CN215815664U - 键盘模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种键盘模组及电子设备。键盘模组包括金属板、天线支架、天线、走线层和键帽；金属板、走线层和键帽依次设置，走线层用于响应用户对键帽的操作。金属板在朝向走线层的一侧设有容置槽，天线支架设于容置槽内；天线设于天线支架上，并且朝向走线层。

Description

键盘模组及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备的技术领域，特别涉及一种键盘模组及电子设备。

背景技术

在一些具有键盘的电子设备中，其用于实现无线通信的天线可以设置在靠近键盘的区域。但是，电子设备一般还会在键盘的键帽的下方设置金属板，以支撑键盘并且提高键盘的结构强度。而根据金属板以及键帽等结构，一般键盘模组的天线的设置空间相对有限，此使得天线不能很好地设置在键盘模组中。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种键盘模组及电子设备，以解决现有位于键盘模组中的天线不容易排布的问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种键盘模组，包括金属板、天线支架、天线、走线层和键帽；所述金属板、所述走线层和所述键帽依次设置，所述走线层用于响应用户对所述键帽的操作。所述金属板在朝向走线层的一侧设有容置槽，所述天线支架设于所述容置槽内；所述天线设于所述天线支架上，并且朝向所述走线层。应当理解，通过在金属板和走线层之间设置天线支架和天线，可以便于实现天线的排布和馈电，以确保天线的正常工作。

一些实施例中，所述天线包括第一贴片、金属挡墙和第二贴片；所述金属挡墙位于所述第一贴片和所述第二贴片之间，且正对所述走线层的信号走线。应当理解，第一贴片和第二贴片可以实现电磁波的收发，金属挡墙可以对应走线层的信号走线，以此可以减小信号走线对第一贴片和第二贴片的影响。

一些实施例中，所述第一贴片通过所述金属板接地；或者，所述第二贴片通过所述金属板接地。

本申请提供了一种键盘模组，包括：金属板、馈电网络、天线、走线层和键帽；所述金属板、所述走线层和所述键帽依次设置，所述走线层包括载板和设于所述载板上的信号走线；所述第一分支和所述第二分支均设于所述载板上；所述天线设于所述载板和所述键帽之间。所述键盘模组具有贯穿所述金属板和所述走线层的第一通孔，所述第一通孔用于供所述馈电网络穿设，以向所述天线馈电。应当理解，通过在载板和键帽之间设置天线，可以便于实现天线的排布和馈电，以确保天线的正常工作。此外，还可以减小键盘模组在整体上的厚度，以便于实现键盘模组的轻薄化。

一些实施例中，所述天线包括间隔设置的第一分支和第二分支。其中，所述第一分支具有馈电端，所述馈电端用于供所述馈电网络实现馈电；所述第二分支连续地环绕所述信号走线设置，且包围所述信号走线。应当理解，通过第二分支的金属屏蔽特性，可以降低信号走线对第一分支、第二分支的干扰，以此可以确保天线的无线通信效果。

一些实施例中，所述天线固定于所述键帽且朝向所述走线层；所述馈电网络穿过所述第一通孔，并与所述天线电连接。

一些实施例中，所述天线包括间隔设置的第一分支和第二分支；所述第一分支设于所述走线层上，所述馈电网络用于向所述第一分支直接馈电；所述第二分支固定于所述键帽且朝向所述走线层，所述馈电网络用于向所述第二分支耦合馈电。

一些实施例中，所述键盘模组还具有贯穿所述金属板和所述走线层的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔间隔设置；其中，所述第二通孔用于供所述第二分支穿设，并通过所述金属板接地。

一些实施例中，所述键帽包括固定连接的盖体和支撑体，所述支撑体位于所述盖体的一侧且朝向所述走线层；所述天线设于所述盖体上，且绕所述支撑体设置，所述馈电网络至少部分设于所述支撑体上，并向所述天线馈电。

一些实施例中，所述键盘模组还包括引向单元，所述引向单元设置在所述天线周围并与所述天线间隔设置，所述引向单元用于引导所述天线辐射的电磁波，并使电磁波朝向所述引向单元的方向传播；或者，所述键盘模组还包括反射单元，所述反射单元设置在所述天线周围并与所述天线间隔设置，所述反射单元用于反射所述天线辐射的电磁波，并使电磁波朝向远离所述反射单元的方向传播。应当理解，当键盘模组应用到电子设备，电子设备与路由器等设备之间无线通信连接，而随着电子设备的方位的变化，路由器等设备可能位于电子设备的零点方位，并容易使电子设备与路由器等设备之间出现连接不稳定的问题。基于此，通过引向单元、反射单元来实现对天线的辐射方向图的调整，可以提高键盘模组与路由器等设备之间的无线通信连接的稳定性。

一些实施例中，所述天线为贴片天线、缝隙天线或者对称振子天线。

本申请还提供了一种电子设备，包括上述各实施例中的键盘模组。其中，所述电子设备包括笔记本电脑、无线键盘、手机或者门锁等。

本申请通过在金属板和键帽之间设置天线，可以充分利用键盘模组的空间，以实现无线通信功能。而根据键帽模组的键帽的数量和尺寸，可以相对方便地设置多个天线，以提高键盘模组及应用的电子设备的无线通信效果。

附图说明

图1是本申请一实施例的电子设备的示意图。

图2是本申请一实施例的键盘模组的框架图。

图3是本申请一实施例的键盘模组的结构示意图。

图4是图3的键盘模组的天线的仿真数据图。

图5是本申请另一实施例的键盘模组的框架图。

图6是本申请另一实施例的键盘模组的结构示意图。

图7是图6的键盘模组的天线的仿真数据图。

图8是本申请再一实施例的键盘模组的框架图。

图9是本申请再一实施例的键盘模组的结构示意图。

图10是图9的键盘模组的天线的仿真数据图。

图11是本申请又一实施例的键盘模组的框架图。

图12是本申请又一实施例的键盘模组的框架图。

图13是本申请又一实施例的键盘模组的框架图。

图14是本申请又一实施例的键盘模组的结构示意图。

图15是图14的键盘模组的天线在加引向单元之前的仿真方向图。

图16是图14的键盘模组的天线的仿真方向图。

图17是本申请又一实施例的键盘模组的结构示意图。

图18是图17的键盘模组的天线的仿真方向图。

图19是本申请另一实施例的电子设备的示意图。

图20是图19的电子设备的天线的仿真数据图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在一般如笔记本电脑等具有键盘的电子设备中，其内置的天线可以设置在靠近键盘的区域，以便于对外辐射电磁波。例如，天线设置在键盘的相邻键帽之间。但是，由于键盘存在金属板等支撑结构，靠近键盘设置的天线容易受到金属板等结构影响，天线也不容易穿过金属板而实现馈电，此导致天线的排布较为困难。

例如：在笔记本电脑中，天线可以设置在相邻的键帽之间。但是由于笔记本电脑的相邻键帽之间的空间相对有限，天线的结构和馈电等均需要据此空间而对应调整，天线并不容易排布。

又例如：一般笔记本电脑的天线的侧边辐射特性较差，其天线主要是以朝向远离金属板的方向辐射电磁波。当该笔记本电脑与路由器接近同水平放置，则笔记本电脑与路由器之间的无线通信效果可能较差。此外，当路由器位于笔记本电脑的天线的零点的方位，则二者之间的无线通信效果相对不稳定，用户的使用体验也较差。其中，该零点方位可以指天线三维方向图中的凹陷区域，或者，可以指天线二维方向图中相邻波瓣的节点。

请同时参考图1至图3，基于以上的问题，本申请实施例提供一种电子设备10，该电子设备10包括带有天线130的键盘模组12a。应当理解，本申请各实施例提供的电子设备10主要以笔记本电脑为例，但不以此为限。该电子设备10还可以包括无线键盘、手机、门锁等带有键盘且可以实现无线通信的设备，对此不加限制。

一些实施例中，该电子设备10还可以包括显示模组14，该显示模组14与键盘模组12a之间的连接方式可以包括无线通信连接、转动连接或者固定连接等，对此不加限制。例如：显示模组14与键盘模组12a转动连接，则该电子设备10可以是笔记本电脑；或者，显示模组14与键盘模组12a无线通信连接，则该电子设备10可以是二合一电脑；或者，显示模组14与键盘模组12a固定连接，则该电子设备10可以是带有数字键盘的手机。

请同步参考图2和图3，在本申请实施例提供的一种键盘模组12a中，其可以包括金属板100、以及设于金属板100上的走线层110和键帽120。应当理解，该键帽120可以供用户按压，以实现相关功能；因此当笔记本电脑等电子设备10正常使用时，相对于键帽120，金属板100会更远离用户。以笔记本电脑为例，相对于键帽120，该金属板100会更靠近笔记本电脑的D面。而为了响应用户的相关操作，走线层110设置在金属板100和键帽120之间，并且包括载板112以及位于载板112上的信号走线114。该信号走线114可以用于响应用户对键帽120的按压操作，以实现键盘模组12a的基本功能。

一些实施例中，该键盘模组12a还集成有天线130，以使键盘模组12a实现无线通信的功能。其中，该天线130可以通过馈电网络(图未示)来实现馈电，以辐射或者接收电磁波。其中，馈电网络可以包括同轴线、微带线、带状线、基片集成波导或者探针等，对此不加限制。此外，在一些情况下，该馈电网络可以通过柔性电路板(FPC)承载。

一些实施例中，键盘模组12a可以还包括天线支架135，该天线支架135设置在金属板100和走线层110之间，天线130则设于该天线支架135上；基于此，该键盘模组12a可以在金属板100和走线层110之间架设天线130，以便于实现天线130的排布。应当理解，当键盘模组12a具有多个键帽时，可以根据无线通信需求、排布需求等而选择合适的键帽，以在对应该键帽的区域(例如选择尺寸较大的键帽、用户使用频率较小的键帽或者更靠近电路板的键帽)设置天线，以确保天线的正常工作。而为了在不增大键盘模组12a的厚度的情况下容置该天线支架135，金属板100还可以设有对应的容置槽102，天线支架135和其上的天线130可以设置在该容置槽102内。即如图2所述，键盘模组12a可以包括依次设置的金属板100、其上设有天线130的天线支架135、带有信号走线114的走线层110和键帽120。其中，该容置槽102可以包括槽底和绕槽底设置的槽壁，槽底或者槽壁可以设有开孔(图未示)，以便于馈电网络对天线130进行馈电。

应当理解，在满足容置天线支架135的前提下，各实施例的键盘模组12a并不对容置槽102的形状进行限制，其形状可以根据天线支架135的尺寸、形状以及天线130的排布、馈电要求等而有所调整。

一些实施例中，基于上述各结构的配合，该键盘模组12a可以形成多个按键，以便于用户实现文本输入、页面浏览等操作。应当理解，本申请各实施例并不对键盘模组12a的按键数量进行限定，按键的数量一般与键帽120的数量相同，其可以是一个、两个；或者可以是三个以上的多个。

一些实施例中，集成有天线130的按键除了可以实现无线通信的功能外，还可以实现按键的基本功能，例如实现数字或者文本输入等。在其他的一些实施例中，集成有天线130的按键也可以仅用于实现无线通信的功能；在用户按压该按键后，键盘模组12a并不会执行任何操作。

一些实施例中，根据按键的尺寸、所需的工作频段等需求，键盘模组12a的天线130的类型可以包括贴片、缝隙等剖面相对较低的天线，对此不加限制。

一些实施例中，以87键或者104键的键盘模组12a为例，在此类型的键盘模组12a中，上档转换(Shift)键和空格(Space)键的尺寸较大，由此可以相对方便地在Shift键和Space键中设置一个、两个或者多个天线130。而根据电子设备10相对路由器的所处方位以及使用环境等，可以选择键盘模组12a中连接效果较好或者方向图合适的天线130来实现无线通信功能。

请再同步参考图2和图3，一些实施例中，以在键盘模组12a的Shift键中设置天线130为例，天线支架135可以采用DK＝2.1，DF＝0.003的板材，厚度＝0.8mm。其中，天线130可以包括第一贴片131、第二贴片133和金属挡墙137，第一贴片131和第二贴片133可以相对金属挡墙137对称或者基本对称设置。金属挡墙137则位于第一贴片131和第二贴片133之间，并且与走线层的信号走线相对应。该金属挡墙137可以用于减小信号走线对第一贴片和第二贴片的影响。

应当理解，第一贴片131靠近金属板100的一侧可以与金属板100连接，以实现接地；类似的，第二贴片133靠近金属板100的一侧可以与金属板100连接，以实现接地。天线支架135可以局部掏空以形成对应第一、第二贴片(131，133)的过孔(图未示)，该过孔还与金属板100的开孔(图未示)相连通；基于此，馈电网络可以通过金属板100的开孔和天线支架135的过孔来对该第一、第二贴片(131，133)进行馈电。图4是图3的键盘模组的天线的仿真数据图，请同步参考图2、图3和图4，第一贴片131和第二贴片133可以通过反相位分布式馈电，该天线130在2.4GHz频段的效率可以优于-5.5dB。

一些实施例中，电子设备10的天线130示例性地工作在2.4GHz的频段，但不以此为限。在其他的一些实施例中，根据实际需求等因素，键盘模组12a的天线130也可以工作在其他频段，例如3GHz、4GHz、5GHz等。

请同步参考图5和图6，本申请实施例还提供了一种键盘模组12b，相对于键盘模组12a，其天线130可以设置在载板112上，而不需要通过上述的天线支架135架设。对应的，位于走线层110一侧的金属板100并不需要设置容置槽102，以便于减小键盘模组12b在整体上的厚度。如图6所示例的，天线130可以包括第一分支132，该第一分支132具有馈电端136，该馈电端136可以靠近金属板100设置，以便于馈电网络140通过该馈电端136实现馈电。

应当理解，与上述的金属挡墙137不同，为了降低信号走线114的干扰，图6示例的天线130还可以包括第二分支134，第二分支134可以与第一分支132直接馈电或者耦合馈电。应当理解，该第二分支134可以连续地环绕信号走线114设置，以包围信号走线114。基于此，该第二分支134在整体上大致呈回字形；藉由金属的屏蔽特性，通过包围信号走线114的方式可以降低信号走线114对第一、第二分支(132，134)的干扰，确保天线130实现WiFi2.4G/BT的无线通信功能。图7是图6的键盘模组的天线的仿真数据图，请参考图7，该天线130在2.4GHz频段的效率可以优于-5dB。

此外，在其他的一些实施例中，天线130也可以只包括第二分支134，并且通过馈电网络140实现馈电。

一些实施例中，当天线130和信号走线114均位于载板112上时，天线130和信号走线114可以通过相同的工艺一体成型；或者，天线130和信号走线114可以通过相同的工艺分别成型；或者，天线130和信号走线114可以通过不同的工艺分别成型，对此不加限制。

请同步参考图8和图9，本申请实施例还提供了一种键盘模组12c，其天线130可以包括间隔设置的第一分支132和第二分支134。其中，键盘模组12c还具有贯穿支撑板和载板112的第一通孔150a，第一分支132设于走线层110的载板112上，并且可以正对或者穿过该第一通孔150a，以便于馈电网络140进行馈电。第二分支134则设于键帽120的一侧，并且朝向走线层110。

请参考图9，以键盘模组12c的Shift键为例，天线130的第一分支132设置在走线层110的载板112之朝向键帽120的一侧，第二分支134设置在键帽120之朝向金属板100/走线层110的一侧，馈电网络140可以穿过第一通孔150a以向第一分支132和第二分支134馈电。其中，为了便于理解天线130与馈电网络140等结构的相关位置关系，图9中并未示出走线层。图10是图9的键盘模组的天线的仿真数据图，请同步参考图8、图9和图10，该天线130在5GHz频段的效率均值可以优于-5dB。

请参考图11，本申请实施例还提供了一种键盘模组12d，与上述的键盘模组12c相比，该天线130设置在键帽120的一侧，并且朝向走线层110。馈电网络140则可以穿过第一通孔150a以与天线130电连接，并实现馈电。应当理解，此也可以类比为将键盘模组12c的第一分支132和第二分支134直接相连以作为一整体的天线130。此外，该键盘模组12d同样可以实现类似上述实施例中的键盘模组12c的无线通信效果，在此不加赘述。

请参考图12，本申请实施例还提供了一种键盘模组12e，与上述的键盘模组12c相比，第二分支134还可以与金属板100电连接以实现天线130的接地。对此，键盘模组12e还具有贯穿支撑板和载板112的第二通孔150b，该第二通孔150b和第一通孔150a间隔设置，并且位于信号走线114的周围。类似的，该第一通孔150a可以用于实现天线130的馈电，即，馈电网络140可以对第一分支132和第二分支134进行馈电；该第二通孔150b可以用于实现天线130的接地，即，第二分支134可以通过第二通孔150b以与金属板100接地。应当理解，该键盘模组12e同样可以实现类似上述实施例中的键盘模组12e的无线通信效果，在此不加赘述。

请参考图13，本申请实施例还提供了一种键盘模组12f，与上述的键盘模组12c相比，其键帽120可以包括固定连接的盖体122和支撑体124；其中，支撑体124位于盖体122的一侧，并且朝向走线层110。该支撑体124可以支撑整个键帽120，并且可以与信号走线114配合，以响应用户对键帽120的按压操作。对应该键帽120的结构，天线130可以设置在键帽120的盖体122上且绕支撑体124设置。馈电网络140则可以穿过第一通孔150a，并且设置在键帽120的支撑体124上，以实现对天线130的馈电。

应当理解，该键盘模组12f同样可以实现类似上述实施例中的键盘模组12c的无线通信效果，在此不加赘述。

请参考图14，为了降低在不同应用场景中天线130的零点对无线通信效果的影响，本申请实施例还提供了一种键盘模组12g，相对于上述的各键盘膜组(12a～12f)，该键盘模组12g还可以包括引向单元162；该引向单元162位于天线130周围，并且与天线130间隔设置。其中，该引向单元162可以用于引导天线130辐射的电磁波，以此调整天线130的方向图。应当理解，该天线130配合引向单元162，在整体上可以作为对称振子天线130，以提高键盘模组12g及电子设备10的无线通信效果。

图15是图14的键盘模组的天线在加引向单元之前的仿真方向图，图16是图14的键盘模组的天线的仿真方向图，请同步参考图14、图15和图16，一些实施例中，相对于原先的方向图，在天线130的一侧增加了引向单元162后，天线130的最大辐射方向可以朝向引向单元162的方向偏移，以此可以实现方向图的调整，以提高键盘模组12g及电子设备10的无线通信效果。

请参考图17，本申请实施例还提供了一种键盘模组12h，该键盘模组12h还可以包括反射单元164；该反射单元164位于天线130周围，并且与天线130间隔设置。类似于上述的反射单元164，该反射单元164可以使天线130的电磁波以朝向远离反射单元164的方向辐射，以此来调整天线130的方向图。应当理解，该天线130配合反射单元164，在整体上可以作为对称振子天线130，以提高键盘模组12h及电子设备10的无线通信效果。

图18是图17的键盘模组的天线的仿真方向图，请同步参考图17和图18，一些实施例中，相对于原先的方向图，在天线130的一侧增加了反射单元164后，天线130的最大辐射方向可以朝向远离反射单元164的方向偏移，以此可以实现方向图的调整，以提高键盘模组12h及电子设备10的无线通信效果。

一些实施例中，键盘模组可以包括多个如上述各实施例中所述的天线130，其中某些天线130还可以搭配有反射单元164或者引向单元162。基于此，当应用该键盘模组的电子设备10需要与路由器等无线通信连接时，则可以选择多个天线130中方向图指向合适的天线130来实现无线通信连接，以确保二者之间的连接效果。

上述各实施例的键盘模组(12a～12f)也可以应用在手机或者门锁等电子设备中。请参考图19，本申请还提供了一种门锁，包括键盘模组12i和显示模组14，该键盘模组12i集成有天线130，在满足用户开锁需求的同时，可以与控制中心无线通信连接。图20是图19的电子设备的天线的仿真数据图，请同步参考图19和图20，键盘模组12i的天线130在5GHz频段的效率均值可以优于-8dB。

以上所述是本申请具体的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种键盘模组，其特征在于，包括：金属板、天线支架、天线、走线层和键帽；所述金属板、所述走线层和所述键帽依次设置，所述走线层用于响应用户对所述键帽的操作；

所述金属板在朝向走线层的一侧设有容置槽，所述天线支架设于所述容置槽内；所述天线设于所述天线支架上，并且朝向所述走线层。

2.如权利要求1所述的键盘模组，其特征在于，所述天线包括第一贴片、金属挡墙和第二贴片；所述金属挡墙位于所述第一贴片和所述第二贴片之间，且正对所述走线层的信号走线。

3.如权利要求2所述的键盘模组，其特征在于，所述第一贴片通过所述金属板接地；或者，所述第二贴片通过所述金属板接地。

4.一种键盘模组，其特征在于，包括：金属板、馈电网络、天线、走线层和键帽；所述金属板、所述走线层和所述键帽依次设置，所述走线层包括载板和设于所述载板上的信号走线；所述天线设于所述载板和所述键帽之间；

所述键盘模组具有贯穿所述金属板和所述走线层的第一通孔，所述第一通孔用于供所述馈电网络穿设，以向所述天线馈电。

5.如权利要求4所述的键盘模组，其特征在于，所述天线包括间隔设置的第一分支和第二分支；所述第一分支和所述第二分支均设于所述载板上；

其中，所述第一分支具有馈电端，所述馈电端用于供所述馈电网络实现馈电；所述第二分支连续地环绕所述信号走线设置，且包围所述信号走线。

6.如权利要求4所述的键盘模组，其特征在于，所述天线固定于所述键帽且朝向所述走线层；所述馈电网络穿过所述第一通孔，并与所述天线电连接。

7.如权利要求4所述的键盘模组，其特征在于，所述天线包括间隔设置的第一分支和第二分支；所述第一分支设于所述载板上，所述馈电网络用于向所述第一分支直接馈电；所述第二分支固定于所述键帽且朝向所述走线层，所述馈电网络用于向所述第二分支耦合馈电。

8.如权利要求7所述的键盘模组，其特征在于，所述键盘模组还具有贯穿所述金属板和所述走线层的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔间隔设置；其中，所述第二通孔用于供所述第二分支穿设，并通过所述金属板接地。

9.如权利要求4所述的键盘模组，其特征在于，所述键帽包括固定连接的盖体和支撑体，所述支撑体位于所述盖体的一侧且朝向所述走线层；所述天线设于所述盖体上，且绕所述支撑体设置，所述馈电网络至少部分设于所述支撑体上，并向所述天线馈电。

10.如权利要求1至9任一项所述的键盘模组，其特征在于，所述键盘模组还包括引向单元，所述引向单元设置在所述天线周围并与所述天线间隔设置，所述引向单元用于引导所述天线辐射的电磁波，并使电磁波朝向所述引向单元的方向传播；或者，

所述键盘模组还包括反射单元，所述反射单元设置在所述天线周围并与所述天线间隔设置，所述反射单元用于反射所述天线辐射的电磁波，并使电磁波朝向远离所述反射单元的方向传播。

11.如权利要求1至9任一项所述的键盘模组，其特征在于，所述天线为贴片天线、缝隙天线或者对称振子天线。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述键盘模组。

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