CN102109884B - 信息处理设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例，提供了一种信息处理设备，其包括键盘部分、第一天线模块和连接部分。键盘部分，包括支撑多个键部分的基础板以及堆叠在基础板上并增强基础板的具有导电性的增强构件。第一天线模块包括产生感应电场的天线电极以及电连接到天线电极的接地部分。连接部分电连接到接地部分和增强构件。

Description

信息处理设备

技术领域

本发明涉及安装有用于非接触通信的天线模块的信息处理设备。

背景技术

作为电子设备之间的通信方法之一，非接触通信越来越多地被使用了。非接触通信是一种不使用通信线而使用电场进行信息传送的通信方法。具体地，在从数个厘米到数米的相对短的通信距离内使用非接触通信。作为非接触通信，主要使用了使用辐射电场(即，无线电波)的通信。非接触通信用于RFID(射频识别)或数据通信等。

在将用于非接触通信的天线模块安装到诸如个人计算机的电子设备中时，所以需要考虑由于容纳在电子设备中的其他电子部件产生的辐射电场的影响。例如，日本专利申请公报No.2005-217946(第[0056]段和图9)(下文中称作专利文献1)公开了一种便携式信息处理终端设备，其具有用于减小由于其他电子部件而产生的辐射电场的影响的结构。在专利文献1中描述的设备中，金属板和磁性板堆叠在用于产生辐射电场的天线线圈上，以由此控制由于其他电子部件所引起的谐振频率的变化。

发明内容

近年来，已经发展出了不使用辐射电场而使用感应电场的非接触通信。在使用感应电场的非接触通信中，通信速度比在使用辐射电场的非接触通信中更高，并且因此可以执行大量数据的通信。由于以下原因，不适合以与使用辐射电场的天线模块的方式相同的方式将使用上述感应电场的天线模块安装到电子设备中。即，在使用辐射电场的天线模块被连接接地时，使用辐射电场的天线模块的谐振频率变化，而在使用上述感应电场的天线模块被连接到接地时，使用上述感应电场的天线模块具有电流放大效果。

考虑到上述情况，需要提供一种能够使用感应电场来以良好状态执行非接触通信的信息处理设备。

根据本发明的实施例，提供了一种信息处理设备，其包括键盘部分、第一天线模块和连接部分。

键盘部分包括支撑多个键部分的基础板以及堆叠在基础板上并增强基础板的具有导电性的增强构件。

第一天线模块包括产生感应电场的天线电极以及电连接到天线电极的接地部分。

连接部分电连接到接地部分和增强构件。

在使用感应电场执行通信的第一天线模块中，在天线电极连接到接地时形成阻抗转换器电路，并且相比于到天线电极的输入电流放大了相对的天线电极的输出电流。即，将天线电极与接地彼此连接，并由此感应出更大的感应电场并改善了通信的传输效率。根据上述构造，在信息处理设备中，可以设置键盘部分的、具有相对大的面积的增强构件以作为天线电极的接地，并因此可以进一步改善通信的传输效率。

连接部分可以包括天线模块基础板和屏蔽板。天线模块基础板具有导电性并且支撑第一天线模块。屏蔽板遮蔽不必要的辐射。

通过这种构造，除了键盘部分的增强构件之外，可以设置屏蔽板来作为接地，并且因此可以进一步改善通信的传输效率。

信息处理设备还可以包括第二天线模块，该第二天线模块包括天线线圈以产生辐射电场。第一天线模块和第二天线模块可以彼此一体结合成为天线单元并且可以设置在天线模块基础板上。屏蔽板可以包括开口和剪切部分。开口与天线单元相对。剪切部分被用来将回路部分形成为部分地环绕开口的外周边部分的形状。

在使用感应电场来进行通信的第一天线模块与使用辐射电场来进行通信的第二天线模块之间不产生通信干涉，并且因此可以将第一天线模块和第二天线模块结合为天线单元。为了防止由天线电极产生的感应电场或由天线线圈产生的辐射电场被遮蔽掉，屏蔽板具有对于天线单元打开的开口。这里，虽然在设置开口时，在使得屏蔽板的回路形成为使其整体围绕外周的情况下，从天线线圈辐射的高频的谐振频率变化，但是根据上述构造，剪切部分的设置防止了回路的形成，并因此可以防止谐振频率变化。

第一天线模块可以利用4.48GHz的主频带来执行通信。

通过这种构造，允许第一天线模块执行高速和低功率消耗的通信。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种信息处理设备，包括键盘部分、第一天线模块和连接部分。

键盘部分包括支撑多个键部分的基础板以及堆叠在基础板上并防止液滴从多个键部分滴落的具有导电性的防滴片。

第一天线模块包括产生感应电场的天线电极以及电连接到天线电极的接地部分

连接部分电连接到接地部分和防滴片。

通过这种构造，可以在信息处理设备中设置具有相对大的面积的多个键部分的防滴片，以作为天线电极的接地，并且因此可以进一步改善通信的传输效率。

如上所述，根据本发明的实施例，可以提供能够使用处于良好状态的感应电场执行非接触通信的信息处理设备。

附图说明

图1A、1B是示出了根据第一实施例的信息处理设备的外观的立体图；

图2A、2B是示出了根据第一实施例的信息处理设备的外观的平面图；

图3A-3D是示出了根据第一实施例的信息处理设备的外观的平面图；

图4是根据第一实施例的信息处理设备的主体部分的分解立体图；

图5是根据第一实施例的信息处理设备的主体部分的立体图；

图6是根据第一实施例的信息处理设备的键盘部分的局部的立体图；

图7是根据第一实施例的信息处理设备的键盘部分的截面图；

图8是根据第一实施例的信息处理设备的天线单元的立体图；

图9是根据第一实施例的信息处理设备的第一天线模块的立体图；

图10是根据第一实施例的信息处理设备的第一天线模块的电路图；

图11是根据第一实施例的信息处理设备的第二天线模块的立体图；

图12A、12B是示出了根据第一实施例的信息处理设备的上壳体屏蔽板的平面图；并且

图13A、13B是示出了根据第一实施例的信息处理设备的组件之间的连接关系的截面图。

具体实施方式

下文中，将要参照附图描述本发明的实施例。

图1A和1B、图2A和2B以及图3A到3D都是示出了根据本发明的第一实施例的信息处理设备1的外观的图

信息处理设备1例如是笔记本个人电脑并且由主体部分2和显示部分3构成。显示部分3固定为使其能够相对于主体部分2打开/关闭。

图1A是在显示部分3打开的状态下信息处理设备1的立体图。图1B是在显示部分3关闭的状态下信息处理设备1的立体图。图2A是在显示部分3打开的状态下从其前侧观察的信息处理设备1的平面图。图2B是在显示部分3打开的状态下从其后侧观察的信息处理设备1的平面图。图3A是在显示部分3关闭的状态下从其前侧观察的信息处理设备1的平面图。图3B是在显示部分3关闭的状态下从其后侧观察的信息处理设备1的平面图。图3C是在显示部分3关闭的状态下从其右侧观察的信息处理设备1的平面图。图3D是在显示部分3关闭的状态下从其左侧观察的信息处理设备1的平面图。

如上述附图所示，主体部分2包括键盘部分4和掌托部分33。掌托部分33包括触摸板5和非接触通信区域2a。非接触通信区域2a指的是这样的区域：在通信对象设备接近该区域时，可以执行信息处理设备1与通信对象设备之间的非接触通信。将会在下文中描述通信对象设备。也会在下文中描述非接触通信区域2a的细节。显示部分3包括显示器6。

之后，将要描述主体部分2的内部结构。

图4是主体部分2的分解立体图。如图4所示，主体部分2包括上壳体部分7和下壳体部分8。上壳体部分7和下壳体部分8彼此连接，以由此形成主体部分2的壳体。上壳体部分7是在主体部分2一侧的部分，其上设置有键盘部分4。下壳体部分8是在与主体部分2的上述那一侧相反的那一侧的部分。上壳体部分7包括开口7a。在键盘部分4固定到开口部分7a中时，开口7a被封闭。

主体部分2容纳天线单元9、上壳体屏蔽板10和下壳体屏蔽板30。上壳体屏蔽板10对应于连接部分。此外，信息处理设备1容纳各种电子部件，这些电子部件是用于计算机的典型组件。这些电子部件包括CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)、包括RAM(随机存取存储器)的主存储器、包括HDD(硬盘驱动器)和SSD(固态驱动器)的存储装置以及用于网络通信的装置。

图5是示出了天线单元9和上壳体屏蔽板10被结合到上壳体部分7的位置的立体图。在图5中，上壳体屏蔽板10和天线单元9设置在上壳体部分7的掌托部分33的背侧。因此，掌托部分33的、与所结合的天线单元9相对应的区域作为上述非接触通信区域2a。

将要描述键盘部分4。

图6是将键盘部分4局部放大的立体图。图7是键盘部分4的局部的截面图。如以上的附图所示，键盘部分4包括面板11、键帽12、键开关机构13、键盘基础金属板14、导电性防滴片15、布线膜31和键盘基础板32。键盘基础金属板14对应于增强构件。键盘基础板32作为键盘部分4的基础板，并且是支撑键盘部分4的构件。利用螺纹件将上壳体屏蔽板10固定到键盘基础板32。图4中示出了螺纹孔32a，螺纹件插入其中。

在键盘基础板32上，导电性防滴片15、键盘基础金属板14和布线膜31以所述顺序堆叠。在布线膜31上，经由键开关机构13来设置键帽12。应当注意，键帽12通过形成在面板11中的通孔独立地暴露。面板11用来填充键帽12之间的空隙。键开关机构13和键帽12对应于键盘部分。

键盘基础金属板14是用来确保键盘部分4的机械强度的构件。利用螺纹件将键盘基础金属板14经由下壳体屏蔽板30连接到下壳体部分8。图4中示出了螺纹孔14a中的一个，其中插入螺纹件。导电性防滴片15是防止液体穿过键帽12等之间的空隙而滴落的片。

将要描述天线单元9。

图8是天线单元9的立体图。如图8所示，天线单元9包括第一天线模块16、第二天线模块17和天线模块基础板18。第一天线模块16和第二天线模块17设置在天线模块基础板18上。第二天线模块17具有平板形状并且包括形成在其中央部分中的孔。在孔中，设置具有平板形状的第一天线模块16。利用螺纹件将天线模块基础板18固定到上壳体屏蔽板10。图8中示出了螺纹孔18a，其中插入螺纹件。

在下文中，将要大体描述第一天线模块16。对于第一天线模块16，要通信的对象设备是电子设备，该电子设备安装了与第一天线模块16具有相同的机构的天线模块。对于第一天线模块16，要通信的对象设备例如是数字摄像机或便携式音乐播放器等。在上述天线模块接近时，第一天线模块16使用感应电场来对于安装在通信对象设备中的、具有相同机构的天线模块执行非接触通信。

图9是示出了第一天线模块16的概略构造的图。如图9所示，第一天线模块16包括天线电极19、电介质体20、第一通孔21、第二通孔22、信号线23、谐振末端(stub)24、衬底25和接地26。此外，第一天线模块16结合了控制电路(未示出)。在衬底25的一个表面中，形成信号线23和谐振末端24。在衬底25的另一个表面中，提供接地26。在谐振末端24上，堆叠了电介质体20。在电介质体20上，形成了天线电极19。第一通孔21延伸穿过电介质体20并且填充有导电性材料。以此方式，第一通孔21将天线电极19与谐振末端24彼此连接。应当注意，第一通孔21形成在天线电极19的中心，使其沿着垂直于天线方向19的方向延伸。第二通孔22延伸穿过衬底25，并且填充有导电性材料。以此方式，通过第二通孔22，谐振末端24与接地26彼此连接。

图10是第一天线模块16的电路图。如图10所示，信号线23和谐振末端24彼此连接。谐振末端24和天线电极19通过作为串联电感的第一通孔21彼此连接。此外，谐振末端24和接地26通过作为并联电感的第二通孔22彼此连接。信号线23、谐振末端24、第一通孔21和天线电极19构成传输线。

将要描述第一天线模块16的操作。

在第一天线模块16中，用于通信的信号例如是4.48GHz的UWB(超宽带)信号。通过使用UWB信号，可以以高速和低功率消耗来执行非接触通信。

在将数据从第一天线模块16发送到通信对象设备的情况下，所发送的数据被输入到信息处理设备1中的控制电路中。所发送的数据被在控制电路中解调为UWB信号并且被提供给信号线23。

被提供到信号线23的UWB信号经过谐振末端24和第一通孔21，并且到达天线电极19。在这种情况下，一般来说，由无线天线形成的场是辐射电场、感应电场或静电场。在第一天线模块16中，第一通孔21形成在耦合电极的中央，使其沿着垂直于天线电极19的方向延伸，因此感应电场达到峰值并且辐射电场受到抑制，其中感应电场是纵波而辐射电场是横波。

将要描述通信对象设备的天线模块(下文中称作相对的天线模块)与第一天线模块16相对的情况。由于由天线电极19形成感应电场，所以在天线电极19与相对的天线模块的天线电极19(下文中，称作为相对的耦合电极)之间提供电场耦合，并且因此，发送和接收UWB信号。这里，由于由第一通孔21形成的串联电感，第一天线模块16的特征阻抗和相对的天线模块的特征阻抗彼此匹配，因此防止信号由于阻抗失配而被反射。此外，由于由第二通孔22形成的并联电感，传输线和接地26彼此连接，并且因此形成阻抗转换器电路。因此，相比于到天线电极19的输入电流，相对的耦合电极的输出电流被放大。即，由于传输线与接地26之间的连接，感应出更大的感应电场，并且改善了传输效率。

同时，在相对的天线模块不与第一天线模块16相对时，第一天线模块16的特征阻抗和输入阻抗不彼此匹配，因此UWB信号在第一天线模块16中反射并且不反射到外部。因此，在没有相对的天线模块的情况下，可以抑制电力消耗。

在信息处理设备1从通信对象设备接收数据的情况下，在信号线23输出UWB信号时，UWB信号在控制电路中被解调。之后，所接收的数据被输出到信息处理设备1。

之后，将要大致描述第二天线模块17。第一天线模块16的通信对象设备安装了天线线圈和诸如IC(集成电路)的控制元件。另外，第一天线模块16的通信对象设备是安装了诸如EEPROM(电可擦写只读存储器)的存储元件的电子设备，例如IC卡或IC标签。在安装在通信对象设备中的天线线圈接近时，第二电线模块17使用辐射电场来对于该天线线圈执行非接触通信。

图11是示出了第二天线模块17的概略构造的图。如图11所示，电线在衬底27上缠绕成为平面形状，以使其形成天线线圈28。此外，在第二天线模块17中，安装了控制电路(未示出)。天线线圈28连接到控制电路。

将会描述第二天线模块17的操作。

在第二天线模块17中，用于通信的信号例如是13.56MHz的高频信号。

在第二天线模块17与通信对象设备之间执行通信的情况下，高频信号由信息处理设备1中的控制电路产生并且之后被提供给天线线圈28。由于穿过天线线圈28的高频信号的电流，形成辐射电场。在通信对象设备与第二天线模块17相对的情况下，在通信对象设备的天线线圈(下文中，称作相对的天线线圈)中产生感应电流。由于感应出的电流，使得安装在通信对象设备中的控制元件和存储元件等被驱动。控制元件提取出高频信号的高频带成分。在经解调的信号是写入命令的情况下，经解调的数据被存储在存储元件中。

在经解调的信号是读取命令时，与读取命令相对应的数据由控制元件从安装在存储元件中的数据读取出来并且被解调为高频信号。由于经过相对的天线线圈的高频信号的电流，形成辐射电场。通过天线线圈28，从辐射电场产生是高频信号的感应电流。高频信号由控制电路解调，并且数据被输出到信息处理设备1。

如上所述，在第一天线模块16和第二天线模块17中，用于通信的电场的频率和种类不同。因此，第一天线模块16和第二天线模块17不会彼此干扰，并且因此第一天线模块16和第二天线模块17可以彼此相邻地设置。在这种实施例中，第一天线模块16和第二天线模块17一体地形成为天线单元9。以利用螺纹件将天线模块基础板18固定到上壳体屏蔽板10的方式，将天线单元9固定到上壳体屏蔽板10。第一天线模块16的接地26导电地连接到天线模块基础板18，并且接地26经由天线模块基础板18连接到上壳体屏蔽板10。

将要描述上壳体屏蔽板10。

图12A和图12B是示出了上壳体屏蔽板10的图。图12A是上壳体屏蔽板10的平面图。图12B是上壳体屏蔽板10以及固定到上壳体屏蔽板10上的天线单元9的平面图。

上壳体屏蔽板10由平板状金属制成，并且是对从容纳在主体部分2中的电子部件辐射出的不必要的辐射进行遮蔽的电磁屏蔽件。如图12A所示，在上壳体屏蔽板10中，提供了键盘连接部分10a和天线开口部分10b。

如图12B所示，天线开口部分10b形成为使其具有在从上壳体部分7观察时比天线单元9的第二天线模块17更大的形状。在天线开口部分10b形成在上壳体屏蔽板10中时，部分地围绕天线单元9外围的大致回路形状的部分形成在上壳体屏蔽板10中。在这种情况下，在上壳体屏蔽板10中，形成剪切部分10c。通过切掉回路形状部分的一部分，使回路形状部分整体围绕天线单元9的外周，而形成剪切部分10c。

键盘连接部分10a形成为使其从上壳体屏蔽板10突出，以紧靠键盘部分4的导电性防滴片15。键盘连接部分10a具有形成在其中以与键盘基础板32的螺纹孔32a相连通的螺纹孔10d。此外，在上壳体屏蔽板10中，形成了用来连接到下壳体部分8的五个螺纹孔10e以及用来连接到天线模块基础板18的两个螺纹孔10f。

将会描述下壳体屏蔽板30。

如图4所示，下壳体屏蔽板30由平板形金属制成，并且是电磁屏蔽件，以遮蔽从容纳在主体部分2中的电子部件辐射的不必要的辐射。在下壳体屏蔽板30中，形成了与上壳体屏蔽板10的螺纹孔10e相连通的五个螺纹孔30a以及与键盘基础金属板14的两个螺纹孔14a相连通的两个螺纹孔30b。

将要描述主体部分2的组件之间的连接关系。

图13A和图13B是示出了关于主体部分2的连接关系的图。具体地，图13A和图13B是示出了关于键盘连接部分10a的连接关系的图。图13A是主体部分2的截面图并且图13B是图13A的放大图。如图13A和13B和图4所示，通过将螺纹件拧紧而固定各个组件。应当注意，下壳体部分8包括在与下壳体屏蔽板30的螺纹孔30a和螺纹孔30b相对应的位置处的螺纹孔(未示出)。

以使得螺纹件被插入形成在天线模块基础板18中的螺纹孔18a以及形成在上壳体屏蔽板10的螺纹孔10f的方式，将天线单元9固定到上壳体屏蔽板10。如上所述，第一天线模块16的接地26以导电方式连接到天线模块基础板18。因此，接地26经由天线模块基础板18以导电方式连接到上壳体屏蔽板10。

以使得螺纹件被插入螺纹孔10d和天线基础板32的螺纹孔32a的方式，将具有天线单元9的上壳体屏蔽板10固定到键盘部分4。此外，以此方式，如图13B所示，键盘连接部分10a由于弹力而紧靠导电性防滴片15。以此方式，接地26经由天线模块基础板18和上壳体屏蔽板10而以导电方式连接到键盘基础金属板14和导电性防滴片15。

以将螺纹件插入螺纹孔14a和下壳体屏蔽板30的螺纹孔30b并且还将这些螺纹件插入上壳体屏蔽板10的螺纹孔10e和下壳体屏蔽板30的螺纹孔30a的方式，将具有天线单元9和上壳体屏蔽板10的键盘部分4固定到下壳体屏蔽板30。在这种情况下，螺纹件被插入形成在下壳体部分8中的孔(未示出)中。

在上述方式中，天线单元9、上壳体屏蔽板10、键盘部分4和下壳体屏蔽板30彼此连接，并且因此将第一天线模块16的接地26电连接到上壳体屏蔽板10、键盘基础金属板14、导电性防滴片15和下壳体屏蔽板30。

如上所述，在第一天线模块16中，传输线通过并联电感连接到接地26。因此，形成了阻抗转换器电路，并且相比于到天线电极19的输入电流，相对的耦合电极的输出电流得以放大。即，由于传输线与接地26之间的连接，感应出更大的感应电场并且改善了传输效率。在根据本实施例的信息处理设备1中，因为键盘基础金属板14和导电性防滴片15二者作为接地，所以用于第一天线模块16的接地面积增加。因此，可以进一步改善传输效率。

此外，在第二天线模块17中，通过使用辐射电场来发送和接收数据。这里，如果电导体存在于第二电线模块的周围，则由于辐射电场而在该电导体中产生涡流，并且天线线圈28与电导体之间的电感变得更小。因此，天线线圈28的谐振频率变化。在电导体在天线线圈28的周围形成回路的情况下，上述变化特别显著。相反，在该实施例中，剪切部分10c防止上壳体屏蔽板10形成回路，并且因此可以防止由于上壳体屏蔽板10而引起的第二天线模块17的谐振频率变化。

本发明不限于上述实施例，并且可以在不超出本发明的精神的情况下做出各种修改。

虽然已经描述了包括第一天线模块16和第二天线模块17的信息处理设备1，但是本发明不限于此。信息处理设备1也可以仅包括第一天线模块16。在这种情况下，没有必要在上壳体屏蔽板10中形成剪切部分10c。

虽然已经描述了与导电性防滴片15紧靠的上壳体屏蔽板10的键盘连接部分10a，但是上壳体屏蔽板10的键盘连接部分10a可以紧靠键盘基础金属板14。即使在这种情况下，键盘基础金属板14和导电性防滴片15仍然具有用于第一天线模块16的接地的功能。

虽然已经描述了由于弹力而与导电性防滴片15紧靠的上壳体屏蔽板10的键盘连接部分10a，但是本发明不限于此。例如，也可以通过拧紧螺纹而将键盘连接部分10a固定到键盘基础金属板14。

本申请含有2009年12月28日递交给日本专利局的日本优先权专利申请JP 2009-298873中公开的主题，并通过引用将其全部结合在这里。

本领域的技术人员应当注意可以根据设计需要和其他因素进行各种修改、结合、子结合和替换，只要它们在权利要求或其等价物的范围内。

Claims (5)

1.一种信息处理设备，包括：

键盘部分，包括

基础板，其支撑多个键部分，以及

具有导电性的增强构件，其堆叠在所述基础板上并增强所述基础板以确保所述键盘部分的机械强度；

第一天线模块，用于使用感应电场来对于安装在通信对象设备中的、具有相同机构的天线模块执行非接触通信，包括

天线电极，其产生感应电场，以及

接地部分，其电连接到所述天线电极；以及

连接部分，其电连接到所述接地部分和所述增强构件。

2.根据权利要求1所述的信息处理设备，

其中，所述连接部分包括

具有导电性的天线模块基础板，其支撑所述第一天线模块，以及

屏蔽板，其遮蔽不必要的辐射。

3.根据权利要求2所述的信息处理设备，还包括第二天线模块，所述第二天线模块包括天线线圈以产生辐射电场，

其中，所述第一天线模块和所述第二天线模块彼此一体结合成为天线单元并设置在所述天线模块基础板上，并且

其中，所述屏蔽板包括

开口，其与所述天线单元相对，以及

剪切部分，其被用来将回路部分形成为部分地环绕所述开口的外周边部分的形状。

4.根据权利要求3所述的信息处理设备，

其中，所述第一天线模块利用4.48GHz的主频带来执行通信。

5.一种信息处理设备，包括：

键盘部分，包括

基础板，其支撑多个键部分，以及

具有导电性的防滴片，其堆叠在所述基础板上并防止液滴从所述多个键部分滴落；

第一天线模块，包括

天线电极，其产生感应电场，以及

接地部分，其电连接到所述天线电极；以及

连接部分，其电连接到所述接地部分和所述防滴片。

Images