由于线性致动器应产生强振动功率以提供振动功能和声音功能二者，因此多对定子和振动器形成一个致动器。
在一些实施方式中，本体还可以包括虚设块。
在一些实施方式中，定子可以是扁平线圈，并且振动器可以是永磁体。
在一些实施方式中，定子可以是永磁体，并且振动器可以是扁平线圈。
在一些实施方式中，振动器可以包括耦接至本体的轭和附接在轭上的永磁体，并且定子可以是设置在轭与永磁体之间的气隙中的音圈。
在一些实施方式中，多个音圈可以交替地附接至壳体的顶表面和底表面，并且振动器的轭和永磁体可以设置在本体上，对应于附接音圈的表面。
在一些实施方式中，定子可以包括极靴和缠绕在极靴周围的线圈，并且振动器可以是与定子间隔开地围绕定子的环形永磁体。
在一些实施方式中，弹性构件可以设置在本体的一侧。
在一些实施方式中，弹性构件可以设置在本体的两侧。
在一些实施方式中，弹性构件可以设置在本体的两端。
在一些实施方式中，弹性构件可以设置在本体的两端与各个定子之间。
在一些实施方式中，弹性构件可以设置在各个振动器与壳体之间。
具有如本文所公开的线性致动器的移动设备的优点在于，其可以通过线性致动器提供振动功能和声音功能二者，而无需单独具有扬声器模块和振动模块。
附图说明
图1示出了常规平板扬声器的示例。
图2示出了常规平板扬声器的另一示例。
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的具有线性致动器的移动设备。
图4示意性地示出了根据本发明的另一实施方式的具有线性致动器的移动设备。
图5是示出根据本发明的第一实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图。
图6是示出根据本发明的第一实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
图7是示出根据本发明的第二实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图。
图8是示出根据本发明的第二实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
图9是示出根据本发明的第三实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图。
图10是示出根据本发明的第三实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
图11是示出根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图。
图12是示出根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
图13是示出根据本发明的第五实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图。
图14是示出根据本发明的第五实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
图15是示出根据本发明的第六实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的具有产生振动和声音二者的线性致动器的移动设备的优选实施方式。
图3示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的具有线性致动器的移动设备。该移动设备包括用于限定外观的壳体10、用于向用户提供视觉效果的显示面板30、以及用于保护显示面板30的钢化玻璃20，线性致动器100被布置在壳体10中。
图4示意性地示出了根据本发明的另一实施方式的具有线性致动器的移动设备。该移动设备包括用于限定外观的壳体10、用于向用户提供视觉效果的显示面板30、用于保护显示面板30的钢化玻璃20、以及在其上布置电子部件的内支架40。
根据本发明的线性致动器产生强振动功率，其中其以50Hz至300Hz振动以产生可以由用户感测的可感测振动信号并且以50Hz至20000Hz振动以产生声音信号。由于产生了可以由用户感测的强振动信号，因此线性致动器100被布置在框10和40上，而不是布置在可能因振动而损坏的显示面板30上。这里，框10和40包括用于限定外观的壳体10和在其上布置电子部件的内支架40。与激励显示面板30产生仅声音的线性致动器相比，执行振动功能的线性致动器应提供强的振动功率，这可能损坏显示面板30。这就是为什么线性致动器100被布置在框10和40上，而不是被布置在显示面板30上的原因。
图5是示出根据本发明的第一实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图，并且图6是示出根据本发明的第一实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
在根据本发明的第一实施方式的设置在移动设备中的线性致动器中，部件被布置在通过将具有底表面和侧壁的下壳体112和限定顶表面的上壳体114耦接而形成的壳体中。形成定子的多个扁平线圈122和124附接至下壳体112和上壳体114的内表面，即下壳体112的顶表面和上壳体114的底表面。附接至下壳体112和上壳体114的线圈122和124成对地附接，并且形成一对的线圈被布置在同一Z轴上。在本发明的第一实施方式中，存在三对扁平线圈122和124，但也可以存在两对或四对扁平线圈122和124。尽管未示出，但是用于将信号传送至线圈122和124的PCB或配线可以布置在壳体112和114的内表面上。
永磁体132设置在与扁平线圈122和124的轴相同的轴上，作为能够与扁平线圈122和124产生相互电磁力的振动器。永磁体132的数量与扁平线圈122和124的对的数量相同，即三个。另外，设置有固定地结合永磁体132的非磁性本体142，以在永磁体132由于与扁平线圈122和124的相互电磁力而垂直振动时实现一致的行为。非磁性且廉价的高质量SUS材料被用作本体142，但是可以使用任何种类的非磁性材料。还可以在本体142的两端设置虚设块144，来增加振动器的质量以增强振动功率。多个永磁体132、本体142和虚设块144可以被整体地视为振动体。在本发明的第一实施方式中，虚设块144设置在本体142的两端，但如果需要，可以设置在本体142的中央。
此外，用于弹性地支承振动体的弹性构件152和154可以置于振动体与壳体112和114之间。优选地，弹性构件152和154可以布置在振动体的两端，在这种情况下，具有防止振动体在振动时倾斜的优点。在本发明的第一实施方式中，外周附接至壳体112和114并且中心附接至振动体的弹簧被用作弹性构件152和154，其中在中心与外周之间设置有多个桥。另外，弹性构件152和154分别设置在振动体的两端的上侧和下侧，使得弹性构件152和154的数量为四个。然而，可以仅在振动体的两端的下侧设置两个弹性构件152，或者可以仅在振动体的两端的上侧设置两个弹性构件154。此外，弹性构件可以形成为具有弯曲部的V形条带，而不是圆形形状(参见图11)。也就是说，弹性构件的形状、数量和位置可以根据需要变化。因此，可以调节弹性构件的形状、数量和位置，以确定线性致动器的谐振频率。
图7是示出根据本发明的第二实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图，并且图8是示出根据本发明的第二实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。除了扁平线圈232用作振动器并且永磁体222和224用作定子之外，根据本发明的第二实施方式的线性致动器与根据第一实施方式的线性致动器相同。
在根据本发明的第二实施方式的设置在移动设备中的线性致动器中，部件被布置在通过将具有底表面和侧壁的下壳体212与限定顶表面的上壳体214耦接而形成的壳体中。形成定子的多个永磁体222和224附接至下壳体212和上壳体214的内表面，即下壳体212的顶表面和上壳体214的底表面。附接至下壳体212和上壳体214的永磁体222和224成对地附接，并且形成一对的永磁体布置在同一Z轴上。在本发明的第二实施方式中，存在三对永磁体222和224，但是也可以存在两对或四对永磁体222和224。
扁平线圈232作为能够产生相互电磁力的振动器设置在与永磁体222和224的轴相同的轴上。扁平线圈232的数量与永磁体222和224的对的数量相同，即三个。另外，设置有固定地结合扁平线圈232的非磁性本体242，以在扁平线圈232由于与永磁体222和224的相互电磁力而垂直振动时实现一致的行为。非磁性且廉价的高质量SUS材料用作本体242，但是可以使用任何种类的非磁性材料。还可以在本体242的两端设置虚设块244，来增加振动器的质量以增强振动功率。多个扁平线圈232、本体242和虚设块244可以被整体地视为振动体。
此外，用于弹性地支承振动体的弹性构件252和254可以置于振动体与壳体212和214之间。优选地，弹性构件252和254可以布置在振动体的两端，在这种情况下，具有防止振动体在振动时倾斜的优点。在本发明的第二实施方式中，外周附接至壳体212和214并且中心附接至振动体的弹簧被用作弹性构件252和254，其中在中心与外周之间设置有多个桥。另外，弹性构件252和254分别设置在振动体的两端的上侧和下侧，使得弹性构件252和254的数量为四个。然而，可以仅在振动体的两端的下侧设置两个弹性构件252，或者可以仅在振动体的两端的上侧设置两个弹性构件254。此外，弹性构件252和254可以形成为具有弯曲部的V形条带，而不是圆形形状(参见图11)。也就是说，弹性构件252和254的形状、数量和位置可以根据需要变化。因此，可以调节弹性构件252和254的形状、数量和位置，以确定线性致动器的谐振频率。
图9是示出根据本发明的第三实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图，并且图10是示出根据本发明的第三实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
在根据本发明的第三实施方式的设置在移动设备中的线性致动器中，部件被布置在通过将具有底表面和侧壁的下壳体312与限定顶表面的上壳体314耦接而形成的壳体中。形成定子的多个音圈322附接至下壳体112的底表面。在本发明的第三实施方式中，存在三个音圈322，但是也可以存在两个或四个或更多个音圈322。
由轭332、永磁体334和顶板336组成的磁路作为能够产生相互电磁力的振动器设置在与音圈322的轴相同的轴上。永磁体334附接至轭332，并且顶板336附接至永磁体334。轭332具有与永磁体334附接的顶表面和从顶表面向下弯曲的侧表面。轭332的顶表面大于永磁体334的面积，使得轭332的侧表面与永磁体334之间存在气隙。音圈322的上端位于轭332与永磁体334之间的气隙中，结果，当信号被传送至音圈322时，振动器由于相互的电磁力而振动。磁路332、334和336的数量与音圈322的数量相同，即三个。
另外，设置有固定地结合多个磁路332、334和336的非磁性本体342，以在磁路332、334和336由于与音圈322的相互电磁力而垂直振动时实现一致的行为。非磁性且廉价的高质量SUS材料用作本体342，但是可以使用任何种类的非磁性材料。还可以在本体342的两端设置虚设块344，来增加振动器的质量以增强振动功率。多个磁路332、334和336、本体342和虚设块344可以被整体地视为振动体。
此外，用于弹性地支承振动体的弹性构件352可以置于振动体与上壳体314之间。在本发明的第三实施方式中，弹性构件352置于每个振动器与上壳体314之间，使得弹性构件352的数量为三个。外周附接至上壳体314并且中心附接至轭332的弹簧被用作弹簧构件352，其中在中心与外周之间设置有多个桥。然而，可以分别在振动体两端的上侧和下侧上设置四个弹性构件，可以仅在振动体的两端的下侧设置两个弹性构件，或者可以仅在振动体的两端的上侧设置两个弹性构件。此外，弹性构件可以形成为具有弯曲部的V形条带，而不是圆形形状(参见图11)。也就是说，弹性构件的形状、数量和位置可以根据需要变化。因此，可以调节弹性构件的形状、数量和位置，以确定线性致动器的谐振频率。
图11是示出根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图，并且图12是示出根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器包括与根据本发明的第三实施方式的线性致动器的磁路相同的磁路，不同之处在于音圈322和322a交替地附接至下壳体312和上壳体314，这导致布置磁路的不同方法。另外，弹性构件352a和354a的位置和形状与第三实施方式的不同。
根据本发明的第四实施方式的设置在移动设备中的线性致动器包括三个音圈322和322a以及三个磁路332、332a、334、334a、336和336a。与第三实施方式中一样，位于两侧的音圈322附接至下壳体312。另外，在与位于两侧的音圈322相互作用的磁路332、334和336中，轭332具有与永磁体334附接的顶表面和从顶表面向下弯曲的侧表面，如在第三实施方式中一样。
然而，位于中心的音圈322a附接至上壳体314，并且与位于两侧的轭332不同，轭332a具有底表面和从底表面向上弯曲的侧表面。永磁体334a附接在轭332a上，并且顶板336a附接在永磁体334a上。
根据本发明的第四实施方式，当存在两个音圈322和322a以及两个磁路332、332a、334、334a、336和336a时，音圈322和322a可以交替地位于上侧和下侧，并且当存在四个或更多个音圈322和322a以及四个或更多个磁路332、332a、334、334a、336和336a时，音圈322和322a可以交替地位于上侧、下侧、上侧和下侧。
另外，设置有固定地结合多个磁路332、332a、334、334a、336和336a的非磁性本体342，以在磁路332、332a、334、334a、336和336a由于与音圈322和322a的相互电磁力而垂直振动时实现一致的行为。非磁性且廉价的高质量SUS材料用作本体342，但是可以使用任何种类的非磁性材料。还可以在本体342的两端设置虚设块344，来增加振动器的质量以增强振动功率。多个磁路332、332a、334、334a、336和336a、本体342和虚设块344可以被整体地视为振动体。
此外，用于弹性地支承振动体的弹性构件352a和354a可以置于振动体与上壳体314之间。在本发明的第四实施方式中，弹性构件352a和354a置于本体342与壳体312和314之间，使得弹性构件352a和354a的数量为四个。此外，弹性构件352a和354a是形成为具有弯曲部的V形条带的弹簧。为了便于定位V形弹性构件352a和354a，本体342可以包括在虚设块344外部的弹性构件支承部342a。两个弹性构件352a可以仅设置在振动体的两端的下侧，或两个弹性构件354a可以仅设置在振动体的两端的上侧。也就是说，弹性构件的形状、数量和位置可以根据需要变化。因此，可以调节弹性构件的形状、数量和位置，以确定线性致动器的谐振频率。
图13是示出根据本发明的第五实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的分解图，并且图14是示出根据本发明的第五实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。
在根据本发明的第五实施方式的设置在移动设备中的线性致动器中，部件被布置在通过将具有底表面和侧壁的下壳体412与限定顶表面的上壳体414耦接而形成的壳体中。形成定子的多个极靴(pole piece)422和缠绕在各个极靴422周围的线圈424附接至下壳体412的底表面。优选地，顶板426进一步附接至极靴422和线圈424的顶表面。在本发明的第五实施方式中，存在三个定子422、424和426，但也可以存在两个或四个或更多个定子422、424和426。
环形永磁体432作为能够产生相互电磁力的振动器设置在与定子422、424和426的轴相同的轴上，环形永磁体432与定子422、424和426之间具有气隙。永磁体432的数量与定子422、424和426的数量相同，即三个。
另外，设置有固定地结合永磁体432的非磁性本体442，以在永磁体432由于与定子422、424和426的相互电磁力而垂直振动时实现一致的行为。非磁性且廉价的高质量SUS材料用作本体442，但是可以使用任何种类的非磁性材料。还可以在本体442的两端设置虚设块444，来增加振动器的质量以增强振动功率。多个永磁体432、本体442和虚设块444可以被整体地视为振动体。
此外，用于弹性地支承振动体的弹性构件452可以置于振动体与下壳体412之间。在本发明的第五实施方式中，弹性构件452置于振动体的两端与下壳体412之间，使得弹性构件452的数量为两个。然而，可以相应地在振动体的两端的上侧和下侧设置四个弹性构件，或者可以仅在振动体的两端的上侧设置两个弹性构件。同样在第五实施方式中，使用形成为具有弯曲部的V形条带的弹簧，但是可以使用各种弹簧，例如片簧或螺旋弹簧。也就是说，弹性构件的形状、数量和位置可以根据需要变化。因此，可以调节弹性构件的形状、数量和位置，以确定线性致动器的谐振频率。
图15是示出根据本发明的第六实施方式的设置在移动设备中的线性致动器的截面图。除了弹性构件的形状、数量和位置之外，本发明的第六实施方式的部件的形状和位置与第五实施方式的相同。
在本发明的第六实施方式中，弹性构件452a是外周附接至下壳体412并且中心附接至振动体的弹簧，在中心与外周之间设置有多个弹性桥。弹性构件452a设置在振动体与下壳体412之间，并且设置在振动体的两端与定子422、424和426之间，使得弹性构件452a的数量为四个。如前所述，可以根据需要调节弹性构件的形状、数量和位置，以调节线性致动器的谐振频率。

Claims (13)

1.一种具有产生振动和声音的线性致动器的移动设备，包括：
显示面板和框；以及
布置在所述移动设备的所述框上的线性致动器，以50Hz至300Hz振动来产生可感测振动信号，或者以50Hz至20000Hz振动以直接使所述移动设备振动来产生声音信号。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述线性致动器包括：壳体；附接在所述壳体中的多个定子；多个振动器，由于与各个定子的相互电磁力而垂直振动；用于固定所述多个振动器的本体；以及布置在所述壳体中以引导所述本体的振动的弹性构件。
3.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述本体还包括虚设块。
4.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述定子是扁平线圈，并且所述振动器是永磁体。
5.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述定子是永磁体，并且所述振动器是扁平线圈。
6.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述振动器包括耦接至所述本体的轭和附接在所述轭上的永磁体，并且所述定子是设置在所述轭与所述永磁体之间的气隙中的音圈。
7.根据权利要求6所述的移动设备，其中，所述多个音圈交替地附接至所述壳体的顶表面和底表面，并且所述振动器的所述轭和所述永磁体设置在所述本体上，对应于附接所述音圈的所述表面。
8.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述定子包括极靴和缠绕在所述极靴周围的线圈，并且所述振动器是与所述定子间隔开地围绕所述定子的环形永磁体。
9.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述弹性构件设置在所述本体的一侧。
10.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述弹性构件设置在所述本体的两侧。
11.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述弹性构件设置在所述本体的两端。
12.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述弹性构件设置在所述本体的两端与所述各个定子之间。
13.根据权利要求2所述的移动设备，其中，所述弹性构件设置在各个振动器与所述壳体之间。
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