CN207939702U - 一种集成于耳机壳体的近场通信天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集成于耳机壳体的近场通信天线，所述天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，所述耳机结构包括前腔壳体和后腔壳体，所述前腔壳体与所述后腔壳体围成一密封腔体，其中，在所述后腔壳体内部具有一卡槽，在所述卡槽内绕制感应线圈，形成近场通信天线。本实用新型在耳机后腔壳体内部绕制感应线圈，减小了PCB板的尺寸和耳机的整体尺寸，提高线圈的集成度,并且所制作的感应线圈具有很大的开口尺寸，左右对耳线圈之间可以获得尽可能大的耦合系数。

Description

一种集成于耳机壳体的近场通信天线

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，特别涉及一种集成于耳机壳体的近场通信天线。

背景技术

随着社会的不断发展，人们对可穿戴的智能无线耳机的需求越来越大，相较于传统的有线耳机，无线耳机省去了繁琐的耳机线，大大提高了耳机佩戴的便捷性和舒适度。采用NFMI(近场感应技术)技术，可以实现左右对耳之间高质量的信号传输，具有通信功耗低、传输距离短、受人头及身体的干扰小等优点，前景广阔。NFMI属于短距高频的无线通信技术，工作频率在10～30MHz范围，传输距离在50cm以内。例如专利申请号为201710431412.2，恩智浦公司的一种基于NFMI同步的技术方案，实现左右耳机之间的NFMI同步。

但是为了实现近场通信，现有技术中通常采用磁芯绕线电感线圈实现磁耦合，为了能放置于无线耳机内部，采用磁芯绕线的电感线圈尺寸较小(典型尺寸5*3*2mm3)，电感线圈的开口面积小，导致左右耳机内部的电感耦合系数小，近场通信系统的发射和接收功耗大，并且磁芯电感基本采用表面贴装的方式与PCB板进行集成，左右电感采用平行的方式进行磁耦合，进一步减弱了磁耦合。

因此，为了解决上述问题，需要能够减小PCB板及耳机整体的尺寸，并且增强左右耳机电感耦合强度的一种集成于耳机壳体的近场通信天线。

发明内容

现有技术中利用磁芯绕制电感线圈产生的电感线圈的技术方案，电感线圈尺寸小，导致电感线圈开口面积小，降低了电感耦合系数，采用磁芯来增强磁场及电感，其高频磁损耗较大，Q值低，使用频段受限于较低频段(10～15MHz)，并且现有技术中利用磁性绕制电感线圈直接将电感线圈贴装在PCB板，增加了PCB板的尺寸，导致耳机整体结构较大，电感线圈集成度较低。

为此，本实用新型的目的在于提供一种集成于耳机壳体的近场通信天线，所述天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，所述耳机结构包括前腔壳体和后腔壳体，所述前腔壳体与所述后腔壳体围成一密封腔体，其中，

在所述后腔壳体内部具有一卡槽，在所述卡槽内绕制感应线圈，形成近场通信天线。优选地，所述耳机结构还包括嵌入至所述密封腔体内的集成芯片和发声组件，所述集成芯片包括近场感应处理模块和信号处理模块。

优选地，所述后腔壳体内部嵌入一辅助部件，所述卡槽为所述辅助部件与所述后腔壳体之间形成的间隔层，所述卡槽内绕制感应线圈。

优选地，所述后腔壳体内部嵌入一辅助部件，所述辅助部件向内凹陷形成所述卡槽，所述卡槽内绕制感应线圈。

优选地，所述辅助部件的两端头之间具有间隙。

优选地，所述卡槽直接由所述后腔壳体内侧凹陷形成，所述卡槽内绕制感应线圈。

优选地，所述卡槽内绕制感应线圈后，填充有机胶体。

本实用新型利用入耳式耳机后腔壳体外形较大的特点(典型侧面尺寸1.5*1.5cm2)，在耳机后腔壳体内部设置一个卡槽，在卡槽内绕制电感线圈，实现在耳机后腔壳体内部集成近场电感，减小了PCB板的尺寸以及耳机的整体尺寸，提高了集成度。

本实用新型电感线圈绕制，省去了磁芯，直接在耳机后腔壳体内纵向开设卡槽绕制电感线圈，增加了电感线圈尺寸，使得电感线圈开口面积增大，提高了左右耳机电感线圈的耦合系数。由于本实用新型电感线圈不存在磁芯，其高频值较大，可以在更高频率上进行有效的传输信号。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出了具有本实用新型耳机结构的左右耳机通过NFMI通信的示意图；

图2示出了本实用新型一个实施例耳机内部结构剖视图；

图3示出了本实用新型一个实施开耳机内部结构绕制电感线圈的结构示意图；

图4示出了本实用新型另一个实施例耳机内部结构剖视图；

图5示出了本实用新型另一个实施例耳机内部结构绕制电感线圈的结构示意图；

图6示出了本实用新型再一个实施例耳机内部结构剖视图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例，相关技术术语应当是本领域技术人员所熟知的。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤，除非另有说明。下面将通过具体的实施例对本实用新型的宗旨进行阐释，本实用新型的目的是为了解决现有技术中耳机通过NFMI进行近场通信的电磁耦合系数低、耳机整体结构大的问题进行耳机结构的改进。如图1所示有本实用新型耳机结构的左右耳机通过NFMI通信的示意图，本实用新型在耳机结构的后腔壳体进行改进，已解决现有技术中的问题。左耳机1与右耳机2之间通过在耳机后腔壳体内的电感线圈之间进行信号收发，即左耳机1与右耳机2之间进行近场感应通信(NFMI通信)。

实施例一：

实施例以左右耳机中的一个耳机为例对其结构进行说明。如图2所示本实用新型一个实施例耳机内部结构剖视图，图3示出了本实用新型一个实施例耳机内部结构绕制电感线圈的结构示意图。本实施例通过在耳机后腔壳体内部嵌入一辅助部件，进行电感线圈的绕制。一种集成于耳机壳体的近场通信天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，耳机结构包括前腔壳体10和后腔壳体20，前腔壳体10与后腔壳体20围成一密封腔体，前腔壳体10与后腔壳体20之间可是实现拆卸。前腔壳体10为入耳端塞入使用者耳道，前腔壳体10具有声音播放的孔隙，或者筛眼。

在后腔壳体20内部具有一卡槽，在卡槽内绕制感应线圈(电感线圈)，形成近场天线。本实施例中后腔壳体20内部嵌入一辅助部件201，卡槽202为辅助部件201与后腔壳体20之间形成的间隔层，卡槽202内绕制感应线圈203(NFMI通信的电感线圈)。本实用新型中的卡槽平行于耳机后腔壳体20的内侧壁(图3为后腔壳体的水平放置)，电感线圈绕制在卡槽202内，使的在左右耳机进行NFMI通信时，左右耳机的电感线圈之间的开口相对。本实用新型通过在后腔壳体20的卡槽202内绕制电感线圈，增大感应线圈的开口尺寸，左右对耳线圈之间可以获得尽可能大的耦合系数，以解决现有技术中电感线圈平行贴合于PCB板导致的电感耦合强度低的问题。

根据本实用新型，本实施例中辅助部件201的两端头之间具有间隙204，即一端头201a与另一端头201b之间具有间隙204。绕制电感线圈的导线205从一端头201a和另一端头201b伸出，并由间隙204向外引出，接入PCB板。在卡槽202内绕制电感线圈后，向卡槽202内填充有机胶体将电感线圈固定，避免由于振动和装机脱落，从而改变电感值(Q值)。

根据本实用新型，实施例中耳机结构还包括嵌入至密封腔体内的集成芯片(PCB板)和发声组件，集成芯片包括近场感应处理模块和信号处理模块。

近场感应处理模块，用于对电感线圈的收发信号进行处理成信号数据。信号处理模块，用于信号数据进行总操作，实施例中信号处理模块包括但不限于中央处理器(CPU)、微处理器，或用于声音信号处理的专用集成电路板。发生组件为喇叭，用于播放声音信号。

本实施例中在耳机后腔壳体内嵌入一辅助部件，辅助部件与后腔壳体之间形成的间隔部作为卡槽，卡槽内绕制电感线圈，省去了磁芯，使的电感线圈与PCB板分离，减小了PCB板的尺寸，减小了耳机的整体结构，提高了集成度。同时电感线圈利用了耳机后腔壳体较大的空间，增大了电感线圈的尺寸和电感线圈的开口面积，提高了左右耳机电感线圈的耦合系数。实施例中卡槽的设置使左右耳机的电感线圈相对，进一步提法高了左右耳机电感线圈的耦合系数。

实施二：

实施例以左右耳机中的一个耳机为例对其结构进行说明。如图4所示本实用新型另一个实施例耳机内部结构剖视图，图5示出了本实用新型另一个实施例耳机内部结构绕制电感线圈的结构示意图。本实施例通过在耳机后腔壳体内部嵌入一辅助部件，进行电感线圈的绕制。一种集成于耳机壳体的近场通信天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，耳机结构包括前腔壳体10和后腔壳体20，前腔壳体10与后腔壳体20围成一密封腔体，前腔壳体10与后腔壳体20之间可是实现拆卸。前腔壳体10为入耳端塞入使用者耳道，前腔壳体10具有声音播放的孔隙，或者筛眼。

在后腔壳体20内部具有一卡槽，在卡槽内绕制感应线圈(电感线圈)，形成近场天线。本实施例中后腔壳体20内部嵌入一辅助部件201，辅助部件201向内凹陷形成卡槽202，卡槽202内绕制感应线圈203(NFMI通信的电感线圈)。本实施例中耳机后腔壳体为一环形结构，在后腔壳体20内部纵向贴合一辅助部件201，在辅助部件201内凹陷形成的卡槽202内绕制电感线圈203。在另一些实施例中，耳机后腔壳体20可以是矩形结结构。本实用新型中的卡槽开口垂直于耳机后腔壳体20的内侧壁(图5为后腔壳体的水平放置)，电感线圈绕制在卡槽202内，使的在左右耳机进行NFMI通信时，左右耳机的电感线圈之间的开口相对。本实用新型通过在后腔壳体内卡槽内绕制电感线圈，增大感应线圈的开口尺寸，左右对耳线圈之间可以获得尽可能大的耦合系数，以解决现有技术中电感线圈平行贴合于PCB板导致的电感耦合强度低的问题。

根据本实用新型，本实施例中辅助部件201的两端头之间具有间隙204，即一端头201a与另一端头201b之间具有间隙204。绕制电感线圈的导线205从一端头201a和另一端头201b伸出，并由间隙204向外引出，接入PCB板。在卡槽202内绕制电感线圈后，向卡槽202内填充有机胶体将电感线圈固定，避免由于振动和装机脱落，从而改变电感值(Q值)。

根据本实用新型，实施例中耳机结构还包括嵌入至密封腔体内的集成芯片(PCB板)和发声组件，集成芯片包括近场感应处理模块和信号处理模块。

近场感应处理模块，用于对电感线圈的收发信号进行处理成信号数据。信号处理模块，用于信号数据进行总操作，实施例中信号处理模块包括但不限于中央处理器(CPU)、微处理器，或用于声音信号处理的专用集成电路板。发生组件为喇叭，用于播放声音信号。

本实施例中在耳机后腔壳体内嵌入一辅助部件，辅助部件开设一卡槽，卡槽内绕制电感线圈，省去了磁芯，使的电感线圈与PCB板分离，减小了PCB板的尺寸，减小了耳机的整体结构，提高了集成度。同时电感线圈利用了耳机后腔壳体较大的空间，增大了电感线圈的尺寸和电感线圈的开口面积，提高了左右耳机电感线圈的耦合系数。实施例中卡槽的设置使左右耳机的电感线圈相对，进一步提法高了左右耳机电感线圈的耦合系数。

实施例三：

本实施例与实施例一的区别是不需要辅助部件，卡槽直接由后腔壳体内侧凹陷形成，卡槽内绕制感应线圈。

如图6所示本实用新型再一个实施例耳机内部结构剖视图，本实施例通过在耳机后腔壳体20内侧凹陷形成卡槽202，卡槽202内绕制电感线圈。

一种集成于耳机壳体的近场通信天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，耳机结构包括前腔壳体和后腔壳体20，前腔壳体与后腔壳体20围成一密封腔体，前腔壳体10与后腔壳体20之间可是实现拆卸。前腔壳体10为入耳端塞入使用者耳道，前腔壳体10具有声音播放的孔隙，或者筛眼。

在后腔壳体20内部具有一卡槽，在卡槽内绕制感应线圈(电感线圈)，形成近场天线。本实施例中后腔壳体20内侧凹陷形成卡槽202，卡槽202内绕制感应线圈(NFMI通信的电感线圈)。本实施例中耳机后腔壳体20为一矩形结构，在后腔壳体20内凹陷形成的卡槽202内绕制电感线圈。在另一些实施例中，耳机后腔壳体20可以是环形结结构。本实用新型中的卡槽开口垂直于耳机后腔壳体20的内侧壁，使的在左右耳机进行NFMI通信时，左右耳机的电感线圈之间的开口相对。本实用新型通过在后腔壳体内卡槽内绕制电感线圈，以解决现有技术中电感线圈平行贴合于PCB板导致的电感耦合强度低的问题。

根据本实用新型，本实施例中在卡槽202内绕制电感线圈后，向卡槽202内填充有机胶体将电感线圈固定，避免由于振动和装机脱落，从而改变电感值(Q值)。

根据本实用新型，实施例中耳机结构还包括嵌入至密封腔体内的集成芯片(PCB板)和发声组件，集成芯片包括近场感应处理模块和信号处理模块。

近场感应处理模块，用于对电感线圈的收发信号进行处理成信号数据。信号处理模块，用于信号数据进行总操作，实施例中信号处理模块包括但不限于中央处理器(CPU)、微处理器，或用于声音信号处理的专用集成电路板。发生组件为喇叭，用于播放声音信号。

本实用新型利用入耳式耳机后腔壳体外形较大的特点(典型侧面尺寸1.5*1.5cm2)，在耳机后腔壳体内部设置一个卡槽，在卡槽内绕制电感线圈，实现在耳机后腔壳体内部集成近场电感，减小了PCB板的尺寸以及耳机的整体尺寸，提高了集成度。

本实用新型电感线圈绕制，省去了磁芯，直接在耳机后腔壳体内开设卡槽绕制电感线圈，增加了电感线圈尺寸，使得电感线圈开口面积增大，提高了左右耳机电感线圈的耦合系数。由于本实用新型电感线圈不存在磁芯，其高频值较大，可以在更高频率上进行有效的传输信号。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (7)

1.一种集成于耳机壳体的近场通信天线，其特征在于，所述天线包括用于集成感应线圈的耳机结构，所述耳机结构包括前腔壳体和后腔壳体，所述前腔壳体与所述后腔壳体围成一密封腔体，其中，

在所述后腔壳体内部具有一卡槽，在所述卡槽内绕制感应线圈，形成近场通信天线。

2.根据权利要求1所述的近场通信天线，其特征在于，所述耳机结构还包括嵌入至所述密封腔体内的集成芯片和发声组件，所述集成芯片包括近场感应处理模块和信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的近场通信天线，其特征在于，所述后腔壳体内部嵌入一辅助部件，所述卡槽为所述辅助部件与所述后腔壳体之间形成的间隔层，所述卡槽内绕制感应线圈。

4.根据权利要求1所述的近场通信天线，其特征在于，所述后腔壳体内部嵌入一辅助部件，所述辅助部件向内凹陷形成所述卡槽，所述卡槽内绕制感应线圈。

5.根据权利要求3或4所述的近场通信天线，其特征在于，所述辅助部件的两端头之间具有间隙。

6.根据权利要求1所述的近场通信天线，其特征在于，所述卡槽直接由所述后腔壳体内侧凹陷形成，所述卡槽内绕制感应线圈。

7.根据权利要求1或3或4或6所述的近场通信天线，其特征在于，所述卡槽内绕制感应线圈后，填充有机胶体。