WO2018233396A1 - 一种扬声器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种扬声器及电子设备，其中扬声器包括：外壳，固定设置于外壳内的至少一个第一磁体单元，以及与每个第一磁体单元相对设置的第二磁体单元；其中，相对设置的第一磁体单元和第二磁体单元靠近的两个磁极相互排斥；扬声器还包括振膜，振膜固定设置于外壳内，且位于第一磁体单元和第二磁体单元之间；扬声器还包括线圈，线圈固定设置于振膜上，线圈包括至少一个受力段，线圈在通电时，磁场对所有受力段的作用力方向相同；外壳开设有至少一个出声孔。

Description

一种扬声器及电子设备

相关申请的交叉引用

本申请主张在2017年6月20日在中国提交的中国专利申请号No.201710470128.8的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种扬声器及电子设备。

背景技术

现有的动圈式扬声器一般由线圈(即音圈)、膜片、中心磁体、周边磁体和支架等装配形成。现有动圈式扬声器的线圈需要设置于中心磁体和周边磁体所夹的空间内，该结构对于线圈与中心磁体的同心度要求较高。若线圈与中心磁体的同心度不良，则线圈在振动过程中容易与中心磁体或周边磁体触碰，从而导致扬声器容易出现干扰性杂音。

发明内容

本公开实施例提供一种扬声器及电子设备，以解决现有扬声器因线圈与磁体触碰而导致扬声器产生杂音的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种扬声器，包括：外壳，固定设置于所述外壳内的至少一个第一磁体单元，以及与每个所述第一磁体单元相对设置的第二磁体单元；其中，相对设置的所述第一磁体单元和所述第二磁体单元靠近的两个磁极相互排斥；所述扬声器还包括振膜，所述振膜固定设置于所述外壳内，且位于所述第一磁体单元和所述第二磁体单元之间；所述扬声器还包括线圈，所述线圈固定设置于所述振膜上，所述线圈包括至少一个受力段，所述线圈在通电时，磁场对所有所述受力段的作用力方向相同；所述外壳开设有至少一个出声孔。

第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括电子设备本体、电路板和上述扬声器，所述扬声器固定设置于所述电子设备本体上，所述扬 声器的所述线圈与所述电路板电性连接。

这样，本公开实施例的扬声器通过采用相对设置的两个磁体单元，形成与振膜基本平行的磁场，该磁场可以产生使振膜上下振动的安培力，从而实现扬声器的发声。由于将振膜设置于两个相对的磁体单元之间，振膜振动时线圈很难触碰到磁体。可见，本公开实施例能够降低线圈与磁体触碰的可能性，减少扬声器产生干扰性杂音。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对本公开实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是现有扬声器的结构和工作原理示意图；

图2是本公开实施例提供的扬声器的结构示意图；

图3-1是本公开实施例提供的扬声器磁体单元的设置方式；

图3-2是本公开实施例提供的扬声器磁体单元的设置方式；

图3-3是本公开实施例提供的扬声器磁体单元的设置方式；

图3-4是本公开实施例提供的扬声器磁体单元的设置方式；

图4是本公开实施例提供的扬声器两磁体单元截面处的磁路仿真示意图；

图5-1是本公开实施例提供的扬声器线圈在振膜上的设置方式；

图5-2是本公开实施例提供的扬声器线圈在振膜上的设置方式；

图5-3是本公开实施例提供的扬声器线圈在振膜上的设置方式；

图6是本公开实施例提供的扬声器线圈在振膜上的设置方式；

图7是本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1所示，图1是现有动圈式扬声器的结构和工作原理示意图，现有动圈式扬声器的线圈11设置于中心磁体12与周边磁体13之间的空间内，线圈11在中心磁体12和周边磁体13产生的磁场作用下上下振动，从而带动位于线圈11上方的振膜振动发声。

为了使线圈11各处受到的安培力一致或平衡，线圈11需要与中心磁体12保持良好的同心度。若线圈11与中心磁体12的同心度不一致，线圈11在振动时容易偏离中心轴，可能导致线圈11与中心磁体12或周边磁体13触碰，从而使扬声器发出干扰性杂音。

此外，现有动圈式扬声器的线圈11粘接于振膜上，由于线圈11的卷线一般很薄，所以线圈11与振膜的粘接面积很小，线圈11带动振膜振动时，由于振膜的受力面积小，在高频部分容易出现比较明显的非线性失真。

为解决上述问题，如图2所示，本公开实施例提供一种扬声器，包括：外壳21，固定设置于外壳21内的至少一个第一磁体单元22，以及与每个第一磁体单元22相对设置的第二磁体单元23；其中，相对设置的第一磁体单元22和第二磁体单元23靠近的两个磁极相互排斥；扬声器还包括振膜24，振膜24固定设置于外壳21内，且位于第一磁体单元22和第二磁体单元23之间；扬声器还包括线圈25，线圈25固定设置于振膜24上，线圈25包括至少一个受力段251，线圈25在通电时，磁场对所有受力段251的作用力方向相同；外壳21开设有至少一个出声孔211。

其中，第一磁体单元22可以包括至少一个单磁体，该单磁体可以包括但不限于条形磁体、环形磁体或U形磁体。第二磁体单元23可以包括至少一个单磁体，该单磁体可以包括但不限于条形磁体、环形磁体或U形磁体。

第一磁体单元22和第二磁体单元23相对且一一对应设置，其对应设置的方式需要满足，相对设置的第一磁体单元22和第二磁体单元23靠近的两个磁极相互排斥的条件。其设置方式无法穷举，下面结合图3-1至图3-4进行举例说明。

如图3-1所示，第一磁体单元22包括一个U形磁体，第二磁体单元23包括两个条形磁体，其中一个条形磁体的N极与U形磁体的N极相对，另一 个条形磁体的S极与U形磁体的S极相对。

如图3-2所示，第一磁体单元22包括两个小条形磁体(或环形磁体)，第二磁体单元23包括一个大条形磁体(或环形磁体)，第一磁体单元22的两个小条形磁体(或环形磁体)的N极均与第二磁体单元23的一个大条形磁体(或环形磁体)的N极相对。

如图3-3所示，第一磁体单元22包括一个U形磁体，第二磁体单元23包括一个U形磁体，其中第一磁体单元22的U形磁体的N极与第二磁体单元23的U形磁体的N极相对，第一磁体单元22的U形磁体的S极与第二磁体单元23的U形磁体的S极相对。

如图3-4所示，第一磁体单元22包括两个条形磁体(或环形磁体)，第二磁体单元23包括两个条形磁体(或环形磁体)，第一磁体单元22的第一个条形磁体(或环形磁体)的N极与第二磁体单元23的第一个条形磁体(或环形磁体)的N极相对，第一磁体单元22的第二个条形磁体(或环形磁体)的S极与第二磁体单元23的第二个条形磁体(或环形磁体)的S极相对。

图2中示出了扬声器包括两个第一磁体单元22和两个第二磁体单元23，第一磁体单元22和第二磁体单元23均包括一个条形磁体，且条形磁体的N极相对的形式。

众所周知，磁体外部的磁感线从N极出来进入S极，磁体内部的磁感线从S极到N极，同极性磁极相对时，相对磁极之间的磁感线方向从磁极两侧朝向磁极的中心(S极相对时)，或从磁极的中心朝向磁极两侧(N极相对时)。为了更好地理解本公开实施例的扬声器工作原理，下面对图2中的磁体单元产生的磁场进行磁路仿真。

如图4所示，图4为两磁体单元截面处的磁路仿真示意图，由于第一磁体单元22的N极与第二磁体单元23的N极相对设置，因此，第一磁体单元22与第二磁体单元23之间的磁场大致可以分为从左至右的四个磁感线密集区域，第一个区域的磁感线方向朝左，第二个区域的磁感线方向朝右，第三个区域的磁感线方向朝左，第四个区域的磁感线方向朝右。

根据左手定则，在线圈25通电时，磁场对通电线圈25的安培力方向与磁场和电流的方向均垂直，为了使线圈25所受的安培力最大，线圈25可以 包括至少一个与磁感线方向垂直的受力段251。图2中示出了线圈25包括四个与磁感线方向垂直的受力段251，这四个受力段251分别位于图4中所示的四个磁感线密集区域。

另外，四个受力段251的线圈25在振膜24上设置的方式也多种多样，由于设置方式无法穷举，下面结合图5-1至图5-3，对第一磁体单元22和第二磁体单元23均为条形磁体的情况进行举例说明。

如图5-1所示，线圈25的四个受力段251均为相互独立的单股导线，每个受力段251内分别通有电流。

如图5-2所示，线圈25的四个受力段251均为首尾依次串联连接的单股导线，每个受力段251内通有同一电流。

如图5-3所示，线圈25的四个受力段251均为首尾依次串联连接的三股导线，每个受力段251内通有同一电流。

当然，对于图4所示的具有四个磁感线密集区域的形式而言，线圈25也可以设置一个受力段251、两个受力段251或三个受力段。只不过，具有四个受力段251的线圈25与振膜24的接触面积更大，在线圈25带动振膜24振动时，整个振膜24所受到的力更加均衡，有利于降低扬声器在高频部分出现非线性失真的可能性。

图2中示出的线圈25在振膜24上的设置方式可以是如图5-3所示的设置方式。

需要说明的是，以上线圈25的受力段251均为直导线，其适应于磁体单元为条形磁体的情况。如果磁体单元是环形磁体，则线圈25的受力段251需要设置为环形。如果磁体单元的形状为其它形状，则线圈25的受力段251的形状需要做适应性调整，以使受力段251各处都与磁感线方向垂直。

本公开实施例的扬声器通过采用相对设置的两个磁体单元，形成与振膜基本平行的磁场，该磁场可以产生使振膜上下振动的安培力，从而实现扬声器的发声。由于将振膜设置于两个相对的磁体单元之间，振膜振动时线圈很难触碰到磁体。可见，本公开实施例能够降低线圈与磁体触碰的可能性，减少扬声器产生干扰性杂音。

在一些可选的实施例中，如图5-2、图5-3和图6所示，线圈25包括间 隔设置的至少两个受力段251和至少一个过渡段252，相邻两个受力段251通过一个过渡段252串联。

从上述分析可知，每两个相对的磁体单元至少可以产生两个磁感线密集区域，一方面，为了尽可能地提高磁场对线圈25的安培力，线圈25可以包括间隔设置的至少两个受力段251。另一方面，线圈25包括的受力段251越多，线圈25整体所受的安培力越大，线圈25与振膜24的接触面积也越大，振膜24所受到的力更加均衡。

在线圈25包括至少两个受力段251时，受力段251既可以以如图5-1的方式设置，但该方式下，每个受力段251需要单独接通电流，加大了设计复杂程度。考虑到上述原因，本公开实施方式中，受力段251可以以如图5-2、图5-3和图6所示的方式设置，该方式下，相邻两个受力段251之间通过一个过渡段252串联，同一电流依次流通每个受力段251。

在一些可选的实施例中，如图6所示，过渡段252与受力段251垂直设置。

根据左右定则，在电流方向与磁场方向平行时，不受安培力。鉴于此，本公开实施方式中，过渡段252可以与受力段251垂直，这样，过渡段252受到的安培力几乎为零，过渡段252受到的安培力对振膜24的影响可以忽略不计，进一步确保振膜24在同一时刻的振动方向一致。

在一些可选的实施例中，如图2、图5-3和图6所示，每个受力段251包括至少两股导线，至少两股导线并排设置和/或堆叠设置。

为了增加线圈25所受的安培力，每个受力段251可以包括至少两股导线，图2、图5-3和图6中示出的是受力段251包括三股导线的情况。在每个受力段251包括至少两股导线时，至少两股导线可以并排设置，即图2、图5-3和图6中示出的情况。至少两股导线还可以堆叠设置，还可以是既并排设置又堆叠设置。

在一些可选的实施例中，如图2所示，受力段251设置于磁感线密集区域。

为了增加线圈25所受的安培力，受力段251最好处于磁感线密集区域(或磁场强度较强的区域)。从图4的磁路仿真示意图可知，磁感线密集区域不在 磁极的正中间，而是在磁极边缘对应的区域，即图2中受力段251所在的区域。

在一些可选的实施例中，如图2所示，振膜24位于第一磁体单元22和第二磁体单元23的正中间。

考虑到第一磁体单元22和第二磁体单元23之间的正中间位置为磁感线分布最均匀的区域，因此，振膜24可以设置在第一磁体单元22和第二磁体单元23的正中间，这样，振膜24上的线圈25受到的向上的安培力与受到的向下的安培力相差微小，能够减小线圈25或振膜24长期受力不均衡而变形的风险。此外，将振膜24设置于第一磁体单元22和第二磁体单元23的正中间，使得线圈25至两磁体单元的距离一致，进一步降低线圈25与磁体触碰的可能性。

在一些可选的实施例中，第一磁体单元22中相同极性的磁极朝向相同。

第一磁体单元22的相同极性的磁极朝向相同，即第二磁体单元23的相同极性的磁极朝向相同。以图2所示的条形磁体为例，两个第一磁体单元22的N极均与相应的第二磁体单元23的N极相对设置。将第一磁体单元22中相同极性的磁极朝向相同，使得磁体单元产生的磁场具有更佳的一致性，可以避免相邻磁体单元之间对磁感线的走向产生任何干扰。

在一些可选的实施例中，振膜24包括至少两层堆叠的膜片，线圈25固定设置于任意两层相邻的膜片之间。

线圈25可以通过粘接的方式固定设置于振膜24上，也可以通过嵌设的方式固定设置于振膜24上。本公开实施方式中，振膜24可以包括至少两层堆叠的膜片，线圈25可以固定设置于任意两层相邻的膜片之间。该实施方式中，线圈25不外露，提高了线圈25与振膜24之间的稳定性和可靠性。

在一些可选的实施例中，如图2所示，外壳21的内壁设置有磁体容置槽212，第一磁体单元22和/或第二磁体单元23嵌设于磁体容置槽212内。

本公开实施方式中，将磁体单元嵌设于磁体容置槽212内，便于磁体单元的装配，提高磁体单元与外壳21的稳定性。

在一些可选的实施例中，如图2所示，扬声器还包括覆盖出声孔211的透声层26。

本公开实施方式中，扬声器还可以包括覆盖出声孔211的透声层26，该透声层26可以起到调音的作用，可以根据调音的需求，选择具有相同或不同声阻的材质，该透声层26还可以起到防尘的作用。

在一些可选的实施例中，如图2所示，外壳21包括第一壳体213和第二壳体214，其中，第一磁体单元22可以固定设置于第一壳体213上，第二磁体单元23可以固定设置于第二壳体214上。第一壳体213和第二壳体214采用螺钉等连接件固定连接，或者还可以采用其它的铆合结构进行固定连接。

此外，本公开实施例还涉及一种电子设备，包括电子设备本体、电路板和上述扬声器，扬声器固定设置于电子设备本体上，扬声器的线圈与电路板电性连接。

上述电子设备可以包括：手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、喇叭、音箱、数码相机、膝上型便携计算机、车载电脑、台式计算机、机顶盒、智能电视机、可穿戴设备中的至少一项。

参见图7，图7是本公开实施提供的电子设备的结构图。

如图7所示，电子设备700包括射频(Radio Frequency，RF)电路710、存储器720、输入单元730、显示单元740、处理器750、音频电路760、通信模块770、电源780、扬声器790。

其中，扬声器790包括：外壳，固定设置于所述外壳内的至少一个第一磁体单元，以及与每个所述第一磁体单元一一对应设置的第二磁体单元；所述第一磁体单元和所述第二磁体单元相对的磁极相互排斥；所述扬声器790还包括振膜，所述振膜固定设置于所述外壳内，且位于所述第一磁体单元和所述第二磁体单元之间；所述扬声器790还包括线圈，所述线圈固定设置于所述振膜上，所述线圈包括至少一个受力段，所述线圈在通电时，磁场对所有所述受力段的作用力方向相同；所述外壳开设有至少一个出声孔。

在一些可选的实施例中，所述线圈包括间隔设置的至少两个受力段和至少一个过渡段，任意相邻两个受力段通过一个过渡段串联。

在一些可选的实施例中，所述过渡段与所述受力段垂直设置。

在一些可选的实施例中，每个所述受力段包括至少两股导线，所述至少两股导线并排设置和/或堆叠设置。

在一些可选的实施例中，所述受力段设置于磁感线密集区域。

在一些可选的实施例中，所述振膜位于所述第一磁体单元和所述第二磁体单元的正中间。

在一些可选的实施例中，所述第一磁体单元中相同极性的磁极朝向相同。

在一些可选的实施例中，所述振膜包括至少两层堆叠的膜片，所述线圈固定设置于任意两层相邻的膜片之间。

在一些可选的实施例中，所述第一磁体单元包括条形磁体、环形磁体或U形磁体中的至少一项。

在一些可选的实施例中，所述外壳的内壁设置有磁体容置槽，所述第一磁体单元和/或所述第二磁体单元嵌设于所述磁体容置槽内。

在一些可选的实施例中，所述扬声器还包括覆盖所述出声孔的透声层。

其中，输入单元730可用于接收用户输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备700的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地，本公开实施例中，该输入单元730可以包括触控面板731。触控面板731，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板731上的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。在一些可选的实施例中，触控面板731可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给该处理器750，并能接收处理器750发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板731。除了触控面板731，输入单元730还可以包括其他输入设备732，其他输入设备732可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

其中，显示单元740可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及电子设备700的各种菜单界面。显示单元740可包括显示面板741，在一些可选的实施例中，可以采用LCD或有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)等形式来配置显示面板741。

应注意，触控面板731可以覆盖显示面板741，形成触摸显示屏，当该触摸显示屏检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器750以确定触摸事件的类型，随后处理器750根据触摸事件的类型在触摸显示屏上提供相应的视觉输出。

触摸显示屏包括应用程序界面显示区及常用控件显示区。该应用程序界面显示区及该常用控件显示区的排列方式并不限定，可以为上下排列、左右排列等可以区分两个显示区的排列方式。该应用程序界面显示区可以用于显示应用程序的界面。每一个界面可以包含至少一个应用程序的图标和/或widget桌面控件等界面元素。该应用程序界面显示区也可以为不包含任何内容的空界面。该常用控件显示区用于显示使用率较高的控件，例如，设置按钮、界面编号、滚动条、电话本图标等应用程序图标等。

其中处理器750是电子设备700的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分，通过运行或执行存储在第一存储器721内的软件程序和/或模块，以及调用存储在第二存储器722内的数据，执行电子设备700的各种功能和处理数据，从而对电子设备700进行整体监控。在一些可选的实施例中，处理器750可包括一个或多个处理单元。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1. 一种扬声器，包括：外壳，固定设置于所述外壳内的至少一个第一磁体单元，以及与每个所述第一磁体单元相对设置的第二磁体单元；其中，相对设置的所述第一磁体单元和所述第二磁体单元靠近的两个磁极相互排斥；

   所述扬声器还包括振膜，所述振膜固定设置于所述外壳内，且位于所述第一磁体单元和所述第二磁体单元之间；

   所述扬声器还包括线圈，所述线圈固定设置于所述振膜上，所述线圈包括至少一个受力段，所述线圈在通电时，磁场对所有所述受力段的作用力方向相同；

   所述外壳开设有至少一个出声孔。
2. 根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述线圈包括间隔设置的至少两个受力段和至少一个过渡段，任意相邻两个受力段通过一个过渡段串联。
3. 根据权利要求2所述的扬声器，其中，所述过渡段与所述受力段垂直设置。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，每个所述受力段包括至少两股导线，所述至少两股导线并排设置和/或堆叠设置。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述受力段设置于磁感线密集区域。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述振膜位于所述第一磁体单元和所述第二磁体单元的正中间。
7. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述第一磁体单元中相同极性的磁极朝向相同。
8. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述振膜包括至少两层堆叠的膜片，所述线圈固定设置于任意两层相邻的膜片之间。
9. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述第一磁体单元包括条形磁体、环形磁体或U形磁体中的至少一项。
10. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述外壳的内壁设置有磁体容置槽，所述第一磁体单元和/或所述第二磁体单元嵌设于所述 磁体容置槽内。
11. 根据权利要求1至3中任一项所述的扬声器，其中，所述扬声器还包括覆盖所述出声孔的透声层。
12. 一种电子设备，包括电子设备本体、电路板和如权利要求1至11中任一项所述的扬声器，所述扬声器固定设置于所述电子设备本体上，所述扬声器的所述线圈与所述电路板电性连接。

Images