CN107172544B - 振动器及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及振动发声领域，尤其涉及一种振动器及电子装置，该振动器安装于电子设备内并用于驱动电子设备振动发声，振动器包括振子、定子以及将振子悬置的弹性件；振子和定子中的一个包括磁钢，另一个包括线圈；振动器满足以下条件：振动器的BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且振动器的谐振频率小于等于1000Hz；其中，B为等效磁感应强度，L为线圈的长度，R为线圈的直流电阻。该振动器具有良好的驱动电子设备发声的功能，能够有效地实现听筒功能。
Description
技术领域
本发明涉及振动发声领域，尤其涉及一种振动器及电子装置。
背景技术
在大部分的电子产品中，振动器的主要作用是振动提醒、振动反馈，而对于振动器驱动电子设备或电子设备的壳体等部件以实现发声功能的描述几乎没有。尤其是对于基于电磁驱动的一维弹簧振子器件而言，其性能设计仅考虑了振动因素，完全是以振动提醒和振动反馈要求为基准，而不会考虑到榛子器件在振动发声的应用，更不会考虑该器件的关键性能参数应如何设计才能实现振动发声以及通过振动发声满足通话需求。因此，如何提高振动器的发声效果是目前我们需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种振动器及电子装置，提高振动器件的发声效果。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种振动器安装于电子设备内并用于驱动所述电子设备振动发声，所述振动器包括振子、定子以及将所述振子悬置的弹性件；所述振子和所述定子中的一个包括磁钢，另一个包括线圈；所述振动器满足以下条件：所述振动器的BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且所述振动器的谐振频率小于等于1000Hz；其中，所述B为等效磁感应强度，所述L为所述线圈的长度，所述R为所述线圈的直流电阻。
进一步的，所述振动器的谐振频率为100-300Hz。
进一步的，所述振子的质量小于3g。
进一步的，所述振动器为直线型振动器。
进一步的，所述电子设备包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板；所述振动器的振动方向垂直于所述壳体或所述屏幕面板。
进一步的，所述振子包括具有底壁和侧壁的磁碗，且所述侧壁围绕所述底壁设置以形成容纳空间；所述磁碗的容纳空间内还固定有磁钢，且所述磁钢与所述磁碗的侧壁间隔设置形成磁间隙；
所述定子包括线圈，且所述线圈插置于所述磁间隙内。
进一步的，所述振子还包括具有容纳孔的质量块，且所述磁碗容纳固定于所述容纳孔内。
进一步的，所述振子包括质量块以及固定于所述质量块上的线圈；
所述定子包括具有底壁和侧壁的磁碗，且所述侧壁围绕所述底壁设置以形成容纳空间；所述磁碗的容纳空间内还固定有磁钢，且所述磁钢与所述磁碗的侧壁间隔设置形成磁间隙；所述线圈插置于所述磁间隙内。
本发明的实施方式还提供了一种电子装置，包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板，还包括如上所述的振动器。
本发明实施方式相对于现有技术而言，由于振动器的参数满足如下条件：BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且振动器的谐振频率小于等于1000Hz；其中，B为等效磁感应强度，L为线圈的长度，R为线圈的直流电阻，这些参数的条件综合在一起，使得振动器的输出频带比较宽，从而能够驱动电子设备产生较为完整的人声信息。该振动器具有良好的驱动电子设备发声的功能，并能有效地实现听筒的功能。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的振动器对外输出的驱动力的典型频率响应曲线图；
图2是根据本发明优选实施例的发声效果对比图；
图3是根据本发明优选实施例的振动器典型输出驱动力频率响应对比图；
图4是根据本发明第一实施例的振动器的示意图；
图5是根据本发明第二实施例的振动器的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明涉及一种振动器。如4-5示出了本发明的振动器的结构简图。参见图4-5所示，本发明的振动器优选为电磁驱动的一维的直线型振动器，该振动器安装于电子设备内(未示出)，此振动器用于驱动电子设备振动发声，并具有良好的发声效果。在本实施例中，该振动器优选为直线型振动马达。
在本实施例中，如图4-5所示，该振动器包括振子、定子以及将振子悬置的弹性件6；其中，振子和定子中的一个包括磁钢4，另一个包括线圈1，振子的振动方向沿竖直方向(在本实施例中为垂直于电子设备的屏幕面板或壳体的方向)。为了使振动器驱动电子设备产生良好的发声效果，该振动器需满足以下条件：
振动器的BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且振动器的谐振频率小于等于1000Hz。其中，B为等效磁感应强度，L为线圈1的长度，R为线圈1的直流电阻。
具体地说，对于音频应用来说，宽频带的响应是尤为重要的，例如正常人讲话的声音的主要频率范围为300-3400Hz，因此振动器驱动电子设备的输出频带也需要比较宽，以便于传输完整的人声信息。所以，对于振动器而言，振动器需要向电子设备提供足够大的驱动力，并且频带足够宽。图1为振动器对外输出的驱动力的典型频率响应曲线。如图1所示，该输出驱动力在圈内的部分，覆盖到了较宽的频段，尤其是中高频段。在这一段，驱动力的幅值与电磁力F是正相关的。而电磁力F与BL正相关，且电磁力F与R负相关。因此，在外部输入电压一定时，要要获得良好的发声效果，则需要驱动力足够大，即需要BL/R的值足够大。
结合图2所示，图中横坐标为振动器的频率/赫兹，纵坐标为声压级SPL/dB，在振动器频率300-3400Hz范围内，曲线A表示普通受话器的发声效果图，曲线B表示当BL/R大小为0.026时的发声效果图。经试验研究，当BL/R的值小于0.026T.m/Ω，则振动器驱动电子设备发声的声压级SPL将远小于普通听筒，当BL/R大小为0.026时，从图中可以看出，SPL与普通听筒的差距便缩小至6dB左右，此时，振动器驱动电子设备的发声效果已经趋近于普通听筒。因此，不难发现，若振动器想获得较好的发生效果，即能够传输完整的人声信息，则需要BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω。
进一步地，该振动器的谐振频率选择也很重要。谐振频率不能过高，若谐振频率过高，低频的驱动力将不足，这将极大的影响振动发声在低频时的效果。具体可以结合图3所示，曲线D对应的振动器的谐振频率约为1180Hz，它在谐振频率及附近有较好的响应，可以对外提供较强的驱动力，然而它在低频的响应明显弱了很多，具体如图中曲线C中的虚线标示区域所示。因此，为了兼顾低频时的驱动力的响应，作为优选的，振动器的谐振频率参考曲线C，在100-300Hz范围左右为宜。并且，振子的质量最好小于3g。
另外，上述提到的电子设备包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板，振动器的振动方向垂直于壳体或面板，具体情况由振动器所要驱动的实际部件确定，当所要驱动的部件为壳体时，振动器的振动方向垂直于壳体；当所要驱动的部件为屏幕面板时，振动器的振动方向垂直于屏幕面板。
图4示出了本发明的振动器的一个实施例。在图4所示的实施例中，振子包括具有底壁2和侧壁3的磁碗。其中，底壁2与弹性件6连接，而侧壁3围绕底壁2设置，侧壁3与底壁2形成一个容纳空间。在磁碗的容纳空间内还固定有磁钢4，磁钢4是具有超硬度的永磁合金，一般设置在磁碗的中心位置，且磁钢4的***直径小于磁碗的内径，从而与磁碗的侧壁3隔开，磁钢4与磁碗的侧壁3的间隔形成了磁间隙。
在本实施例中，定子包括线圈1，且线圈1插置于磁间隙内，当线圈1内的电流方向发生改变时，线圈1所产生的磁场发生变化，此时，线圈1与磁钢4相互吸引或排斥，从而使振子振动。
另外，振子还包括具有容纳孔的质量块5，容纳孔优选地开设于质量块5的中心轴线上，且容纳孔的内径与磁碗的外径大致相同，磁碗容纳固定于容纳孔内，通过使用不同重量的质量块5，可以调整振子的质量。
需要说明的是，在本实施方式中，上述提到的的弹性件可以为弹簧6。
图5示出了本发明的振动器的第二实施例。在图5所示的实施例中，振子包括质量块25以及固定于质量块25上的线圈21，其中，质量块25与弹簧26连接。
定子包括具有底壁22和侧壁23的磁碗，其中，侧壁23围绕底壁22设置，侧壁23与底壁22形成一个容纳空间，需要说明的是，磁碗的容纳空间内还固定有磁钢24，磁钢24是具有超硬度的永磁合金，一般设置在磁碗的中心位置，且磁钢24的***直径小于磁碗的内径，从而磁钢24与磁碗的侧壁23隔开，使得磁钢24与磁碗的侧壁23的间隔形成了磁间隙。
需要说明的是，线圈21是插置于磁间隙内，当线圈21内的电流方向发生改变时，通电线圈21所产生的磁场发生变化，从而线圈21与磁钢24相互吸引或排斥，进而使振子振动。
本发明还涉及一种电子装置，该电子装置可以是手机，也可以是平板电脑，本实施方式对此不作具体限定，需要说明的是，该电子装置包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板，除此之外，该电子装置还包括上述的振动器。其中，振动器的振动方向垂直于该电子装置的壳体或屏幕面板。其中值得一提的是，振动器能够驱动壳体或者屏幕振动，从而产生良好的发声效果，使得振动器能够有效地实现听筒功能。综上所述，由于振动器的BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且振动器的谐振频率小于等于1000Hz，使得振动器的输出频带比较宽，从而能够驱动电子设备产生较为完整的人声信息。该振动器具有良好的驱动电子设备发声的功能，并且能够有效地实现听筒功能。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种振动器，安装于电子设备内并用于驱动所述电子设备振动发声，所述振动器包括振子、定子以及将所述振子悬置的弹性件；所述振子和所述定子中的一个包括磁钢，另一个包括线圈，所述弹性件沿所述振子的振动方向朝所述磁钢的正投影落入所述磁钢上；其特征在于，所述振动器满足以下条件：
所述振动器的BL/R的值大于等于0.026T.m/Ω，且所述振动器的谐振频率小于等于1000Hz；
其中，所述B为等效磁感应强度，所述L为所述线圈的长度，所述R为所述线圈的直流电阻。
2.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述振动器的谐振频率为100-300Hz。
3.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述振子的质量小于3g。
4.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述振动器为直线型振动器。
5.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述电子设备包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板；所述振动器的振动方向垂直于所述壳体或所述屏幕面板。
6.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述振子包括具有底壁和侧壁的磁碗，且所述侧壁围绕所述底壁设置以形成容纳空间；所述磁碗的容纳空间内还固定有磁钢，且所述磁钢与所述磁碗的侧壁间隔设置形成磁间隙；
所述定子包括线圈，且所述线圈插置于所述磁间隙内。
7.根据权利要求6所述的振动器，其特征在于，所述振子还包括具有容纳孔的质量块，且所述磁碗容纳固定于所述容纳孔内。
8.根据权利要求1所述的振动器，其特征在于，所述振子包括质量块以及固定于所述质量块上的线圈；
所述定子包括具有底壁和侧壁的磁碗，且所述侧壁围绕所述底壁设置以形成容纳空间；所述磁碗的容纳空间内还固定有磁钢，且所述磁钢与所述磁碗的侧壁间隔设置形成磁间隙；所述线圈插置于所述磁间隙内。
9.一种电子装置，包括壳体以及安装在壳体上的屏幕面板，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的振动器。
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