CN215818531U - 头戴式蓝牙耳机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种头戴式蓝牙耳机，包括耳机头及天线单元。所述耳机头包括中空结构的耳壳、设置于所述耳壳内的主板以及设置于所述耳壳的外顶壁的金属耳罩。所述天线单元沿着所述耳壳的内周壁布置，且所述天线单元与所述主板电性连接。本申请中的头戴式蓝牙耳机，针对具有金属耳罩、耳壳内部空间小以及主板尺寸面积有限的情况，将天线单元设计在耳壳侧边，天线单元沿着耳壳的内周壁布置，使天线单元不再受限于常规板载天线对于设置空间的影响，同时也避免了金属耳罩对于天线单元的性能影响，保证了天线的信号辐射范围和信号传输距离，进而保证了蓝牙耳机的通讯性能，使用户得到更好的音乐体验效果。

Description

头戴式蓝牙耳机

技术领域

本申请涉及扬声器技术领域，特别涉及一种头戴式蓝牙耳机。

背景技术

耳机可以接受媒体播放器或接收器所发出的电讯号，利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的音波。

对于头戴式蓝牙耳机，其天线通常采用板载式倒F型天线(Inverted F-Antenna，IFA)或者其他形式的板载式天线，该天线的缺点是占用主板空间较大。对于带有金属耳罩或者主板不规则且尺寸较小的情况下，天线辐射会受到金属耳罩影响，加之主板面积不足以承载大尺寸的板载天线，使得耳机的信号传输以及抗干扰性受到影响，进而导致用户在享受音乐时的体验感不佳。

实用新型内容

本申请提供了一种头戴式蓝牙耳机，将天线单元沿着耳壳的内周壁布置，以解决现有技术中，带有金属耳罩或者主板尺寸较小的头戴式蓝牙耳机，其天线性能较差的技术问题。

为解决上述问题，本申请提供的技术方案为：一种头戴式蓝牙耳机，包括耳机头及天线单元。所述耳机头包括中空结构的耳壳、设置于所述耳壳内的主板以及设置于所述耳壳的外顶壁的金属耳罩。所述天线单元沿着所述耳壳的内周壁布置，且所述天线单元与所述主板电性连接。

本申请中的头戴式蓝牙耳机，针对具有金属耳罩、耳壳内部空间小以及主板尺寸面积有限的情况，将天线单元设计在耳壳侧边，天线单元沿着耳壳的内周壁布置，使天线单元不再受限于常规板载天线对于设置空间的影响，同时也避免了金属耳罩对于天线单元的性能影响，保证了天线的信号辐射范围和信号传输距离，进而保证了蓝牙耳机的通讯性能，使用户得到更好的音乐体验效果。

在一种可能的设计方式中，所述天线单元还沿着所述耳壳上相对所述主板的内底壁布置。

在一种可能的设计方式中，用户佩戴耳机时，所述天线单元在所述耳机头上的朝向与用户脸部朝向一致。

在一种可能的设计方式中，所述金属耳罩的形状与所述耳壳的外顶壁的形状相匹配。

在一种可能的设计方式中，所述主板沿着所述耳壳的周向设置。

在一种可能的设计方式中，所述主板为半环形结构。

在一种可能的设计方式中，所述天线单元与所述主板通过同轴线连接。

在一种可能的设计方式中，所述天线单元包括钢片天线、柔性电路板天线、激光直接成型天线中的一种。

在一种可能的设计方式中，所述天线单元为柔性电路板天线。

在一种可能的设计方式中，所述天线单元的形式为平面倒F型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种实施例提供的头戴式蓝牙耳机的示意图；

图2是一种实施例提供的耳壳内的示意图；

图3是图2中A处的左视图；

图4是图2中B处的右视图；

图5是一种实施例提供的耳壳及天线单元的示意图。

附图标记：10、耳机头；11、耳壳；12、主板；13、金属耳罩；20、天线单元；21、同轴线。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“底”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系(若有的话)为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

随着真无线立体声(True Wireless Stereo，TWS)技术在蓝牙耳机领域的广泛应用，TWS蓝牙耳机市场处于持续火爆的态势，用户对于TWS蓝牙耳机的体验要求也变得越来越高。天线的性能好坏对于TWS蓝牙耳机的通信能力起着至关重要的作用，因此天线的有效信号范围很重要。

由于TWS蓝牙耳机体积较小，需要在很小的范围内设置天线、主板、喇叭等电子元件，导致耳机内部的空间比较紧张，这也使得耳机内部留给天线的可用空间越来越小，导致天线的信号辐射范围和信号传输距离变得非常有限，严重影响到TWS蓝牙耳机的通讯性能。

目前蓝牙耳机的天线主要为板载式、贴片式、柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)天线、激光直接成型(Laser-Direct-structuring，LDS)天线等。对于头戴式蓝牙耳机，天线通常采用板载式IFA或其他形式的板载式天线，其缺点是占用主板空间大，而受限于耳机的内部空间，主板尺寸往往不能过大。并且，对于一些特殊外形的耳机，比如具有个性化金属耳罩的耳机，其对于天线的辐射范围也会产生影响。由此，对于此类带有金属耳罩和主板尺寸较小的情况，天线辐射不仅会受到金属耳罩影响，加之主板尺寸不足以承载大尺寸的板载天线，使得耳机的通讯性能严重受到影响。

综上，针对上述带金属耳罩的头戴式蓝牙耳机，其天线设计选型以及摆放位置显得尤为重要，本申请将天线设置在耳壳侧边避开金属区域的位置，较完美地解决了上述问题。

具体的，如图1、图2、图5所示，本实施例提供了一种头戴式蓝牙耳机，包括耳机头10及天线单元20。耳机头10包括中空结构的耳壳11、设置于耳壳11内的主板12以及设置于耳壳11的外顶壁的金属耳罩13。天线单元20沿着耳壳11的内周壁布置，且天线单元20与主板12电性连接。

本实施例中，耳壳11内部具有空腔，主板12和天线单元20设置在耳壳11的内部空腔，主板12和天线单元20通过导线电性连接。天线单元20沿着耳壳11的内部空腔的周壁布置，即上述的天线单元20沿着耳壳11的内周壁布置。

如图2所示，天线单元20沿着耳壳11的A处设置，图3是图2中A处的左视图，天线单元20沿着耳壳11的内部周壁布置。

如图2所示，天线单元20沿着耳壳11的B处设置，图4是图2中B处的右视图，天线单元20沿着耳壳11的内部周壁布置。

在一些实施例中，耳壳11的整体形状可以是柱体结构，比如可以为圆柱体，也可以是椭圆柱体或者多棱柱体。

例如，如图5所示，耳壳11为圆柱体，天线单元20沿着耳壳11内部的周壁布置，金属耳罩13设在耳壳11的外部顶壁。

如图3、图4所示，耳壳11具有两个端面，一个端面朝向用户耳朵，将该端面定义为底壁，即箭头d所指的端面，另一个端面朝向外界，将该端面定义为顶壁，即箭头c所指的端面，在该顶壁的外表面设置有金属耳罩13。金属耳罩13起到保护耳壳11，增加耳机头10抗冲击强度的作用，此外在一些特殊的设计中，为了实现个性化装饰作用。

耳壳11可以为塑胶耳壳11。耳壳11也可以为陶瓷耳壳11。耳壳11还可以为金属和塑胶相互配合的耳壳11结构。耳壳11可以采用冷加工、热加工、注射成型、挤出成型、压制成型、吹塑成型、浇铸成型和气体辅助成型的方法制成。耳壳11的材料为非金属材料，则可以采用注塑成型等非金属材料成型方法制成。

主板12为蓝牙耳机的主板12，是为蓝牙耳机内各电子元器件提供电气连接的重要元件，按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。主板12一般包含基材、金属涂层、线路层。该主板12上可以集成有马达、麦克风、耳机接口、通用串行总线接口、摄像头、传感器、受话器以及处理器、射频模块等功能组件中的一个、两个或多个。

本实施例中的头戴式蓝牙耳机，针对具有金属耳罩13、耳壳11内部空间小以及主板12尺寸面积有限的情况，将天线单元20设计在耳壳11侧边，天线单元20沿着耳壳11的内周壁布置，使天线单元20不再受限于常规板载天线对于设置空间的影响，同时也避免了金属耳罩13对于天线单元20的性能影响，保证了天线的信号辐射范围和信号传输距离，进而保证了蓝牙耳机的通讯性能，使用户得到更好的音乐体验效果。

在一种实施例中，天线单元20还沿着耳壳11上相对主板12的内底壁布置。

前述的天线单元20沿着耳壳11的内周壁布置，而在本实施例中，为了进一步利用耳壳11空间，还可以将天线单元20沿着耳壳11上相对主板12的内底壁布置。

在一种实施例中，用户佩戴耳机时，天线单元20在耳机头10上的朝向与用户脸部朝向一致。

为了更有利于主从信号的传输，用户佩戴耳机时天线单元20朝向前方，即朝向用户的脸部前方。

例如：以耳壳11的整体形状为圆柱体为例，用户佩戴耳机后，有一半的圆周面朝向用户的脸部方向，则天线单元20就设置在该一半的圆周面内。

如图2所示，天线单元20在图2中耳壳11的A处和B处布置。

在一种实施例中，金属耳罩13的形状与耳壳11的外顶壁的形状相匹配。

如前所述，金属耳罩13起到保护耳壳11，增加耳机头10抗冲击强度的作用，此外在一些特殊的设计中，为了实现个性化装饰作用。

在本实施例中，为了更好的保护耳壳11，增加耳机头10抗冲击强度，尽量将金属耳罩13完全覆盖至耳壳11的端面。

在一种实施例中，主板12沿着耳壳11的周向设置。

为了避让出喇叭的安装位置，主板12为环形结构或者半环形结构，沿着耳壳11的周向设置。

在一种实施例中，主板12为半环形结构。

每个耳壳11内对称设置两个半环形的主板12。

在一种实施例中，天线单元20与主板12通过同轴线21连接。

同轴线21通常包括外导体和内导体，其中的外导体具有良好的屏蔽特性，能够有效抑制无线辐射干扰。

天线单元20与主板12通过同轴线21连接，能够显著降低信号损耗，提高了天线的无线性能。

主板12上设置天线座(RF座)，用于固定同轴线21。

在一种实施例中，天线单元20包括钢片天线、柔性电路板天线、激光直接成型天线中的一种。

柔性电路板天线(FPC天线)，是由刻印上去的线路图和模块片材质构成的，柔性电路板天线指的是形成于柔性电路板上的金属天线图案，柔性电路板天线可通过粘接、嵌设、焊接等方式固定于耳壳11的内周壁。

激光直接成型天线(LDS天线)，是通过激光直接成型技术，利用计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到成型的天线支架上，再利用激光镭射技术直接在天线支架上化镀形成金属天线。这样就可以把天线直接做在耳壳11的内周壁，一方面节省了耳壳11的空间，让耳机头10的设计更加薄，另一方面天线更加稳定，因为不会像机械加工那样样存在尺寸和产线人工组装误差。

激光直接成型工艺与其它技术相比有两个主要优势：第一，与柔性电路板天线和钢片天线相比，激光直接成型工艺具备完全的三维功能，激光直接成型工艺可采用其实际需要的形状，因为采用激光成型，改变电路图案无需改变模具就能实现，非常适合生产不同种类的天线，满足不同耳壳11形状；第二，激光直接成型工艺效率极高，产品生产周期短，激光系统耐用、少维护。

在一种实施例中，钢片天线可以先放置入用于注塑耳壳11的模具中，并进行定位。然后向该模具进行注塑，以形成完整的嵌件结构。此时，该钢片天线组成的天线结构应当设置在耳壳11的内周壁。

在一种实施例中，天线单元20为柔性电路板天线。

如上所述，激光直接成型天线具有多种优势，但是其加工成本较高，考虑到综合优势，本实施例优选的天线单元20为柔性电路板天线。

在一种实施例中，天线单元20的形式为平面倒F型。

平面倒F型(Planar Inverted F-Antenna，PIFA)，是以其侧面结构与倒反的英文字母F外观相似而命名。PIFA天线的操作长度只有四分之一操作波长，而且在其结构中已经包含有接地金属面，可以降低对模块中接地金属面的敏感度，所以非常适合用在蓝牙模块装置中。另一方面，由于PIFA天线只需利用金属导体配合适当的馈入及天线短路到接地面的位置，故其制作成本低，而且可以直接与电路板(FPC或者PCB)焊接在一起。PIFA天线的金属导体可以使用线状或是片状，若以金属片状制作则可设计为贴片组件来焊接在电路板上达到隐藏天线的目的。此时为了支撑金属片不与接地金属面产生短路，通常会在金属片与接地面之间加入绝缘的介质，如果使用介质常数较高的绝缘材质还可以缩小蓝牙天线的尺寸。

本申请中的头戴式蓝牙耳机，采用柔性电路板天线贴在耳壳11侧边以及主板12下方的耳壳11底部，通过同轴线21连接至主板12，佩戴时天线朝向前方，更有利于主从信号的传输，天线采用PIFA形式，增加大面积的电线接地端，以减少信号的干扰，经测试天线效率可以达到50％以上，增益3dBi，L/R实现无障碍传输，空旷区域实测距离可以达到30m以上，使用户得到更好的体验效果。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种头戴式蓝牙耳机，其特征在于，包括：

耳机头(10)，所述耳机头(10)包括中空结构的耳壳(11)、设置于所述耳壳(11)内的主板(12)以及设置于所述耳壳(11)的外顶壁的金属耳罩(13)；

天线单元(20)，所述天线单元(20)沿着所述耳壳(11)的内周壁布置，且所述天线单元(20)与所述主板(12)电性连接。

2.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述天线单元(20)还沿着所述耳壳(11)上相对所述主板(12)的内底壁布置。

3.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，用户佩戴耳机时，所述天线单元(20)在所述耳机头(10)上的朝向与用户脸部朝向一致。

4.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述金属耳罩(13)的形状与所述耳壳(11)的外顶壁的形状相匹配。

5.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述主板(12)沿着所述耳壳(11)的周向设置。

6.根据权利要求5所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述主板(12)为半环形结构。

7.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述天线单元(20)与所述主板(12)通过同轴线(21)连接。

8.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述天线单元(20)包括钢片天线、柔性电路板天线、激光直接成型天线中的一种。

9.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述天线单元(20)为柔性电路板天线。

10.根据权利要求1所述的头戴式蓝牙耳机，其特征在于，所述天线单元(20)的形式为平面倒F型。

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