集成的無線電話結構的製作方法
2023-04-25 00:59:46
專利名稱：集成的無線電話結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線電話結構，其中不同的功能共用機械部件。
背景技術：
在技術設備的寬的範圍內，一個共同的目的是減少離散元件的數量，因為具有少量的元件，這意味著降低製造成本和提高可靠性。此外，還幫助減小給定結構的體積，這在行動電話和其它的便攜無線電話中是特別需要的。
一種能夠大量減少無線電話中的元件的方法是集成電話的天線和耳機/揚聲器。在這種情況下，天線是一種內部平面天線，這本身便是一種減小電話的體積的解決方案。圖1表示本申請人從專利申請FI20011400得知的一種集成的結構。這種結構包括導電的接地平面GND，以及和其平行並發射無線電波和聲波的平面元件100。輻射元件100是多層的。中間層110由EMFi型(機電膜)材料構成，在中心具有導電的振動膜。在中間層的上方，具有支承層105，其由可透聲的多孔的柔性材料製成，在中間層的下方，具有另一個類似的支承層106。在兩個支承層中，面向中間層的表面被弄皺，使得和中間層接觸的面積相當小。這些弄皺的內表面被塗以導電材料。天線饋入導體121和短路導體122和所得的導電的雙表面相連，使得所述雙表面作為天線的輻射平面。此外，支承層105，106的內表面的導電層通過音頻導體131和無線電話中的音頻放大器的輸出相連。第二音頻導體132和中間層110的所述導電振動膜相連。所述中間層被這樣製成，使得音頻電壓使其產生上下運動，運動的方向取決於相應於所述音頻電壓的在EMFi材料中的電場的方向。這樣，元件100也按照音頻信號產生聲波。
輻射元件100由絕緣框架140藉助於其邊沿被支承在其下方的平面上，圖1中只示出了框架的一個小的部分。框架140幫助形成一個封閉的或者近似封閉的盒子，這對於聲音再現是有利的。如果沒有這個元件，輻射元件將被在聲學上短路，尤其是在低的音頻下。
發明內容
本發明的目的在於用一種新的、更通用的和更有利的方式提供一種無線電話結構，其中不同的功能共用機械部件。按照本發明的無線電話結構的特徵如權利要求1所述。其它的權利要求提出了本發明的一些有利的實施例。
本發明的基本構思如下在無線電話的組件中使用壓電陶瓷元件用於產生機械運動，所述組件是在任何情況下在無線電話中所必須的。使用機械運動產生聲波或振動。運動的組件可以是平面天線的平面或者是所述平面的一部分，或者是電話的殼體的一部分。這種結構也可以被反向地應用，例如，用耳機的結構作為麥克風。
本發明的優點在於，在無線電話中所需的組件與/或元件的數量被減少了。這種無線電話的結構比現有技術的結構簡單。此外，例如，由天線和揚聲器所需的整個空間被減小了。
下面參照附圖詳細說明本發明，其中圖1表示按照現有技術在無線電話中集成的例子；圖2a表示按照本發明在無線電話中集成的例子；圖2b表示圖2a的結構的工作原理；圖3表示按照本發明在無線電話中集成的第二個例子；圖4a表示按照本發明在無線電話中集成的第三個例子；圖4b表示圖4a的結構的工作原理；圖5a表示按照本發明在無線電話中集成的第四個例子；以及圖5b是圖5a的結構的基本部件的截面圖。
具體實施例方式
圖1已經結合現有技術進行了說明。
圖2a表示在無線電話中按照本發明集成的一個例子。這個例子中所示的結構組合無線電話的天線和揚聲器。所述天線包括在電話電路板205的上表面上的導電接地平面GND，以及和其平行的輻射平面210。天線饋入導體221和輻射平面相連。輻射平面還通過短路導體222和地相連，使得天線是一種的倒置F平面天線(PIFA)。為了產生兩個操作帶，輻射平面包括槽215，從短路點看來，其把輻射平面分成不同長度的兩個分支。第一分支211位於輻射平面的中心區域，第二分支212在第一分支的周圍跟隨平面的邊沿，並在靠近天線的饋入點終止。
為了具有揚聲器功能，圖2a所示的結構包括壓電元件250。其藉助於例如膠粘或者燒結被連接在第一分支211內的輻射平面210的上表面上。由上方看來，元件250是一個長方形，並且其縱向和由第一分支所形成帶的縱向相同。壓電元件的上下表面是導電的。上表面通過音頻導體251和無線電話中的音頻放大器輸出相連，下表面通過第二音頻導體252相連。第二音頻導體也可以是輻射平面210。因而壓電元件250可以由電話的音頻信號驅動。
圖2b表示揚聲器的工作原理。其中以側視圖的形式示出了壓電元件250和輻射平面的第一分支211。在壓電元件的遠離第一分支的自由端的一端，輻射平面通過剛性的支承元件280被連接在其下方的印刷電路板上。當壓電元件被交變電壓驅動時，其長度1趨於按照所述電壓而改變。元件和輻射平面的連接阻止元件的長度自由地改變。因此，當驅動電壓的極性趨於使元件伸長時，元件使由第一分支211形成的帶向下彎曲，當驅動電壓的極性趨於使元件縮短時，則向下彎曲。這些彎曲的方向基於壓電元件位於平面的上表面上這個事實。如果其位於下表面上，則彎曲的方向應當相反。在圖2b中，輻射平面的第一分支的自由端以幅值m振動，其取決於驅動電壓的幅值。因而第一分支按照音頻信號的改變在周圍的空氣中產生壓力改變。因而反射無線電波的平面也發射聲波。可接受的聲音再現通常要求避免聲學短路。為此，在輻射平面和接地平面之間具有一個幾乎是封閉的框架，圖2a示出了所述框架的一部分240。此外，在輻射平面中的槽215由柔性的絕緣膜覆蓋。
在本說明和權利要求中使用的前綴「上」、「下」以及詞「向上」、「向下」指的是圖中所示的結構的方位，它們和裝置的操作位置沒有聯繫。
圖3表示按照本發明在無線電話中集成的第二個例子。由這個例子說明的結構組合無線電話的天線、揚聲器和振動器。基本結構和圖2所示的相同。利用第一壓電元件350實現的揚聲器的結構也和圖2的相同。在圖3中，還具有一個和輻射平面310的第二分支312相連的第二壓電元件360，其相對地靠近第一分支和第二分支分開的點。在其縱向，第二元件360平行於第二分支的中心線。其上表面通過振動導體361和無線電話中的振動振蕩器的輸出相連，下表面通過振動導體362相連。如圖2b所示，在第二壓電元件靠近第二分支開始的一端，輻射平面剛性地和其下方的印刷電路板相連。因而當振鈴信號到達第二壓電元件時，第二分支312從所述連接點到自由端便按照振鈴電壓的改變而振動。為了使第二分支振動，在輻射平面310和接地平面之間的跟隨著輻射平面的外邊沿的框架340，至少在第二分支的長度內，不是剛性的。在圖3中，框架的這個柔性的部分用標號345表示。
圖4a表示按照本發明在無線電話中集成的第四個例子。由這個例子說明的結構組合無線電話的天線、至少一個揚聲器和振動器。基本結構和圖2所示的不同之處在於，天線的接地平面420現在是在無線電話電路板405和輻射平面410之間的一個單獨的導電平面。接地平面藉助於其相對端剛性地和電路板相連。大約在接地平面的兩個支承端的中部，連接有壓電元件，第一端元件471和第二端元件472。沿其縱向，這些元件指向接地平面的相對端。在電氣上，它們是並聯連接的，因而其驅動電壓來自電話中的音頻放大器。因而當音頻電壓趨於伸長端部元件時，這兩個元件則迫使接地平面向上弓起，當音頻電壓趨於縮短這些端部元件時，則這兩個元件迫使接地平面向下弓起。如圖4b所示，按照聲音信號及其振動的大小，接地平面振動。
圖4a中把發射無線電波的平面410畫成了透明的，以便完整地表示其下方的接地平面和其端部的元件。在輻射平面上，也可以具有壓電元件。虛線表示和圖3中的元件350、360的位置相同的元件450、460。前者可用於實現例如揚聲器，而後者用於實現振動器。在這種情況下，將具有兩個揚聲器，因為接地平面也作為一個揚聲器，如上所述。這些揚聲器可被設計以不同的音量操作，並因而具有不同的用途。
圖5a，5b表示按照本發明在無線電話中集成的第四個例子。按照本發明，由這個例子說明的結構組合無線電話殼體的一部分和振動器。圖5a表示從後方看的無線電話RP。在後蓋的內側連附有兩個壓電元件551、552，其縱向垂至於無線電話的縱向。圖5b表示在壓電元件處後蓋501的截面圖。元件的外端靠近後蓋的彎曲的邊沿，所述的彎曲使得後蓋在其邊沿更具有剛性。元件551，552在電氣上並聯連接，並且從電話中的振動振蕩器對其提供驅動電壓。當驅動電壓趨於使元件伸長時，則兩個元件迫使後蓋的中部向內彎曲，當驅動電壓趨於使元件縮短時，則兩個元件迫使後蓋的中部向外彎曲。因而後蓋按照驅動電壓而振動。
按照圖5a，b，無線電話的後蓋可被這樣設置，使得其被用作電話中的揚聲器。在另一方面，壓電元件，圖2中的元件250，圖3中的元件350或者圖4中的元件471、472，可被交替地用作用於把無線電話的麥克風的機械運動轉換成電信號的元件。在這種情況下，從外部到達的聲波被引向與相關的壓電元件連接的平面。
上面說明了按照本發明的結構。本發明不限於這些結構。壓電元件的數量可以按照不同的應用而改變。除去輻射平面的上表面之外，例如，它們可被連附於輻射平面的下表面上。在由獨立權利要求1限定的範圍內，可以用不同的方式應用本發明的構思。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種集成的無線電話結構，所述無線電話包括音頻放大器和用於第一和第二功能兩者的至少一個平面元件，其特徵在於，所述平面元件屬於無線電話中的天線，所述第二功能是所述平面元件的周期性的運動，為此，所述結構包括和所述平面元件相連的壓電元件。
2.如權利要求1所述的結構，其特徵在於，其中所述壓電元件和音頻放大器的輸出相連，藉以使所述平面元件的周期性運動產生聲音。
3.如權利要求2所述的結構，其中所述天線的輻射平面具有第一分支和第二分支，以便產生兩個帶，其特徵在於，所述平面元件是輻射平面的第一分支(211；311)。
4.如權利要求3所述的結構，其特徵在於，還包括第二壓電元件(360)，其和所述輻射平面的第二分支(312)相連。
5.如權利要求1所述的結構，其中所述天線包括單獨的接地平面(420)，其特徵在於，所述平面元件是接地平面。
6.如權利要求5所述的結構，其特徵在於，所述壓電元件(471)在其第一個被固定支承的端部和接地平面相連，並且所述結構還包括第二壓電元件(472)，在其第二個被固定支承的端部和接地平面相連。
7.如權利要求1所述的結構，所述無線電話包括振動振蕩器，其特徵在於，所述壓電元件和所述振動振蕩器相連，藉以使平面元件的所述周期性運動產生警報振動。
8.如權利要求4和7所述的結構，其特徵在於，和所述振動振蕩器相連的壓電元件是所述第二壓電元件(360)。
9.如權利要求1所述的結構，其特徵在於，所述平面元件的周期性運動是由來自外部的聲波引起的，因而所述壓電元件的目的是產生和所述聲波相應的電信號。
10.如上述權利要求任一項所述的結構，其特徵在於，所述壓電元件由陶瓷材料製成。
權利要求
1.一種集成的無線電話結構，所述無線電話包括音頻放大器和用於第一和第二功能的至少一個平面元件，其特徵在於，所述第二功能是使所述平面元件周期地運動，為此，所述結構包括和所述平面元件相連的壓電元件。
2.如權利要求1所述的結構，其中所述的平面元件屬於無線電話中的天線，其特徵在於，所述壓電元件和音頻放大器的輸出相連，藉以使所述平面元件的周期運動產生聲音。
3.如權利要求2所述的結構，其中所述天線的輻射平面具有第一分支和第二分支，以便產生兩個帶，其特徵在於，所述平面元件是輻射平面的第一分支(211；311)。
4.如權利要求3所述的結構，其特徵在於，還包括第二壓電元件(360)，其和所述輻射平面的第二分支(312)相連。
5.如權利要求2所述的結構，其中所述天線包括單獨的接地平面(420)，其特徵在於，所述平面元件是接地平面。
6.如權利要求5所述的結構，其特徵在於，所述壓電元件(471)在其第一個被固定支承的端部和接地平面相連，並且所述結構還包括第二壓電元件(472)，在其第二個被固定支承的端部和接地平面相連。
7.如權利要求1所述的結構，所述無線電話包括振動振蕩器，其特徵在於，所述壓電元件和所述振動振蕩器相連，藉以使平面元件的所述周期運動產生警報振動。
8.如權利要求7所述的結構，其特徵在於，所述平面元件屬於無線電話中的天線。
9.如權利要求4和8所述的結構，其特徵在於，和所述振動振蕩器相連的壓電元件是所述第二壓電元件(360)。
10.如權利要求7所述的結構，其特徵在於，所述平面元件屬於無線電話的殼體(501)。
11.如權利要求1所述的結構，其中所述平面元件屬於無線電話的殼體，其特徵在於，所述壓電元件和音頻放大器的輸出相連。
12.如權利要求1所述的結構，其特徵在於，所述平面元件的周期運動是由來自外部的聲波引起的，由此使用所述壓電元件的目的是產生和所述聲波相應的電信號。
13.如上述權利要求任一項所述的結構，其特徵在於，所述壓電元件由陶瓷材料製成。
全文摘要
本發明涉及一種無線電話結構，其中不同的功能共用機械部件。所述結構使用至少一個壓電陶瓷元件(350，360)，以便在無線電話所需的元件中產生機械運動。所述機械運動產生聲波或振動。運動的元件可以是平面天線的平面或者是平面的一部分(311，312)。或者是電話的殼體的一部分。所述結構可以被反向地應用，在此情況下，例如，耳機裝置用作麥克風。利用按照本發明的結構，無線電話中所需的組件與/或元件的數量被減少。例如，由天線和揚聲器所需的整個空間被減小。
文檔編號H04M1/03GK1520626SQ02812951
公開日2004年8月11日 申請日期2002年6月26日 優先權日2001年6月29日
發明者J·米科拉, J 米科拉 申請人:菲爾特朗尼克Lk有限公司