CN209057357U - 屏幕振动发声装置和电子产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种屏幕振动发声装置和电子产品。该屏幕振动发声装置包括：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，所述驱动组件包括线圈和磁体组，所述线圈与所述屏幕或固定件的其中之一固定连接，所述磁体组与所述屏幕和固定件中不与线圈固定连接的一个固定连接；所述线圈由导线沿一个方向绕制呈封闭的环形结构，所述线圈的轴线垂直于所述屏幕的表面，所述磁体组的各磁体之间形成有磁间隙，所述磁间隙中具有磁场，所述线圈伸入所述磁间隙中，所述线圈被配置为能通入交变的电流信号，所述线圈穿过所述磁体组产生的磁场，所述磁体组与线圈之间产生垂直于所述屏幕的表面的安培力；所述驱动组件被配置为能驱动所述屏幕相对于所述固定件振动发声。

Description

屏幕振动发声装置和电子产品

技术领域

本实用新型电子产品技术领域，具体地，涉及一种屏幕振动发声装置和电子产品。

背景技术

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。

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。

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。

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。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种屏幕振动发声的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种屏幕振动发声装置，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，所述驱动组件包括线圈和磁体组，所述线圈与所述屏幕或固定件的其中之一固定连接，所述磁体组与所述屏幕和固定件中不与线圈固定连接的一个固定连接；

所述线圈由导线沿一个方向绕制呈封闭的环形结构，所述线圈的轴线垂直于所述屏幕的表面，所述磁体组的各磁体之间形成有磁间隙，所述磁间隙中具有磁场，所述线圈伸入所述磁间隙中，所述线圈被配置为能通入交变的电流信号，所述线圈穿过所述磁体组产生的磁场，所述磁体组与线圈之间产生垂直于所述屏幕的表面的安培力；

所述驱动组件被配置为能驱动所述屏幕相对于所述固定件振动发声。

可选地，所述磁体组包括中心磁体和边磁体，所述边磁体设置在所述中心磁体周围的位置处，所述磁间隙形成在所述边磁体与所述中心磁体之间。

可选地，所述边磁体呈环形，所述边磁体环绕所述中心磁体。

可选地，所述磁体组中各个磁体的磁极方向垂直于所述屏幕的表面，位于所述磁间隙两侧的磁体的磁极方向相反。

可选地，所述驱动组件还包括导磁板，所述导磁板盖设在所述磁体的朝向所述屏幕的表面和/或背离于所述屏幕的表面上，所述导磁板被配置为将所述磁体产生的磁场向所述磁间隙中集中。

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。

可选地，所述线路板夹设在所述线圈与线圈所固定在的振动组件之间。

可选地，包括至少两组驱动组件。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种电子产品，包括：

上述屏幕振动发声装置；

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。

可选地，所述固定部为所述产品主体内的中框或侧壁。

根据本公开的一个实施例，能够直接驱动屏幕振动发声，简化了屏幕振动发声的结构。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型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实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

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；

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；

图3是本实用新型提供的屏幕振动发声装置的侧面剖视示意图；

图4是本实用新型提供的屏幕振动发声装置的部分部件的侧面示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。

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，决不作为对本实用新型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。

本实用新型提供了一种屏幕振动发声装置，该发声装置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和磁体组。所述线圈21由导线沿一个方向绕制呈封闭的环形结构线圈21固定在屏幕11或固定件12的其中之一上，磁体组则固定在屏幕11或固定件12中未设置线圈21的那一个上。在如图3、4所示的实施方式中，线圈21固定连接在屏幕11上，而磁体组则固定连接在固定件12上。在其它实施方式中，所述线圈可以固定连接在所述固定件上，所述磁体组则固定在所述屏幕上。

呈封闭环状的线圈21自身具有轴线，在本实用新型的实施方式中，所述线圈21的轴线垂直于所述屏幕11的表面，如图3所示，所述线圈21相对于所述屏幕11呈横向放置的姿态。所述磁体组中则包括了至少两个磁体22。各所述磁体22之间形成有磁间隙220，各磁体22在磁间隙220中形成磁场，磁间隙220中的磁场是从一侧的磁体22向另一侧的磁体22延伸的。如图3、4所示，所述磁间隙220的开口朝向所述线圈21，以使所述线圈21能够伸入到所述磁间隙220中。所述线圈21中被配置为能通入交变的电流信号，通有电流信号的线圈21穿过所述磁间隙220中的磁场，从而使得线圈21与磁体22之间能够产生安培力。由于磁间隙220中的磁场方向平行于所述屏幕11的表面，因此，产生的安培力的方向也垂直于所述屏幕11的表面。

由于线圈和磁体组分别设置在屏幕和固定件上，而线圈内通入的电流信号为交变的信号，因此所产生的安培力的方向也是交替反向变化的。安培力能够通过驱动组件直接传递到屏幕上。如图3所示，线圈21受到安培力后能够直接带动屏幕11。上述安培力会使屏幕11与固定件12之间产生相对位移，进而使屏幕相对于固定部振动发声。

本实用新型提供的屏幕振动发声装置相对于现有技术结构更简单、在垂直于屏幕的表面的方向上占用的空间更少。进一步地，本实用新型提供的屏幕振动发声装置能够直接驱动屏幕振动。以图3所示的实施方式为例，线圈21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，屏幕在受到安培力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，线圈21对应于各磁体22之间的磁间隙220处，所述磁体22位于所述线圈21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。

综合以上优点，本实用新型提供的屏幕振动发声装置在减少零部件、简化结构的同时，显著降低了驱动组件在振动方向上占用的空间，适用于手机等电子产品的轻薄化设计需求。

可选地，所述磁体组包括中心磁体和边磁体，所述中心磁体和边磁体均设置在同一个振动组件的部件上。所述边磁体设置在所述中心磁体周围的位置处，例如，磁体组可以包括三个磁体，分别为两块边磁体和一块中心磁体。两块所述边磁体分别设置在所述中心磁体的两侧的对称位置，例如图3所示，所述边磁体位于所述中心磁体的左侧和右侧。所述磁间隙220形成在所述边磁体与所述中心磁体之间。所述中心磁体位于所述线圈所环绕的区域内，所述边磁体则位于所述线圈所环绕的区域之外。音圈至少有一部分区域能够渗入到边磁体与中心磁体之间的磁间隙中，即穿过中心磁体与边磁体之间的磁场。在图3所示的实施方式中，边磁体处在中心磁体两侧的对称位置，与线圈21之间产生的安培力也是对称的，能够更好的提高屏幕振动的声学性能。

优选地，所述边磁体呈环形结构，边磁体环绕设置在所述中心磁体周围，在所述中心磁体的周围形成360度环绕的磁间隙。所述线圈则能够在其自身的周向上完整的伸入至所述磁间隙中。这种实施方式的优点在于，线圈在通入电流信号时，其各个位置都能够受到安培力的作用，线圈整体的受力更平衡、均匀，从而提高屏幕振动的稳定性，防止屏幕偏振、降低声音失真。

优选地，所述磁体组中的各个磁体的磁极方向均垂直于所述屏幕的表面。而位于所述磁间隙两侧的两个磁体的磁极方向是相反的。如图4所示，位于中间的磁体22的S极朝向屏幕11，N极背离于屏幕11。位于左侧和右侧的磁体22与中间的磁体22之间形成有磁间隙220，而左右两侧的磁体22的N极朝向屏幕11，S即背离于屏幕11。在这种实施方式中，各个磁体22的靠近屏幕11的磁极之间能够形成强度高、方向平行于屏幕11的表面的磁场，线圈只要伸入磁间隙就能够穿过磁场。通过这种设计方案，能够有效提高磁场的利用率，提高磁场转化成安培力的效率。而且，尽量减少线圈伸入磁间隙中的深度，避免线圈与磁体组之间发生碰撞。

优选地，所述驱动组件还可以包括导磁板22，所述导磁板22可以贴附设置在所述磁体22上，从而对磁体22产生的磁场形成收束、集中的作用。所述导磁板22盖设在所述磁体22的朝向所述屏幕11的表面和/或背离于所述屏幕11的表面上，以使磁体产生的磁场向所述磁间隙220中集中。例如，在图3所示的实施方式中，所述磁体22的上侧和下侧都可以设置有导磁板22。所述导磁板22通常设置在磁体22的远离所述线圈21的一侧，或者其它不朝向线圈21的表面上。

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，以使线圈与磁体之间能够形成安培力。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24贴附在所述屏幕11的内表面上，所述音圈也固定连接在所述屏幕11的内表面上。

优选地，所述线路板24夹设在所述线圈21与所述线圈21所固定在的振动组件之间。如图3所示，这种设计方式能够节省空间，同时通过线路板24在线圈21与屏幕11之间形成缓冲。降低因线圈21与磁体组之间产生的安培力较大，对屏幕11造成损伤。

优选地，屏幕驱动发声装置包括了两组驱动组件。在其它实施方式中，还可以包括更多组驱动组件。对应于一组振动组件，可以至少在屏幕的不同位置配置两组驱动组件，这种实施方式使得屏幕与固定件之间产生的安培力更均衡，屏幕在均匀的安培力作用下产生振动，振动稳定性更好、屏幕不易损坏，并且声学性能更好。

本实用新型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，本实用新型不对此进行限制。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。所述磁体固定设置在产品主体上相当于固定件的一个部件上，所述线圈则固定设置在所述屏幕上。通过驱动组件产生的安培力，能够驱使屏幕振动发声。本实用新型提供的电子产品因采用了本实用新型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。进一步地，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。

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。

虽然已经通过例子对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

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，所述驱动组件包括线圈和磁体组，所述线圈与所述屏幕或固定件的其中之一固定连接，所述磁体组与所述屏幕和固定件中不与线圈固定连接的一个固定连接；

所述线圈由导线沿一个方向绕制呈封闭的环形结构，所述线圈的轴线垂直于所述屏幕的表面，所述磁体组的各磁体之间形成有磁间隙，所述磁间隙中具有磁场，所述线圈伸入所述磁间隙中，所述线圈被配置为能通入交变的电流信号，所述线圈穿过所述磁体组产生的磁场，所述磁体组与线圈之间产生垂直于所述屏幕的表面的安培力；

所述驱动组件被配置为能驱动所述屏幕相对于所述固定件振动发声。

2.根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置，其特征在于，所述磁体组包括中心磁体和边磁体，所述边磁体设置在所述中心磁体周围的位置处，所述磁间隙形成在所述边磁体与所述中心磁体之间。

3.根据权利要求2所述的屏幕振动发声装置，其特征在于，所述边磁体呈环形，所述边磁体环绕所述中心磁体。

4.根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置，其特征在于，所述磁体组中各个磁体的磁极方向垂直于所述屏幕的表面，位于所述磁间隙两侧的磁体的磁极方向相反。

5.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，所述导磁板盖设在所述磁体的朝向所述屏幕的表面和/或背离于所述屏幕的表面上，所述导磁板被配置为将所述磁体产生的磁场向所述磁间隙中集中。

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。

7.根据权利要求6所述的屏幕振动发声装置，其特征在于，所述线路板夹设在所述线圈与线圈所固定在的振动组件之间。

8.根据权利要求1所述的屏幕振动发声装置，其特征在于，包括至少两组驱动组件。

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。

10.根据权利要求9所述的电子产品，其特征在于，所述固定件为所述产品主体内的中框或侧壁。