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CN111193979B - 无线耳机 - Google Patents

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CN111193979B
CN111193979B CN202010009969.0A CN202010009969A CN111193979B CN 111193979 B CN111193979 B CN 111193979B CN 202010009969 A CN202010009969 A CN 202010009969A CN 111193979 B CN111193979 B CN 111193979B
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rigid circuit
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Abstract

本发明涉及一种无线耳机，包括一上盖、一下盖、两硬性电路板、一软性电路板以及一天线。下盖连接于上盖，且上盖与下盖共同构成一内部空间。两硬性电路板相互间隔地配置于内部空间中。软性电路板具有一第一连接部与一第二连接部。第一连接部的两端分别耦接两硬性电路板。第二连接部贴合两硬性电路板的至少其中一个。天线耦接相对应的硬性电路板，用以辐射一射频信号。第二连接部与硬性电路板的平行交叠区域形成一耦合电容。

Description

无线耳机
技术领域
本发明是有关于一种无线耳机，且特别是有关于一种可改善天线操作带宽以及辐射效率的无线耳机。
背景技术
现有的无线耳机以轻巧方便为主要研发方向，然而无线耳机内部的有限空间，会使天线的走线受到限制，然而天线的操作带宽与辐射效率，与天线尺寸、天线接地面相关。过小的天线尺寸与天线接地面将会导致辐射性能的恶化。现今透过软性电路板的弯折成形已可达到符合标准的天线接地面大小，然而软性电路板中电感性的电子走线不利于天线辐射，故造成信号传递时的衰减。射频信号的衰减将造成无线耳机与电子装置的连接状况不稳定，而影响无线耳机的使用质量。
发明内容
本发明提供一种无线耳机，透过软性电路板与硬性电路板的结合可产生耦合电容，用以改善无线耳机的天线操作带宽与天线的辐射效率。
本发明的无线耳机，包括一上盖、一下盖、两硬性电路板、一软性电路板以及一天线。下盖连接于上盖，且上盖与下盖共同构成一内部空间。两硬性电路板相互间隔地配置于内部空间中。软性电路板具有一第一连接部与一第二连接部。第一连接部的两端分别耦接两硬性电路板。第二连接部贴合两硬性电路板的至少其中一个。天线耦接相对应的硬性电路板，用以辐射一射频信号。其中，第二连接部与硬性电路板的平行交叠区域形成一耦合电容。
基于上述，本发明的无线耳机将一软性电路板配置在上下两个硬性电路板之间。使软性电路板延伸并接触至少一硬性电路板并与之绝缘。软性电路板与硬性电路相互接触的平行交叠区域将形成一耦合电容，用以补偿软性电路板之电性回路的电感效应，具有改善天线的操作带宽与辐射效率的功效，进而使本发明的无线耳机达到高可靠度的无线传输质量。
补充而言，增加的电容效应可有效提升无线耳机之天线的辐射效率。故能避免无线耳机与外部电子装置的连接状况不稳定之情形。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1A为一实施例中的无线耳机的立体示意图；
图1B为图1A的无线耳机的组件分解示意图；
图2A为图1B的无线耳机的硬性电路板、软性电路板与天线的连接示意图；
图2B为图1B中位于下盖的其中一硬性电路板与软性电路板的俯视平面示意图；
图2C为图1B的无线耳机的软性电路板与硬性电路板的局部结构示意图；
图3A为本发明的无线耳机采用另一实施例的软性电路板的立体示意图；
图3B为图3A的软性电路板与硬性电路板的局部结构示意图；
图4A为本发明的无线耳机采用再一实施例的软性电路板的立体示意图；
图4B与图4C分别绘示图4A的软性电路板与两硬性电路板的局部结构示意图；
图5为本发明的无线耳机的天线效率图表。
其中：
100：无线耳机 110：上盖
120：下盖 130、130a、130b：硬性电路板
140、140a、140b：软性电路板 141、141a、141b：第一连接部
142、142a、142b：第二连接部 150：天线
160：喇叭单体 170：供电单元
180：连接件 A：夹角
G：接地面 BS：下表面
CP：通路支段 IL：绝缘膜层
IL1：第一绝缘膜层 IL2：第二绝缘膜层
FL：第一金属层 SL：第二金属层
TL：第三金属层 HL：第四金属层
OA：交叠区域 P1：中央支段
P2：下支段 P3：上支段
IS：内部空间 TS：上表面
具体实施方式
图1A为本发明一实施例的无线耳机的立体示意图。图1B是图1A的无线耳机的组件分解示意图。
请参考图1A及图1B，本发明的无线耳机100适于透过无线传输技术(例如是WIFI、蓝芽或是其它类似技术)而与外部的电子装置(例如是智能型手机、平板计算机或其它类似装置)相互无线连接。电子装置透过无线传输将控制指令与音频数据传输至无线耳机100，借此达到无线控制与音频输出的目的。
本发明的无线耳机100，包括一上盖110、一下盖120、两硬性电路板130、一软性电路板140以及一天线150。
下盖120连接于上盖110。于本实施例中，下盖120与上盖110例如是相互卡扣且上盖110与下盖120共同构成一内部空间IS。两硬性电路板130相互间隔地配置于内部空间IS中，且分别靠近上盖110与下盖120。补充而言，两硬性电路板130用以配置金属线路与其它所需的电子组件。
软性电路板140具有一第一连接部141与一第二连接部142。第一连接部141的两端分别耦接两硬性电路板130。第二连接部142贴合两硬性电路板130的至少其中一个。参考图1B，本实施例的软性电路板140的第二连接部142贴合位于下盖120中的其中一硬性电路板130。
天线150耦接相对应的硬性电路板130，用以辐射一射频信号。于本实施例中，天线150是配置于上盖110。在其它实施例中，天线150也可配置于下盖120，此视需求而定。进一步而言，天线例如包括单极天线，倒F天线、环圈天线或是其它种类的天线，其中天线可采用镭射成型制作或是印刷软板形式。
其中，第二连接部142与相接触的硬性电路板130并未相互导通，使得第二连接部142与硬性电路板130的平行交叠区域OA形成耦合电容。
图2A是图1B的无线耳机的硬性电路板、软性电路板与天线的连接示意图。图2B是图1B中位于下盖120的其中一硬性电路板130与软性电路板的俯视平面示意图。图2C是图1B的无线耳机的软性电路板与硬性电路板的局部结构示意图。
参考图1B、图2A及图2B，软性电路板140的第一连接部141包括两通路支段CP。两通路支段CP分别耦接两硬性电路板130，以形成一回路。详细而言，各通路支段CP适于自各硬性电路板130的侧边延伸，使两硬性电路板130可相互电性导通。其中，各通路支段CP与各硬性电路板130连接情形可视无线耳机100的设计需求而自由调整。
软性电路板140的第二连接部142包括一中央支段P1及一下支段P2。中央支段P1部分连接第一连接部141且朝向下盖120延伸。下支段P2自中央支段P1垂直延伸且平行于相对应的硬性电路板130，且下支段P2部分交叠于硬性电路板130的一上表面TS。于其它实施例中，下支段P2也可部分交叠于硬性电路板130的一下表面BS，本发明并不以此为限。
请配合参考图2C，下支段P2具有一第一金属层FL与一绝缘膜层IL。第一金属层FL面向其中一硬性电路板130。绝缘膜层IL配置在第一金属层FL外，以覆盖第一金属层FL。其中一硬性电路板130具有一第二金属层SL，绝缘膜层IL位于第一金属层FL与第二金属层SL之间以形成耦合电容。
在其它实施例中，绝缘膜层例如是配置在硬性电路板上的一第二金属层上以覆盖第二金属层，且绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。绝缘膜层例如是分别配置在下支段的第一金属层及硬性电路板的第二金属层上，以覆盖第一金属层与第二金属层，且绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。
详细而言，绝缘膜层IL配置在下支段P2的第一金属层FL与其中一硬性电路板130的第二金属层SL之间，使得下支段P2与硬性电路板130之间为电性绝缘。第一金属层FL与第二金属层SL分别接触在绝缘膜层IL的上下两侧而形成接地面G，则第一金属层FL、绝缘膜层IL与第二金属层SL的交叠区域OA共同形成耦合电容，此用以补偿软性电路板140的电感效应。
参考图2A及图2B，于本实施例中，下支段P2与硬性电路板130的交叠区域OA的一面积尺寸为2mm*4.5mm，此面积尺寸为形成有效耦合电容的一适当尺寸。软性电路板140的第一连接部141与第二连接部142之间的一夹角A大于90度，较佳为135度。在其它实施例中，交叠区域OA与夹角A可视设计需求或无线耳机的尺寸而相应调整，本发明并不以此为限。
参考图1A、图1B及图2A，进一步而言，无线耳机100还包括一喇叭单体160、一供电单元170以及一连接件180。
喇叭单体160配置在下盖120内且耦接其中一硬性电路板130，用以将数字音频转换为模拟声音并传播至人耳。供电单元170例如是充电电池且配置在两硬性电路板130之间且相互电性耦接，用以供应无线耳机100运作所需的电力。连接件180配置于相对应的硬性电路板130上。
天线150透过连接件180耦接硬性电路板130并沿着上盖110的一内侧表面弯曲延伸，且天线150适于贴合在上盖110的内侧表面，以节省空间。在其它实施例中，天线沿着上盖110的一外侧表面弯曲延伸且适于贴合在上盖的外侧表面，可让天线不受到上盖的阻挡。
进一步而言，无线耳机100还包括一支撑件，配置在两硬性电路板130之间。软性电路板140贴附在支撑件的一外表面上，且支撑件为电性绝缘。
图3A是本发明的无线耳机采用另一实施例的软性电路板的立体示意图。图3B是图3A的软性电路板与硬性电路板的局部结构示意图。
请配合参考图2A及图3A，本实施的无线耳机采用另一实施例的软性电路板140a。差别在于，软性电路板140a的第二连接部142a包括一中央支段P1及一上支段P3。中央支段P1部分连接第一连接部141a且朝向上盖110延伸。上支段P3自中央支段P1垂直延伸且平行于相应的硬性电路板130a，且上支段P3部分交叠于硬性电路板130a的一上表面TS或一下表面BS。
请配合参考图3A及图3B，上支段P3具有一绝缘膜层IL与一第一金属层FL。绝缘膜层IL配置在第一金属层FL外，硬性电路板130a具有一第二金属层SL，绝缘膜层IL位于第一金属层FL与第二金属层SL之间以形成该耦合电容。
详细而言，绝缘膜层IL配置在上支段P3的第一金属层FL与硬性电路板130a的第二金属层SL之间，使得上支段P3与硬性电路板130a之间为电性绝缘。第一金属层FL与第二金属层SL分别接触在绝缘膜层IL的上下两侧而形成接地面G，则第一金属层FL、绝缘膜层IL与第二金属层SL的交叠区域OA共同形成耦合电容，此用以补偿软性电路板140a的电感效应。
在其它实施例中，绝缘膜层例如是配置在硬性电路板的一第二金属层上以覆盖第二金属层，且绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。绝缘膜层例如是分别配置在上支段的第一金属层及硬性电路板的第二金属层上，以覆盖第一金属层与第二金属层，且绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。
图4A是本发明的无线耳机采用再一实施例的软性电路板的立体示意图。图4B与图4C分别绘示图4A的软性电路板与两硬性电路板的局部结构示意图。
请配合参考图2A及图4A，本实施的无线耳机采用再一实施例的软性电路板140b。软性电路板140b的第二连接部142b包括一中央支段P1、一下支段P2及一上支段P3。
中央支段P1部分连接第一连接部141b且分别朝向上盖110与下盖120延伸。上支段P3与下支段P2分别自中央支段P1的两端垂直延伸且分别平行于两硬性电路板130b。上支段P3部分交叠于其中一硬性电路板130b的一上表面TS或一下表面BS。下支段P2部分交叠于另一硬性电路板130b的一上表面TS或一下表面BS。
请配合参考图4A至图4C。上支段P3具有一第一绝缘膜层IL1与一第一金属层FL。第一绝缘膜层IL1配置在第一金属层FL外，其中一硬性电路板130b具有一第二金属层SL，第一绝缘膜层IL1位于第一金属层FL与第二金属层SL之间以形成一耦合电容(如图4B所示)。
详细而言，第一绝缘膜层IL1配置在上支段P3的第一金属层FL与硬性电路板130b的第二金属层SL之间，使得上支段P3与硬性电路板130b之间为电性绝缘。第一金属层FL与第二金属层SL分别接触在第一绝缘膜层IL1的上下两侧而形成接地面G，则第一金属层FL、第一绝缘膜层IL1与第二金属层SL的交叠区域OA共同形成耦合电容。
在其它实施例中，第一绝缘膜层例如是配置在其中一硬性电路板的第二金属层上以覆盖第二金属层，且第一绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。第一绝缘膜层例如是分别配置在上支段的第一金属层及其中一硬性电路板的第二金属层上，以覆盖第一金属层与第二金属层，且第一绝缘膜层位于第一金属层与第二金属层之间以形成耦合电容。
下支段P2具有一第二绝缘膜层IL2与一第三金属层TL。第二绝缘膜层IL2配置在第三金属层TL外，另一硬性电路板130b具有一第四金属层HL，第二绝缘膜层IL2位于第三金属层TL与第四金属层HL之间以形成另一耦合电容(同图4C所示)。
详细而言，第二绝缘膜层IL2配置在下支段P2的第三金属层TL与其中一硬性电路板130b的第四金属层HL之间，使得下支段P2与硬性电路板130b之间为电性绝缘。第三金属层TL与第四金属层HL分别接触在第二绝缘膜层IL2的上下两侧而形成接地面G，则第三金属层TL、第二绝缘膜层IL2与第四金属层HL的交叠区域OA共同形成耦合电容。
在其它实施例中，第二绝缘膜层例如是配置在另一硬性电路板上以覆盖第四金属层，且第二绝缘膜层位于第三金属层与第四金属层之间以形成耦合电容。第二绝缘膜层例如是分别配置在下支段的第三金属层及另一硬性电路板的第四金属层上，以覆盖第三金属层与第四金属层，第二绝缘膜层位于第三金属层与第四金属层之间以形成耦合电容。
简言之，图4A所示的实施例相较于图2A与图3A的实施例，在两硬性电路板上分别形成耦合电容。
图5是本发明的无线耳机的天线效率图表。参考图5，线段L2为本发明无线耳机100的天线辐射效率的频率响应，线段L1为现有无线耳机的天线辐射效率的频率响应。其中，线段L2的信号辐射效率相较于线段L1的信号辐射效率更接近0dB，此说明线段L2的信号衰减程度较低，而具备较佳的无线传输质量。
综上所述，本发明的无线耳机将一软性电路板配置在上下两个硬性电路板之间。使软性电路板延伸并接触至少一硬性电路板并与之绝缘。软性电路板与硬性电路板相互接触的平行交叠区域将形成一耦合电容，用以补偿软性电路板之电性回路的电感效应，具有改善天线的操作带宽与信号辐射效率的功效，进而使本发明的无线耳机达到高可靠度的无线传输质量。
补充而言，增加的电容效应可有效提升无线耳机之天线的辐射效率。故能避免无线耳机与外部电子装置的连接状况不稳定之情形。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种无线耳机，包括：
一上盖；
一下盖，连接于所述上盖，且所述上盖与所述下盖共同构成一内部空间；
两硬性电路板，相互间隔地配置于所述内部空间中；
一软性电路板，具有一第一连接部与一第二连接部，所述第一连接部的两端分别耦接所述两硬性电路板，所述第二连接部贴合所述两硬性电路板的至少其中一个；以及
一天线，耦接相对应的所述硬性电路板，用以辐射一射频信号，
其中，所述第二连接部与所述硬性电路板的平行交叠区域形成一耦合电容；
所述第二连接部包括一中央支段及一下支段，所述中央支段部分连接所述第一连接部且朝向所述下盖延伸，所述下支段自所述中央支段垂直延伸且平行于相对应的所述硬性电路板，且所述下支段部分交叠于所述硬性电路板的一上表面或一下表面；或
所述第二连接部包括一中央支段及一上支段，所述中央支段部分连接所述第一连接部且朝向所述上盖延伸，所述上支段自所述中央支段垂直延伸且平行于相应的所述硬性电路板，且所述上支段部分交叠于所述硬性电路板的一上表面或一下表面；或
所述第二连接部包括一中央支段、一上支段以及一下支段，所述中央支段部分连接所述第一连接部且分别朝向所述上盖与所述下盖延伸，所述上支段与所述下支段分别自所述中央支段的两端垂直延伸且分别平行于所述两硬性电路板，所述上支段部分交叠于其中一所述硬性电路板的一上表面或一下表面，所述下支段部分交叠于另一所述硬性电路板的一上表面或一下表面。
2.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一下支段时，所述下支段具有一绝缘膜层与一第一金属层，所述绝缘膜层配置在所述第一金属层外，所述硬性电路板具有一第二金属层，所述绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
3.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一下支段时，所述无线耳机还包括一绝缘膜层，配置在所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第二金属层，所述下支段具有一第一金属层，所述绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
4.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一下支段时，所述无线耳机还包括两绝缘膜层，分别配置在所述下支段的一第一金属层及所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第一金属层及所述第二金属层，所述两绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
5.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一上支段时，所述上支段具有一绝缘膜层与一第一金属层，所述绝缘膜层配置在所述第一金属层外，所述硬性电路板具有一第二金属层，所述绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
6.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一上支段时，所述无线耳机还包括一绝缘膜层，配置在所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第二金属层，所述上支段具有一第一金属层，所述绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
7.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段及一上支段时，所述无线耳机还包括两绝缘膜层，分别配置在所述上支段的一第一金属层及所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第一金属层及所述第二金属层，所述两绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容。
8.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段、一上支段以及一下支段时，所述上支段具有一第一绝缘膜层与一第一金属层，所述第一绝缘膜层配置在所述第一金属层外，其中一所述硬性电路板具有一第二金属层，所述第一绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容，所述下支段具有一第二绝缘膜层与一第三金属层，所述第二绝缘膜层配置在所述第三金属层外，另一所述硬性电路板具有一第四金属层，所述第二绝缘膜层位于所述第三金属层与所述第四金属层之间以形成所述耦合电容。
9.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段、一上支段以及一下支段时，所述无线耳机还包括一第一绝缘膜层与一第二绝缘膜层，所述第一绝缘膜层配置在其中一所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第二金属层，所述上支段具有一第一金属层，所述第一绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容，所述第二绝缘膜层配置在另一所述硬性电路板的一第四金属层上以覆盖所述第四金属层，所述下支段具有一第三金属层，所述第二绝缘膜层位于所述第三金属层与所述第四金属层之间以形成所述耦合电容。
10.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，当所述第二连接部包括一中央支段、一上支段以及一下支段时，所述无线耳机还包括一第一绝缘膜层与一第二绝缘膜层，所述第一绝缘膜层分别配置在所述上支段的一第一金属层及其中一所述硬性电路板的一第二金属层上以覆盖所述第一金属层及所述第二金属层，所述第一绝缘膜层位于所述第一金属层与所述第二金属层之间以形成所述耦合电容，所述第二绝缘膜层分别配置在所述下支段的一第三金属层及另一所述硬性电路板的一第四金属层上以覆盖所述第三金属层及所述第四金属层，所述第二绝缘膜层位于所述第三金属层与所述第四金属层之间以形成所述耦合电容。
11.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括一连接件，配置于相对应的所述硬性电路板上，所述天线透过所述连接件耦接所述硬性电路板并沿着所述上盖的一内侧表面或一外侧表面延伸，且所述天线贴合在所述内侧表面或所述外侧表面。
12.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，还包括一支撑件，配置在所述两硬性电路板之间，所述软性电路板贴附在所述支撑件的一外表面上，且所述支撑件为电性绝缘。
13.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述交叠区域的面积尺寸为2mm*4.5mm。
14.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一连接部与所述第二连接部之间的夹角大于90度。
15.根据权利要求1所述的无线耳机，其特征在于，所述第一连接部与所述第二连接部之间的夹角为135度。
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