CN1520626A - 集成的无线电话结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无线电话结构，其中不同的功能共用机械部件。所述结构使用至少一个压电陶瓷元件(350，360)，以便在无线电话所需的元件中产生机械运动。所述机械运动产生声波或振动。运动的元件可以是平面天线的平面或者是平面的一部分(311，312)。或者是电话的壳体的一部分。所述结构可以被反向地应用，在此情况下，例如，耳机装置用作麦克风。利用按照本发明的结构，无线电话中所需的组件与/或元件的数量被减少。例如，由天线和扬声器所需的整个空间被减小。

Description

集成的无线电话结构

技术领域

本发明涉及一种无线电话结构，其中不同的功能共用机械部件。

背景技术

在技术设备的宽的范围内，一个共同的目的是减少离散元件的数量，因为具有少量的元件，这意味着降低制造成本和提高可靠性。此外，还帮助减小给定结构的体积，这在移动电话和其它的便携无线电话中是特别需要的。

一种能够大量减少无线电话中的元件的方法是集成电话的天线和耳机/扬声器。在这种情况下，天线是一种内部平面天线，这本身便是一种减小电话的体积的解决方案。图1表示本申请人从专利申请FI20011400得知的一种集成的结构。这种结构包括导电的接地平面GND，以及和其平行并发射无线电波和声波的平面元件100。辐射元件100是多层的。中间层110由EMFi型(机电膜)材料构成，在中心具有导电的振动膜。在中间层的上方，具有支承层105，其由可透声的多孔的柔性材料制成，在中间层的下方，具有另一个类似的支承层106。在两个支承层中，面向中间层的表面被弄皱，使得和中间层接触的面积相当小。这些弄皱的内表面被涂以导电材料。天线馈入导体121和短路导体122和所得的导电的双表面相连，使得所述双表面作为天线的辐射平面。此外，支承层105，106的内表面的导电层通过音频导体131和无线电话中的音频放大器的输出相连。第二音频导体132和中间层110的所述导电振动膜相连。所述中间层被这样制成，使得音频电压使其产生上下运动，运动的方向取决于相应于所述音频电压的在EMFi材料中的电场的方向。这样，元件100也按照音频信号产生声波。

辐射元件100由绝缘框架140借助于其边沿被支承在其下方的平面上，图1中只示出了框架的一个小的部分。框架140帮助形成一个封闭的或者近似封闭的盒子，这对于声音再现是有利的。如果没有这个元件，辐射元件将被在声学上短路，尤其是在低的音频下。

发明内容

本发明的目的在于用一种新的、更通用的和更有利的方式提供一种无线电话结构，其中不同的功能共用机械部件。按照本发明的无线电话结构的特征如权利要求1所述。其它的权利要求提出了本发明的一些有利的实施例。

本发明的基本构思如下：在无线电话的组件中使用压电陶瓷元件用于产生机械运动，所述组件是在任何情况下在无线电话中所必须的。使用机械运动产生声波或振动。运动的组件可以是平面天线的平面或者是所述平面的一部分，或者是电话的壳体的一部分。这种结构也可以被反向地应用，例如，用耳机的结构作为麦克风。

本发明的优点在于，在无线电话中所需的组件与/或元件的数量被减少了。这种无线电话的结构比现有技术的结构简单。此外，例如，由天线和扬声器所需的整个空间被减小了。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明，其中：

图1表示按照现有技术在无线电话中集成的例子；

图2a表示按照本发明在无线电话中集成的例子；

图2b表示图2a的结构的工作原理；

图3表示按照本发明在无线电话中集成的第二个例子；

图4a表示按照本发明在无线电话中集成的第三个例子；

图4b表示图4a的结构的工作原理；

图5a表示按照本发明在无线电话中集成的第四个例子；以及

图5b是图5a的结构的基本部件的截面图。

具体实施方式

图1已经结合现有技术进行了说明。

图2a表示在无线电话中按照本发明集成的一个例子。这个例子中所示的结构组合无线电话的天线和扬声器。所述天线包括在电话电路板205的上表面上的导电接地平面GND，以及和其平行的辐射平面210。天线馈入导体221和辐射平面相连。辐射平面还通过短路导体222和地相连，使得天线是一种的倒置F平面天线(PIFA)。为了产生两个操作带，辐射平面包括槽215，从短路点看来，其把辐射平面分成不同长度的两个分支。第一分支211位于辐射平面的中心区域，第二分支212在第一分支的周围跟随平面的边沿，并在靠近天线的馈入点终止。

为了具有扬声器功能，图2a所示的结构包括压电元件250。其借助于例如胶粘或者烧结被连接在第一分支211内的辐射平面210的上表面上。由上方看来，元件250是一个长方形，并且其纵向和由第一分支所形成带的纵向相同。压电元件的上下表面是导电的。上表面通过音频导体251和无线电话中的音频放大器输出相连，下表面通过第二音频导体252相连。第二音频导体也可以是辐射平面210。因而压电元件250可以由电话的音频信号驱动。

图2b表示扬声器的工作原理。其中以侧视图的形式示出了压电元件250和辐射平面的第一分支211。在压电元件的远离第一分支的自由端的一端，辐射平面通过刚性的支承元件280被连接在其下方的印刷电路板上。当压电元件被交变电压驱动时，其长度1趋于按照所述电压而改变。元件和辐射平面的连接阻止元件的长度自由地改变。因此，当驱动电压的极性趋于使元件伸长时，元件使由第一分支211形成的带向下弯曲，当驱动电压的极性趋于使元件缩短时，则向下弯曲。这些弯曲的方向基于压电元件位于平面的上表面上这个事实。如果其位于下表面上，则弯曲的方向应当相反。在图2b中，辐射平面的第一分支的自由端以幅值m振动，其取决于驱动电压的幅值。因而第一分支按照音频信号的改变在周围的空气中产生压力改变。因而反射无线电波的平面也发射声波。可接受的声音再现通常要求避免声学短路。为此，在辐射平面和接地平面之间具有一个几乎是封闭的框架，图2a示出了所述框架的一部分240。此外，在辐射平面中的槽215由柔性的绝缘膜覆盖。

在本说明和权利要求中使用的前缀“上”、“下”以及词“向上”、“向下”指的是图中所示的结构的方位，它们和装置的操作位置没有联系。

图3表示按照本发明在无线电话中集成的第二个例子。由这个例子说明的结构组合无线电话的天线、扬声器和振动器。基本结构和图2所示的相同。利用第一压电元件350实现的扬声器的结构也和图2的相同。在图3中，还具有一个和辐射平面310的第二分支312相连的第二压电元件360，其相对地靠近第一分支和第二分支分开的点。在其纵向，第二元件360平行于第二分支的中心线。其上表面通过振动导体361和无线电话中的振动振荡器的输出相连，下表面通过振动导体362相连。如图2b所示，在第二压电元件靠近第二分支开始的一端，辐射平面刚性地和其下方的印刷电路板相连。因而当振铃信号到达第二压电元件时，第二分支312从所述连接点到自由端便按照振铃电压的改变而振动。为了使第二分支振动，在辐射平面310和接地平面之间的跟随着辐射平面的外边沿的框架340，至少在第二分支的长度内，不是刚性的。在图3中，框架的这个柔性的部分用标号345表示。

图4a表示按照本发明在无线电话中集成的第四个例子。由这个例子说明的结构组合无线电话的天线、至少一个扬声器和振动器。基本结构和图2所示的不同之处在于，天线的接地平面420现在是在无线电话电路板405和辐射平面410之间的一个单独的导电平面。接地平面借助于其相对端刚性地和电路板相连。大约在接地平面的两个支承端的中部，连接有压电元件，第一端元件471和第二端元件472。沿其纵向，这些元件指向接地平面的相对端。在电气上，它们是并联连接的，因而其驱动电压来自电话中的音频放大器。因而当音频电压趋于伸长端部元件时，这两个元件则迫使接地平面向上弓起，当音频电压趋于缩短这些端部元件时，则这两个元件迫使接地平面向下弓起。如图4b所示，按照声音信号及其振动的大小，接地平面振动。

图4a中把发射无线电波的平面410画成了透明的，以便完整地表示其下方的接地平面和其端部的元件。在辐射平面上，也可以具有压电元件。虚线表示和图3中的元件350、360的位置相同的元件450、460。前者可用于实现例如扬声器，而后者用于实现振动器。在这种情况下，将具有两个扬声器，因为接地平面也作为一个扬声器，如上所述。这些扬声器可被设计以不同的音量操作，并因而具有不同的用途。

图5a，5b表示按照本发明在无线电话中集成的第四个例子。按照本发明，由这个例子说明的结构组合无线电话壳体的一部分和振动器。图5a表示从后方看的无线电话RP。在后盖的内侧连附有两个压电元件551、552，其纵向垂至于无线电话的纵向。图5b表示在压电元件处后盖501的截面图。元件的外端靠近后盖的弯曲的边沿，所述的弯曲使得后盖在其边沿更具有刚性。元件551，552在电气上并联连接，并且从电话中的振动振荡器对其提供驱动电压。当驱动电压趋于使元件伸长时，则两个元件迫使后盖的中部向内弯曲，当驱动电压趋于使元件缩短时，则两个元件迫使后盖的中部向外弯曲。因而后盖按照驱动电压而振动。

按照图5a，b，无线电话的后盖可被这样设置，使得其被用作电话中的扬声器。在另一方面，压电元件，图2中的元件250，图3中的元件350或者图4中的元件471、472，可被交替地用作用于把无线电话的麦克风的机械运动转换成电信号的元件。在这种情况下，从外部到达的声波被引向与相关的压电元件连接的平面。

上面说明了按照本发明的结构。本发明不限于这些结构。压电元件的数量可以按照不同的应用而改变。除去辐射平面的上表面之外，例如，它们可被连附于辐射平面的下表面上。在由独立权利要求1限定的范围内，可以用不同的方式应用本发明的构思。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种集成的无线电话结构，所述无线电话包括音频放大器和用于第一和第二功能两者的至少一个平面元件，其特征在于，所述平面元件属于无线电话中的天线，所述第二功能是所述平面元件的周期性的运动，为此，所述结构包括和所述平面元件相连的压电元件。

2.如权利要求1所述的结构，其特征在于，其中所述压电元件和音频放大器的输出相连，借以使所述平面元件的周期性运动产生声音。

3.如权利要求2所述的结构，其中所述天线的辐射平面具有第一分支和第二分支，以便产生两个带，其特征在于，所述平面元件是辐射平面的第一分支(211；311)。

4.如权利要求3所述的结构，其特征在于，还包括第二压电元件(360)，其和所述辐射平面的第二分支(312)相连。

5.如权利要求1所述的结构，其中所述天线包括单独的接地平面(420)，其特征在于，所述平面元件是接地平面。

6.如权利要求5所述的结构，其特征在于，所述压电元件(471)在其第一个被固定支承的端部和接地平面相连，并且所述结构还包括第二压电元件(472)，在其第二个被固定支承的端部和接地平面相连。

7.如权利要求1所述的结构，所述无线电话包括振动振荡器，其特征在于，所述压电元件和所述振动振荡器相连，借以使平面元件的所述周期性运动产生警报振动。

8.如权利要求4和7所述的结构，其特征在于，和所述振动振荡器相连的压电元件是所述第二压电元件(360)。

9.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述平面元件的周期性运动是由来自外部的声波引起的，因而所述压电元件的目的是产生和所述声波相应的电信号。

10.如上述权利要求任一项所述的结构，其特征在于，所述压电元件由陶瓷材料制成。

Claims (13)

1.一种集成的无线电话结构，所述无线电话包括音频放大器和用于第一和第二功能的至少一个平面元件，其特征在于，所述第二功能是使所述平面元件周期地运动，为此，所述结构包括和所述平面元件相连的压电元件。

2.如权利要求1所述的结构，其中所述的平面元件属于无线电话中的天线，其特征在于，所述压电元件和音频放大器的输出相连，借以使所述平面元件的周期运动产生声音。

3.如权利要求2所述的结构，其中所述天线的辐射平面具有第一分支和第二分支，以便产生两个带，其特征在于，所述平面元件是辐射平面的第一分支(211；311)。

4.如权利要求3所述的结构，其特征在于，还包括第二压电元件(360)，其和所述辐射平面的第二分支(312)相连。

5.如权利要求2所述的结构，其中所述天线包括单独的接地平面(420)，其特征在于，所述平面元件是接地平面。

6.如权利要求5所述的结构，其特征在于，所述压电元件(471)在其第一个被固定支承的端部和接地平面相连，并且所述结构还包括第二压电元件(472)，在其第二个被固定支承的端部和接地平面相连。

7.如权利要求1所述的结构，所述无线电话包括振动振荡器，其特征在于，所述压电元件和所述振动振荡器相连，借以使平面元件的所述周期运动产生警报振动。

8.如权利要求7所述的结构，其特征在于，所述平面元件属于无线电话中的天线。

9.如权利要求4和8所述的结构，其特征在于，和所述振动振荡器相连的压电元件是所述第二压电元件(360)。

10.如权利要求7所述的结构，其特征在于，所述平面元件属于无线电话的壳体(501)。

11.如权利要求1所述的结构，其中所述平面元件属于无线电话的壳体，其特征在于，所述压电元件和音频放大器的输出相连。

12.如权利要求1所述的结构，其特征在于，所述平面元件的周期运动是由来自外部的声波引起的，由此使用所述压电元件的目的是产生和所述声波相应的电信号。

13.如上述权利要求任一项所述的结构，其特征在于，所述压电元件由陶瓷材料制成。

Images