用于在可穿戴设备中使用的天线的制作方法

本申请要求于2015年8月29日提交的美国临时专利申请No.62/211725和于2015年11月15日提交的美国实用新型专利申请No.14/941639的优先权，这些申请通过引用被整体结合于此。

技术领域

本发明涉及天线。更具体地但非排他地，本发明涉及用于在诸如耳机的可穿戴设备中使用的天线。

背景技术：

存在各种类型的无线通信链接。然而，当在特定环境和/或应用中使用时可能会存在许多问题。例如，在左耳机要与右耳机通信的可穿戴设备的情况下，由于涉及衰减、变化环境中的可靠性以及灵敏性的各种因素的组合，使用蓝牙无线收发器可能存在问题。替代方法是使用近场磁感应(NFMI)。NFMI不受身体组织的影响并且展现出改进的灵敏度。然而，使用NFMI会引入另外的问题。例如，天线的放置可能成问题。由PCB感应的磁场限制了可穿戴设备的能够提供最佳电磁场生成的区域。此外，还存在对于从其它相关电子部件生成的附加干扰的可能性的担心。

技术实现要素：

因此，本发明的主要目的、特征或优点是对现有技术的改进。

本发明还有的目的、特征或优点是提供一种改进的可穿戴设备。

本发明仍然还有的目的、特征或优点是提供一种用于适合于在可穿戴设备中使用以允许与其它可穿戴设备通信的针对NFMI的天线。

本发明的另一个目的、特征或优点是提供一种用于感应的天线，该天线避免了由与可穿戴设备相关联的印刷电路板和其它电子部件感应的磁场。

本发明的又一个目的、特征或优点是提供在可穿戴设备内天线的改进的放置，以便改进电磁场的朝向。

本发明还有的目的、特征或优点是提供一种天线，其对于预期任务足够强大并且在其制造和组装方面是简单的。

本发明仍然还有的目的、特征或优点是相对于蓝牙天线定位天线以便于增强蓝牙天线的蓝牙接收。

本发明的另一个目的、特征或优点是将天线定位在可穿戴物的后上段中，以允许音频和数据到另一个可穿戴物的可靠的双向传输。

本发明的又一个目的、特征或优点是在两个可穿戴设备之间提供公共接地平面以允许电磁场的扩充。

本发明还有的目的、特征或优点是提供与穿戴可穿戴设备的用户的皮肤接触的天线以便扩展电磁场。

本发明仍然还有的目的、特征或优点是允许线圈定位在各种位置中。

本发明的另一个目的、特征或优点是使天线垂直于其它电子部件定向，以使与其它部件的电磁干扰最小化。

本发明的又一个目的、特征或优点是将天线定位在PCB的周缘以便限制电磁场干扰。

根据下面的说明书和权利要求，本发明的这些和/或其它目的、特征或优点中的一个将变得显而易见。应该理解的是，本文公开了不同的实施例，并且没有任何实施例需要满足本文阐述的每一个和每个目的、特征或优点。不同的实施例可以具有不同的目标、特征或优点。

根据一个方面，提供了一种可穿戴设备。该可穿戴设备包括外壳、布置在外壳内用于远场通信的第一短程收发器、布置在外壳内用于近场通信的第二短程收发器，其中用于近场通信的第二短程收发器包括芯体和包裹围绕芯体的多个线圈匝。可穿戴设备还包括布置在外壳内并且具有安装到其的多个部件的基本平坦的印刷电路板。芯体垂直于安装在基本平坦的印刷电路板上的多个部件安装，从而减少电磁干扰。可穿戴设备可以是耳机。芯体可以安装在可穿戴设备的后上部分。芯体可以包括铁氧体(ferrite)。可穿戴设备还可以包括电池，其中芯体是包裹围绕电池的铁氧体片磁屏蔽间隔件。芯体可以安装在印刷电路板的周缘。第一短程收发器可以是蓝牙收发器。

根据另一个方面，提供了一种系统。该系统包括第一可穿戴设备和第二可穿戴设备。第一可穿戴设备和第二可穿戴设备中的每一个都包括外壳、布置在外壳内用于远场通信的第一短程收发器以及布置在外壳内用于近场通信的第二短程收发器。第一可穿戴设备可以是第一耳机，并且第二可穿戴设备可以是第二耳机。用于第一可穿戴设备的近场通信的第二短程收发器可以被配置用于与用于第二可穿戴设备的近场通信的第二短程收发器近场通信。用于第一可穿戴设备和第二可穿戴设备中的每一个的近场通信的第二短程收发器可以包括芯体和包裹围绕芯体的多个线圈匝。芯体可以相对于印刷电路板的表面正交地布置。芯体可以安装在第一可穿戴设备和第二可穿戴设备中的每一个的后上部分处。芯体可以包括铁氧体。第一可穿戴设备和第二可穿戴设备中的每一个还可以包括电池，并且芯体可以包括包裹围绕电池的铁氧体片磁屏蔽间隔件。芯体可以包括铁氧体片磁屏蔽间隔件并且不需要包裹围绕电池。芯体可以安装在印刷电路板的周缘处。第一短程收发器可以是包括蓝牙收发器的任何数量的类型的收发器。

根据另一个方面，一组无线耳机包括左耳机，该左耳机包括左耳机外壳、与左耳机外壳相关联的扬声器、无线无线电收发器以及近场磁感应(NFMI)收发器。该组耳机还包括右耳机，该右耳机包括右耳机外壳、与右耳机外壳相关联的扬声器、无线无线电收发器以及近场磁感应(NFMI)收发器。左耳机和右耳机被配置为使用左耳机的无线无线电收发器或者右耳机的无线无线电收发器来与移动设备通信。左耳机被配置为使用左耳机的NFMI收发器和右耳机的NFMI收发器与右耳机通信。

附图说明

图1示出包括两个可穿戴设备的系统的一个示例，这两个可穿戴设备是以彼此双向通信的左耳机和右耳机的形式。

图2是可穿戴设备的分解图。

图3示出相对于感应电路/天线定位的可穿戴设备的印刷电路板。

图4示出芯体。

图5示出其上具有线圈匝的芯体。

具体实施方式

本发明涉及用于在可穿戴设备中使用的天线。虽然本文一般地相对于用于在一组耳机内的耳机中使用的近场磁感应(NFMI)天线进行描述，但是应该理解的是，本发明不限于该特定应用，并且可以用作用于在其它类型的设备(包括其它类型的可穿戴设备)中的感应的天线。

图1示出系统10的一个示例，系统10包括以耳机形式的第一可穿戴设备10A和也以耳机形式的第二可穿戴设备10B，每个可穿戴设备具有耳机外壳12，耳机外壳12具有中心部分13以及上部分16和下部分18。光导组件20被示出为可操作地连接到外壳，以提供选择性照明以向用户提供反馈。图2提供了可穿戴设备10A的分解图。示出了防水垫24和防护网26。此外，在可穿戴设备10A的中心或主要部分13中，示出了印刷电路板40，印刷电路板40具有安装到其的多个电子部件42。多个电子部件42可以包括被配置用于远场通信(诸如无线无线电)的短程收发器，诸如蓝牙收发器、超宽带(UWB)或其它类型的收发器。芯体50安装在印刷电路板40的边缘或周缘处。芯体50安装在可穿戴设备10A的后上部分处。

系统10允许左侧和右侧可穿戴设备10A、10B之间的音频信道的近场通信。如果期望，也可以在左侧和右侧可穿戴设备10A、10B之间传送其它类型的数据，包括传感器信息或其它数据。

图3示出具有电子部件42的印刷电路板40的另一个视图。芯体50被示出为安装在印刷电路板40的边缘或周缘处。印刷电路板通常是平坦的。注意的是，芯体50垂直或正交于印刷电路板40的顶表面以及安装到印刷电路板40的多个部件42而安装。以这种关系定位芯体50提供了减少的电磁干扰。芯体50可以由铁氧体材料形成。例如，芯体50可以是铁氧体片磁性间隔件。如图4所示，在芯体50是铁氧体片磁性间隔件52的情况下，芯体50可以定位在电池54上或者包裹围绕电池54。如图5所示，多个线圈匝60可以包裹围绕芯体50。

在一个实施例中，NFMI可以用于左侧和右侧可穿戴设备之间的通信和音频信道。将线圈放置在可穿戴物的周缘处改进了电磁场，从而避免相邻的板上电子器件的劣化。这允许在左侧和右侧可穿戴物之间优化放置用于传输和接收的磁场。优选实施例允许在设备内精确定位以便获得电磁场的最佳朝向。此外，优选实施例还允许对于预期任务足够强大、在其制造和组装方面简单的NFMI天线。

因此，已经示出和描述了可穿戴设备，并且还已经示出和描述了包括彼此通信的多个耳机的系统。应该理解的是，本发明考虑了许多变化、选项和替换。本发明不限于本文阐述的具体实施例和示例。