專利名稱：放置在便攜式電子裝置的表帶中的特高頻波接收天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式電子裝置，其包括表帶，外殼及用于接收無線電廣播信號的電子電路，該電子電路包括設(shè)置在所述表帶中的天線。
更精確地，本發(fā)明涉及一種具體的天線結(jié)構(gòu)，其允許該便攜式裝置以高靈敏度值接收其頻率位于特高頻范圍的信號，如VHF波。優(yōu)選的是，所述天線能接收屬于FM(調(diào)頻)波段頻率范圍的信號，換句話說，就是其頻率在87到110MHz之間。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)披露了這種裝置，特別是，已經(jīng)提出多種天線結(jié)構(gòu)。
例如，參見1988年6月28日授權(quán)的美國專利No.4,754,285，其披露了一種手表，其具體表現(xiàn)為需要使用天線來接收無線電廣播信號的電路。所披露的方案包括在可伸長的表帶中設(shè)置一穿過其全長的金屬導(dǎo)線，并且這樣使得所述的導(dǎo)線在所述表帶的寬度方向上連續(xù)地四處延伸。因此，在靜止位置上導(dǎo)線的長度比所述表帶的長度大，從而允許表帶延伸。
然而，除了在表帶中占據(jù)了特別大的空間外，該方案還不適合于其表帶包括通過固定裝置互相閉合的兩個帶子的手表。
已經(jīng)出現(xiàn)其他方案響應(yīng)這種情況，例如，簡單的金屬導(dǎo)線環(huán)從連接到表殼的一端到支持著固定其到另一帶子上的裝置的一端穿過表帶的兩個帶子的每一個帶子。還提供用于確保固定裝置位置上的環(huán)的兩部分之間的電連接的裝置。
然而，這些連接裝置使表帶的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，由于它們優(yōu)選地為防止受外部環(huán)境尤其是受戴手表的人的汗液的影響而更加如此，這意味著必須采用有效的明顯的保護測量。
申請人已經(jīng)其研究中證明本發(fā)明改進前述的便攜式電子裝置是可能的，尤其歸功于一個簡單的天線結(jié)構(gòu)，盡管其簡單，但提供了好的VHF無線電廣播信號接收靈敏度。根據(jù)本發(fā)明的方案，允許使用這類天線而不需要深入地改進集成在其中的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明涉及一種此前所示類型的便攜式電子裝置，其特征在于所述天線包括至少一個以螺旋繞組形式制成的平面線圈。
因此，在確保本發(fā)明的電子裝置具有最佳接收質(zhì)量時，可大大地限定表帶中天線的空間需要。
在第二實施例中，所述天線可包括以螺旋繞組形式制成的第二扁平線圈。這使得本發(fā)明的裝置靈敏性進一步得到改進，在兩個線圈串聯(lián)連接的范圍內(nèi)，表帶中天線的空間需要僅非常微小的增長。我們可以設(shè)想在包括以兩個獨立部件制成表帶的裝置中實現(xiàn)本發(fā)明，設(shè)置所述兩個線圈中的第一個在第一帶子中，而第二線圈設(shè)置在第二表帶帶子中。
我們也可以設(shè)想，例如每個線圈通過在一個基體上沉積一個銅路徑，然后，此時，第一線圈設(shè)置在所述基體的第一表面同時第二線圈設(shè)置在該基體的第二表面。這種變形簡化了與無線電廣播信號接收電路的集成電路連接的連接裝置，特別是該集成電路放置在電子裝置的外殼中時。
當(dāng)然，對于本發(fā)明用作承載天線的基體優(yōu)選為由撓性材料制成，這樣使得表帶可變形。
總的來說，由于接收電路的集成電路設(shè)置在電子裝置的外殼中，金屬路徑用作將其連接到一個或多個線圈的端部。這些金屬路徑優(yōu)選由延伸到所述外殼內(nèi)部的基體延長部進行承載。
此外，由于線圈為特定的螺旋形，在基體中設(shè)置一個開口以使得所述線圈的內(nèi)部端可連接到所述相應(yīng)的金屬路徑上。
在一個優(yōu)選實施例中，在包括外殼的計時器實施上文所描述的方案，在這種情況下，計時器機芯連接到時間顯示裝置上。


依據(jù)閱讀下面的結(jié)合附圖以實施例的方式給出的詳細(xì)說明將使本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點更明顯。其中圖1是本發(fā)明實施例的天線實施例的頂視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的連接圖1所示天線的電子裝置的簡化透視圖；
圖3是與圖1類似的頂視圖，用于本發(fā)明的天線的第二實施例。
具體實施例方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明主要實施例的包括單一線圈2的天線1的總正視圖，其示出了所述螺旋繞線線圈的特定形狀。還應(yīng)注意到線圈2，優(yōu)選由銅制成并具有幾微米等級的低厚度，設(shè)置在基體4的前表面3上。
為了使表帶中可用表面的最佳化，基體4基本上是矩形。同樣，線圈2的螺旋繞組通常基本上是矩形，這樣使得可用基體表面最佳。
因此得到特別好的系統(tǒng)，其中線圈2的表面比如果其放置在便攜式裝置外殼中時大得多。
線圈2的第一端5位于螺旋外部并通過延長矩形連接器6進行延伸，該連接器6設(shè)置在基體4的延長部7上并且旨在將線圈2的第一端5連接到集成電路上(圖2中所示)。
第二延長矩形連接器8設(shè)置在基體的延伸部7上，與第一連接器6并聯(lián)，旨在將線圈2的第二端9連接到所述集成電路上。由于所述第二端9位于螺旋內(nèi)部，設(shè)置一個開口10通過基體4，并且向該開口10填充具有高導(dǎo)電程度的材料。因此，與線圈2的第二端9的電接觸可在基體4的后表面11上形成。同樣，開口12設(shè)置成通過基體4，并且填充導(dǎo)電材料，在線圈2一側(cè)的第二連接器8的末端13之下，從而與基體的后表面11上的所述第二連接器8形成電接觸。還包括金屬路徑14以完成線圈2的第二端9和第二矩形連接器8之間的電連接。該結(jié)構(gòu)已經(jīng)通過非限定性實施例進行描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用確保電連接功能的其他等效結(jié)構(gòu)。
由于圖1所示的天線1將要安裝在便攜式裝置的表帶中，因此所述基體4優(yōu)選在于由撓性材料制成，尤其是當(dāng)為了承載本發(fā)明的電子裝置而提供可變形的表帶時。在這種情況下，可以使用諸如Kapton(注冊商標(biāo))的材料或其他具有與銅的粘結(jié)性和撓性等同性質(zhì)的材料可進行使用。此外，所述基體4具有幾十微米等級的厚度。
所述天線1的制造依賴于現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道的技術(shù)，尤其在印刷電路制造的領(lǐng)域中。事實上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可毫不困難地采用所屬領(lǐng)域中的一種傳統(tǒng)方法。
通過實施例，我們可由Kapton薄膜開始，切到一個合適的尺寸并包括前述的兩個通孔10和12，該通孔已經(jīng)由導(dǎo)電材料填充。由此制成的薄膜限定了天線1的基體4。然后將銅膜粘結(jié)到所述基體的每一表面3、11上。局部地保護兩銅膜從而留出不與線圈2的圖案對應(yīng)的部分，該部分也不與連接器6和8的圖案對應(yīng)，并且也不和基體的后表面11上的金屬路徑14的圖案對應(yīng)。然后對所述留出部分進行蝕刻從而得到線圈2和連接器6、8，例如圖1所示。
值得注意的是依據(jù)圖1所示的天線1運行的頻率，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不得不為采用螺旋的尺寸特別注意。事實上，包括線圈的天線領(lǐng)域中已知的一個現(xiàn)象是在相鄰匝之間會出現(xiàn)電容耦合的危險。本領(lǐng)域的技術(shù)人員因此不得不注意適當(dāng)?shù)叵薅菪膬蛇B續(xù)匝數(shù)之間存在的距離，特別是做為用于制作線圈的銅厚度和運行頻率的函數(shù)，電容耦合隨所述頻率增加而增加。
圖2示出了依據(jù)本發(fā)明的便攜式電子裝置15的透視圖。連接剛剛已經(jīng)描述過的天線1到表帶的帶子16中。注意到在該圖中本發(fā)明天線1的尺寸的好處是允許將便攜式裝置15配合到具有一般尺寸的表帶。
這里示出了天線1為彎曲結(jié)構(gòu)，示出了基體4的撓性。這里應(yīng)該注意到，所作的將天線1設(shè)置在帶子16的頂面17，即外表面的選擇的重要性。事實上，通常人體對由于屏蔽效果而對接近人體設(shè)置的天線的靈敏度的下降而負(fù)有責(zé)任，這是為什么距離d必須具有最大的可能值。因此，本發(fā)明的電子裝置的天線具有高的無線電廣播信號接收靈敏度。
從實際出發(fā)，在電子裝置15表帶中的天線1集成可通過多種方式實現(xiàn)。例如，當(dāng)表帶帶子由塑料制成時，可以直接在表帶帶子16中注塑包封天線1，并讓基體4的延長部分7成為自由端。我們也可以采用具有在形成帶子的材料中的凹口的表帶帶子16，該凹口的尺寸比天線1的尺寸大，這樣使得后者可滑入其中。我們也可簡單地使用兩層中的表帶帶子16，例如當(dāng)天線1設(shè)置在其間時這兩層互相縫合。
當(dāng)然，應(yīng)該清楚便攜式電子裝置并不局限于表帶結(jié)構(gòu)，它可以包括一個或兩個帶子，并且可以或者不可以進行延伸。
從該附圖中也可明顯看到承載矩形連接器6和8的基體4的延長部7延伸到便攜式電子裝置15的外殼18內(nèi)部，并到達(dá)印刷電路板19的接觸部上。后者包括完全通過該印刷電路板并且填充導(dǎo)電材料的兩個通孔20(圖2中僅看出一個)。矩形連接器6和8分別在所述的每個通孔20上連接到所述印刷電路板19上，從而限定在印刷電路板19的頂面21上與線圈2的每個端部5和9的電接觸。連接器6、8和印刷電路板19之間的連接以傳統(tǒng)方式進行實現(xiàn)，如通過焊接，螺釘，采用導(dǎo)電粘結(jié)劑進行的粘結(jié)，或者其他任何等效方式。
集成電路22也由印刷電路板19進行承載，并通過金屬路徑23(圖2僅示出其一條路徑)連接到所述電接觸件20上。集成電路22處理由天線1接收的無線電廣播信號，然后使它們能夠以直接使用的方式進入到本發(fā)明的電子裝置15的用戶中。便攜式電子裝置15的運行方面這里將不進行詳細(xì)描述是因為它只是本發(fā)明的次要方面。
關(guān)于承載兩矩形連接器6和8的基體4的延長部分7的通道的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)將不進一步研究，這是因為大量方案已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)的文件中出現(xiàn)。例如，有興趣的讀者能從2000年9月6日公開的歐洲專利申請No.1033636得到，其內(nèi)容結(jié)合在本發(fā)明中作為參考。
事實上，該專利申請的描述示出了電連接器以防水方式通過表殼的通道的實施例。總的來說，該專利申請中披露的方案包括在表殼側(cè)面設(shè)置通孔，其中設(shè)置接近管形的通道24。在表殼18和管形通道24之間設(shè)置密封裝置25。通過該通道導(dǎo)引電連接器進入到表殼內(nèi)部，也相對表殼的外部設(shè)置裝置從而確保通道24外部的密封。例如這些密封裝置以接頭26的形式制成，接頭26在電連接器周圍注塑包封并具有與通道內(nèi)部相同的形狀，因此確保了插頭功能。
可提供諸如電連接器等不需自己穿過電子裝置外殼內(nèi)部的裝置。例如我們可使用如歐洲專利申請No.0186804的一套組合接觸件或者甚至是如歐洲專利申請No.1014231中描述的通過裝置外殼實現(xiàn)的電容耦合。后面的實施例的好處在于從密封角度考慮，簡化了裝置外殼18的結(jié)構(gòu)，甚至在所述外殼中形成通孔也是不必要的。
圖3示出了本發(fā)明的便攜式電子裝置15的天線1的第二實施例，其中所述天線1包括印制在相同基體28上的兩個線圈2，27?；w28與先前參考圖1描述的基體4為相同類型，唯一區(qū)別在于其厚度必須比圖1的所述基體4的厚度大。事實上，由于線圈2，27在基體28的每個表面29，30上相對形成，因此它們具有對天線1的接收質(zhì)量有害的偏斜電容耦合。如上所述，該電容耦合的大小依賴于兩線圈2，27的每個繞組寬度和運行頻率。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在為了發(fā)現(xiàn)天線1的空間要求和電容耦合在接收靈敏度上的影響之間的折衷而調(diào)整基體28的厚度方面不是很困難。
我們在圖3中可看見參考圖1已經(jīng)描述過的元件，具有螺旋外部的第一端5和螺旋內(nèi)部的第二端9的所謂的線圈2，矩形連接器6，8和基體28中允許電連接的兩通孔10，12及基體28的后表面30上設(shè)置的金屬路徑14。
我們同樣可以看見，一般為螺旋形狀的第二線圈27印制在基體28的后表面30上，將其螺旋外部的第一端31連接到所述后金屬路徑14上。將線圈27位于螺旋內(nèi)部的第二端32，連接到連接第一線圈2的第二端9到基體28的后表面30上的通孔10，這樣使得兩線圈2和27串聯(lián)連接。
此外，應(yīng)該注意的是為了改進得到的天線的靈敏度，兩線圈2，27在互相反向上卷繞。事實上，在圖3所示的非限定性實施例中，當(dāng)順著位于基體28頂面29上的線圈2從其第一外部端5去到內(nèi)部端9時，該線圈2是沿反三角方向卷繞的，而當(dāng)順著位于基體28后表面30上的第二線圈27從其第一外部端31去到內(nèi)部端32時，該第二線圈27是沿正三角方向卷繞的。通過這種方式在各線圈2，27上施加同一磁場而產(chǎn)生的相應(yīng)的感應(yīng)電流具有相同的流動方向，并因此在由集成無線電廣播信號處理電路22接收之前進行疊加。
也應(yīng)該注意的是，由于具有圖3中所示的結(jié)構(gòu)，其中線圈2和27不進行重疊，與其中繞組進行重疊的結(jié)構(gòu)相比，減少了電容耦合的危險。
圖3中所示的天線1的制造方法與用于圖1中所示的天線1的制造方法相同。
同樣，該天線的設(shè)置滿足了參考圖2描述的那些相同的要求。
前述描述對應(yīng)于本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其并不局限于此，特別是當(dāng)天線包括幾個線圈時關(guān)于線圈相對設(shè)置或數(shù)量。例如，實際中我們可使用具有由兩個不同的基體承載的兩線圈的天線，所述基體分別安裝在本發(fā)明的便攜式電子裝置的外殼兩側(cè)。換句話說，在表帶具有兩個帶子的場合，兩個線圈的每個可安裝在不同的帶子中。此時，當(dāng)然必須在印刷電路板上設(shè)置另外的接觸件和另外的金屬路徑。
也可以將時鐘機芯集成連接到根據(jù)本發(fā)明的便攜式電子裝置中的時間顯示裝置上(圖2中附圖標(biāo)記33所示)。
權(quán)利要求
1.便攜式電子裝置(15)，包括表帶、外殼(18)和用于接收無線電廣播信號的電子電路，該電子電路包括設(shè)置在所述表帶中的天線(1)，其特征在于所述天線(1)包括由螺旋形狀繞組的形式制成的至少一個扁平線圈(2)。
2.便攜式電子裝置(15)，包括表帶、外殼(18)和用于接收無線電廣播信號的電子電路，該電子電路包括設(shè)置在所述表帶中的天線(1)，其特征在于所述天線(1)包括每個以螺旋形狀繞組形式制成的至少一個第一扁平線圈(2)和一個第二扁平線圈(27)，所述天線(1)印制到具有兩個相對表面(29，30)的撓性基體(28)上，并且其中所述兩線圈(2，27)分別印制在基體(28)的一面(29)和另一面(30)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子裝置(15)，其特征在于，所述天線(1)包括以螺旋形狀繞組形式制成的第二扁平線圈(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子裝置(15)，其特征在于，所述表帶包括兩個帶子(16)，兩線圈(2，27)分別設(shè)置在所述帶子(16)的一個和另一個上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3的電子裝置(15)，其特征在于，所述天線(1)印制在撓性基體(4，28)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的電子裝置(15)，其特征在于，所述天線(1)印制在撓性基體(4，28)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的電子裝置(15)，其特征在于，由于其各自的螺旋形狀繞組，所述線圈(2，27)每個具有位于相應(yīng)繞組外部的第一端部(5，31)和位于所述繞組內(nèi)部的第二端部(9，32)，各所述第二端部(9，32)通過孔(10)受到連接，所述孔(10)透過基體(28)形成并填充有導(dǎo)電材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電子裝置(15)，其特征在于，當(dāng)位于一固定觀察點并從其第一端部(5，31)觀察各個繞組時，所述線圈(2，27)具有相反的卷繞方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求1，2或8的電子裝置(15)，其特征在于，所述外殼(18)為防水的，其中所述無線電廣播信號接收電路包括位于所述外殼(18)內(nèi)的集成電路(22)，所述集成電路(22)能處理所述無線電廣播信號，并且其中設(shè)置用于以密封方式連接所述天線(1)到所述集成電路(22)上的裝置(6，7，8，24，25，26)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電子裝置(15)，其特征在于，所述連接裝置包括金屬連接器(6，8)，穿過所述外殼(18)中的其中設(shè)置至少一個密封墊圈(25，26)的合適的通孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電子裝置(15)，當(dāng)所述天線(10)印制在基體(4，28)上時，其特征在于，所述金屬連接器(6，8)也印制在所述基體(4，28)上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的電子裝置(15)，其特征在于，連接位于所述繞組外部的所述一個或多個第一端(5，31)的一個或多個金屬連接器(6，8)與所述繞組制成的一單個件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電子裝置(15)，當(dāng)所述天線(1)包括一個單個線圈(2)時，其特征在于，所述天線(1)印制在撓性基體(4)上，其中至少一個填充有導(dǎo)電材料的孔(10)設(shè)置在所述基體(4)中，以連接所述繞組的第二端(9)到所述相應(yīng)的金屬連接器(8)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電子裝置(15)，其特征在于，所述金屬連接器(6，8)由銅制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的電子裝置(15)，其特征在于，所述集成電路(22)由印刷電路板(19)承載，設(shè)置連接所述金屬連接器(6，8)到所述印刷電路板(19)上的裝置，在所述印刷電路板(19)上設(shè)接觸點(20)，所述印刷電路板進一步包括設(shè)置用于連接所述接觸點(20)到所述集成電路(22)上的金屬路徑(23)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的電子裝置(15)，其特征在于，所述集成電路(22)由印刷電路板(19)承載，設(shè)置連接所述金屬連接器(6，8)到所述印刷電路板(19)上的裝置，在所述印刷電路板(19)上設(shè)接觸點(20)，所述印刷電路板進一步包括設(shè)置用于連接所述接觸點(20)到所述集成電路(22)上的金屬路徑(23)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電子裝置(15)，其特征在于，所述一個或多個線圈(2，27)由銅制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的電子裝置(15)，其特征在于，如此設(shè)置天線(1)的尺寸使得所述天線能接收具有一百MHz等級的載波頻率的無線電廣播信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的電子裝置(15)，其特征在于，所述外殼(18)進一步包括連接到時間顯示裝置的鐘表機芯(33)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電子裝置(15)，其特征在于，所述天線(1)安裝在所述表帶內(nèi)，這樣使得外表面(17)一側(cè)處的表帶厚度(d)比另一側(cè)處的表帶厚度更大。
全文摘要
一種便攜式電子裝置(15)，包括用于接收其頻率屬于特高頻范圍(VHF)的無線電廣播信號的電子電路。尤其是，所述接收電路包括包括一個或多個線圈(2，27)的天線(1)，每個線圈具有一個大體扁平螺旋形繞組，該繞組安裝在該便攜式電子裝置(15)的表帶中。因此可得到非常高的質(zhì)量及緊湊的無線電廣播信號接收電路。
文檔編號G04G21/04GK1592986SQ02823380
公開日2005年3月9日 申請日期2002年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者M·比西 申請人:伊塔瑞士鐘表制造股份有限公司