鍵輸入裝置以及電子設備的制作方法

鍵輸入裝置以及電子設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種鍵輸入裝置以及電子設備。在鍵輸入裝置中規定鍵頂(1)的內面設置有線圈天線(10)。在保持鍵開關的基板(50)上，安裝有與線圈天線進行磁場耦合的供電線圈(20)以及RFIC(40)。通過使具備NFC的裝置接近至鍵頂(1)的附近，能夠進行NFC通信。或者通過使RFID的標簽接近，能夠對其進行讀取。由此，構成一種無需將天線設置于框體的外部，并且不易受到組裝對象電子設備的框體的影響的鍵輸入裝置以及電子設備。
【專利說明】鍵輸入裝置以及電子設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及包含用于RFID系統或NFC(近距離無線通信系統)等的天線的鍵輸入裝置以及具備該鍵輸入裝置的電子設備。

【背景技術】
[0002]在NFC用的天線中，一般使用適于HF帶的線圈天線。專利文獻I中示出了將這種線圈天線設置在電子設備的框體內的結構。此外，專利文獻2中示出了將帶USB連接器的天線裝置安裝于筆記本PC的USB端子來使用的外置型RFID通信裝置。而且，專利文獻3中示出了粘貼于筆記本PC的金屬框體來進行通信的標簽。
[0003]在先技術文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:JP特開2010-102531號公報
[0006]專利文獻2:JP特開2006-85288號公報
[0007]專利文獻3:國際公開第2007/000807號刊物實用新型內容
[0008]在專利文獻I所示的信息處理裝置中，在筆記本PC的觸摸板和在該觸摸板的下部具備的底板金屬部之間配置有NFC天線模塊。通過將IC卡保持在觸摸板的附近，從而NFC天線模塊與該IC卡進行近距離無線通信。
[0009]但是，若觸摸板例如是靜電容量方式的，則會組裝有許多的電容器圖案等的金屬圖案，由于這會妨礙NFC用線圈天線的磁場的形成，因此存在難以獲得良好的天線特性這一問題。此外，近幾年有重視強度和設計性而多用金屬框體的趨勢。因此，在不受到電磁屏蔽作用那樣的位置配置線圈天線已變得非常困難。
[0010]在專利文獻2所示的外置型RFID通信裝置中，由于相對于筆記本PC而言成為突起狀的附加物，因此若對該部分施加落下等沖擊，則容易損壞。
[0011]在專利文獻3所示的標簽中，由于標簽(天線)從金屬框體突出，因此可操作性受到妨礙，且容易剝落。
[0012]本實用新型的目的在于，無需將天線設置于框體的外部，并且不易受到組裝對象電子設備的框體的影響。
[0013]解決課題的手段
[0014]本實用新型是能夠將鍵輸入裝置用作例如RFID用的天線或NFC用的天線的裝置。
[0015](I)本實用新型的鍵輸入裝置具備多個由鍵操作部和對該鍵操作部(鍵頂)的位移進行檢測的開關部構成的鍵開關，所述鍵輸入裝置的特征在于，在多個鍵開關的鍵操作部中至少一個具備直接或間接連接RFIC的線圈天線。
[0016]根據上述結構，鍵輸入裝置未被金屬框體覆蓋，因此能夠消除金屬框體所引起的渦電流的問題。
[0017](2)優選為，線圈天線的卷繞軸相對于鍵操作部的操作面為垂直方向。由此，能夠將鍵操作部或鍵輸入裝置的操作面作為通信面來利用。
[0018](3)優選為，在設置對鍵操作部的操作(位移)進行檢測的開關部的基板，配置了RFIC以及、與RFIC相連接且與線圈天線進行磁場耦合的供電線圈。根據該結構，不需要用于安裝RFIC的特別基板。
[0019](4)優選為，在具備與RFIC相連接且與線圈天線進行磁場耦合的供電線圈的情況下，在設置對鍵操作部的操作(位移)進行檢測的開關部的基板，配置了供電線圈。根據該結構，不需要用于安裝供電線圈的特別基板。
[0020](5)優選為，鍵操作部包含多個文字鍵，具備線圈天線的鍵操作部是與文字鍵相比尺寸更大的鍵操作部。由此，能夠增大線圈天線的線圈直徑，獲得高增益。
[0021](6)優選為，在多個鍵操作部中第I鍵操作部以及第2鍵操作部分別具備線圈天線，第I鍵操作部以及第2鍵操作部串聯連接或并聯連接。由此，能夠增大線圈天線的實質性的線圈直徑，獲得高增益。
[0022](7)優選為，在上述(6)中，將第I鍵操作部的線圈天線和第2鍵操作部的線圈天線卷繞并連接為各線圈天線所產生的磁場成為同相。由此，能夠將鍵輸入裝置的操作面的比較寬的范圍作為通信面來利用。
[0023](8)本實用新型的電子設備具備顯示部以及鍵輸入部(在金屬框體內)，該鍵輸入部由上述(I)?(7)中任一項所述的鍵輸入裝置構成。
[0024]實用新型效果
[0025]根據本實用新型，由線圈天線以及RFIC等構成的通信電路能夠使鍵輸入裝置作為RFID系統或NFC用的讀取裝置來利用。S卩，能夠在使RFID用的介質或進行NFC通信的通信對方接近了鍵輸入裝置的狀態下進行通信。
[0026]鍵輸入裝置由于沒有被金屬框體覆蓋，因此能夠消除金屬框體所引起的渦電流的問題。此外，由于無需將天線設置于框體的外部，因此不會發生沖擊等所造成的損傷、可操作性的下降等問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1 (A)足作為第I實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC201的外觀立體圖，圖1(B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。
[0028]圖2 (A)是SPACE鍵與其左右的其他鍵的鍵頂的俯視圖。圖2 (B)是這些鍵開關的剖面圖。
[0029]圖3是由線圈天線10、供電線圈20以及RFIC40等構成的通信電路的分解立體圖。
[0030]圖4㈧是通信電路的等效電路圖。圖4(B)是匹配電路的結構不同的又一通信電路的等效電路圖。
[0031]圖5(A)是作為第2實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖5(B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。
[0032]圖6(A)是作為第3實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖6(B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。
[0033]圖7是相鄰的2個鍵開關的剖面圖。
[0034]圖8是具備圖7所示的2個線圈天線的通信電路的等效電路圖。
[0035]圖9是在第4實施方式所涉及的電子設備中設置的、相鄰的2個鍵開關的剖面圖。
[0036]圖10㈧是具備圖9所示的2個線圈天線的通信電路的等效電路圖。圖10⑶是具備圖9所示的2個線圈天線的通信電路的又一等效電路圖。
[0037]圖11 (A)是作為第5實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖1l(B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。
[0038]圖12是通過2個鍵開關的面上的剖面圖。
[0039]圖13(A)是表示在第6實施方式所涉及的電子設備的鍵頂的內部設置的線圈天線的結構的立體圖。圖13(B)是圖13(A)中的線圈天線10的V-V部分的剖面圖。
[0040]圖14是第7實施方式所涉及的電子設備的鍵輸入裝置的I個鍵開關部分的剖面圖。

【具體實施方式】
[0041]《第I實施方式》
[0042]圖1 (A)是作為第I實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC201的外觀立體圖，圖1 (B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。該筆記本PC201具備鍵輸入裝置101、觸摸板120、顯示裝置110等。鍵輸入裝置101配置為其操作面在筆記本PC201的框體210的開口部露出。
[0043]如圖1 (B)所示，在鍵輸入裝置中一個鍵頂(key-top) I的內部設置有線圈天線10。鍵頂I相當于本實用新型所涉及的“鍵操作部”。在該例中，為與普通的文字鍵相比尺寸更大的SPACE鍵的鍵頂。
[0044]圖2 (A)是上述SPACE鍵與其左右的其他鍵的鍵頂的俯視圖。圖2 (B)是這些鍵開關的剖面圖。SPACE鍵由鍵頂1、使鍵頂I上下活動的機構部、以及對鍵頂I的位移進行檢測的開關部2構成。關于其他的鍵開關，也同樣地由鍵頂、機構部以及開關部構成。這些鍵開關保持于基板50等。
[0045]在鍵頂I的內面安裝有線圈天線10。在基板50上的由鍵頂I遮隱的位置安裝有供電線圈20以及RFIC40。
[0046]圖3是由上述線圈天線10、供電線圈20以及RFIC40等構成的通信電路的分解立體圖。線圈天線10由基材膜11和在其兩面形成的線圈導體12、13構成。在基材膜11形成有矩形開口 AP，圍繞該開口 AP的周圍地形成有線圈導體12、13。線圈導體12、13是分別被圖案化成矩形螺旋狀的導體，被圖案化成在俯視時在電流向同方向流動的狀態下進行電容耦合。即，對二個線圈導體進行圖案化，使得在從相同方向的俯視時，在一個線圈導體中電流順時針流動時，在另一個線圈導體中電流也順時針流動。
[0047]如圖2㈧所示，上述線圈天線10經由粘接劑而粘貼在鍵頂I的內面。由于在基材膜11形成有開口 AP，因此不會對鍵頂I的安裝機構造成影響。
[0048]供電線圈20由鐵氧體磁芯21和卷繞于該鐵氧體磁芯21的線圈導體22構成。該供電線圈20配置于穿過線圈導體22的線圈軸的磁通與線圈天線10的線圈導體12、13交鏈的位置。
[0049]在RFIC40與供電線圈20之間，配置有相對于線圈導體22而言并聯連接的片形電容器30。
[0050]圖4㈧是上述通信電路的等效電路圖。圖4(A)所示的線圈天線10由電感器Lal、La2以及電容器Cal、Ca2構成。電感器Lal、La2相當于圖3所示的線圈導體12、13，電容器Cal、Ca2相當于在線圈導體12、13之間產生的電容。電感器Lf相當于供電線圈20，電容器Cf相當于片形電容器30，供電電路FC相當于RFIC40。
[0051]電容器Cf與電感器Lf 一起構成共振電路，作為共振頻率的調整用以及阻抗匹配用的元件來發揮作用。
[0052]圖4(B)是上述匹配電路的結構不同的又一通信電路的等效電路圖。也可以在電感器Lf與供電電路FC之間，設置電阻Rl、R2、電感器Lpl、Lp2、基于電容器Cpl、Cp2的低通濾波器，而且在該低通濾波器與電感器Lf之間設置匹配用的電容器Cml、Cm2。
[0053]這樣，通過將線圈天線以及包含其的通信電路設置為鍵輸入裝置的一部分，從而通過使具備NFC的裝置接近至圖1 (A)所示的SPACE鍵的附近，能夠進行NFC通信。此外，通過使RFID的標簽接近，能夠對其進行讀取。此時，鍵輸入裝置101未由金屬制的框體210覆蓋，因此不會受到該金屬框體的影響。此外，由于無需將天線設置于筆記本PC的框體的外部，因此也不會發生沖擊等所造成的損傷、可操作性的下降。
[0054]另外，也可以在線圈天線10的背面粘貼鐵氧體片等的磁性體片。由此，與存在于線圈天線10的下部或下部附近的金屬構件的耦合受到抑制，因而能夠避免渦電流所引起的問題。但是，為了確保與供電線圈20的磁場耦合，可以設為供電線圈20的附近不由磁性體片覆蓋。或者可以減薄磁性體片的厚度、或使用透磁率比較小的磁性體片。
[0055]《第2實施方式》
[0056]圖5 (A)是作為第2實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖5(B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。在第I實施方式中在SPACE鍵的鍵頂設置了線圈天線，但在第2實施方式中，也可以將線圈天線10設置于Enter鍵或Return鍵的鍵頂I的內面。
[0057]通過像這樣在與文字鍵相比尺寸更大的鍵頂設置線圈天線，能夠增大線圈天線的線圈直徑，獲得高增益。
[0058]《第3實施方式》
[0059]圖6(A)是作為第3實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖6 (B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。在第I/第2實施方式中在I個鍵頂設置了線圈天線，但在第3實施方式中，在2個鍵頂的內面設置線圈天線。如圖6(B)所示，在鍵頂1A、IB的內面設置了線圈天線10A、10B。
[0060]圖7是相鄰的2個鍵開關的剖面圖。線圈天線10AU0B的每一個都由基材膜和在其兩面形成的規定匝數的線圈導體構成。在基板50的上表面設置有彈簧銷51A、51B、51C、51D。線圈天線1A的線圈導體的兩端經由彈簧銷51A、51B與基板50上的導體圖案連接。同樣地，線圈天線1B的線圈導體的兩端經由彈簧銷51C、51D與基板50上的導體圖案連接。
[0061]圖8是具備圖7所示的2個線圈天線的通信電路的等效電路圖。線圈天線10A、1B構成串聯電路，在該串聯電路連接有電容器Ca以及供電電路FC。
[0062]將2個線圈天線10AU0B卷繞并連接為各線圈天線所產生的磁場成為反相。圖7中的磁通Φ表示了 2個線圈天線10A、10B所產生的磁場為反相。由此，由穿過2個線圈天線10AU0B的磁通構成閉環，通過使通信對方的裝置接近該閉環(閉磁路)，從而產生強磁場親合。
[0063]《第4實施方式》
[0064]圖9是設置在第4實施方式所涉及的電子設備的、相鄰的2個鍵開關的剖面圖。線圈天線10AU0B的每一個都由基材膜和在其兩面形成的規定匝數的線圈導體構成。在基板50的上表面設置有彈簧銷51A、51B、51C、51D。線圈天線1A的線圈導體的兩端經由彈簧銷51A、51B與基板50上的導體圖案連接。同樣地，線圈天線1B的線圈導體的兩端經由彈簧銷51C、51D與基板50上的導體圖案連接。
[0065]圖10(A)是具備圖9所示的2個線圈天線的通信電路的等效電路圖。線圈天線10AU0B構成串聯電路，在該串聯電路連接有電容器Ca以及供電電路FC。
[0066]將2個線圈天線10AU0B卷繞并連接為各線圈天線所產生的磁場成為同相。圖9中的磁通Φ表示了 2個線圈天線10AU0B所產生的磁場為同相。由此，穿過2個線圈天線10AU0B的磁通相對于鍵輸入裝置的操作面而言沿垂直方向進出從而磁場擴展到寬范圍。因此，能在面方向的寬范圍進行通信。
[0067]圖10⑶是具備圖9所示的2個線圈天線的通信電路的又一等效電路圖。在該例中，RFIC40具備2個輸入輸出端口，分別與2個線圈天線10A、1B的一端連接，并將2個線圈天線10AU0B的連接點接地。根據該結構，能夠作為將2個線圈天線單獨利用的通信電路來使用。
[0068]另外，2個線圈天線不僅可以串聯連接來使用，也可以并聯連接來使用。此外，也可以將3個以上的線圈天線串聯連接或并聯連接來使用。
[0069]《第5實施方式》
[0070]圖11 (A)是作為第5實施方式所涉及的電子設備的一例的筆記本PC的外觀立體圖，圖11 (B)是其鍵輸入裝置的部分立體圖。在第3/第4實施方式中在相鄰的2個鍵頂設置了線圈天線，但在第5實施方式中，在隔開的2個鍵頂的內面設置線圈天線。如圖11 (B)所示，在鍵頂1A、1B的內面設置了線圈天線10A、10B。
[0071]圖12是通過上述2個鍵開關的面上的剖面圖。線圈天線10AU0B的每一個都由基材膜和在其兩面形成的規定匝數的線圈導體構成。線圈天線1A的線圈導體的兩端經由彈簧銷51A、51B與基板50上的導體圖案連接。同樣地，線圈天線1B的線圈導體的兩端經由彈簧銷51C、51D與基板50上的導體圖案連接。
[0072]將2個線圈天線10AU0B卷繞并連接為各線圈天線所產生的磁場成為反相。圖12中的磁通Φ表示了 2個線圈天線10AU0B所產生的磁場為反相。
[0073]根據該結構，能夠通過穿過2個線圈天線10AU0B的磁通，構成比較大的閉環，將應使通信對方的裝置接近的面方向的范圍設定得較大。
[0074]《第6實施方式》
[0075]圖13(A)是表示在第6實施方式所涉及的電子設備的鍵頂的內部設置的線圈天線的結構的立體圖。圖13(B)是圖13(A)中的線圈天線10的V-V部分的剖面圖。線圈天線10具備基材膜14以及鐵氧體片16。在基材膜14形成有狹縫SL，并在該狹縫SL的周圍形成有螺旋狀的線圈導體15。線圈導體15的始端和終端直接或經由電容連接。線圈導體15的電感分量以及電容分量被確定成在使用頻帶發生諧振。
[0076]在基材膜14的狹縫SL插入有鐵氧體片16。即鐵氧體片16的一半位于基材膜14的上表面，剩余的一半位于基材膜14的下表面。鐵氧體片16作為在基材膜14形成的線圈導體的磁性體芯或作為磁路控制片而發揮作用，因此如圖13(B)所示，磁通Φ從基于線圈導體15的線圈軸進行傾斜。通過該作用，能夠使指向方向從相對于鍵輸入裝置的操作面的垂直方向進行傾斜。
[0077]另外，也可以使用供電線圈，使得與該供電線圈進行磁場耦合。在該情況下，供電線圈只要配置于在俯視時與鐵氧體片16不重疊的位置即可。或者也可以隔著鐵氧體片16進行磁場親合。
[0078]《第7實施方式》
[0079]圖14是第7實施方式所涉及的電子設備的鍵輸入裝置的I個鍵開關部分的剖面圖。在該例中，在鍵頂I內一體成型有線圈導體12、13。由這些線圈導體12、13構成了線圈天線。在鍵頂I的內面粘貼有鐵氧體片16。在基板50上安裝有供電線圈20以及RFIC40。供電線圈20與線圈導體12、13所構成的線圈天線進行磁場耦合。其他結構與第I實施方式相同。
[0080]在不使用供電線圈20而將供電電路與線圈天線直接連接的情況下，只要與圖7等所示的結構同樣地經由彈簧銷電連接即可。
[0081]這樣，通過將線圈天線與鍵頂一體化，可以削減部品件數以及組裝作業工時。
[0082]另外，在以上所示的示例中示出了具備螺旋狀線圈導體的示例，但線圈導體也可以根據需要為I匝的環狀。此外，線圈導體也可以形成為單層。
[0083]另外，在以上所示的各實施方式中，以筆記本PC來舉例示出了電子設備的特別是鍵輸入部的結構，但例如也能夠同樣適用于進行USB連接的鍵盤等單體的鍵輸入裝置。
[0084]符號說明
[0085]AP 開口
[0086]FC供電電路
[0087]SL 狹縫
[0088]UlAUB 鍵頂
[0089]2開關部
[0090]10、10A、10B 線圈天線
[0091]11基材膜
[0092]12,13線圈導體
[0093]14基材膜
[0094]15線圈導體
[0095]16鐵氧體片
[0096]20供電線圈
[0097]21鐵氧體磁芯
[0098]22線圈導體
[0099]30片形電容器
[0100]40 RFIC
[0101]50 基板
[0102]51A、51B、51C、51D 彈簧銷
[0103]101鍵輸入裝置
[0104]110顯示裝置
[0105]120觸摸板
[0106]210 框體
【權利要求】
1.一種鍵輸入裝置，具備多個由鍵操作部和對該鍵操作部的位移進行檢測的開關部構成的鍵開關， 所述鍵輸入裝置的特征在于， 在所述多個鍵開關的鍵操作部中至少一個具備直接或間接連接RFIC的線圈天線。
2.根據權利要求1所述的鍵輸入裝置，其中， 所述線圈天線的卷繞軸相對于所述鍵操作部的操作面為垂直方向。
3.根據權利要求1或2所述的鍵輸入裝置，其中， 在設置對所述鍵操作部的操作進行檢測的開關部的基板，配置所述RFIC。
4.根據權利要求1或2所述的鍵輸入裝置，其中， 具備與所述RFIC相連接且與所述線圈天線進行磁場耦合的供電線圈， 在設置對所述鍵操作部的操作進行檢測的開關部的基板，配置所述供電線圈。
5.根據權利要求1或2所述的鍵輸入裝置，其中， 所述鍵操作部包含多個文字鍵，具備所述線圈天線的鍵操作部是與所述文字鍵相比尺寸更大的鍵操作部。
6.根據權利要求1或2所述的鍵輸入裝置，其中， 在所述多個鍵操作部中第1鍵操作部以及第2鍵操作部分別具備所述線圈天線，所述第1鍵操作部以及所述第2鍵操作部串聯連接或并聯連接。
7.根據權利要求6所述的鍵輸入裝置，其中， 將所述第1鍵操作部的線圈天線和所述第2鍵操作部的線圈天線卷繞并連接為各線圈天線所產生的磁場成為同相。
8.一種電子設備，具備顯不部以及鍵輸入部， 在所述電子設備中，所述鍵輸入部是權利要求1?7中任一項所述的鍵輸入裝置。
【文檔編號】G06F3/02GK204242109SQ201490000106
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年1月30日 優先權日:2013年3月8日
【發明者】池田直徒, J·謝 申請人:株式會社村田制作所