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蓝牙耳机

文献发布时间:2023-06-19 16:11:11



技术领域

本申请涉及通讯设备技术领域,尤其涉及一种蓝牙耳机。

背景技术

目前,蓝牙耳机因其便捷和小巧等优点,深受用户的喜爱,使用范围越来越广。然而,传统蓝牙耳机中,天线自身的天线性能不佳,且为了满足布局紧凑的诉求,不易实现无天线净空区或者小天线无净空区的需求,导致天线的天线性能下降。

发明内容

本申请提供一种蓝牙耳机,以提升蓝牙耳机的天线性能,确保蓝牙耳机的通信效果,满足无天线净空区域或者小天线净空区域的需求。

本申请提供一种蓝牙耳机,包括:耳机外壳和信号处理组件,耳机外壳具有腔体,信号处理组件位于腔体内。信号处理组件包括:柔性电路板FPC、麦克风和天线辐射体。耳机外壳包括:耳塞部和耳柄部。FPC设置在耳柄部,且FPC的部分沿耳柄部的顶端延伸至耳塞部,麦克风设置在耳柄部的底端。麦克风的信号端与FPC上的控制模块电连接。FPC上的天线辐射体位于耳柄部,天线辐射体的长度为天线辐射体的一个工作频段对应的波长的1/4,天线辐射体通过FPC上的馈电点与控制模块电连接,馈电点位于耳柄部的顶端。FPC上的第一连接部位于耳塞部,第一连接部的长度为波长的1/4,控制模块的接地端、第一连接部和FPC上的接地点共地,接地点位于耳柄部,接地点与馈电点相距预设距离。第二连接部位于耳柄部,麦克风的接地端通过第二连接部与接地点电连接。从第二连接部上除接地点之外的至少一个位置处延伸有至少一个第三连接部,第三连接部位于耳柄部,第二连接部和第三连接部的总长度大于波长的1/4,天线辐射体上的电流从馈电点流向耳柄部的底端,第三连接部上的寄生电流从第三连接部与第二连接部的连接处流向第三连接部的端部,天线辐射体上的电流与第三连接部上的寄生电流不反向。

通过本申请提供的蓝牙耳机,通过第二连接部和第三连接部的总长度设置为大于天线辐射体的一个工作频段对应的波长的1/4,且天线辐射体上的电流从馈电点流向耳柄部的底端,第三连接部与第二连接部相连接,第二连接部上的电流从耳柄部的底端流向接地点,第三连接部上的寄生电流从第三连接部与第二连接部的连接处沿着第三连接部的本体流向第三连接部的端部,天线辐射体上的电流与第三连接部上的寄生电流不反向,使得第三连接部成为天线辐射体的寄生,提升了天线辐射体的性能,满足了蓝牙耳机布局紧凑的诉求,实现了无天线净空区或者小天线净空区的需求,确保了天线蓝牙耳机良好的天线性能。另外,将天线辐射体和第二连接部共同设置在FPC上,节省了蓝牙耳机的空间,减少了组装工序的复杂度,降低了布局成本,进一步满足了蓝牙耳机布局紧凑的诉求。

在一种可能的设计中,第二连接部和第三连接部的总长度小于或等于波长的1/2,有效改善蓝牙耳机的天线性能。

在一种可能的设计中,第二连接部设置在FPC上。进而,由于天线辐射体和第二连接部共同设置在FPC上,与传统的蓝牙耳机相比,节省了蓝牙耳机中耳柄部的空间,且简化了蓝牙耳机的组装工序,降低了布局成本,满足了蓝牙耳机布局紧凑的诉求。

在一种可能的设计中,所任意一个述第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的顶端的方向延伸的连接部,充分利用了耳柄部的空间,实现了蓝牙耳机的紧凑布局。

在一种可能的设计中,第三连接部上的寄生电流与天线辐射体上的电流同向,使得第三连接部成为天线辐射体的寄生,增强天线辐射体的性能。

在一种可能的设计中,第三连接部与第二连接部构成U型结构,这样,第二连接部和第三连接部均呈直线状且平行,节省了耳机外壳的空间,使得蓝牙耳机的空间紧凑,还便于布局蓝牙耳机的天线架构。

在一种可能的设计中,第三连接部设置在FPC上,工艺简单易行,节省了耳柄部的空间,使得蓝牙耳机满足紧凑布局的诉求。

在一种可能的设计中,第三连接部紧挨天线辐射体,确保第三连接部作为天线辐射体的寄生以提高天线性能。

在一种可能的设计中,第三连接部设置在耳柄部的内壁或者外壁上,充分利用了耳柄部,节省了耳柄部的空间,使得蓝牙耳机满足紧凑布局的诉求。

在一种可能的设计中,第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体有重叠区域,使得蓝牙耳机具有良好的天线性能。

在一种可能的设计中,第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影紧邻天线辐射体,使得蓝牙耳机具有较佳的天线性能。

在一种可能的设计中,第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影远离天线辐射体且紧邻第二连接部,使得蓝牙耳机具有较佳的天线性能。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,充分利用了耳柄部的底端的空间,实现了蓝牙耳机的紧凑布局。

在一种可能的设计中,第三连接部上的寄生电流从与第二连接部的连接处弯曲流向第三连接部的端部,使得第三连接部成为天线辐射体的寄生,增强天线辐射体的性能。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的顶端的方向延伸的连接部,以及从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:电池的金属外壁,以及电池的金属外壁与第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置相连接的连接部,充分利用了电池的占用空间,节省了耳柄部的空间,实现了蓝牙耳机的紧凑布局。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的顶端的方向延伸的连接部,电池的金属外壁,以及电池的金属外壁与第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置相连接的连接部。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,电池的金属外壁,以及电池的金属外壁与第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置相连接的连接部。

在一种可能的设计中,任意一个第三连接部包括:从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的顶端的方向延伸的连接部,从第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,电池的金属外壁,以及电池的金属外壁与第二连接部上靠近耳柄部的底端的至少一个位置相连接的连接部。

在一种可能的设计中,信号处理组件包括:扬声器和电池。其中,扬声器设置在耳塞部,FPC上的控制模块与扬声器电连接。电池设置在耳柄部,电池向蓝牙耳机供电。

附图说明

图1为一种蓝牙耳机的结构示意图;

图2为图1所示蓝牙耳机中信号处理组件的结构示意图;

图3为本申请一实施例提供的蓝牙耳机的结构示意图;

图4为本申请一实施例提供的蓝牙耳机的爆炸示意图;

图5为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中信号处理组件的结构示意图;

图6a为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图6b为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图7为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的反射系数S11曲线示意图;

图8为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的系数效率曲线示意图;

图9a为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图9b为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图9c为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图10为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的反射系数S11曲线示意图;

图11为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的系数效率曲线示意图;

图12为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体之间位置关系的示意图;

图13为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体之间位置关系的示意图;

图14为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体之间位置关系的示意图;

图15为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体之间位置关系的示意图;

图16为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部沿FPC所在平面的垂直方向在FPC所在平面上的投影与天线辐射体之间位置关系的示意图;

图17a为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图17b为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图18为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第三连接部的位置示意图;

图19为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的反射系数S11曲线示意图;

图20为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构的系数效率曲线示意图;

图21为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中第二连接部上的电流、天线辐射体上的电流和第三连接部上的寄生电流的方向示意图;

图22a为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中信号处理组件上电流的分布示意图;

图22b为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中信号处理组件上电流的分布示意图;

图22c为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中信号处理组件上电流的分布示意图;

图23为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构以及传统的蓝牙耳机中天线架构的反射系数S11曲线示意图;

图24为本申请一实施例提供的蓝牙耳机中天线架构以及传统的蓝牙耳机中天线架构的系数效率曲线示意图。

具体实施方式

图1示出了一种蓝牙耳机的结构示意图,图2示出了图1所示蓝牙耳机200中信号处理组件202的结构示意图。如图1和图2所示,蓝牙耳机200包括:耳机外壳201和信号处理组件202,耳机外壳201具有腔体,信号处理组件202位于腔体内。耳机外壳201包括:耳塞部2011和耳柄部2012。

如图2所示,信号处理组件202包括:麦克风2021、柔性电路板(flexible printedcircuit,FPC)2022和电池2023。其中,FPC 2022的一部分设于耳柄部2012纵向延伸,且紧靠电池。FPC 2022的剩余部分设于耳塞部2011。麦克风2021设于耳柄部2012的底端,设于耳柄部2012的FPC 2022上的地线20243延伸至耳柄部2012的底端,实现与麦克风2021的接地端的电连接,从而确保麦克风2021可以正常工作。耳柄部的FPC 2022上的地线20243上的电流从耳柄部2012的顶端流向FPC 2022上的接地点。电池2023设于耳柄部2012,电池2023向麦克风2021供电。

如图2所示,信号处理组件202还包括:蓝牙耳机200的天线架构,该天线架构通常采用倒F天线(inverted-F antenna IFA),该天线架构包括:呈条状的天线辐射体20241以及与天线辐射体20241的一端相连接的传输轴线(cable)20242。其中,天线辐射体20241位于耳柄部2012,纵向延伸,且紧靠电池2023。天线辐射体20241上的电流从与传输轴线20242的连接点(即馈电点a1)流向耳柄部2012的底端。传输轴线20242从耳柄部2012的顶端延伸至耳塞部2011,传输轴线20242用于传输射频信号。

天线辐射体20241通常与设于耳柄部2012的FPC 2022上的地线20243平行且等长。此时,天线辐射体20241上的电流与设于耳柄部2012的FPC 2022上的地线20243上的电流大小相等且相位相反,导致设于耳柄部2012的FPC 2022上的地线20243上的电流会抵消该天线辐射体20241上的电流,使得该IFA便无法辐射,导致蓝牙耳机200无法工作。另外,独立设置IFA的成本较高。

基于图1和图2所示蓝牙耳机200的结构,如图2所示,蓝牙耳机200除了前述的天线架构,还可以采用陶瓷天线,陶瓷天线通常可以设于耳柄部3012的顶端AA处。由于陶瓷天线本身需要大天线净空区,因此,蓝牙耳机200无法满足布局紧凑的诉求,不易实现无天线净空区或者小天线净空区的需求,且由于天线净空区不够而导致天线性能下降。

为了解决上述问题,本申请提供一种蓝牙耳机,可实现蓝牙耳机的布局紧凑诉求,具有成本低、节约空间的特点,还可实现天线无天线净空区需求或者小天线净空区需求,提高了蓝牙耳机的天线性能。

下面结合本申请实施例中的附图,对本申请的蓝牙耳机的技术方案进行描述。

图3示出了本申请一实施例提供的蓝牙耳机的结构示意图。如图3所示,本申请的蓝牙耳机100可以包括:耳机外壳1和信号处理组件2。耳机外壳1具有腔体,信号处理组件2位于腔体内,耳机外壳1用于固定并保护信号处理组件2。

耳机外壳1包括:耳塞部11和耳柄部12。耳塞部11用于部分嵌入用户耳部。耳柄部12用于方便用户手持以实现佩戴以及方便用户触摸以实现相应功能。用户佩戴蓝牙耳机100时,耳塞部11的部分嵌入用户耳部,耳柄部12位于用户耳部外侧。

需要说明的是,除了图3中将耳塞部11和耳柄部12之间的连接部作为耳柄部12的划分方式,本申请也可以将耳塞部11和耳柄部12之间的连接部作为耳塞部11,实现耳塞部11和耳柄部12的划分。

其中,耳机外壳1可以一体成型,以避免由于意外跌落而导致蓝牙耳机100中的零部件发生损坏或者丢失,也可以由多个部分可拆卸连接,如扣合连接或螺纹连接等,以便于蓝牙耳机100实现后续维修或者维护,也可以由多个部分不可拆卸连接,如胶接等,以降低意外脱落的风险,使得蓝牙耳机100的可靠性更高。

为了便于说明,结合图3,对耳机外壳包括多个部分进行举例示意。

如图3所示,耳机外壳1可以包括主壳体A、底部壳体B以及侧部壳体C三个部分。其中,主壳体A的一部分位于蓝牙耳机100的耳柄部12,主壳体A的另一部分位于蓝牙耳机100的耳塞部11。主壳体A在蓝牙耳机100的耳柄部12的底端形成第一开口,在蓝牙耳机100的耳塞部11处形成第二开口。信号处理组件2可以自第一开口或第二开口装入主壳体A的内部。底部壳体B位于蓝牙耳机100的耳柄部12的底端并固定连接主壳体A,底部壳体B安装于第一开口。侧部壳体C位于蓝牙耳机100的耳塞部11并固定连接主壳体A,侧部壳体C安装于第二开口。

其中,本申请可采用可拆卸连接或者不可拆卸连接实现主壳体A与底部壳体B之间的连接以及侧部壳体C与主壳体A之间的连接,本申请对此不做限定。

另外,侧部壳体C设有一个或多个出音孔D(图3中以两个出音孔为例进行示意),使得耳机外壳1内部的声音能够经出音孔D传输至耳机外壳1外部。其中,本申请对出音孔D的形状、位置以及数量均不做限定。为了便于说明,图3中以2个圆形的出音孔D为例进行示意。

图4示出了图3所示蓝牙耳机100的爆炸示意图,图5示出了图3所示蓝牙耳机100中信号处理组件2的结构示意图。如图4和图5所示,信号处理组件2可以包括:柔性电路板FPC21、麦克风22、天线辐射体23、控制模块24、第一连接部25(图4和图5中未示意)、第二连接部26和第三连接部27。

FPC 21设置在耳柄部12,且FPC 21的部分沿耳柄部12的顶端延伸至耳塞部11。也就是说,FPC 21自耳柄部12的底端,经耳柄部12的顶端延伸至耳塞部11。FPC 21可以在耳塞部11和耳柄部12形成一个或者多个弯折结构。例如,耳机外壳1可采用“「”结构。FPC 21用于放置或者固定蓝牙耳机100中的元器件。

控制模块24可通过焊接或者胶粘等方式固定在FPC 21上。控制模块24用于处理射频信号。其中,本申请对控制模块24的具体实现形式不做限定。例如,控制模块24可以为系统级芯片(system on chip,SOC)。通常,控制模块24可以包括:射频(RF)电路,该射频电路用于调制或者解调射频信号。另外,本申请对控制模块24的位置不做限定。可选地,控制模块24位于耳塞部11。

麦克风22设置在耳柄部12的底端。其中,本申请对此麦克风22的类型和数量均不做限定。在用户佩戴蓝牙耳机100时,麦克风22可以接收用户的声音信号,且麦克风22的信号端通过与控制模块24的电连接,可将声音信号转换为电信号传输给控制模块24,以便控制模块24将电信号处理为射频信号,使得麦克风22可以正常工作。

为了方便获取用户的声音信号,可选地,麦克风22可以设置在FPC 21上远离耳柄部12的一侧,有助于麦克风22从蓝牙耳机100的外部获取声音信号。另外,麦克风22可以采用固定件安装在FPC 21上,以便麦克风22耦合连接控制模块24。

另外,继续结合图4和图5,本申请中,信号处理组件2还可以包括:扬声器28和电池29。

扬声器28设置在耳塞部11。其中,本申请对扬声器28的类型、数量和位置均不做限定。在用户佩戴蓝牙耳机100时,听筒通过与控制模块24的电连接,可以接收控制模块24发送的电信号。听筒再将电信号转换为声音信号,并输出到蓝牙耳机100的外部,使得听筒可以正常工作。

为了方便用户听清声音信号,可选地,扬声器28可以设置在FPC 21上远离耳塞部11的一侧,有助于听筒形成的声音信号传输到蓝牙耳机100的外部。另外,扬声器28可以采用固定件安装在FPC 21上,以便扬声器28耦合连接控制模块24。

电池26设置在耳柄部12。其中,本申请对电池29的类型、数量、形状和位置均不做限定。可选地,电池29可以呈条状,以更好地容纳在耳机外壳1内部。电池29的供电端通过分别与控制模块24的供电端、扬声器28的供电端和麦克风22的供电电连接,使得电池29向蓝牙耳机100提供电能。另外,电池29的供电端可以位于耳柄部12的顶端,也可以位于耳柄部12的底端,本申请对此也不做限定。为了便于说明,图4和图5中以呈条状的电池29,且电池29的供电端于耳柄部12的顶端为例进行示意。

本申请的蓝牙耳机100的天线架构可以包括:天线辐射体23、第一连接部25、第二连接部26和第三连接部27。可选地,本申请的蓝牙耳机100的天线架构的类型可以包括:单级天线、倒F天线IFA和平面倒F天线(planar inverted-F antenna,PIFA)中的任意一种。需要说明的是,当本申请的蓝牙耳机100的天线架构的类型为PIFA时,天线辐射体23还需要与第二连接部26相连接。

天线辐射体23可采用模内注塑(insert molding)、涂覆金属、柔性电路板(即钢片)或者激光直接成型(laser direct structuring,LDS)等制作工艺设置在FPC 21上,且天线辐射体23位于耳柄部12。其中,本申请对天线辐射体23的类型不做限定。

天线辐射体23的长度为天线辐射体23的一个工作频段对应的波长的1/4。由于天线辐射体23可在一个工作频段或者多个工作频段正常通信,因此,本申请可以从天线辐射体23正常通信时的工作频段中任选一个工作频段,并选择工作频段中的任意一个频点,将该频点代入到公式c=f*λ中,计算得到出波长。其中,f为频点,单位为赫兹(Hz)。λ为波长,单元为米(m)。c为光速,c=3×10^8米/赫兹(m/Hz)。从而,本申请可以设置天线辐射体23的长度为该波长的1/4。

需要说明的是,受到路径周围介质的影响,通常,第一连接部25实际的物理长度要比前述波长的1/4要短,天线辐射体23实际的物理长度要比前述波长的1/4要短。

天线辐射体23通过FPC 21上的馈电点a与控制模块24电连接,可接收控制模块24发送的射频信号,以便通过天线辐射体23将射频信号辐射出去,还可向控制模块24发送射频信号,以便控制模块24对视频信号进行处理,使得天线辐射体23可以正常通信。本领域技术人员可以理解,馈电点a为天线辐射体23与馈线能量互相传输的连接点。通常,馈电点a可以采用如铜片等金属焊接在FPC 21上。其中,本申请对馈电点a的位置不做限定。可选地,馈电点a位于耳柄部12。

第一连接部25可采用模内注塑、涂覆金属、柔性电路板(即钢片)或者LDS等制作工艺设置在FPC 21上,且第一连接部25位于耳塞部11。其中,本申请对第一连接部25的位置和形态均不做限定。第一连接部25为蓝牙耳机100的主地,且控制模块24的接地端、第一连接部25和FPC 21上的接地点b共地。且第一连接部25的长度为前述波长的1/4,用于构成天线辐射体23的辐射体,使得天线辐射体23和第一接地线的总长度共同满足1/2波长的要求,实现蓝牙耳机100的通信过程。

接地点b位于耳柄部12,且接地点b与馈电点a相距预设距离。其中,预设距离可根据天线的设计规则进行设置,本申请对此不做限定。其中,本申请对接地点b的位置不做限定。可选地,接地点b位于耳柄部12。为了便于说明,图5中以接地点b位于馈电点a的外侧为例进行示意。

第二连接部26可采用模内注塑、涂覆金属、柔性电路板(即钢片)或者LDS等制作工艺进行设置,且第二连接部26位于耳柄部12。其中,本申请对第二连接部26的位置和形态均不做限定。由于接地点b、第一连接部25和控制模块24的接地端共地,麦克风22的接地端通过第二连接部26与接地点b电连接,因此,本申请的蓝牙耳机100中,麦克风22和控制模块24可以共接一个地,将共地干扰降到最低。

可选地,第二连接部26可以设置在FPC 21上,进而,由于天线辐射体23和第二连接部26共同设置在FPC 21上,与传统的蓝牙耳机200相比,节省了蓝牙耳机100中耳柄部的空间,且简化了蓝牙耳机100的组装工序,降低了布局成本,满足了蓝牙耳机100布局紧凑的诉求。

从第二连接部26上除接地点b之外的至少一个位置处延伸有一个或者多个第三连接部27,且第三连接部27位于耳柄部12。也就是说,针对第二连接部26上除接地点b之外的任意一个位置,延伸的第三连接部27的数量可以为一个,也可以为多个,本申请对此不做限定。为了便于说明,图5中第三连接部27以连接部271、连接部272和连接部273三个连接部为例进行示意。

本申请中,第三连接部27可采用模内注塑、涂覆金属、柔性电路板(即钢片)或者LDS等制作工艺。其中,本申请对第三连接部27的位置和形态均不做限定。且第二连接部26和第三连接部27的总长度大于前述波长的1/4。其中,本申请对第二连接部26和第三连接部27各自的长度不做限定。

为了进一步改善天线性能,可选地,第二连接部26和第三连接部27的总长度大于前述波长的1/4且小于或等于前述波长的1/2。另外,为了进一步满足蓝牙耳机100布局紧凑的诉求,可选地,第二连接部26、第三连接部27与天线辐射体23三者可以平行且等长。

本申请中,第二连接部26上的电流从耳柄部12的底端流向接地点b,天线辐射体23上的电流从馈电点a流向耳柄部12的底端,使得第二连接部26上的电流会抵消天线辐射体23上的电流。第三连接部27与第二连接部26相连接,第二连接部26和第三连接部27的总长度大于前述波长的1/4,且第三连接部27上的寄生电流从第三连接部27与第二连接部26的连接处流向第三连接部27的端部,天线辐射体23上的电流与第三连接部27上的寄生电流不反向,使得第三连接部27上的寄生电流不会抵消天线辐射体23上的电流,反而会增强天线辐射体23上的电流,从而第三连接部27成为天线辐射体23的寄生,有效提高了蓝牙耳机100的天线性能,保证蓝牙耳机100的通信效果。

其中,天线辐射体23上的电流与第三连接部27上的寄生电流不反向的实现形式包括多种形式。例如,第三连接部27上的寄生电流可以与天线辐射体23上的电流同向,或者,第三连接部27上的寄生电流的方向可以与天线辐射体23上的电流的方向成锐角,或者,第三连接部27上的寄生电流可以从第三连接部27与第二连接部26的连接处弯曲流向第三连接部27的端部。

本申请提供的蓝牙耳机,通过第二连接部和第三连接部的总长度设置为大于天线辐射体的一个工作频段对应的波长的1/4,且天线辐射体上的电流从馈电点流向耳柄部的底端,第三连接部与第二连接部相连接,第二连接部上的电流从耳柄部的底端流向接地点,第三连接部上的寄生电流从第三连接部与第二连接部的连接处沿着第三连接部的本体流向第三连接部的端部,天线辐射体上的电流与第三连接部上的寄生电流不反向,使得第三连接部成为天线辐射体的寄生,提升了天线辐射体的性能,满足了蓝牙耳机布局紧凑的诉求,实现了无天线净空区或者小天线净空区的需求,确保了天线蓝牙耳机良好的天线性能。另外,将天线辐射体和第二连接部共同设置在FPC上,节省了蓝牙耳机的空间,减少了组装工序的复杂度,降低了布局成本,进一步满足了蓝牙耳机布局紧凑的诉求。

在上述图3-图5所示实施例的基础上,本申请中任意一个第三连接部27的实现方式可以包括多种。下面,采用实施例一、实施例二和实施例三,分别对任意一个第三连接部27的具体结构进行详细描述。

实施例一

实施例一中,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的一个或者多个位置处向靠近耳柄部12的顶端的方向延伸的连接部,充分利用了耳柄部12的空间,实现了蓝牙耳机100的紧凑布局。

其中,本申请对第三连接部27的形状,第三连接部27的数量,第三连接部27与第二连接部26的连接位置以及第三连接部27与第二连接部26之间的夹角不做限定,只需满足第二连接部26和第三连接部27的总长度大于前述波长的1/4且天线辐射体23上的电流与第三连接部27上的寄生电流不反向即可。可选地,第三连接部27上的寄生电流可以与天线辐射体23上的电流同向,使得第三连接部27成为天线辐射体23的寄生,增强天线辐射体23的性能。

为了节省耳机外壳1的空间,可选地,第三连接部27与第二连接部26构成U型结构,这样,第二连接部26和第三连接部27均呈直线状且平行,使得蓝牙耳机100的空间紧凑,还有助于布局蓝牙耳机100的天线架构。

本申请中,第三连接部27的具体位置可以包括多种。下面,采用两种可行的实现方式,对第三连接部27的具体设置进行举例。

一种可行的实现方式中,如图6a和图6b所示,第三连接部27可采用模内注塑、涂覆金属、柔性电路板(即钢片)或者LDS等制作工艺进行设置在FPC 21上,工艺简单易行,节省了耳柄部12的空间,使得蓝牙耳机100满足紧凑布局的诉求。为了便于说明,图6a和图6b中以第三连接部27以从第二连接部26的一个位置处延伸出的连接部27a和从第二连接部26的另一个位置处延伸出的连接部27b这两个连接部为例进行示意。其中,连接部27a与第二连接部26的端部相连接,连接部27b与第二连接部26的侧边相连接,且连接部27a、连接部27b、第二连接部26与天线辐射体23相互平行。

需要说明的是,图6a和图6b中,连接部27a、连接部27b、第二连接部26和天线辐射体23中的斜线并不是连接部27a、连接部27b、第二连接部26和天线辐射体23各自对应的剖面线,而是为了便于区分连接部27a、连接部27b、第二连接部26和天线辐射体23的。

其中,本申请对第三连接部27在FPC 21上的具体位置不做限定。可选地,第三连接部27紧挨天线辐射体23,确保第三连接部27作为天线辐射体23的寄生以提高天线性能。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图7,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的反射系数S11曲线进行示意。图7中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为反射系数S11,单位为dBa。其中,反射系数S11是S参数(即散射参数)中的一个,表示回波损耗特性,一般通过网络分析仪来看其损耗的dB值和阻抗特性。此参数表示天线跟前端电路的匹配程度好不好,反射系数S11的值越大,表示天线本身反射回来的能量越大,这样天线的匹配就越差。例如,天线A在某一频点的S11值为-1,天线B在相同频点的S11值为-3,天线B比天线A的匹配程度要好。

如图7所示,曲线1示出了基于图1和图2所示蓝牙耳机200结构的S11曲线,曲线2示出了基于图6a和图6b所示蓝牙耳机100结构的S11曲线。曲线2中,在天线辐射体23的工作频点为2.4GHz时,S11值为-7.863dBa。在天线辐射体23的工作频点为2.5GHz时,S11值为-13.226dBa。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值要小,可见,曲线2对应的天线辐射体23频宽更宽,天线性能更好。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图8,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的系数效率曲线进行示意。图8中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为系数效率,单位为dB。

如图8所示,曲线1示出了基于图1和图2所示蓝牙耳机200结构的系数效率曲线,曲线2示出了基于图6a和图6b所示蓝牙耳机100结构的系数效率曲线。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值要小,可见,曲线2对应的天线效率更高,天线性能更好。

另一种可行的实现方式中,如图9a、图9b和图9c所示,第三连接部27可采用模内注塑(insert molding)、柔性电路板(即钢片)或者LDS等制作工艺设置在耳柄部12上,如耳柄部12的内壁或者外壁上,充分利用了耳柄部12,节省了耳柄部12的空间,使得蓝牙耳机100满足紧凑布局的诉求。为了便于说明,图9a、图9b和图9c中第三连接部27以从第二连接部26的一个位置处延伸得到的连接部为例进行示意。其中,第三连接部27与第二连接部26的端部相连接,且第三连接部27与第二连接部26相互平行。Y方向为FPC 21的长度方向直,X方向为FPC 21所在平面的垂直方向,X方向与Y方向垂。

需要说明的是,图9a、图9b和图9c中,第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23中的斜线并不是第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23各自对应的剖面线,而是为了便于区分第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23的。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图10,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的反射系数S11曲线进行示意。图10中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为反射系数S11,单位为dBa。

如图10所示,曲线1示出了基于图1和图2所示蓝牙耳机200结构的S11曲线,曲线2示出了基于图9a、图9b和图9c所示蓝牙耳机100结构的S11曲线。曲线2中,在天线辐射体23的工作频点为2.4GHz时,S11值为-13.953dBa。在天线辐射体23的工作频点为2.5GHz时,S11值为-9.2301dBa。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值要小,可见,曲线2对应的天线频宽更宽,天线性能更好。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图11,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的系数效率曲线进行示意。图11中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为系数效率,单位为dB。

如图11所示,曲线1示出了基于图1和图2所示结构的系数效率曲线,曲线2示出了基于图9a、图9b和图9c所示结构的系数效率曲线。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值要小,可见,曲线2对应的天线效率更高,天线性能更好。

其中,本申请对第三连接部27在耳柄部12的内壁或者外壁上的具体位置不做限定。下面,结合图12-图16,采用三种可行的实施例,对第三连接部27在耳柄部12的内壁或者外壁上的具体位置进行举例。为了便于说明,图12-图16中未示意出第二连接部26与第三连接部27相连接,且以天线辐射体23在FPC 21上位于第二连接部26的右侧,第二连接部26、第三连接部27和天线辐射体23平行且等长为例进行示意。

一种可行的实施例中,可选地,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向(即图9a中的X方向)在FPC 21所在平面上的投影与天线辐射体23有重叠区域,使得蓝牙耳机100具有良好的天线性能。其中,本申请对重叠区域的大小和位置不做限定。

如图12所示,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向在FPC 21所在平面上的全部投影映射在天线辐射体23内。如图13所示,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向在FPC 21所在平面上的部分投影映射在天线辐射体23内。

另一种可行的实施例中,可选地,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向(即图9a中的X方向)在FPC 21所在平面上的投影紧邻天线辐射体23,使得蓝牙耳机100具有较佳的天线性能。其中,本申请对该投影和天线辐射体23之间的距离不做限定。

如图14所示,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向在FPC 21所在平面上的投影映射在天线辐射体23的右侧。如图15所示,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向在FPC 21所在平面上的投影映射在第二连接部26和天线辐射体23的中间。

另一种可行的实施例中,可选地,第三连接部27沿FPC 21所在平面的垂直方向(即图9a中的X方向)在FPC 21所在平面上的投影远离天线辐射体23且紧邻第二连接部26,使得蓝牙耳机100具有较佳的天线性能。其中,本申请对该投影和天线辐射体23之间的距离不做限定。

如图16所示,第三连接部27沿天线辐射体23所在平面的垂直方向在天线辐射体23所在平面上的投影映射在第二连接部26的左侧。

实施例二

实施例二中,如图17a和图17b所示,可选地,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的一个或者多个位置处向靠近耳柄部12的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,充分利用了耳柄部12的底端的空间,实现了蓝牙耳机100的紧凑布局。并且,第三连接部27上的寄生电流从与第二连接部26的连接处沿着第三连接部27的本体弯曲流向第三连接部27的端部,使得第三连接部27成为天线辐射体23的寄生,增强天线辐射体23的性能。

其中,本申请对第三连接部27的弯曲变形程度不做限定,只需满足第二连接部26和第三连接部27的总长度大于前述波长的1/4即可。为了便于说明,图17a和图17b中以第三连接部27为从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的一个位置处延伸为例进行示意。

需要说明的是,图17a和图17b中,第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23中的斜线并不是第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23各自对应的剖面线,而是为了便于区分第三连接部27、第二连接部26和天线辐射体23的。

实施例三

实施例三中,如图18所示,可选地,任意一个第三连接部27可以包括:电池29的金属外壁,以及电池29的金属外壁与第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置相连接的连接部,充分利用了电池29的占用空间,节省了耳柄部12的空间,实现了蓝牙耳机100的紧凑布局。

其中,本申请对金属外壁的厚度、材质和面积均不做限定。例如,金属外壁可以采用铜箔材质。为了便于说明,图18中以第三连接部27为电池29的整个金属外壁为例进行示意。

需要说明的是,图18中,第二连接部26和天线辐射体23中的斜线并不是第二连接部26和天线辐射体23各自对应的剖面线,而是为了便于区分第二连接部26和天线辐射体23的。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图19,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的反射系数S11曲线进行示意。图19中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为反射系数S11,单位为dBa。

如图19所示,曲线1示出了基于图1和图2所示结构的S11曲线,曲线2示出了基于图18所示结构的S11曲线。曲线2中,在天线辐射体23的工作频点为2.4GHz时,S11值为-15.501dBa。在天线辐射体23的工作频点为2.5GHz时,S11值为-15.621dBa。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的S11值要小,可见,曲线2对应的天线频宽更宽,天线性能更好。

下面,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,结合图20,对本申请的蓝牙耳机100中的天线架构的系数效率曲线进行示意。图20中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为系数效率,单位为dB。

如图20所示,曲线1示出了基于图1和图2所示结构的系数效率曲线,曲线2示出了基于图18所示结构的系数效率曲线。与曲线1在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值相比,曲线2在2.4GHz-2.5GHz工作频段上的系数效率值要小,可见,曲线2对应的天线效率更高,天线性能更好。

需要说明的是,第三连接部27除了上述三个实施例之外,本申请还可以将上述三个实施例进行任意组合,得到第三连接部27。

例如,本申请将实施例一和实施例二进行组合,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的顶端的方向延伸的连接部,以及从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部。

下面,以第二连接部26、第三连接部27和天线辐射体23平行且等长,第三连接部27采用实施例一和实施例二组合的实现形式为例,结合图21,对第二连接部26上的电流、天线辐射体23上的电流和第三连接部27上的寄生电流的方向示意图进行说明。

如图21所示,第二连接部26上的电流I1从耳柄部12的底端流向接地点b。天线辐射体23上的电流I2从馈电点a流向耳柄部12的底端。第三连接部27包括两部分,分别为连接部271和连接部272。其中,连接部271上的寄生电流I31从连接部271与第二连接部26的连接处流向连接部271的端部。连接部272上的寄生电流I32从连接部272与第二连接部26的连接处沿着连接部272的本体弯曲流向连接部272的端部。可见,电流I1与电流I2反向,寄生电流I31与电流I2同向,寄生电流I32与电流I2不反向。

又如,本申请将实施例一和实施例三进行组合,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的顶端的方向延伸的连接部,电池29的金属外壁,以及电池29的金属外壁与第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置相连接的连接部。

又如,本申请将实施例二和实施例三进行组合,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,电池29的金属外壁,以及电池29的金属外壁与第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置相连接的连接部。

又如,本申请将实施例一、实施例二和实施例三进行组合,任意一个第三连接部27可以包括:从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的顶端的方向延伸的连接部,从第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置处向靠近耳柄部12的底端的方向延伸且呈弯曲状的连接部,电池29的金属外壁,以及电池29的金属外壁与第二连接部26上靠近耳柄部12的底端的至少一个位置相连接的连接部。

为了进一步解释本申请的蓝牙耳机100具有良好的天线性能,下面,从信号处理组件2上电流的分布、天线架构的反射系数S11以及本申请蓝牙耳机100的天线架构的系数效率三方面入手,比较传统的蓝牙耳机200的天线性能与本申请的蓝牙耳机100的天线性能。

第一方面,为了便于说明,以第二连接部26、第三连接部27和天线辐射体23平行且等长例,结合图22a、图22b-图22c,分别对蓝牙耳机100中信号处理组件2上电流的分布进行示意。

其中,图22a示出了蓝牙耳机100中存在第二连接部26和天线辐射体23,且无第三连接部27的天线架构,且图22a所示的天线架构与图1和和图2所示蓝牙耳机200的天线架构类似。图22b示出了本申请的蓝牙耳机100中存在第二连接部26、天线辐射体23以及采用实施例二的第三连接部27的天线架构。图22c示出了本申请的蓝牙耳机100中存在第二连接部26、天线辐射体23和采用实施例三的第三连接部27的天线架构。

如图22a、图22b和图22c所示,与图22a中信号处理组件2上电流的分布相比,图22b中信号处理组件2上电流的分布范围较广,且强度较强。图22c中信号处理组件2上电流的分布范围最广,且强度最强。因此,相较于传统的蓝牙耳机200而言,本申请的蓝牙耳机100,由于第三连接部27成为天线辐射体23的寄生,有效提高了蓝牙耳机100的天线性能。

第二方面,为了便于说明,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,基于图22a、图22b-图22c所示的天线架构,结合图23,对天线架构的反射系数S11曲线进行示意。图23中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为反射系数S11,单位为dBa。

如图23所示,曲线1示出了基于图22a所示天线架构的S11曲线,曲线2示出了基于图22b所示天线架构的S11曲线,曲线3示出了基于图22c所示天线架构的S11曲线。相较于曲线1而言,曲线2对应的天线性能良好,曲线3对应的天线性能最优。因此,相较于传统的蓝牙耳机200而言,本申请的蓝牙耳机100的天线性能得到了有效改善。

第三方面,为了便于说明,假设天线辐射体23的一个工作频段为2.4GHz-2.5GHz,基于图22a、图22b-图22c所示结构,结合图24,对天线架构的系数效率曲线进行示意。图24中,横坐标为频率,单位为兆赫兹(GHz),纵坐标为系数效率,单位为dB。

如图24所示,曲线1示出了基于图22a所示天线架构的系统效率曲线,曲线2示出了基于图22b所示天线架构的系统效率曲线,曲线3示出了基于图22c所示天线架构的系统效率曲线。相较于曲线1而言,曲线2对应的天线性能良好,曲线3对应的天线性能最优。因此,相较于传统的蓝牙耳机200而言,本申请的蓝牙耳机100的天线性能得到了有效改善。

综上,引入的第三连接部27成为了天线辐射体23的寄生,增强了本申请的蓝牙耳机100的天线性能,使得本申请的蓝牙耳机100能够良好通信。

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