CN101154766B - 实现了稳定特性的天线构造及耳机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种天线构造及耳机，其能够在基板上整面形成可安装回路部件的期望的图形，能够实现基板的小型化，并能够实现难以受到人体影响的稳定的天线特性。利用从电介体基板(2)的基板面竖立的脚部(6、7)将由金属平板构成的放射导体(5)支承为悬浮于基板面的状态。将放射导体(5)的外形形成为可沿基板外缘部配置的圆环状，并在一部分上形成开放部。将一侧的脚部(6)作为供电端，另一侧的脚部(7)作为接地端，并使放射导体(5)作为偶极天线工作。在放射导体(5)的一部分上形成阻抗调整用的槽(14、16)，可通过改变槽的长度来调整阻抗。

Description

实现了稳定特性的天线构造及耳机
技术领域
本发明涉及设置在耳机上适用于接收近距离无线通信信号的天线构造及使用该天线构造的耳机。
背景技术
现在，具有利用近距离无线通信从手机等声源装置发送声音·乐曲等数据、以佩戴在耳部的耳机天线进行接收、并用耳机内置的扬声器进行再现的无线耳机装置。作为耳机的天线，沿形成圆弧状的电介体基板的外缘部配置成对结构的导体图形，且在成对结构的导体图形的基端部分别设置供电端，从而形成偶极天线(例如参照专利文献1)。
图6(a)(b)是在基板上形成平面状倒F形的图形天线的现有例的俯视图。在佩戴于耳部的耳机的情况下，电介体基板100配合扬声器内置组件而形成大致圆形，在天线形成面(图6(a))及其背面(图6(b))上分别形成用于配置回路部件的铜箔101a、101b。并且，电介体基板100的天线形成面侧，在作为倒F形天线的形成区域的规定区域102中，带状地去除铜箔101a，并在此处形成倒F形的导体图形103。导体图形103的供电部104与未图示的供电线连接，接地部105与作为地线的铜箔101a的一部分连接。此外，在电介体基板100的背面，从与倒F形天线的形成区域102相对的规定区域106中去除铜箔101b。如此地在电介体基板上形成图形天线的情况下，在电介体基板100的两面上，形成从天线形成区域去除铜箔101a、101b的结构。
专利文献：(日本专利)特开2002-111352号公报。
但是，因为需要去除与图形天线的形成区域相当的规定区域102、106的铜箔101a、101b，所以在该规定区域102、106内无法配置回路部件，因此，需要将基板大型化。
此外，在将耳机佩戴在人体的耳部的情况下，因为从图形天线的形成区域去除铜箔，在天线与人体之间不存在电磁屏蔽的屏蔽物，所以存在由接近人体的状态而导致天线特性发生变动的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线构造及耳机，其能够在基板上整面形成可安装回路部件的期望的图形，能够实现基板的小型化，并能够实现难以受到人体影响的稳定的天线特性。
本发明的天线构造为贴在头部的耳上使用的扬声器内置组件的天线构造，其特征在于，具备：回路基板，其具有第一及第二主面；由金属平板构成的放射导体，其配置在从所述回路基板的第一主面离开的位置上；第一脚部，其将所述放射导体支承在所述第一主面之上，并形成供电端；接地导体，其被设置在所述第一主面及/或第二主面的与所述放射导体相对的区域内，其中，所述放射导体构成偶极天线。
根据该结构，由于由配置在离开回路基板的第一主面的位置处的由金属平板构成的放射导体构成偶极天线，所以不需要从放射导体附近的回路基板面上去除铜箔，且能够在回路基板上的与放射导体相对的区域内设置铜箔。从而，没有所谓的为确保天线形成面而缩小回路部件的安装面积的情况，从而能够实现基板的小型化。
并且，在第一主面及/或第二主面的与放射导体相对的区域内设置的接地导体在人体头部间具有屏蔽体的功能，所以能够减轻来自人体的影响。
此外，本发明的特征在于，在所述天线构造中，所述放射导体形成一部分开放的圆环状。
根据该结构，当与耳部形状一致地将回路基板的外形形成为圆形时，通过将放射导体形成为一部分开放的圆环状而沿回路基板的外形配置放射导体。
此外，本发明的特征在于，在所述天线构造中，在所述放射导体的一部分形成阻抗调整用的槽。
由此，作为偶极天线工作无需改变供电位置，仅通过调整槽尺寸即可调整阻抗，从而使阻抗的调整操作简化。
此外，本发明的特征在于，在所述天线构造中，利用与所述第一脚部共同构成接地端的第二脚部，在所述第一主面上支承所述放射导体，利用从所述放射导体的内周部延伸、且与所述第一脚部连接的第一延伸部，和从该第一延伸部沿所述开放端的相反方向形成的第一槽形成片来形成一侧的槽，利用从所述放射导体的内周部延伸、且与所述第二脚部连接的第二延伸部，和从该第二延伸部沿所述开放端的相反方向形成的第二槽形成片来形成规定尺寸的另一侧的槽。
由此，利用用于与作为供电端的第一脚部连接的第一延伸部及用于与作为接地端的第二脚部连接的第二延伸部，能够形成第一及第二槽，并可在不改变放射导体的主要部分的情况下调整阻抗。
此外，本发明的耳机是具备分别贴在左右耳上使用的左右一对的扬声器内置组件的耳机，其特征在于，至少在一侧的扬声器内置组件中设有上述天线构造。
此外，本发明的耳机是具备分别贴在左右耳上使用的左右一对的扬声器内置组件的耳机，其特征在于，所述各扬声器内置组件中设有上述天线构造。
附图说明
图1(a)是从天线形成面侧观察第一实施方式所述的天线的俯视图，图1(b)是第一实施方式所述的天线的侧视图，图1(c)是第一实施方式所述的天线的立体图。
图2是在放射导体中改变了圆环部开放端的长度的情况的示意图。
图3是第二实施方式所述的耳机的结构图。
图4是表示配带第二实施方式所述的耳机后的状态图。
图5是表示仅在单侧具备天线的耳机的比较例的图。
图6(a)是形成现有的倒F字型的图形天线的基板俯视图，图6(b)是形成倒F字型的图形天线的基板后视图。
图中，1-耳机用天线；2-电介体基板；3、4-铜箔；5-放射导体；6-第一脚部；7-第二脚部；8-电缆；11-圆环部；12-延伸部(供电侧)；13-延伸部(接地侧)；14-槽(供电侧)；15-槽形成片(供电侧)；16-槽(接地侧)；17-槽形成片(接地侧)；20-耳机；21-头带；22、23-组件；24、25-天线。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
(第一实施方式)
图1(a)～(c)是表示本发明第一实施方式所述的天线构造的结构图，图1(a)是从天线形成面侧观察的俯视图，图1(b)是侧视图，图1(c)是立体图。
本实施方式所述的天线构造1作为安装在佩戴于人体耳部的耳机之一的架耳式免提耳机的组件中的构造进行说明。而且，本发明所述的天线构造1并不限于架耳式免提耳机用天线，也可适用于其它的无线通信设备。
天线构造1的电介体基板2构成具有第一主面及第二主面的组件的回路基板，并配合该组件的平面形状而形成大致圆形。在电介体基板2的天线形成面侧(第一主面)及背面侧(第二主面)的双侧，在基板面整体上形成作为地线及规定图形的铜箔3、4。在电介体基板2的天线形成面侧，在距离第一主面规定高度的位置处设置有由金属平板构成的放射导体5。作为构成放射导体5的金属材料，能够使用进行过表面处理的铜板·铁板等。放射导体5以悬浮于距离基板表面规定高度的位置处的状态，被在基板面的两处竖立设置的第一及第二脚部6、7支承。第一脚部6构成供电端，与未图示的供电线连接，第二脚部7构成接地端，与地线连接。
放射导体5具有一部分开放从而形成C字形的圆环部11，该圆环部11的直径与形成圆形的电介体基板2的外径相同。圆环部11的外径大致设定为λ/2。从圆环部11的内周部上的一对相对位置向内侧延伸形成规定宽度的延伸部12、13。如果以通过圆环部11的中心点并垂直于通过圆环部11的中心点与开放部R的中心点的水平线的铅垂线为基准，则延伸部12、13的形成位置设定在从该铅垂线与圆环部11的交点向开放部R的相反侧(图1(a)中左侧)移动规定距离的位置处。在延伸部12、13的前端部下表面分别连接有第一及第二脚部6、7。
此外，在延伸部12上一体地形成有槽形成片15，在该槽形成片15与圆环部11内周部之间形成有槽14。槽形成片15向开放部R的相反侧(图1(a)中左侧)延伸以形成槽14。同样地，在另一侧的延伸部13上一体地形成有槽形成片17，在该槽形成片17与圆环部11内周部之间形成有槽16。槽形成片17向开放部R的相反侧(图1(a)中左侧)延伸以形成槽16。而且，也可在圆环部自身上形成槽以调整阻抗，但与构成放射导体5的主要部分的圆环部11相比，对延伸部12、13的宽度或槽形成片15、17的长度进行调整的调整操作更容易。
本实施方式因为是使由金属板构成的放射导体5与基板面距离间距的构造，所以与将导体图形(天线元件)和地线图形印刷在电介体基板的同一面内的现有的图形天线不同，能够在与放射导体5(11～13、15、17)的下表面相对的基板面上形成铜箔3(地线面及/或规定图形)。此外，也能够在电介体基板2的背面的与放射导体5(11～13、15、17)相对的区域内形成铜箔4(地线面及/或规定图形)。支承放射导体5的第一及第二脚部6、7的高度期望是可在放射导体5下方的基板面上安装回路部件的尺寸。
如以上所述构成的天线构造1形成为将配合基板而变形的金属板设置在基板上的偶极天线的基本构造。天线构造1的动作的基本动作与偶极天线相同，构成向全方向放射的无取向性，并形成天线特性稳定的构造。
另一方面，在偶极天线的情况下，阻抗调整需要变更供电位置，所以调整操作困难。因为本实施方式的天线构造1在具有开放部R的圆环部11的内周部设置延伸部12、13，并形成槽形成片15、17以形成槽14、16，所以不用变更供电位置，仅通过变更槽14、16的尺寸就能够调整阻抗。即，通过对槽14、16的长度进行调整的简单的操作，能够对阻抗进行调整，与变更供电位置相比，阻抗调整操作大幅简化。
图2是在放射导体5中改变圆环部11的开放部R侧的前端部长度的情况下的示意图。图2(a)是示意地表现图1中所示的放射导体5的俯视图，作为天线的功能具有与图1所示的天线相同的功能。为使其作为偶极天线工作，如欲确保λ/2的天线外径长，则与圆环部11和基板面之间距离减少对应地，需要加长图2(a)所示的延长部Q1、Q2的长度。在圆环部11的开放端不设置延长部Q1、Q2而确保λ/2的天线外径长度的情况下，如图2(b)所示，使两根平行线距离间隔至不相互抵消放射波的程度。另一方面，在降低圆环部11的高度，并在圆环部11的开放部形成延长部Q1、Q2的情况下，如图2(c)所示，两根平行线变长，且因为相互接近而放射波相互抵消，从而形成难以放射的天线特性。
本实施方式所述的耳机用天线构造1可通过在圆环部11的开放部形成延长部Q1、Q2而实现薄型化，但天线构造1的高度需要控制在能够得到期望的放射性能的程度。
如此，根据本实施方式，利用从电介体基板2的基板面竖立的脚部6、7，对由金属板构成的放射导体5以从基板面悬浮的状态进行支承，并将放射导体5的外径形成为可沿基板外缘部配置的形状，将一侧的脚部6作为供电端，另一侧的脚部7作为接地端，所以作为天线的基本动作能够构成偶极天线，且将放射方向形成向全方向的无取向性，并能够实现稳定的天线特性。
并且，根据本实施方式，因为不需要去除放射导体5与基板面之间的铜箔3及基板背面侧的与放射导体5相对的区域的铜箔4，所以在所述区域也能够配置回路部件，由此能够实现基板的小型化。此外，由于不从与放射导体5相对的区域去除铜箔3、4，从而在将设有该天线构造1的耳机配带在耳部时，铜箔3、4具有作为屏蔽来自与放射导体5相对的区域的电磁波的屏蔽物的功能，所以，通过屏蔽由人体造成的影响而实现天线特性的稳定化。
而且，在以上的说明中，因为是耳机用天线构造1，所以配合配带在耳部的耳机组件的形状形成为圆形，但也可形成为U字形、V字形、或其它的形状。此外，只要是以抑制耳机配带时人体造成的影响为目的，可以在与放射导体5相对的任一侧的基板面上设置铜箔，不必在基板两面进行设置。
(第二实施方式)
第二实施方式所述的耳机是具备所述第一实施方式所述的耳机用天线构造1的一个示例。如图3所示，在本实施方式所述的耳机20中，在形成为配合头部形状的形状、且具有弹性的头带21的两端部安装内置扬声器的组件22、23。组件22、23例如形成为适于耳朵形状的圆形。
在本实施方式中构成为，左右组件22、23独立地进行近距离无线通信及声音再现。在左右组件22、23中独立地具备可用于接收的天线24、25。天线24、25具有与第一实施方式所述的耳机用天线构造1相同的结构。即，放射导体5离开基板面地进行配置，从放射导体5观察，在头部侧存在作为屏蔽物的铜箔3及/或4。
而且，在组件22、23中，内置有具有与外部设备之间进行近距离无线通信的近距离无线通信功能的无线通信模块、和将在该无线通信模块中解调后的声音数据进行电一声转换并输出声音的扬声器。无线通信模块使用蓝牙(bluetooth注册商标)来作为近距离无线通信协议，但也可采用其他的近距离无线通信协议。
图4是表示将本实施方式所述的耳机20配带在头部后的状态的示意图。左右的组件22、23中具备的天线24、25分别作为无取向性的偶极天线进行工作，从而向全方向放射。当从左侧的天线24观察，在右侧存在人体头部26时，由于人体头部26的影响，向右的放射增益大幅衰减，但通过右侧的天线25，向右的放射被补偿。同样地，由右侧的天线25形成的向左的放射由于人体头部26的影响也发生衰减，通过左侧的天线24，向左的放射被补偿。从而，对于全方向能够得到足够的放射增益。
此外，因为从一侧的天线侧也向另一侧的天线侧放射，所以，在天线间不存在任何屏蔽物的情况下，左右的天线结合而使性能退化。在本实施方式中，如图4所示，因为在左右的天线24、25之间存在人体头部26，所以确保足够的绝缘。
图5(a)～(c)是表示仅在单侧具备天线的耳机的比较例的图。即使如图5(b)所示，在未配带耳机的状态下向全方向达到了足够的放射增益，而在配带耳机的状态下，如图5(c)所示，由于人体头部的影响，导致向单侧(图5中左侧)的放射增益显著降低。因此，当发送无线信号的声源装置位于左侧时，接受灵敏度显著降低，可能变成无法接收数据的状态。
如此，根据本实施方式，在左右的组件22、23中内置有扬声器的耳机中，因为在各组件22、23中设置与第一实施方式同样的天线24、25，所以能够达到与第一实施方式相同的作用效果。此外，因为在左右的组件22、23中分别设置了作为偶极天线工作的天线24、25，所以能够在整个周围进行良好的声音通信。
此外，在第二实施方式的耳机20中，因为在左右的扬声器内置组件22、23中设有天线24、25，所以也能够进行使用两个天线24、25的分集接收。也可以选择接收电场强度高的天线，或在接收电场强度低的情况下，将左右天线24、25接收的信号进行合成。
而且，在以上的说明中，表示了在左右的组件22、23中分别具备天线24、25的结构，但只要不进行分集接收，也可采用仅在单侧设置天线的结构。

Claims (8)

1.一种天线构造，其为贴在头部的耳上使用的扬声器内置组件的天线构造，该天线构造的特征在于，具备：
回路基板，其具有第一及第二主面；
由金属平板构成的放射导体，其配置在从所述回路基板的第一主面离开的位置上；
第一脚部，其将所述放射导体支承在所述第一主面之上，并构成供电端；
接地导体，其被设置在所述第一主面及/或第二主面的与所述放射导体相对的区域内，
其中，所述放射导体构成偶极天线，
在所述放射导体的一部分形成阻抗调整用的槽，
利用与所述第一脚部共同构成接地端的第二脚部，在所述第一主面上支承所述放射导体，
利用从所述放射导体的内周部延伸、且与所述第一脚部连接的第一延伸部，和从该第一延伸部沿所述开放端的相反方向形成的第一槽形成片来形成一侧的槽，
利用从所述放射导体的内周部延伸、且与所述第二脚部连接的第二延伸部，和从该第二延伸部沿所述开放端的相反方向形成的第二槽形成片来形成规定尺寸的另一侧的槽。
2.如权利要求1所述的天线构造，其特征在于，
所述放射导体形成一部分开放的圆环状。
3.一种耳机，其具备分别贴在左右耳上使用的左右一对扬声器内置组件，该耳机的特征在于，
至少在一侧的扬声器内置组件中构成有权利要求1所述的天线构造。
4.一种耳机，其具备分别贴在左右耳上使用的左右一对扬声器内置组件，该耳机的特征在于，
在所述各扬声器内置组件中设置有权利要求1所述的天线构造。
5.如权利要求3所述的耳机，其特征在于，与外部设备之间进行近距离无线通信。
6.如权利要求4所述的耳机，其特征在于，与外部设备之间进行近距离无线通信。
7.如权利要求3所述的耳机，其特征在于，利用左右扬声器内置组件的至少一方的天线构造进行分集接收。
8.如权利要求4所述的耳机，其特征在于，利用左右扬声器内置组件的天线构造进行分集接收。
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