CN102419633A - 具有天线功能的键盘结构 - Google Patents

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Abstract

一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元及一天线单元。键盘单元具有一键盘讯号电路板、至少一设置在键盘讯号电路板上的键盘框架、及多个可活动地设置在键盘讯号电路板上的按压元件，其中上述至少一键盘框架具有一框架体及多个贯穿框架体的贯穿孔，且这些按压元件分别对应于这些贯穿孔。天线单元具有至少一设置于框架体上的金属线路。由于电性连接于上述至少一金属线路与无线天线模块之间的讯号传输线的使用长度可以大大的缩短，所以本发明不仅可以借着降低插入损耗以得到较佳的无线通讯品质，而且本发明的制作成本及制作工时也可有效的降低。

Description

具有天线功能的键盘结构
技术领域
本发明涉及一种键盘结构，特别是涉及一种具有天线功能的键盘结构。
背景技术
在无线通讯系统中(例如笔记型计算机或移动电话)，天线是一种用来传送与接收电磁波能量的窗口，而天线设计的方式与天线建构在系统中的位置皆会改变其天线场型，并进而影响无线讯号的通讯品质，甚至天线设置的良窳也大大影响整个系统的制造成本。
请参阅图1所示，其示出了现有的笔记型计算机的隐藏式天线配置的立体结构示意图。一般笔记型计算机1a包括：一液晶显示屏幕10a及一本体模块11a两部份，其中隐藏式天线12a被配置于该液晶显示屏幕10a的上端处左右各一支相互对称，以达到天线分集(Antenna Diversity)的作用。该隐藏式天线12a使用高频同轴线(RF Coaxial Cable)13a来作为馈入线，以使得高频电性讯号得以在该隐藏式天线12a与一位于该本体模块11a内的无线天线模块14a之间进行传输，且一屏蔽铝箔15a与该隐藏式天线12a电性相接，用以提高天线的辐射效率。
然而，以上述天线配置高频同轴线13a来进行讯号传输的结果，产生了以下几个缺点：
1、插入损耗(Insertion Loss)的增加：对市面上品质较优良的高频同轴线进行量测，在其长度为100公分的情况下，当讯号频率为2.4GHz时，其插入损耗达2.9Db；当讯号频率为5GHz时，其插入损耗达4.7dB。一般而言，笔记型计算机内使用高频同轴线的长度约在20cm至90cm左右，因此使用高频同轴线做连结时，对于2.4GHz的讯号将产生0.58dB至2.61dB的损耗；而对于5GHz的讯号而言，所造成的损耗更高达0.94dB至4.23dB。由于此插入损耗的影响，使得天线场型的设计必须集中化以提升天线增益值，并且必须维持一定的传输距离。但如此便会产生辐射角度缩小、通讯死角增多的问题，进而降低整体的通讯品质。
2、制作成本的增加：依天线制造业界普遍的评估，天线生产成本中，上述高频同轴线约占50％的比重，也就是说天线的制造成本最主要花费在高频同轴线上。另一方面，在系统组装时为了固定高频同轴线，必须在机构设计上做相关的措施，这也会增加额外的成本。例如：固定高频同轴线的挂勾及制作屏铝箔固定片等，此外在组装时的穿线工时及定位工时也会提升组装的成本。
因此，本发明提出一种设计合理且有效改善上述缺失的具有天线功能的键盘结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于提供一种具有天线功能的键盘结构，其可用来解决“现有技术中必须使用较长的高频同轴线而造成插入损耗及制作成本增加”的缺失。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元及一天线单元。其中，该键盘单元具有一键盘讯号电路板、至少一设置在该键盘讯号电路板上的键盘框架、及多个可活动地设置在该键盘讯号电路板上的按压元件，其中上述至少一键盘框架具有一框架体及多个贯穿该框架体的贯穿孔，且这些按压元件分别对应于这些贯穿孔。该天线单元为设置于该框架体上的金属线路。
为了解决上述技术问题，根据本发明的其中一种方案，提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元及一天线单元。其中，该键盘单元具有一键盘讯号电路板、至少一设置在该键盘讯号电路板上的键盘框架、及多个穿过该键盘框架且可活动地设置在该键盘讯号电路板上的按压元件。该天线单元具有至少一设置于该键盘框架上的金属线路。
因此，本发明的有益效果在于：由于无线天线模块通常设置于该键盘单元的下方，所以当上述至少一金属线路直接成形于该键盘框架时，上述至少一金属线路与无线天线模块的距离可以达到最短，因此电性连接于上述至少一金属线路与无线天线模块之间的讯号传输线的使用长度可以大大的缩短。藉此，本发明不仅可以借着降低插入损耗以得到较佳的无线通讯品质，而且本发明的制作成本及制作工时也可有效的降低。
为了能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为现有技术的笔记型计算机的隐藏式天线配置的立体结构示意图；
图2A为本发明具有天线功能的键盘结构的第一实施例的立体组合示意图；
图2B为图2A中的A部分放大图；
图2C为本发明具有天线功能的键盘结构的第一实施例的上视示意图；
图2D为本发明具有天线功能的键盘结构的键盘框架的第一实施例的立体示意图；
图3为本发明具有天线功能的键盘结构的第二实施例的上视示意图；
图4为本发明具有天线功能的键盘结构的天线单元成形于键盘框架上的第三实施例的立体示意图；
图5为本发明具有天线功能的键盘结构的天线单元成形于键盘框架上的第四实施例的立体示意图；
图6为本发明具有天线功能的键盘结构的遮避单元成形于键盘框架上及天线单元上的剖面示意图；
图7A为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2400MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图；
图7B为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2450MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图；
图7C为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2500MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图；以及
图8为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2450MHz的回馈损失(return loss)曲线图。
附图符号说明
[现有技术]
笔记型计算机  1a
液晶显示屏幕  10a
本体模块      11a
隐藏式天线    12a
高频同轴线    13a
无线天线模块  14a
屏蔽铝箔      15a
[本发明]
键盘单元      1
键盘讯号电路板10
接地层        100
外侧面        S3
键盘框架      11
框架体        110
上表面        S1
外侧面        S2
贯穿孔        111
内表面        S4
按压元件      12
天线单元      2
金属线路      20
主线路        20A
分支线路      20B
部分轨迹      200
馈入部        201
接地部        202
遮避单元      3
遮避层        30
讯号传输线    C
具体实施方式
请参阅图2A至图2D所示，其中图2B为图2A中A部分的放大图。本发明第一实施例提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元1及一天线单元2，其中该键盘单元1可为任何种类的键盘结构。
其中，该键盘单元1具有一键盘讯号电路板10、至少一设置在该键盘讯号电路板10上的键盘框架11、及多个可活动地设置在该键盘讯号电路板10上的按压元件12(例如键帽(key cap))。该键盘讯号电路板10上设有多个讯号导通处(图未示)，且上述至少一键盘框架11具有一框架体110及多个贯穿该框架体110的贯穿孔111(如图2B及图2D所示)。此外，这些按压元件12分别对应于这些贯穿孔111及该键盘讯号电路板10上的这些讯号导通处(图未示)，且每一个按压元件12可相对于每一个相对应的贯穿孔111进行上下的移动。举例来说，当使用者往下压按该按压元件12时(如图2A及图2B中朝下的箭头所示)，该按压元件12的位置即从该贯穿孔111的上方位移至该贯穿孔111内，此时该按压元件12的上表面可与该框架体110的上表面S1齐平，同一时间，利用该按压元件12内部的导电元件(图未示)接触到该键盘讯号电路板10上的其中一讯号导通处(图未示)，而发出键盘讯号。当使用者释放该按压元件12时，位于该按压元件12下方的弹性体(图未示)则将该按压元件12推回至原来位于该贯穿孔111上方的位置。
另外，该天线单元2具有至少一设置于该框架体110上的金属线路20。举例来说，上述至少一金属线路20可成形于该框架体110的上表面S1上，并且上述至少一金属线路20可为任何特定的天线图案，以因应不同天线操作频率的需求。此外，上述至少一金属线路20的一末端具有一馈入部201及一接地部202(如图2B所示)，且该馈入部201与该接地部202皆沿着该框架体110的外侧面S2向下延伸。其中，该馈入部201可通过一讯号传输线C以电性连接于一无线天线模块(图未示)，因此内建有该无线天线模块的便携式电子装置(图未示)即可通过该天线单元2来进行无线讯号的接收与发送。另外，该接地部202除了沿着该框架体110的外侧面S2向下延伸外，也沿着该键盘讯号电路板10的外侧面S3向下延伸。因着该键盘讯号电路板10的底端具有一接地层100，所以当该接地部202依序沿着该框架体110的外侧面S2及该键盘讯号电路板10的外侧面S3向下延伸时，上述至少一金属线路20的接地部202可以直接接触于该接地层100，以达到接地的效果。
请参阅图3所示，本发明第二实施例提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元1及一天线单元2。由图3与图2D的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的差别在于，在第二实施例中，上述至少一金属线路20具有一主线路20A及多个垂直地连接于该主线路20A且朝同一方向延伸的分支线路20B。这些分支线路20B彼此分离一特定距离，且这些分支线路20B的长度可为依序递增或递减，以使得上述至少一金属线路20形成一类似梳子的图案。换言之，本发明金属线路20所呈现的天线图案可以依据不同的需求来进行设计，以符合不同天线操作频率的需求。
请参阅图4所示，本发明第三实施例提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元(图未示)及一天线单元2。由图4与图2B的比较可知，本发明第三实施例与第一实施例最大的差别在于，在第三实施例中，上述至少一金属线路20可同时成形于该框架体110的上表面S1上及这些贯穿孔111的内表面S4上。换言之，本发明金属线路20不仅可以在该框架体110的上表面S1上呈现不同的天线图案来因应不同的天线操作频率需求，而且亦可随着设计者的需求而将上述至少一金属线路20的一部分轨迹200成形于这些贯穿孔111的内表面S4上。
然而，上述第一实施例至第三实施例中的金属线路20的布局方式只是用来举例而已，其并非用以限定本发明。因此只是能够将金属线路20布局在该键盘框架11外表面的任何位置，而使得该金属线路20可以呈现任何形状的天线图案，皆属于本发明的保护范畴。
请参阅图5所示，本发明第四实施例提供一种具有天线功能的键盘结构，其包括：一键盘单元(图未示)及一天线单元2。由图5与图4的比较可知，本发明第四实施例与第三实施例最大的差别在于，在第四实施例中，上述至少一金属线路20的馈入部201与接地部202皆沿着其中一贯穿孔111的内表面S4向下延伸。其中，该馈入部201可通过一讯号传输线(图未示)以电性连接于一无线天线模块(图未示)，因此内建有该无线天线模块的可携式电子装置(图未示)即可通过该天线单元2来进行无线讯号的接收与发送。另外，该接地部202可沿着其中一贯穿孔111的内表面S4向下延伸后直接接触于该键盘讯号电路板(图未示)的接地层(图未示)，以达到接地的效果。当然，本发明第一实施例中所揭示的馈入部201与接地部202的延伸形式(如图2B所示)也可以第四实施例中所揭示的馈入部201与接地部202的延伸形式来代替。
请参阅图6所示，本发明具有天线功能的键盘结构可还进一步包括：一遮避单元3，其具有一遮避层30，且该遮避层30可只设置于该框架体110的上表面S1上，以用于遮避上述至少一金属线路20(例如可将此种遮避层30应用于本发明的第一实施例中)；或者，该遮避层30亦可同时设置于该框架体110的上表面S1上及这些贯穿孔(图未示)的内表面S4上，以用于遮避上述至少一金属线路20(例如可将此种遮避层30应用于本发明的第三实施例中)。
请参阅图7A所示，其为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2400MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图。由图7A中所显示的六面图可知，当本发明其中一实施例的天线单元2应用于该键盘单元1且操作于2400MHz时，本发明具有天线功能的键盘结构能够提供一较佳且能实际应用的天线场型。
请参阅图7B所示，其为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2450MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图。由图7B中所显示的六面图可知，当本发明其中一实施例的天线单元2应用于该键盘单元1且操作于2450MHz时，本发明具有天线功能的键盘结构能够提供一较佳且能实际应用的天线场型。
请参阅图7C所示，其为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2500MHz的六面(前视图、后视图、俯视图、仰视图、左视图及右视图)天线场型图示意图。由图7C中所显示的六面图可知，当本发明其中一实施例的天线单元2应用于该键盘单元1且操作于2500MHz时，本发明具有天线功能的键盘结构能够提供一较佳且能实际应用的天线场型。
请参阅图8所示，其为本发明具有天线功能的键盘结构的其中一实施例的天线单元操作于2450MHz的回馈损失(return loss)曲线图。由图8中的曲线可知，当本发明其中一实施例的天线单元2应用于该键盘单元1且操作于2450MHz时，本发明具有天线功能的键盘结构可获得天线在2450MHz无线区域网路频带内具有1.98dB的回馈损失，以使得本发明具有天线功能的键盘结构能够提供良好的阻抗匹配。
综上所述，由于无线天线模块通常设置于该键盘单元的下方，所以当上述至少一金属线路直接成形于该键盘框架时，上述至少一金属线路与无线天线模块的距离可以达到最短，因此电性连接于上述至少一金属线路与无线天线模块之间的讯号传输线的使用长度可以大大的缩短。藉此，本发明不仅可以借着降低插入损耗以得到较佳的无线通讯品质，而且本发明的制作成本及制作工时也可有效的降低。
以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的权利要求的范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效技术变化，均包含于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种具有天线功能的键盘结构，其特征在于，包括：
一键盘单元，其具有一键盘讯号电路板、至少一设置在该键盘讯号电路板上的键盘框架、及多个可活动地设置在该键盘讯号电路板上的按压元件；以及
一天线单元，其为设置于该框架体上的金属线路。
2.如权利要求1所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，上述至少一金属线路具有一主线路及多个垂直地连接于该主线路且朝同一方向延伸的分支线路，该分支线路彼此分离一特定距离。
3.如权利要求2所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，该分支线路的长度依序递增或递减。
4.如权利要求1所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，上述至少一键盘框架具有一框架体及多个贯穿该框架体的贯穿孔，且该按压元件分别对应于该贯穿孔。
5.如权利要求4所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，还进一步包括：一遮避单元，其具有一设置于该框架体的上表面上且遮避上述至少一金属线路的遮避层。
6.如权利要求4所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，上述至少一金属线路的一末端具有一馈入部及一接地部，且该馈入部与该接地部皆沿着该框架体的外侧面或其中一贯穿孔的内表面向下延伸。
7.如权利要求6所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，该键盘讯号电路板的底端具有一接地层，且上述至少一金属线路的接地部接触于该接地层。
8.如权利要求4所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，上述至少一金属线路成形于该框架体的上表面上及该贯穿孔的内表面上。
9.如权利要求8所述的具有天线功能的键盘结构，其特征在于，还进一步包括：一遮避单元，其具有一设置于该框架体的上表面上及该贯穿孔的内表面上且遮避上述至少一金属线路的遮避层。
10.一种具有天线功能的键盘结构，其特征在于，包括：
一键盘单元，其具有一键盘讯号电路板、至少一设置在该键盘讯号电路板上的键盘框架、及多个穿过该键盘框架且可活动地设置在该键盘讯号电路板上的按压元件；以及
一天线单元，其具有至少一设置于该键盘框架上的金属线路。
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