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天线设备和耳机

文献发布时间:2023-06-19 10:58:46


天线设备和耳机

技术领域

本技术涉及天线设备和包括该天线设备的耳机。

背景技术

近年来,在各种电子设备能够进行无线通信的情况下,已经开发出各种内置到电子设备中的小型天线。

下面的专利文献1公开了一种用于实现具有容易的阻抗调整的紧凑的高性能天线的技术,该天线是至少部分螺旋形的倒F天线。

引文列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请特许公开No.2001-352212

发明内容

本发明要解决的问题

顺便提及,尤其是近年来,设备的小型化已经取得了进展,并且与此同时,还要求进一步使内置天线小型化。例如,在内置到小型无线耳机的情况下,天线尺寸变得非常小。

此外,小型天线的最大性能与天线尺寸的立方成比例。相反,如果尺寸减小,则天线性能将显著降低。

因此,本技术的目的是通过有效利用天线的体积来改善天线性能。

问题的解决方案

根据本技术的天线设备包括:第一端子;第二端子;第一辐射单元,形成为螺旋形状,所述第一辐射单元的最大直径为第一直径;第二辐射单元,形成为螺旋形状,所述第二辐射单元的一端与所述第一辐射单元的一端连续并且所述第二辐射单元的最大直径为大于所述第一直径的第二直径,并且所述第二辐射单元的另一端为开路端;第一布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第一端子之间;以及第二布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第二端子之间。

第一辐射单元具有直径小于第二辐射单元的直径的部分,并且直径之差产生布线空间。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一端子、所述第二端子、所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述第一布线和所述第二布线可以在绝缘电介质板状体上由金属形成,所述绝缘电介质板状体具有平行于形成有地的接地板的多个布线层。

例如,第一端子、第二端子、第一辐射单元、第二辐射单元、第一布线和第二布线在板状体的上表面侧和下表面侧由金属图案形成为两层布线层。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一辐射单元可以以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及所述第二辐射单元也可以以恒定的直径螺旋形地缠绕。

即,第二辐射单元具有相对大的第二直径,该第二辐射单元具有恒定的螺旋形状,并且第一辐射单元具有相对小的第一直径,该第一辐射单元具有螺旋形状。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一辐射单元可以以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及所述第二辐射单元的开路端侧可以缠绕成使得直径随着接近于开路端而减小。

例如,第二辐射单元的直径整体上可以随着接近于开路端侧而逐渐减小,或者第二辐射单元可以具有直径恒定的一部分以及开路端侧的与该一部分连续的直径随着接近于开路端侧而逐渐减小的一部分作为第二直径。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第二辐射单元可以以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及所述第一辐射单元的另一端侧可以缠绕成使得直径随着接近于另一端而减小。

例如,第一辐射单元的直径整体上可以随着接近于另一端侧(即,与第一布线和第二布线的连接点的一侧)而逐渐减小,或者第一辐射单元可以具有直径恒定的一部分以及另一端侧的与该一部分连续的直径随着接近于该另一端侧而逐渐减小的一部分作为第一直径。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一辐射单元的另一端侧缠绕成使得直径随着接近于另一端而减小,以及所述第二辐射单元的开路端侧缠绕成使得直径随着接近于开路端而减小。

例如,第一辐射单元的直径整体上可以随着接近于另一端侧(即,与第一布线和第二布线的连接点的一侧)而逐渐减小,或者第一辐射单元可以具有直径恒定的一部分以及另一端侧的与该一部分连续的直径随着接近于该另一端侧而逐渐减小的一部分作为第一直径。

而且,例如,第二辐射单元的直径整体上可以随着接近于开路端侧而逐渐减小,或者第二辐射单元可以具有直径恒定的一部分以及开路端侧的与该一部分连续的直径随着接近于开路端侧而逐渐减小的一部分作为第二直径。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一辐射单元和所述第二辐射单元可以在绝缘电介质板状体上由金属形成,所述绝缘电介质板状体具有平行于形成有地的接地板的多个布线层,以及板状体可以具有长方体的角被切除的形状。

例如,第一辐射单元和第二辐射单元在板状体上由金属图案螺旋形地形成为两层布线层。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一端子和所述第二端子可以形成在平行于所述接地板的所述多个布线层当中最靠近所述接地板的布线层上。

例如,第一端子和第二端子在板状体的下表面侧(接地板侧)形成为两层布线层。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一辐射单元和所述第二辐射单元可以具有螺旋形缠绕结构,该螺旋形缠绕结构使用在板状体上的一个布线层的金属布线、另一个布线层的金属布线以及连接所述一个布线层和所述另一个布线层的层间布线而形成。

例如,板状体的上表面侧和下表面侧的作为两层布线层的布线层的布线通过层间布线(通孔等)连接以形成缠绕结构。

在根据上述本技术的天线设备中,可以通过使用层间布线来形成所述第一布线或所述第二布线中的至少一个。

例如,在布线结构中,在板状体的下表面侧的作为两层布线层的端子通过层间布线(通孔等)连接到第一辐射单元。

在根据上述本技术的天线设备中,作为连接到所述第一端子和所述第二端子中更靠近所述第二辐射单元的一个的布线的所述第一布线和所述第二布线之一可以布置在由所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间的最大直径之差产生的空间中。

例如,在第一端子更靠近第二辐射单元的情况下,在由最大直径之差生成的空间中仅布置第一布线或布置第一布线和第二布线两者。

可替代地,在第二端子更靠近第二辐射单元的情况下,在由最大直径之差生成的空间中仅布置第二布线或布置第二布线和第一布线两者。

在根据上述本技术的天线设备中,所述第一布线和所述第二布线之一可以形成为螺旋形状。

即,第一布线或第二布线形成为螺旋形状,以在第一辐射单元中连续。

在根据上述本技术的天线设备中,所述天线设备的最长尺寸可以为λ/(2π)或更小(λ是载波波长并且π是圆周率)。

即,形成了称为小型电天线的天线设备。

此外,在根据上述本技术的天线设备中,所述第一端子和所述第二端子之一可以是被输入高频信号的电源端子,而另一个可以是连接到地的短路端子。

根据本技术的耳机是包括上述天线设备和形成有地的接地板的耳机。

在这种情况下,所述天线设备和所述接地板可以被布置成使得在使用状态下,当从所述天线设备观看时,所述接地板在人体侧。

这降低了对人体的辐射水平。

附图说明

图1是根据本技术的实施例的耳机的解释图。

图2是作为比较示例的天线设备的结构的解释图。

图3是第一实施例的天线设备的结构的解释图。

图4是第二实施例的天线设备的结构的解释图。

图5是第三实施例的天线设备的结构的解释图。

图6是第四实施例的天线设备的结构的解释图。

图7是第五实施例的天线设备的结构的解释图。

图8是根据第三实施例的组件可安装区域的扩大的解释图。

图9是根据第三实施例的频率和阻抗调整的解释图。

图10是根据第三实施例的与组件的布置关系的解释图。

图11是根据第三实施例的触摸传感器区域的扩大的解释图。

图12是根据第四实施例的组件可安装区域的扩大的解释图。

图13是根据第五实施例的组件可安装区域的扩大的解释图。

图14是第六实施例的天线设备的结构的解释图。

图15是第七实施例的天线设备的结构的解释图。

图16是实施例的耳机中的天线布置的解释图。

具体实施方式

在下文中,将按以下次序描述实施例。

<1.耳机结构>

<2.比较示例>

<3.天线设备的第一和第二实施例>

<4.天线设备的第三、第四和第五实施例>

<5.天线设备的第六和第七实施例>

<6.耳机中的天线设备的布置>

<7.综述和变形例>

<1.耳机结构>

将参考图1描述实施例的耳机的结构。

图1A示出了耳机10的外观的示例。耳机10具有主体部分11和附接到主体部分11的耳垫12。

主体部分11具有截面为圆形的大致圆柱形状,并且耳垫12安装在主体部分11的尖端部分上。

耳机10与耳垫12的插入用户耳道的部分一起使用。

耳机10是所谓的无线耳机,并且在主体部分11中内置有作为用于无线通信的天线设备的天线单元1。

图1B和图1C示出了耳机10的一些内部布置的组件。图1B是从圆形表面11B侧(与耳垫12相对的一侧)看的主体部分11的透视图,并且图1C是圆形表面11B侧布置在上侧的倾斜的透视图。

要注意的是,圆形表面11B是当用户将耳机10戴在耳道上时暴露于外部的表面。

然后,图1B和图1C示出了天线单元1、形成有接地表面的基板2(以下称为“接地板2”)、集成电路(IC)3、包括在IC3的外围电路中的诸如电阻器和电容器之类的电子组件(以下称为“外围元件4”)、短路单元5和电源单元6作为布置在耳机10内的组件。

要注意的是,虽然输出音频的驱动器单元、形成声音释放路径的组件等也布置在主体部分11中,但是将省略其说明和描述。

天线单元1包括绝缘电介质板状体8,该绝缘电介质板状体8具有平行于接地板2的多个布线层。在这个板状体8中,辐射单元、必要的端子和布线由金属图案形成。稍后将描述细节。

在这个示例的情况下,接地板2具有盘形形状,使得接地板2可以平行于主体部分11中的圆形表面11B布置。接地板2除了用作安装有IC3、外围元件4和通信电路等中包括的其它电路的电路板之外还形成接地表面。

接地板2和天线单元1(板状体8)在主体部分11中大致平行地布置。然后,通过电源单元6在天线单元1与形成在接地板2上的通信电路之间传输高频信号。此外,天线单元1通过短路单元5连接到形成在接地板2上的地。

<2.比较示例>

例如,如上所述的耳机10中的天线单元1被配置为具有螺旋的倒F天线。倒F天线适于阻抗下降的小型天线,因为仅通过调整结构就可以在某种程度上调整阻抗。

顺便提及,倒F天线占据了电源布线和短路布线的空间。因此,实施例的天线单元1具有三维结构,以减小电源/短路布线所占据的体积并增加辐射单元的体积。

为了促进理解,首先,图2示出了未应用本实施例的结构的比较示例。

例如,图2是当像本实施例中那样将具有螺旋形结构的倒F天线视为要结合在耳机等中的小型天线时的配置示例。

图2示出了包括长方体板状体的天线单元100与接地板110平行布置的状态。

在天线单元100上形成有辐射单元101、电源端子105、短路端子106、电源布线107和短路布线108。

辐射单元101具有形成为螺旋形状的螺旋形结构。

高频信号通过电源单元103从高频信号源109供应给电源端子105。电源端子105通过电源布线107连接到辐射单元101。

短路端子106通过短路单元104连接到形成在接地板110上的地。短路端子106通过短路布线108连接到辐射单元101。

图2示出了仅天线单元100的纵向尺寸MS的大约一半可以被用作辐射单元101的状态。即,纵向尺寸MS的大约一半被电源布线107和短路布线108占据。

这是由于各种原因引起的,诸如电源端子105和短路端子106的布置位置(端子之间的分隔距离)在某种程度上被接地板110上的电路、连接器布置、组件尺寸等的影响限制的事实,或者需要将端子形成为特定尺寸的事实。

如果在这些情形下缩短辐射单元101,则辐射效率降低并且带变窄。特别地,在小型电天线中这种效果变得明显。

因此,在本实施例中,例如即使在纵向尺寸MS等于这个比较示例的纵向尺寸MS的情况下,也可以延长辐射单元以改善性能。

<3.天线设备的第一和第二实施例>

将参考图3A、图3B和图3C描述作为天线设备的第一实施例的天线单元1的结构。

图3A示意性地示出了如图1B和图1C中所示的布置在耳机10中的天线单元1和接地板2。

要注意的是,在下面,当分别将天线单元1描述为第一至第七实施例时,通过附图标记“1A”、“1B”、“1C”、“1D”、“1E”、“1F”和“1G”来区分天线单元,诸如“天线单元1A”,并且当统称这些天线单元时,将天线单元称为“天线单元1”。

在第一实施例的天线单元1A中,第一辐射单元21、第二辐射单元22、电源端子24、短路端子25、电源布线26和短路布线27各自在平行于接地板2的板状体8(用断线指示)上由金属图案形成。

板状体8具有带至少两个布线层的结构。例如,通过在上表面和下表面上形成金属图案,形成上面提到的部分。

要注意的是,为了解释,通过将接地板2侧视为下侧来确定板状体8的“下表面”和“上表面”。在每个图中,表面被示为下表面LL和上表面UL。

板状体8的上表面UL侧是图1的圆形表面11B侧的表面。每个图都是根据这些上下方向示出的。

在板状体8上至少形成有上表面UL侧的布线层和下表面LL侧的布线层。每个布线层可以是暴露在板状体8的上表面UL或下表面LL上的层,或者可以是不暴露在其上的层。

要注意的是,在图中,在板状体8中以垂直柱形指示的部分是通孔29(为了避免图的复杂化,仅对一些部分指派了附图标记“29”)。通孔29导通上表面UL侧的布线层和下表面LL侧的布线层。

形成天线单元1A的板状体8的最大长度是纵向尺寸MS,并且当λ是载波波长且π是圆周率时,这个纵向尺寸MS是λ/(2π)或更小。即,获得了可以适当地结合在上面提到的耳机10中的小型电天线。

要注意的是,虽然接地板2是圆形的,但是接地板2的直径也可以是λ/(2π)或更小。

天线单元1A的第一辐射单元21和第二辐射单元22具有连续的缠绕结构。即,第一辐射单元21的一端和第二辐射单元的一端在连接端T1处连续。

第二辐射单元22具有螺旋形结构,该螺旋形结构螺旋形地缠绕以便从连接端T1起在板状体8的纵向方向(图的左侧)上行进,并且另一端侧是开路端T3。

第二辐射单元22的缠绕结构通过由通孔29将板状体8的上表面UL侧的布线层和下表面LL侧的布线层上的金属图案连接而形成。

第一辐射单元21具有螺旋形结构,该螺旋形结构螺旋形地缠绕以便在板状体8的纵向方向上在连接端T1和另一端侧(布线连接端T2)之间行进。

第一辐射单元21的缠绕结构也通过由通孔29将板状体8的上表面UL侧的布线层和下表面LL侧的布线层上的金属图案连接而形成。

要注意的是,第一辐射单元21仅需要缠绕至少一次。

第二辐射单元22被螺旋形地形成为具有恒定的直径d2,并且第一辐射单元21被螺旋形地形成为具有恒定的直径d1。

然后,螺旋形的第一辐射单元21的直径d1小于类似地螺旋形的第二辐射单元22的直径d2(d1

电源端子24和短路端子25形成在下表面LL侧的布线层上。

电源端子24被用作电源点,并且来自高频信号源7的高频信号由电源单元6供应。电源端子24通过电源布线26连接到第一辐射单元21的布线连接端T2。

在图3的示例中,电源布线26被形成为通过通孔29、上表面UL侧的布线和通孔29从下表面LL侧的电源端子24到达布线连接端T2。

短路端子25通过短路单元5连接到接地板2上的地。短路端子25通过短路布线27连接到第一辐射单元21的布线连接端T2。

在图3的示例中,短路布线27被形成为从下表面LL侧的短路端子25到达作为下表面LL侧的布线的布线连接端T2。

在此,如上所述,通过使第一辐射单元21的直径d21小于第二辐射单元22的直径d22,在板状体8上产生用于形成金属图案的空间。

图3B示出了形成在板状体8的上表面UL侧的布线层HU上的金属图案。由于直径d21与d22之差,在形成整个辐射单元(第一辐射单元21和第二辐射单元22)的区域中生成由断线指示的空间SP。

因此,通过使用这个空间SP形成电源布线26。

此外,图3C示出了形成在板状体8的下表面LL侧的布线层HL上的金属图案(从图3B的上方观看)。

再次,由于直径d21与d22之差,在形成整个辐射单元的区域中生成由断线指示的空间SP。通过使用这个空间SP形成电源端子24和短路端子25。

如上所述,第一实施例的天线单元1A是倒F天线,其中除电源布线26和短路布线27以外的部分被划分到螺旋形的第一辐射单元21和第二辐射单元22。

然后,第一辐射单元21的直径d1小于第二辐射单元22的直径d2,并且电源端子24和电源布线26的至少一部分设置在由这个直径之差生成的空间SP中。

即,电源端子24和电源布线26在板状体8的纵向方向上不限制用于形成辐射单元的绕组的空间。

因而,由于可以通过最好地利用天线单元1A的体积来形成辐射单元,因此可以在不改变天线尺寸的情况下改善诸如天线的辐射效率和带宽之类的性能。

可替代地,根据这个配置,即使减小天线尺寸,也可以维持诸如天线的辐射效率和带宽之类的性能。

而且,作为金属图案整体而言,存在用于线和空间的余地,从而改善了制造的容易性。

此外,在天线单元1A中,在电源端子24和短路端子25当中,电源端子24布置得更靠近第二辐射单元22。由于通过使用空间SP形成电源端子24的电源布线26,因此高效地布置组件以使得辐射单元能够在纵向方向上延伸。

此外,在天线单元1A中,靠近第二辐射单元22的一侧的电源端子24和电源布线26被布置为通过使用通孔29分离成在上表面UL侧的布线层HU中和在下表面LL侧的布线层HL中。因此,可以通过使用空间SP高效地形成电源端子24和电源布线26。

此外,在天线单元1A中,由于通过使用布线层HL形成短路端子25和短路布线27,因此短路布线27和电源布线26被分离成在布线层HL和HU中。因此,可以减小短路布线27和电源布线26在纵向方向上所占据的部分,从而可以在纵向方向上扩大整个辐射单元可用的区域。这也有助于改善作为小型天线的性能。

图4示出了第二实施例的天线单元1B。

天线单元1B的第一辐射单元21和第二辐射单元22的结构与上述天线单元1A的结构类似。

不同之处在于,在天线单元1B中,短路端子25在靠近第二辐射单元22的一侧,并且电源端子24在远离第二辐射单元22的一侧。

来自高频信号源7的高频信号通过电源单元6被供应给电源端子24。

在图4的示例中,电源布线26被形成为从下表面LL侧的电源端子24到达作为下表面LL侧的布线的布线连接端T2。

短路端子25通过短路单元5连接到接地板2上的地。

在图4的示例中,短路布线27被形成为通过通孔29、上表面UL侧的布线和通孔29从下表面LL侧的短路端子25到达布线连接端T2。

即,在第二实施例中,通过利用由第一辐射单元21与第二辐射单元22之间的直径之差产生的空间来形成短路布线27和短路端子25。

结果,可以获得与第一实施例的效果类似的效果。

然后,从阻抗匹配的角度来看,在一些情况下,天线单元1B的配置可以比天线单元1A更合适。

换句话说,通过根据情况选择天线单元1A或1B的配置,可以实现在相同尺寸的设备的情况下在性能改善方面以及在较小设备的情况下在性能维持方面有利的天线设备。

要注意的是,在下面的第三至第七实施例中,与第一实施例的情况一样,电源端子24将被布置为更靠近第二辐射单元22。但是,在这些配置中的每一个中,也可以想到,如第二实施例中那样,短路端子25被布置为更靠近第二辐射单元22。

<4.天线设备的第三、第四和第五实施例>

将分别参考图5、图6和图7描述作为天线设备的第三、第四和第五实施例的天线单元1C、1D和1E。

要注意的是,在以下的每个实施例中,对于与上述第一实施例的天线单元1A相同的部分,将省略冗余的说明。

图5示出了第三实施例的天线单元1C。

在这个天线单元1C中,第一辐射单元21螺旋形地缠绕,但是其直径不是恒定的。直径从连接端T1侧随着接近于布线连接端T2侧而逐渐减小。

此外,第二辐射单元22也螺旋形地缠绕,但是其直径不是恒定的,并且直径从连接端T1侧随着接近于开路端T3侧而逐渐减小。

然后,板状体8具有这样的形状,其中由于这种第一辐射单元21和第二辐射单元22而变为多余区域的角被切除。即,第二辐射单元22侧的角部是切口部分32,并且第一辐射单元21侧的角部是切口部分31。

图6示出了第四实施例的天线单元1D。

在这个天线单元1D中,第一辐射单元21以恒定的直径螺旋形地缠绕。

另一方面,第二辐射单元22也螺旋形地缠绕,但是其直径不是恒定的,并且直径从连接端T1侧随着接近于开路端T3侧而逐渐减小。

然后,板状体8具有其中第二辐射单元22侧的角部为切口部分32的形状。

图7示出了第五实施例的天线单元1E。

在这个天线单元1E中,第一辐射单元21螺旋形地缠绕,但是其直径不是恒定的,并且直径从连接端T1侧随着接近于布线连接端T2侧而逐渐减小。

此外,第二辐射单元22以恒定的直径螺旋形地缠绕。

然后,板状体8具有其中第一辐射单元21侧的角部为切口部分31的形状。

在这些天线单元1C、1D和1E中,除了第一实施例的天线单元1A的效果之外,还可以获得以下效果。

首先,在天线单元1C中,如图8中所示,可以扩大组件可安装区域PA。

图8A示出了从上方观看第一实施例的天线单元1A和接地板2的状态,并且图8B示出了从上方观看第三实施例的天线单元1C和接地板2的状态。

在天线单元1C的情况下,天线单元1C可以在耳机10的主体部分11中靠近箭头R1方向(主体部分11的周向)布置。为此,与结合天线单元1A的情况相比,在结合天线单元1C的情况下,接地板2上的组件可安装区域PA可以变宽。

此外,由于绕组的直径不是恒定的,因此在设计上还有各种微调的空间。

与图9A相比,图9B示出了在第一辐射单元21的直径逐渐减小的部分中使箭头Q1部分的直径甚至更小的情况。

通过减小第一辐射单元21的直径,可以将频率微调到高频侧。即,可以通过调整第一辐射单元21的直径来微调传输和接收频率。

此外,与图9A相比,图9C示出了在第一辐射单元21的直径逐渐减小的部分中电源布线26的通孔29(箭头Q2部分)的位置被改变的情况。结果,减小了第一辐射单元21的直径。

通过以这种方式改变电源布线26的通孔29的位置,可以微调阻抗。

图10示出了电子电路组件与天线单元1A和1C之间的位置关系。

图10A和图10B示出了如图1B和图1C中那样将天线单元1A结合在耳机10中的情况,并且图10C和图10D示出了其中结合了天线单元1C的情况。

如上所述,与天线单元1A的情况相比,可以将天线单元1C布置为更靠近主体部分11的外围表面。

例如,假定在根据天线单元1的尺寸、电子组件的尺寸和数量以及布置结合天线单元1A的情况下,存在电子组件以重叠的方式被布置在天线的正下方的部分,如图10A的范围W中那样。在这种情况下,天线特性可以受到影响,并且在那种情况下,有必要改变布置。

另一方面,在天线单元1C的情况下,如图10C中所示,不存在天线单元1C与电子组件重叠的部分。

虽然这是一个示例,但是具体而言,在天线单元1C的情况下,容易避免电子组件被布置在天线下方的位置关系,并且设计变得容易。可替代地,增加了设计自由度。

图11示出了在耳机10的圆形表面11B侧设置触摸传感器15的情况。考虑到天线性能,优选的是,当从圆形表面11B侧观看时,触摸传感器15被布置为不与天线单元1重叠。

因而,当比较如图11A和图11B中那样布置天线单元1A的情况与如图11C和图11D中那样布置天线单元1C的情况时,通过靠近圆周部分布置天线单元1C可以使触摸传感器15的区域变宽。

因此,通过使用天线单元1C,可以使触摸传感器15的区域变宽,这对于改善触摸传感器的灵敏度也是有利的。

虽然在上面的图8的天线单元1C的情况下已经描述了组件可安装区域PA的扩大,但是组件可安装区域PA也可以通过天线单元1D和1E来扩大。

图12A示出了从上方观看天线单元1A和接地板2的状态,并且图12B示出了从上方观看天线单元1D和接地板2的状态。

在天线单元1D的情况下,天线单元1D可以在耳机10的主体部分11中靠近箭头R2方向(主体部分11的周向)布置。为此,与结合天线单元1A的情况相比,在结合天线单元1D的情况下,接地板2上的组件可安装区域PA可以变宽。

此外,图13A示出了从上方观看天线单元1A和接地板2的状态,并且图13B示出了从上方观看天线单元1E和接地板2的状态。

在天线单元1E的情况下,可以在耳机10的主体部分11中将天线单元1E布置为更靠近箭头R3方向(主体部分11的周向)。为此,与结合天线单元1A的情况相比,在结合天线单元1E的情况下,接地板2上的组件可安装区域PA可以变宽。

要注意的是,虽然在天线单元1C、1D和1E中第一辐射单元21和第二辐射单元22中的一者或两者的直径从连接点T1起逐渐减小,但是对于所有的绕组部分,直径不必都不同。例如,在存在多个绕组的情况下,可以在设置具有相同直径的部分的同时逐渐减小直径,或者对于至少一个绕组可以使直径不同。

例如,可以想到的是,第二辐射单元22具有直径恒定的一部分以及开路端T3侧的与该一部分连续的直径随着接近于开路端T3而逐渐减小的一部分作为直径d2。还可以想到的是,在开路端T3侧仅一个绕组具有小的直径。

此外,也可以想到,第一辐射单元21具有直径恒定的一部分以及布线连接端T2侧的与该一部分连续的直径随着接近于布线连接端T2而逐渐减小的一部分作为直径d1。还可以想到的是,在布线连接端T2侧仅一个绕组具有小的直径。

<5.天线设备的第六和第七实施例>

图14示出了第六实施例的天线单元1F。

在这个天线单元1F中,与第一辐射单元21的布线连接端T2连接的短路布线27也螺旋形地缠绕。

利用这种配置,可以获得增大阻抗调整范围的优点。此外,结果,例如在一些情况下,天线单元1F可以比天线单元1A的配置更合适。

图15示出了第七实施例的天线单元1G。

与第三实施例的天线单元1C类似,在这个天线单元1G中,第一辐射单元21的螺旋形绕组的直径从连接端T1侧随着接近于布线连接端T2侧而逐渐减小。此外,第二辐射单元22的螺旋形绕组的直径也从连接端T1侧随着接近于开路端T3侧而逐渐减小。

另一方面,板状体8为长方体形状,没有角被切除。

因此,例如,还假设在板状体8的形状保持长方体的状态下,螺旋形绕组的直径也不是恒定的。在可以没有特殊问题地布置长方体的情况下,假设采用这种结构是为了进行频率调整和阻抗调整。

<6.耳机中的天线设备的布置>

将描述耳机10中的天线单元1的布置和辐射方向性。

图16A示出了耳机10被穿戴在用户的耳道上的状态。图16B示出了在这种穿戴状态下的X、Y和Z方向。

当穿戴耳机10时,人体的方向是接地板2侧,这抑制了随着接近于人体的辐射。

图16C示出了在XZ平面和YZ平面中看到的天线单元1的辐射方向性。

天线单元1被设计为使得如这个辐射方向性所示,随着接近于人体的辐射变小。然后,可以减小穿戴时的特性变化和穿戴方向绕Y轴旋转时的特性变化。

<7.综述和变形例>

根据以上实施例,可以获得以下效果。

实施例的天线单元1具有被输入高频信号的电源端子24(第一端子的一个示例)和接地的短路端子25(第二端子的一个示例)。第一辐射单元21被形成为最大直径为d1的螺旋形状。第二辐射单元22被形成为螺旋形状,其中一端(连接端T1)与第一辐射单元21的一端(连接端T1)连续,最大直径d2大于直径d1,并且另一端是开路端T3。天线单元1还包括连接第一辐射单元21的另一端(布线连接端T2)与电源端子24之间的电源布线26(第一布线的一个示例)以及连接第一辐射单元21的另一端(布线连接端T2)与短路端子25之间的短路布线27(第二布线的一个示例)。

在这种配置的情况下,来自电源端子24的电源布线26或来自短路端子25的短路布线27中的任一个都可以被布线在由第一辐射单元21和第二辐射单元22之间的直径之差产生的空间中。

然后,换句话说,可以不考虑电源布线26或短路布线27的布置而形成辐射单元(第一辐射单元21和第二辐射单元22)。

即,由于可以通过最好地利用天线单元1的体积来形成辐射单元(21,22),因此无需改变天线尺寸就可以改善诸如天线的辐射效率和带宽之类的性能。

可替代地,在减小天线尺寸的情况下,通过采用实施例的配置,可以维持诸如天线的辐射效率和带宽之类的性能。

此外,整体上存在用于布线和空间的余地,并改善了设计的自由度和制造的便利性。

要注意的是,虽然在以上描述中电源端子24是第一端子并且短路端子25是第二端子,但是电源端子24可以被认为是第二端子并且短路端子25可以被认为是第一端子。在那种情况下,电源布线26是第二布线,并且短路布线27是第一布线。

在实施例的天线单元1中,电源端子24、短路端子25、电源布线26、短路布线27、第一辐射单元21和第二辐射单元22在具有平行于接地板2的多个布线层的绝缘电介质板状体8上由金属形成。

例如,通过使用长方体或部分切割的长方体板状体的上表面和下表面,可以通过金属图案容易地产生螺旋形的第一辐射单元21和第二辐射单元22。

具体而言,在这种情况下,第一辐射单元21和第二辐射单元22包括两层布线和连接各层的通孔29,并且沿着天线单元1的纵向方向螺旋形地缠绕。

要注意的是,虽然可以通过包括至少两个布线层来形成螺旋形结构,但是布线层可以采用例如包括三层或四层的多层结构。

在第一、第二和第六实施例的天线单元1A、1B和1F中,第一辐射单元21和第二辐射单元22各自以恒定的直径螺旋形地缠绕。

即,第二辐射单元22具有相对大的直径d2,该第二辐射单元22具有恒定的螺旋形状,并且第一辐射单元21具有相对小的直径d1,该第一辐射单元21具有螺旋形状。

在这种情况下,由于直径d1与d2之差而在布线层中形成空间,并且这种配置是可以有效地布置电源布线26和短路布线27的示例。

第四实施例的天线单元1D是其中第一辐射单元21以恒定的直径螺旋形地缠绕并且第二辐射单元22的开路端T3侧缠绕成使得直径随着接近于开路端T3而减小的示例。

这种配置也是其中由于第一辐射单元21与第二辐射单元22之间的最大直径之差而形成空间并且可以有效地布置电源布线26和短路布线27的示例。

此外,在采用这种配置的情况下,天线单元1可以具有第二辐射单元22侧的板状体8的角被切除的形状(具有切口部分32的形状)。这增加了布置天线单元1的自由度。

然后,在将天线单元1布置在具有圆形截面的耳机10的主体部分11中的情况下,可以使天线单元1靠近圆周部分,如参考图12所描述的,并且可以确保接地板2上的宽组件可安装区域PA。

第五实施例的天线单元1E是其中第二辐射单元22以恒定的直径螺旋形地缠绕并且第一辐射单元21的另一端侧(布线连接端T2侧)缠绕成使得直径随着接近于该另一端而减小的示例。

这种配置也是其中由于第一辐射单元21与第二辐射单元22之间的最大直径之差而形成空间并且可以有效地布置电源布线26和短路布线27的示例。

此外,通过调整第一辐射单元21的直径,可以将频率微调到高频侧并且可以微调阻抗。

此外,在采用这种配置的情况下,天线单元1也可以具有第一辐射单元21的另一端侧(布线连接端T2侧)的板状体8的角被切除的形状(具有切口部分31的形状)。这增加了布置天线单元1的自由度。

然后,在将天线单元1布置在具有圆形截面的耳机10的主体部分11中的情况下,可以使天线单元1靠近圆周部分,如参考图13所描述的,并且可以确保接地板2上的宽组件可安装区域PA。

第三实施例的天线单元1C是其中第一辐射单元21的另一端侧(布线连接端T2侧)缠绕成使得直径随着接近于该另一端而减小并且第二辐射单元22的开路端T3侧缠绕成使得直径随着接近于开路端T3而减小的示例。

这种配置也是其中由于第一辐射单元21与第二辐射单元22之间的最大直径之差而形成空间并且可以有效地布置电源布线26和短路布线27的示例。

此外,在采用这种配置的情况下,天线单元1可以具有其中第二辐射单元22的开路端侧的板状体8的角和第一辐射单元21的另一端侧(电源布线26与短路布线27的连接点的一侧)的板状体8的角被切除的形状(具有切口部分32和31的形状)。这进一步增加了布置天线单元1的自由度。

然后,在将天线单元1布置在具有圆形截面的耳机10的主体部分11中的情况下,可以使天线单元1靠近圆周部分,如参考图8所描述的,并且可以确保接地板2上的较宽组件可安装区域PA。

特别地,由于天线单元1具有在两侧上都被切口的形状并且可以被布置为靠近圆周部分,因此如参考图10B所描述的,没有组件被放置在天线单元1下方的事实也是个优点。结果,可以避免将影响特性的天线单元1与组件之间的重叠以及由于受影响的特性而导致的组件布置的改变。

此外,如参考图11B所描述的,在设置触摸传感器15的情况下,可以确保足够的区域用于触摸传感器15。因此,对于实现具有良好灵敏度的触摸传感器15也是有利的。

要注意的是,虽然也可以在第四和第五实施例(在一侧具有切口)中获得这些效果,但是当形状在两侧都被切口时,效果变得显著。

在第三、第四和第五实施例的天线单元1C、1D和1E中,第一辐射单元21和第二辐射单元22在具有平行于接地板2的多个布线层的绝缘电介质板状体8上由金属形成,并且板状体8具有长方体的角被切除的形状(具有切口部分32和31中的一者或两者的形状)。

如果螺旋的直径不是恒定的,则板状体8可以具有角被切除的形状。结果,如上所述,改善了布置天线单元1的自由度,并且可以在耳机10中将天线单元1布置为靠近圆柱形主体部分11的外围表面。

在实施例的天线单元1中,电源端子24和短路端子25形成在板状体8的平行于接地板2的多个布线层当中最靠近接地板的下表面LL侧的布线层上。

这促进与接地板的连接。

在实施例的天线单元1中,第一辐射单元21和第二辐射单元22具有螺旋形缠绕结构,该螺旋形缠绕结构使用在板状体8上的一个布线层的金属布线、另一个布线层的金属布线以及连接一个布线层和另一个布线层的层间布线(通孔29)而形成。

结果,第一辐射单元21和第二辐射单元22在板状体8上由金属图案形成,并且由于第一辐射单元21与第二辐射单元22之间的直径之差而可以在布线层中产生空间。

在实施例的天线单元1中,通过使用层间布线(通孔29)形成电源布线26或短路布线27中的至少一个。例如,在天线单元1A中,通过使用通孔29形成电源布线26,并且在天线单元1B中,通过使用通孔29形成短路布线27。

结果,具有板状体中的螺旋形结构的第一辐射单元21以及电源端子24(或短路端子25)可以通过电源布线26(或短路布线27)适当地连接。

特别地,电源布线26和短路布线27可以被分配到不同的布线层,并且由直径之差产生的空间可以被有效地用于每种布线。

在实施例的天线单元1中,与电源端子24和短路端子25中更靠近第二辐射单元22的一个连接的布线(电源布线26或短路布线27)布置在由第一辐射单元21和第二辐射单元22之间的最大直径之差产生的空间中。

例如,在电源端子24更靠近第二辐射单元22的情况下,仅电源布线26或者电源端子24和电源布线26两者布置在由最大直径之差生成的空间SP中。

可替代地,在短路端子25更靠近第二辐射单元22的情况下,仅短路布线27或者短路端子25和短路布线27两者布置在由最大直径之差生成的空间SP中。

例如,如比较示例中所示,可能存在由于来自电源端子24和短路端子25中更靠近辐射单元的一个的布线而不能有效利用空间的情况。在实施例中,至少来自电源端子24和短路端子25中更靠近第二辐射单元22中的一个的布线布置在由于第一辐射单元21而生成的空间SP中。因此,就空间效率而言,布线是适当的。

在第六实施例的天线单元1F中,给出了将短路布线27形成为螺旋形状的示例。可以想到的是,如这个示例中那样,将短路布线27形成为螺旋形状,或者将电源布线26形成为螺旋形状。

结果,在一些情况下,可以加宽阻抗调整的范围并且可以改善天线性能。

假设实施例的天线单元1的最长尺寸为λ/(2π)或更小。

即,形成称为小型电天线的天线设备。可以改善小型电天线的天线性能。

实施例的耳机10包括天线单元1和接地板2。

然后,将天线单元和接地板布置为使得在使用状态下,当从天线单元1观看时,接地板2在人体侧。这减少了随着接近于人体的辐射。

要注意的是,本说明书中描述的效果仅是示例,并且不受限制,并且可以获得其它效果。

要注意的是,本技术还可以按以下方式配置。

(1)一种天线设备,包括:

第一端子;

第二端子;

第一辐射单元,形成为螺旋形状,所述第一辐射单元的最大直径为第一直径;

第二辐射单元,形成为螺旋形状,所述第二辐射单元的一端与所述第一辐射单元的一端连续并且所述第二辐射单元的最大直径为大于所述第一直径的第二直径,并且所述第二辐射单元的另一端为开路端;

第一布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第一端子之间;以及

第二布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第二端子之间。

(2)根据以上(1)所述的天线设备,其中

所述第一端子、所述第二端子、所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述第一布线和所述第二布线在绝缘电介质板状体上由金属形成,所述绝缘电介质板状体具有平行于形成有地的接地板的多个布线层。

(3)根据以上(1)或(2)所述的天线设备,其中

所述第一辐射单元以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及

所述第二辐射单元也以恒定的直径螺旋形地缠绕。

(4)根据以上(1)或(2)所述的天线设备,其中

所述第一辐射单元以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及

所述第二辐射单元的开路端侧缠绕成使得直径随着接近于开路端而减小。

(5)根据以上(1)或(2)所述的天线设备,其中

所述第二辐射单元以恒定的直径螺旋形地缠绕,以及

所述第一辐射单元的另一端侧缠绕成使得直径随着接近于另一端而减小。

(6)根据以上(1)或(2)所述的天线设备,其中

所述第一辐射单元的另一端侧缠绕成使得直径随着接近于另一端而减小,以及

所述第二辐射单元的开路端侧缠绕成使得直径随着接近于开路端而减小。

(7)根据以上(1)至(6)中的任一项所述的天线设备,其中

所述第一辐射单元和所述第二辐射单元在绝缘电介质板状体上由金属形成,所述绝缘电介质板状体具有平行于形成有地的接地板的多个布线层,以及

板状体具有长方体的角被切除的形状。

(8)根据以上(2)所述的天线设备,其中

所述第一端子和所述第二端子形成在平行于所述接地板的所述多个布线层当中最靠近所述接地板的布线层上。

(9)根据以上(2)、(7)和(8)中的任一项所述的天线设备,其中

所述第一辐射单元和所述第二辐射单元具有螺旋形缠绕结构,该螺旋形缠绕结构使用在板状体上的一个布线层的金属布线、另一个布线层的金属布线以及连接所述一个布线层和所述另一个布线层的层间布线而形成。

(10)根据以上(2)、(7)、(8)和(9)中的任一项所述的天线设备,其中

通过使用层间布线来形成所述第一布线或所述第二布线中的至少一个。

(11)根据以上(1)至(10)中的任一项所述的天线设备,其中

作为与所述第一端子和所述第二端子中更靠近所述第二辐射单元的一个连接的布线的所述第一布线和所述第二布线之一布置在由所述第一辐射单元与所述第二辐射单元之间的最大直径之差产生的空间中。

(12)根据以上(1)至(11)中的任一项所述的天线设备,其中

所述第一布线和所述第二布线之一形成为螺旋形状。

(13)根据以上(1)至(12)中的任一项所述的天线设备,其中

假定λ是载波波长并且π是圆周率,则所述天线设备的最长尺寸为λ/(2π)或更小。

(14)根据以上(1)至(13)中的任一项所述的天线设备,其中

所述第一端子和所述第二端子之一是被输入高频信号的电源端子,而另一个是连接到地的短路端子。

(15)一种耳机,包括

天线设备,所述天线设备具有:第一端子;第二端子;第一辐射单元,形成为螺旋形状,所述第一辐射单元的最大直径为第一直径;第二辐射单元,形成为螺旋形状,所述第二辐射单元的一端与所述第一辐射单元的一端连续并且所述第二辐射单元的最大直径为大于所述第一直径的第二直径,并且所述第二辐射单元的另一端为开路端;第一布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第一端子之间;以及第二布线,连接所述第一辐射单元的另一端以及所述第二端子之间,以及

接地板,在其上形成有地。

(16)根据以上(14)所述的耳机,其中

所述天线设备和所述接地板被布置成使得在使用状态下,当从所述天线设备观看时,所述接地板在人体侧。

附图标记列表

1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G 天线单元

2 接地板

3 IC

4 外围元件

5 短路单元

6 电源单元

7 高频信号源

8 板状体

10 耳机

11 主体部分

12 耳垫

15 触摸传感器

21 第一辐射单元

22 第二辐射单元

24 电源端子

25 短路端子

26 电源布线

27 短路布线

29 通孔

31、32 切口部分

T1 连接端

T2 布线连接端

T3 开路端

技术分类

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