CN102281486A - 电子音响变换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子音响变换器，其目的是提供一种通过将具有不同谐振频率的振动体形成一体，实现能够根据输入信号分别进行振动，从而产生音响和振动的同时，使设置面积最小化的多功能电子音响变换器。本发明涉及的产生音响及振动的电子音响变换器包括：第一振动体，其重量相对第二振动体较轻，在高频下与第二振动体对应，产生音响性振动；第二振动体，其重量相对第一振动体较重，在低频下与第一振动体对应，产生冲击性振动；弹性部件，以一定间隔设置一对，限制所述第一振动体和第二振动体的振幅并提供弹力，增大振动力；被振动体，该被振体通过固定体固定弹性部件，在所述第一振动体或第二振动体传递的振动作用下，产生音响或振动。

Description

电子音响变换器

技术领域

本发明涉及电子音响变换器(Speaker and vibrator)，更详细的涉及在一个机体内同时产生音响和振动的电子音响变换器。

背景技术

电机的作用是将输入的电能转换为机械能，一般称为电动马达。

电动马达驱动的物理原理是，根据通电导体在磁场内受力的弗来明左手定则，以定子和转子之间的空隙中存在的电磁场为媒介，将电能转换为转矩。

上述电机根据大小和用途，其应用领域非常广泛。特别是，随着信息通信产业的发展，广泛用于通信终端的振动呼叫用振动电机。已经商业化的振动电机中最具代表性的有扁平电机(Coin type)、圆筒型电机(Cylinder type)和圆柱型电机(Bar type)。

根据通电导体在磁场中受力的弗来明左手定则，扬声器通过空隙中存在的音圈(Voice Coil)将电能转换为机械能。

也就是说，当具有多种频率的电流信号输入到音圈上时，音圈将根据电流大小和频率大小产生机械能，使附着在音圈上的振动膜产生振动，最终产生人耳可以识别的一定大小的音压。

在这样的音压中，产生的音压较低的、贴在人耳上使用的装置一般叫做接收机(Receiver)。与此相反，产生的音压较大的、与人耳相隔一定距离使用的装置叫做扬声器(Speaker)。

扬声器的磁路结构为：在由铁金属成分制成的轭内利用永久磁铁和顶板(Top Plate)使磁通(Magnetic Flux)以直角与空隙内存在的音圈相交，音圈与振动膜贴附在一起，通过输入信号，音圈沿上下产生振动力，使贴附在框架上的振动膜振动，从而产生音压。为了在上下振动时具有优良的响应特性并消除扭曲现象，振动膜具有多种形状的波形，这些振动膜的形状是对频率特性具有最大影响的设计参数。

长期以来，扬声器结构没有太大变化，但是，最近随着高能永久磁铁的商用化和细微构造物成型技术的发展，为了满足信息通信领域的小型轻量化趋势，开始不断地向着小型轻量化和高性能化发展。

特别是，在移动通信中，即使说终端的小型化取决于接收机、扬声器的蜂鸣器(Buzzer)和振子等部件是否能够实现小型化也并不夸张，为满足这一要求，对上述机械部件集成化的研究正在广泛开展。

目前为止，为了产生呼叫音，移动通信终端大多数情况下都采用了蜂鸣器，现在为符合使用者使用便利、个性取向以及随着机型变化而产生多种呼叫音的要求，正逐渐被具有优良频率特性的扬声器所取代。

以往的振动电机和扬声器在安装到移动通信终端时，作为不同部件安装在不同位置上。

但是，最近开始将振动电机和扬声器集成在一起，大多数情形以硬币形状进行使用。

为了提高音响和振动输出，如图1所示，上述以往的振动电机一体型扬声器通常安装在手机LCD窗(液晶显示屏)的内侧。

但是，对于上述情形，由于其形状呈硬币状，且为了对低频振动进行再生，振动电机一体型扬声器本体的面积和设置面积都比较大，因此，只能使通过LCD进行显示的面积相对减小，从而降低手机的显示性能。

另外，以往为了启动扬声器，需要额外设置薄板形状的振动膜，该薄板形状的振动膜很容易在外力作用下破损。

发明内容

本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种使设置面积最小化的多功能电子音响变换器，该电子音响变换器通过将具有不同谐振频率的振动体形成一体，实现能够根据输入信号分别进行振动，从而产生音响和振动。

为达到上述目的，本发明涉及的电子音响变换器能够产生音响及振动，该电子音响变换器包括：第一振动体，该第一振动体的重量相对第二振动体较轻，所述第一振动体在高频下与第二振动体对应，产生音响性振动；第二振动体，该第二振动体的重量相对第一振动体较重，所述第二振动体在低频下与第一振动体对应，产生冲击性振动；弹性部件，以一定间隔设置一对所述弹性部件，一对所述弹性部件限制所述第一振动体和所述第二振动体的振幅并对所述第一振动体和所述第二振动体提供弹力，增大振动力；被振动体，该被振动体通过固定体固定所述弹性部件，所述被振动体在所述第一振动体或第二振动体传递的振动作用下产生音响或振动。

当输入音响输出范围的交流信号时，重量相对较轻的第一振动体将与第二振动体对应，往返于一对弹性部件之间，进行振动，振动产生的振动力通过弹性部件传递到被振动体，输出音响。

另外，当输入振动产生范围的交流信号时，重量相对较重的第二振动体将与第一振动体对应，往返于一对弹性部件之间，进行振动，振动产生的振动力通过弹性部件传递到被振动体，输出犹如击鼓一样的振动音。

附图说明

图1是表示以往的电子音响变换器的设置状态的正视图；

图2是表示本发明的结构的侧面剖视图；

图3是表示本发明中第一振动体的另一实施方式的侧面剖视图；

图4是表示本发明中第一振动体的又一实施方式的侧面剖视图；

图5是表示本发明中被振动体的另一实施方式的侧面剖视图；

图6是表示本发明中被振动体的又一实施方式的侧面剖视图；

图7是表示本发明中第二振动体的另一实施方式的侧面剖视图；

图8是表示本发明中第二振动体的又一实施方式的侧面剖视图；

图9是表示本发明的另一实施方式的侧面剖视图；

图10是表示本发明的设置状态的正视图；

图11(a)、图11(b)是第一振动体(音响输出部分)的工作状态的侧面剖视图；

图12(a)、图12(b)是第二振动体(振动产生部分)的工作状态的侧面剖视图。

附图标记

10：电子音响变换器                    11：第一振动体

12：线圈固定器                        13：线圈

14：第二振动体                        14a：辅助磁铁

14b：轭                               15：弹性部件

15a：通孔                             16：固定体

17：被振动体

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行具体说明。

首先，如图2所示，本发明的产生音响和振动的电子音响变换器包括：第一振动体11，其重量相对于第二振动体14较轻，第一振动体11在高频下与第二振动体14对应，产生音响性振动；第二振动体14，其重量相对于第一振动体11较重，第二振动体14在低频下与第一振动体11对应，产生冲击性振动；弹性部件15，以规定的间隔设置一对弹性部件15，该对弹性部件15限制所述第一振动体11和第二振动体14的振幅，并对第一振动体11和第二振动体14提供弹力，以增大振动力；被振动体17，该被振动体17通过固定体16固定所述弹性部件15，所述被振动体17在所述第一振动体11或第二振动体14传递的振动作用下产生音响或振动。

在本发明中，上述第一振动体11可以由线圈13构成，该线圈13缠绕在线圈固定器12上，其两端的磁极随输入的交流信号而相互交替变换。

上述线圈固定器12可以采用能够缠绕线圈13的线轴，如图3所示，可以在两端形成能够使振动力传递效率最大化的凸缘12a。

另外，缠绕在上述线圈固定器12上的线圈13可以缠绕在线圈固定器12的内表面，此时，线圈固定器12自身起到外罩作用。

另外，上述线圈固定器12上还可以设置印刷电路板，用于焊接线圈13的末端与外部连接的终端。

另外，线圈13以线圈固定器12外表面的中间为中心，以一定间隔进行缠绕，可以缠绕一对线圈，使相互交变的磁极对称形成，也可以单一缠绕，使线圈12两端产生不同极性的磁极。

另外，上述第二振动体14可以由两端磁极相反的磁铁构成，或如图7所示，在磁铁两端另外设置辅助磁铁14a，使磁铁两端各自的磁极与相同磁极相互接合，使磁场集中在磁铁内侧，或如图8所示，在磁铁两端设置防止磁场泄露的轭14b。

另外，在本发明中，上述弹性部件15可以由弹性系数较高的橡胶材料构成，考虑到第一振动体11和第二振动体14的振动路径为密闭真空时的情况，弹性部件15形成有通孔15a，用于排出空气。

这里，上述弹性部件15可以是板簧或卷簧，也可以是与第二振动体14的两端具有相同极性的磁体。

另外，在上述一对弹性部件15中的某一处可以设置印刷电路板，用于焊接线圈13的末端与外部连接的终端。

另外，本发明的上述被振动体17可以是手机的LCD窗，也可以是手机的机壳或机壳的一部分，或者需要音响输出和/或产生振动的个人手机或其它电子仪器的组成部件。

这里，上述被振动体17可以如图5所示，为了再生宽频带的频率，使振动直接传递的部分和其余部分具有不同厚度，或者如图6所示，由不同材料结合而成。

另外，本发明还可以如图9所示，在上述第一振动体11的外壳两侧的弹性部件15之间，通过外罩18进行包装处理。

下面对本发明的工作原理进行详细说明。

首先，本发明如图10所示，在被振动体17的一侧固定有作为振动产生部分的第一振动体11和第二振动体14，由于本发明的结构呈圆筒形态，因而能够增大LCD窗的显示面积。

如上所述，在振动产生部分固定在被振动体17上的状态下，如果从外部输入谐振频率较高的交流信号，重量较重、启动力较低的第二振动体14将没有反应，重量相对较轻的第一振动体11则发生反应，此时，如图11(a)所示，第一振动体11的线圈13将形成N-S-S-N的磁极，如果位于一侧弹性部件15侧的第二振动体14的磁极为N-S，则与第二振动体14的S极相接的线圈13的N极和与第二振动体14的N极相接的线圈13的S极将受到引力作用，向第二振动体14所处位置相反侧的弹性部件15侧移动并与该弹性部件15碰撞，向被振动体17传递振动力。

相反，如图11(b)所示，第一振动体11的线圈13形成S-N-N-S的磁极，位于一侧弹性部件15侧的第二振动体14的磁极为N-S，与第二振动体14的N极相接的线圈13的N极和与第二振动体14的S极相接的线圈13的S极将受到斥力作用，向第二振动体14所处位置侧的弹性部件15侧移动并与该弹性部件15碰撞，向被振动体17传递振动力，输出相应的音响。

另外，如果从外部输入谐振频率较低的交流信号，重量较轻、启动力较高的第一振动体11将没有反应，重量相对较重的第二振动体14则发生反应，此时，如图12(a)所示，第一振动体11的线圈13磁极为S-N-N-S，如果位于一侧弹性部件15侧的第二振动体14的磁极为N-S，与线圈13的N极部分相接的第二振动体14的N极和与线圈13的S极相接的第二振动体14的S极将受到斥力作用，第二振动体14将向另一侧弹性部件15侧移动并与该弹性部件15碰撞，向被振动体17传递振动力，产生振动音。

相反，如图12(b)所示，第一振动体11的线圈13的磁极为N-S-S-N，位于一侧弹性部件15侧的第二振动体14的磁极为N-S，与线圈13的N极相接的第二振动体14的N极和与线圈13的S极相接的第二振动体14的S极将受到斥力作用，使第二振动体14向另一侧弹性部件15侧移动并与该弹性部件15碰撞，向被振动体17传递振动力，产生振动音。

本发明将具有不同谐振频率的振动体形成一体，能够根据输入信号分别进行振动，产生音响和振动，从而使单一电子音响变换器具有多功能，同时以圆筒形形态构成，设置时能够在被振动体，例如手机的LCD窗上占据最小的设置面积，从而使手机的显示部分最大化，提高显示性能。

Claims (17)

1.一种电子音响变换器，其特征在于，该电子音响变换器包括：

第一振动体(11)，该第一振动体(11)的重量相对于第二振动体(14)较轻，所述第一振动体(11)在高频下与所述第二振动体(14)对应，产生音响性振动；

第二振动体(14)，该第二振动体(14)的重量相对于所述第一振动体(11)较重，所述第二振动体(14)在低频下与所述第一振动体(11)对应，产生冲击性振动；

弹性部件(15)，间隔地设置有一对所述弹性部件(15)，该对弹性部件(15)限制所述第一振动体(11)和所述第二振动体(14)的振幅并对所述第一振动体(11)和所述第二振动体(14)提供弹力，以增大振动力；

被振动体(17)，该被振动体(17)通过固定体(16)固定所述弹性部件(15)，所述被振动体(17)在所述第一振动体(11)或所述第二振动体(14)传递的振动作用下产生音响或振动。

2.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，所述第一振动体(11)由线圈(13)构成，该线圈(13)缠绕在线圈固定器(12)上，所述线圈(13)两端的磁极随输入的交流信号而相互交替变换。

3.根据权利要求2所述的电子音响变换器，其特征在于，所述线圈固定器(12)是能够缠绕线圈(13)的线轴，所述线圈固定器(12)的两端形成有能够使振动力传递效率最大化的凸缘(12a)。

4.根据权利要求2或3所述的电子音响变换器，其特征在于，缠绕在所述线圈固定器(12)上的线圈(13)缠绕于所述线圈固定器(12)的外表面。

5.根据权利要求2或3所述的电子音响变换器，其特征在于，缠绕在所述线圈固定器(12)上的线圈(13)缠绕于所述线圈固定器(12)的内表面。

6.根据权利要求2所述的电子音响变换器，其特征在于，所述线圈(13)在所述线圈固定器(12)上以单一缠绕方式构成。

7.根据权利要求2所述的电子音响变换器，其特征在于，以线圈固定器(12)的中间部分为中心，间隔地缠绕一对所述线圈(13)，一对所述线圈(13)的缠绕方向相反，使各线圈的磁极相互对称形成。

8.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，所述第二振动体(14)由两端磁极相反的磁铁构成。

9.根据权利要求1或8所述的电子音响变换器，其特征在于，在所述第二振动体(14)的磁铁两端另外设置有辅助磁铁(14a)，使所述磁铁的磁极与相同磁极相互接合，使磁场集中在磁铁内侧。

10.根据权利要求1或8所述的电子音响变换器，其特征在于，在所述第二振动体(14)的磁铁两端设置有用于防止磁场泄露的轭(14b)。

11.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，所述弹性部件(15)由弹性系数较高的橡胶材料构成，考虑到所述第一振动体(11)和所述第二振动体(14)的振动路径为密闭真空时的情况，所述弹性部件(15)形成有通孔(15a)，用于排出空气。

12.根据权利要求1或11所述的电子音响变换器，其特征在于，一对所述弹性部件(15)中的某一处设置有印刷电路板，该印刷电路板用于焊接线圈(13)的末端与外部连接的终端。

13.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，所述被振动体(17)是手机的LCD窗。

14.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，所述被振动体(17)是手机的机壳。

15.根据权利要求1、13或14所述的电子音响变换器，其特征在于，所述被振动体(17)中，振动直接传递的部分和其余部分具有不同厚度，从而能够再生宽频带的频率。

16.根据权利要求1、13或14所述的电子音响变换器，其特征在于，所述被振动体(17)由不同材料结合而成。

17.根据权利要求1所述的电子音响变换器，其特征在于，在所述第一振动体(11)的外壳两侧的弹性部件(15)之间，通过外罩(18)进行包装处理。

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