TWI773940B - 無線耳機 - Google Patents

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TWI773940B TW108140964A TW108140964A TWI773940B TW I773940 B TWI773940 B TW I773940B TW 108140964 A TW108140964 A TW 108140964A TW 108140964 A TW108140964 A TW 108140964A TW I773940 B TWI773940 B TW I773940B
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Abstract

一種無線耳機，包括一上蓋、一下蓋、兩硬性電路板、一軟性電路板以及一天線。下蓋連接於上蓋，且上蓋與下蓋共同構成一內部空間。兩硬性電路板相互間隔地配置於內部空間中。軟性電路板具有一第一連接部與一第二連接部。第一連接部的兩端分別耦接兩硬性電路板。第二連接部貼合兩硬性電路板的至少其中一者。天線耦接相對應的硬性電路板，用以輻射一射頻訊號。第二連接部與硬性電路板的平行交疊區域形成一耦合電容。

Description

無線耳機
本發明是有關於一種無線耳機，且特別是有關於一種可改善天線操作頻寬以及輻射效率的無線耳機。
現有的無線耳機以輕巧方便為主要研發方向，然而無線耳機內部的有限空間，會使天線的走線受到限制，然而天線的操作頻寬與輻射效率，與天線尺寸、天線接地面相關。過小的天線尺寸與天線接地面將會導致輻射性能的惡化。現今透過軟性電路板的彎折成形已可達到符合標準的天線接地面大小，然而軟性電路板中電感性的電子走線不利於天線輻射，故造成訊號傳遞時的衰減。射頻訊號的衰減將造成無線耳機與電子裝置的連接狀況不穩定，而影響無線耳機的使用品質。
本發明提供一種無線耳機，透過軟性電路板與硬性電路板的結合可產生耦合電容，用以改善無線耳機的天線操作頻寬與天線的輻射效率。
本發明的無線耳機，包括一上蓋、一下蓋、兩硬性電路板、一軟性電路板以及一天線。下蓋連接於上蓋，且上蓋與下蓋共同構成一內部空間。兩硬性電路板相互間隔地配置於內部空間中。軟性電路板具有一第一連接部與一第二連接部。第一連接部的兩端分別耦接兩硬性電路板。第二連接部貼合兩硬性電路板的至少其中一者。天線耦接相對應的硬性電路板，用以輻射一射頻訊號。其中，第二連接部與硬性電路板的平行交疊區域形成一耦合電容。
基於上述，本發明的無線耳機將一軟性電路板配置在上下兩個硬性電路板之間。使軟性電路板延伸並接觸至少一硬性電路板並與之絕緣。軟性電路板與硬性電路相互接觸的平行交疊區域將形成一耦合電容，用以補償軟性電路板之電性迴路的電感效應，具有改善天線的操作頻寬與輻射效率的功效，進而使本發明的無線耳機達到高可靠度的無線傳輸品質。
補充而言，增加的電容效應可有效提升無線耳機之天線的輻射效率。故能避免無線耳機與外部電子裝置的連接狀況不穩定之情形。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1A是本發明一實施例的無線耳機的立體示意圖。圖1B是圖1A的無線耳機的元件分解示意圖。
請參考圖1A及圖1B，本發明的無線耳機100適於透過無線傳輸技術(例如是WIFI、藍芽或是其它類似技術)而與外部的電子裝置(例如是智慧型手機、平板電腦或其它類似裝置)相互無線連接。電子裝置透過無線傳輸將控制指令與音訊資料傳輸至無線耳機100，藉此達到無線控制與音訊輸出的目的。
本發明的無線耳機100，包括一上蓋110、一下蓋120、兩硬性電路板130、一軟性電路板140以及一天線150。
下蓋120連接於上蓋110。於本實施例中，下蓋120與上蓋110例如是相互卡扣且上蓋110與下蓋120共同構成一內部空間IS。兩硬性電路板130相互間隔地配置於內部空間IS中，且分別靠近上蓋110與下蓋120。補充而言，兩硬性電路板130用以配置金屬線路與其它所需的電子元件。
軟性電路板140具有一第一連接部141與一第二連接部142。第一連接部141的兩端分別耦接兩硬性電路板130。第二連接部142貼合兩硬性電路板130的至少其中一者。參考圖1B，本實施例的軟性電路板140的第二連接部142貼合位於下蓋120中的其中一硬性電路板130。
天線150耦接相對應的硬性電路板130，用以輻射一射頻訊號。於本實施例中，天線150是配置於上蓋110。在其它實施例中，天線150也可配置於下蓋120，此視需求而定。進一步而言，天線例如包括單極天線，倒F天線、環圈天線或是其它種類的天線，其中天線可採用雷射成型製作或是印刷軟板形式。
其中，第二連接部142與相接觸的硬性電路板130並未相互導通，使得第二連接部142與硬性電路板130的平行交疊區域OA形成耦合電容。
圖2A是圖1B的無線耳機的硬性電路板、軟性電路板與天線的連接示意圖。圖2B是圖1B中位於下蓋120的其中一硬性電路板130與軟性電路板的俯視平面示意圖。圖2C是圖1B的無線耳機的軟性電路板與硬性電路板的細部結構示意圖。
參考圖1B、圖2A及圖2B，軟性電路板140的第一連接部141包括兩通路支段CP。兩通路支段CP分別耦接兩硬性電路板130，以形成一迴路。詳細而言，各通路支段CP適於自各硬性電路板130的側邊延伸，使兩硬性電路板130可相互電性導通。其中，各通路支段CP與各硬性電路板130連接情形可視無線耳機100的設計需求而自由調整。
軟性電路板140的第二連接部142包括一中央支段P1及一下支段P2。中央支段P1部分連接第一連接部141且朝向下蓋120延伸。下支段P2自中央支段P1垂直延伸且平行於相對應的硬性電路板130，且下支段P2部分交疊於硬性電路板130的一上表面TS。於其它實施例中，下支段P2也可部分交疊於硬性電路板130的一下表面BS，本發明並不以此為限。
請配合參考圖2C，下支段P2具有一第一金屬層FL與一絕緣膜層IL。第一金屬層FL面向其中一硬性電路板130。絕緣膜層IL配置在第一金屬層FL外，以覆蓋第一金屬層FL。其中一硬性電路板130具有一第二金屬層SL，絕緣膜層IL位在第一金屬層FL與第二金屬層SL之間以形成耦合電容。
在其它實施例中，絕緣膜層例如是配置在硬性電路板上的一第二金屬層上以覆蓋第二金屬層，且絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。絕緣膜層例如是分別配置在下支段的第一金屬層及硬性電路板的第二金屬層上，以覆蓋第一金屬層與第二金屬層，且絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。
詳細而言，絕緣膜層IL配置在下支段P2的第一金屬層FL與其中一硬性電路板130的第二金屬層SL之間，使得下支段P2與硬性電路板130之間為電性絕緣。第一金屬層FL與第二金屬層SL分別接觸在絕緣膜層IL的上下兩側而形成接地面G，則第一金屬層FL、絕緣膜層IL與第二金屬層SL的交疊區域OA共同形成耦合電容，此用以補償軟性電路板140的電感效應。
參考圖2A及圖2B，於本實施例中，下支段P2與硬性電路板130的交疊區域OA的一面積尺寸為2mm*4.5mm，此面積尺寸為形成有效耦合電容的一適當尺寸。軟性電路板140的第一連接部141與第二連接部142之間的一夾角A大於90度，較佳為135度。在其它實施例中，交疊區域OA與夾角A可視設計需求或無線耳機的尺寸而相應調整，本發明並不以此為限。
參考圖1A、圖1B及圖2A，進一步而言，無線耳機100還包括一喇叭單體160、一供電單元170以及一連接件180。
喇叭單體160配置在下蓋120內且耦接其中一硬性電路板130，用以將數位音訊轉換為類比聲音並傳播至人耳。供電單元170例如是充電電池且配置在兩硬性電路板130之間且相互電性耦接，用以供應無線耳機100運作所需的電力。連接件180配置於相對應的硬性電路板130上。
天線150透過連接件180耦接硬性電路板130並沿著上蓋110的一內側表面彎曲延伸，且天線150適於貼合在上蓋110的內側表面，以節省空間。在其它實施例中，天線沿著上蓋110的一外側表面彎曲延伸且適於貼合在上蓋的外側表面，可讓天線不受到上蓋的阻擋。
進一步而言，無線耳機100還包括一支撐件，配置在兩硬性電路板130之間。軟性電路板140貼附在支撐件的一外表面上，且支撐件為電性絕緣。
圖3A是本發明的無線耳機採用另一實施例的軟性電路板的立體示意圖。圖3B是圖3A的軟性電路板與硬性電路板的細部結構示意圖。
請配合參考圖2A及圖3A，本實施的無線耳機採用另一實施例的軟性電路板140a。差別在於，軟性電路板140a的第二連接部142a包括一中央支段P1及一上支段P3。中央支段P1部分連接第一連接部141a且朝向上蓋110延伸。上支段P3自中央支段P1垂直延伸且平行於相應的硬性電路板130a，且上支段P3部分交疊於硬性電路板130a的一上表面TS或一下表面BS。
請配合參考圖3A及圖3B，上支段P3具有一絕緣膜層IL與一第一金屬層FL。絕緣膜層IL配置在第一金屬層FL外，硬性電路板130a具有一第二金屬層SL，絕緣膜層IL位在第一金屬層FL與第二金屬層SL之間以形成該耦合電容。
詳細而言，絕緣膜層IL配置在上支段P3的第一金屬層FL與硬性電路板130a的第二金屬層SL之間，使得上支段P3與硬性電路板130a之間為電性絕緣。第一金屬層FL與第二金屬層SL分別接觸在絕緣膜層IL的上下兩側而形成接地面G，則第一金屬層FL、絕緣膜層IL與第二金屬層SL的交疊區域OA共同形成耦合電容，此用以補償軟性電路板140a的電感效應。
在其它實施例中，絕緣膜層例如是配置在硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋第二金屬層，且絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。絕緣膜層例如是分別配置在上支段的第一金屬層及硬性電路板的第二金屬層上，以覆蓋第一金屬層與第二金屬層，且絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。
圖4A是本發明的無線耳機採用再一實施例的軟性電路板的立體示意圖。圖4B與圖4C分別繪示圖4A的軟性電路板與兩硬性電路板的細部結構示意圖。
請配合參考圖2A及圖4A，本實施的無線耳機採用再一實施例的軟性電路板140b。軟性電路板140b的第二連接部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部分連接第一連接部141b且分別朝向上蓋110與下蓋120延伸。上支段P3與下支段P2分別自中央支段P1的兩端垂直延伸且分別平行於兩硬性電路板130b。上支段P3部分交疊於其中一硬性電路板130b的一上表面TS或一下表面BS。下支段P2部分交疊於另一硬性電路板130b的一上表面TS或一下表面BS。
請配合參考圖4A至圖4C。上支段P3具有一第一絕緣膜層IL1與一第一金屬層FL。第一絕緣膜層IL1配置在第一金屬層FL外，其中一硬性電路板130b具有一第二金屬層SL，第一絕緣膜層IL1位在第一金屬層FL與第二金屬層SL之間以形成一耦合電容(如圖4B所示)。
詳細而言，第一絕緣膜層IL1配置在上支段P3的第一金屬層FL與硬性電路板130b的第二金屬層SL之間，使得上支段P3與硬性電路板130b之間為電性絕緣。第一金屬層FL與第二金屬層SL分別接觸在第一絕緣膜層IL1的上下兩側而形成接地面G，則第一金屬層FL、第一絕緣膜層IL1與第二金屬層SL的交疊區域OA共同形成耦合電容。
在其它實施例中，第一絕緣膜層例如是配置在其中一硬性電路板的第二金屬層上以覆蓋第二金屬層，且第一絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。第一絕緣膜層例如是分別配置在上支段的第一金屬層及其中一硬性電路板的第二金屬層上，以覆蓋第一金屬層與第二金屬層，且第一絕緣膜層位在第一金屬層與第二金屬層之間以形成耦合電容。
下支段P2具有一第二絕緣膜層IL2與一第三金屬層TL。第二絕緣膜層IL2配置在第三金屬層TL外，另一硬性電路板130b具有一第四金屬層HL，第二絕緣膜層IL2位在第三金屬層TL與第四金屬層HL之間以形成另一耦合電容(同圖4C所示)。
詳細而言，第二絕緣膜層IL2配置在下支段P2的第三金屬層TL與其中一硬性電路板130b的第四金屬層HL之間，使得下支段P2與硬性電路板130b之間為電性絕緣。第三金屬層TL與第四金屬層HL分別接觸在第二絕緣膜層IL2的上下兩側而形成接地面G，則第三金屬層TL、第二絕緣膜層IL2與第四金屬層HL的交疊區域OA共同形成耦合電容。
在其它實施例中，第二絕緣膜層例如是配置在另一硬性電路板上以覆蓋第四金屬層，且第二絕緣膜層位在第三金屬層與第四金屬層之間以形成耦合電容。第二絕緣膜層例如是分別配置在下支段的第三金屬層及另一硬性電路板的第四金屬層上，以覆蓋第三金屬層與第四金屬層，第二絕緣膜層位在第三金屬層與第四金屬層之間以形成耦合電容。
簡言之，圖4A所示的實施例相較於圖2A與圖3A的實施例，在兩硬性電路板上分別形成耦合電容。
圖5是本發明的無線耳機的天線效率圖表。參考圖5，線段L2為本發明無線耳機100的天線輻射效率的頻率響應，線段L1為現有無線耳機的天線輻射效率的頻率響應。其中，線段L2的訊號輻射效率相較於線段L1的訊號輻射效率更接近0dB，此說明線段L2的訊號衰減程度較低，而具備較佳的無線傳輸品質。
綜上所述，本發明的無線耳機將一軟性電路板配置在上下兩個硬性電路板之間。使軟性電路板延伸並接觸至少一硬性電路板並與之絕緣。軟性電路板與硬性電路板相互接觸的平行交疊區域將形成一耦合電容，用以補償軟性電路板之電性迴路的電感效應，具有改善天線的操作頻寬與訊號輻射效率的功效，進而使本發明的無線耳機達到高可靠度的無線傳輸品質。
補充而言，增加的電容效應可有效提升無線耳機之天線的輻射效率。故能避免無線耳機與外部電子裝置的連接狀況不穩定之情形。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:無線耳機 110:上蓋 120:下蓋 130、130a、130b:硬性電路板 140、140a、140b:軟性電路板 141、141a、141b:第一連接部 142、142a、142b:第二連接部 150:天線 160:喇叭單體 170:供電單元 180:連接件 A:夾角 G:接地面 BS:下表面 CP:通路支段 IL:絕緣膜層 IL1:第一絕緣膜層 IL2:第二絕緣膜層 FL:第一金屬層 SL:第二金屬層 TL:第三金屬層 HL:第四金屬層 OA:交疊區域 P1:中央支段 P2:下支段 P3:上支段 IS:內部空間 TS:上表面
圖1A是本發明一實施例的無線耳機的立體示意圖。 圖1B是圖1A的無線耳機的元件分解示意圖。 圖2A是圖1B的無線耳機的硬性電路板、軟性電路板與天線的連接示意圖。 圖2B是圖1B中位於下蓋的其中一硬性電路板與軟性電路板的俯視平面示意圖。 圖2C是圖1B的無線耳機的軟性電路板與硬性電路板的細部結構示意圖。 圖3A是本發明的無線耳機採用另一實施例的軟性電路板的立體示意圖。 圖3B是圖3A的軟性電路板與硬性電路板的細部結構示意圖。 圖4A是本發明的無線耳機採用再一實施例的軟性電路板的立體示意圖。 圖4B與圖4C分別繪示圖4A的軟性電路板與兩硬性電路板的細部結構示意圖。 圖5是本發明的無線耳機的天線效率圖表。
100:無線耳機
110:上蓋
120:下蓋
130:硬性電路板
140:軟性電路板
141:第一連接部
142:第二連接部
150:天線
160:喇叭單體
170:供電單元
180:連接件
IS:內部空間

Claims (12)

  1. 一種無線耳機，包括：一上蓋；一下蓋，連接於該上蓋，且該上蓋與該下蓋共同構成一內部空間；兩硬性電路板，相互間隔地配置於該內部空間中；一軟性電路板，具有一第一連接部與一第二連接部，該第一連接部的兩端分別耦接該兩硬性電路板，該第二連接部貼合該兩硬性電路板的至少其中一者；以及一天線，耦接相對應的該硬性電路板，用以輻射一射頻訊號，其中，該第二連接部與該硬性電路板的平行交疊區域形成一耦合電容，該第二連接部包括一中央支段及一下支段，該中央支段部分連接該第一連接部且朝向該下蓋延伸，該下支段自該中央支段垂直延伸且平行於相對應的該硬性電路板，且該下支段部分交疊於該硬性電路板的一上表面或一下表面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的無線耳機，其中該下支段具有一絕緣膜層與一第一金屬層，該絕緣膜層配置在該第一金屬層外，該硬性電路板具有一第二金屬層，該絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的無線耳機，還包括一絕緣膜層，配置在該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第二金 屬層，該下支段具有一第一金屬層，該絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的無線耳機，還包括兩絕緣膜層，分別配置在該下支段的一第一金屬層及該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第一金屬層及該第二金屬層，該兩絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  5. 一種無線耳機，包括：一上蓋；一下蓋，連接於該上蓋，且該上蓋與該下蓋共同構成一內部空間；兩硬性電路板，相互間隔地配置於該內部空間中；一軟性電路板，具有一第一連接部與一第二連接部，該第一連接部的兩端分別耦接該兩硬性電路板，該第二連接部貼合該兩硬性電路板的至少其中一者；以及一天線，耦接相對應的該硬性電路板，用以輻射一射頻訊號，其中，該第二連接部與該硬性電路板的平行交疊區域形成一耦合電容，該第二連接部包括一中央支段及一上支段，該中央支段部分連接該第一連接部且朝向該上蓋延伸，該上支段自該中央支段垂直延伸且平行於相應的該硬性電路板，且該上支段部分交疊於該硬性電路板的一上表面或一下表面。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的無線耳機，其中該上支段具有一絕緣膜層與一第一金屬層，該絕緣膜層配置在該第一金 屬層外，該硬性電路板具有一第二金屬層，該絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的無線耳機，還包括一絕緣膜層，配置在該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第二金屬層，該上支段具有一第一金屬層，該絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的無線耳機，還包括兩絕緣膜層，分別配置在該上支段的一第一金屬層及該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第一金屬層及該第二金屬層，該兩絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容。
  9. 一種無線耳機，包括：一上蓋；一下蓋，連接於該上蓋，且該上蓋與該下蓋共同構成一內部空間；兩硬性電路板，相互間隔地配置於該內部空間中；一軟性電路板，具有一第一連接部與一第二連接部，該第一連接部的兩端分別耦接該兩硬性電路板，該第二連接部貼合該兩硬性電路板的至少其中一者；以及一天線，耦接相對應的該硬性電路板，用以輻射一射頻訊號，其中，該第二連接部與該硬性電路板的平行交疊區域形成一耦合電容，該第二連接部包括一中央支段、一上支段以及一下支段，該中央支段部分連接該第一連接部且分別朝向該上蓋與該下蓋延 伸，該上支段與該下支段分別自該中央支段的兩端垂直延伸且分別平行於該兩硬性電路板，該上支段部分交疊於其中一該硬性電路板的一上表面或一下表面，該下支段部分交疊於另一該硬性電路板的一上表面或一下表面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的無線耳機，其中該上支段具有一第一絕緣膜層與一第一金屬層，該第一絕緣膜層配置在該第一金屬層外，其中一該硬性電路板具有一第二金屬層，該第一絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容，該下支段具有一第二絕緣膜層與一第三金屬層，該第二絕緣膜層配置在該第三金屬層外，另一該硬性電路板具有一第四金屬層，該第二絕緣膜層位在該第三金屬層與該第四金屬層之間以形成該耦合電容。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的無線耳機，還包括一第一絕緣膜層與一第二絕緣膜層，該第一絕緣膜層配置在其中一該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第二金屬層，該上支段具有一第一金屬層，該第一絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容，該第二絕緣膜層配置在另一該硬性電路板的一第四金屬層上以覆蓋該第四金屬層，該下支段具有一第三金屬層，該第二絕緣膜層位在該第三金屬層與該第四金屬層之間以形成該耦合電容。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的無線耳機，還包括一第一絕緣膜層與一第二絕緣膜層，該第一絕緣膜層分別配置在 該上支段的一第一金屬層及其中一該硬性電路板的一第二金屬層上以覆蓋該第一金屬層及該第二金屬層，該第一絕緣膜層位在該第一金屬層與該第二金屬層之間以形成該耦合電容，該第二絕緣膜層分別配置在該下支段的一第三金屬層及另一該硬性電路板的一第四金屬層上以覆蓋該第三金屬層及該第四金屬層，該第二絕緣膜層位在該第三金屬層與該第四金屬層之間以形成該耦合電容。
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