可伸縮鍵盤按鍵的制作方法
【專利說明】可伸縮鍵盤按鍵
相關(guān)申請
[0001 ]本申請要求于2014年2月3日提交的序列號為14/171,080的美國非臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，而后者要求于2013年6月25日提交的序列號為61/839,048的美國臨時專利申請和于2013年4月19日提交的序列號為61 /814，013的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明大體涉及一種電子器件。
【背景技術(shù)】
[0003]可按壓觸摸表面(可以被按壓的觸摸表面)廣泛應(yīng)用于各種輸入設(shè)備，包括作為小型鍵盤或鍵盤的按鍵或按鈕的表面以及作為觸摸板或觸摸屏的表面。期望提高這些輸入系統(tǒng)的可用性。
[0004]圖2顯示了與以金屬彈簧圓頂或橡膠圓頂啟用的許多按鍵中所發(fā)現(xiàn)的“彈鎖(snapover)”觸覺響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的示例性觸覺響應(yīng)曲線的曲線圖200。具體來說，曲線圖200描述了由按鍵的觸摸表面對用戶施加的力和按鍵位移(相對于未按下位置的移動)的量。對用戶施加的力可以是沿特定方向(諸如正或負(fù)按壓方向)的合力或合力的一部分。同樣，按鍵位移量可以是沿特定方向(諸如正或負(fù)按壓方向)的按鍵行程的總量或一部分。
[0005]力曲線210顯示了四個按鍵按壓狀態(tài)212、214、216、218，其用四個橡膠圓頂在不同的按鍵位移量的刻畫來描繪。當(dāng)對按鍵未施加按壓力并且按鍵處于未按壓的位置(即，“準(zhǔn)備”位置)時，按鍵處于“未按壓”狀態(tài)212。響應(yīng)于按壓輸入，按鍵初始對某些按鍵位移和對用戶施加的增加的反作用力做出響應(yīng)。該反作用力隨著按鍵位移量的增加而增大，直至達(dá)至IJ “峰值”狀態(tài)214的局部最大“峰值力”Fi為止。在峰值狀態(tài)214，金屬彈簧圓頂即將彈起或橡膠圓頂即將縮回。當(dāng)鍵帽、彈簧圓頂或橡膠圓頂、或隨著鍵帽一起移動的其他按鍵組件以局部最小“接觸力”F2與按鍵的基部(或附接于基部的組件)形成初始物理接觸時，按鍵處在“接觸”狀態(tài)216。當(dāng)按鍵經(jīng)過“接觸”狀態(tài)并且諸如通過壓縮橡膠圓頂啟用的按鍵中的橡膠圓頂而發(fā)生機械觸底反彈時，按鍵處在“底部”狀態(tài)218。
[0006]彈鎖響應(yīng)由反作用力曲線的形狀定義，反作用力曲線受諸如波峰和波谷的變化率和相關(guān)的幅值等變量的影響。峰值力內(nèi)和接觸力內(nèi)之差可以稱之為“彈簧(snap)”。“彈簧比率”可以被確定為(FrFdM(或者如果需要百分比型的測量值，則可被確定為lOOX^1-F2)/Fi)0

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]披露了一種用于小型鍵盤和鍵盤的可伸縮按鍵組件。小型鍵盤或鍵盤包括面板，其具有多個按鍵開口和多個按鍵保持特征，多個按鍵保持特征構(gòu)造為在面板的底側(cè)與多個按鍵開口相鄰。多個鍵帽定位在多個按鍵開口內(nèi)。每個鍵帽具有觸摸表面，觸摸表面接收按壓力，按壓力使鍵帽從未按壓位置朝向按壓位置移動，未按壓位置和按壓位置在按壓方向和正交于按壓方向的第二方向上分離。包括了底架，其具有多個平移作用機構(gòu)，每個平移作用機構(gòu)支撐多個鍵帽的相應(yīng)一個鍵帽以便隨著鍵帽從未按壓位置朝向按壓位置移動時沿按壓方向和第二方向引導(dǎo)相應(yīng)的鍵帽。小型鍵盤或鍵盤包括按鍵伸縮機構(gòu)，其構(gòu)造為使底架相對于面板移動，其中面板的按鍵保持特征在底架相對于面板移動過程中限制鍵帽沿第二方向移動，而平移作用機構(gòu)使多個鍵帽朝向縮回位置移動。
【附圖說明】
[0008]下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的示例性實施例，除非另有說明，否則附圖未按比例繪制，在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且:
[0009]圖1示出了并入根據(jù)文中所述技術(shù)構(gòu)造的基于按鍵的觸摸表面的一個或多個實施方式的示例性鍵盤；
[0010]圖2是作為以金屬彈簧圓頂或橡膠圓頂啟用的許多按鍵的特性的示例性觸覺響應(yīng)的曲線圖；
[0011 ]圖3A-B是根據(jù)文中所述技術(shù)構(gòu)造的第一示例性觸摸表面組件的簡化側(cè)視圖；
[0012]圖4示出了根據(jù)文中所述技術(shù)的示例性鍵盤的分解圖；
[0013]圖5A-B是根據(jù)一個實施例的按鍵組件的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0014]圖6A-C是根據(jù)一個實施例的不例性筆記本電腦的側(cè)視圖；
[0015]圖7A-D是根據(jù)一個實施例的示例性按鍵伸縮機構(gòu)的透視圖；
[0016]圖8A-B是根據(jù)一個實施例的示例性四桿按鍵伸縮機構(gòu)的側(cè)視圖；以及
[0017]圖9A-B是根據(jù)一個實施例的示例性四桿按鍵伸縮機構(gòu)的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下具體描述實際上僅僅是示例性的，并且無意于限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用或使用。
[0019]本發(fā)明的各種實施例提供了一種輸入設(shè)備和方法，其便于實現(xiàn)改進(jìn)的可用性、更薄的設(shè)備、更容易組裝、更低成本、更靈活的工業(yè)設(shè)計或其組合。這些輸入設(shè)備和方法包括可按壓的觸摸表面，其可被結(jié)合在任何數(shù)量的設(shè)備中。作為某些實例，可按壓的觸摸表面可以被實施為觸摸板、觸摸屏、按鍵、按鈕的表面以及任何其他適當(dāng)?shù)妮斎朐O(shè)備的表面。這樣，可結(jié)合可按壓的觸摸表面的設(shè)備的一些非限制性實例包括所有尺寸和形狀的個人計算機，諸如臺式電腦、筆記本電腦、上網(wǎng)本、超級本、平板電腦、電子閱讀器、個人數(shù)字助理(PDA)以及包括智能手機的移動電話。附加示例性設(shè)備包括數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(包括遠(yuǎn)程控制、集成鍵盤或諸如在便攜式計算機內(nèi)的鍵盤、或外設(shè)鍵盤或諸如在平板電腦蓋中配置的鍵盤、或獨立的鍵盤、控制面板以及計算機鼠標(biāo))以及數(shù)據(jù)輸出設(shè)備(包括顯示屏和打印機)。其他實例包括遠(yuǎn)程終端、自助服務(wù)終端、零售點設(shè)備、視頻游戲機(例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲設(shè)備等)和媒體設(shè)備(包括錄音機、編輯器和播放器，諸如電視機、機頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框、數(shù)碼相機)。
[0020]本文的論述主要集中在矩形觸摸表面。然而，許多實施例中的觸摸表面可以包括其他形狀。示例性形狀包括三角形、四邊形、五邊形、具有其他邊數(shù)的多邊形、類似于具有圓角或非線性邊的多邊形的形狀、具有曲線的形狀、細(xì)長的圓形或橢圓圈、具有上述任何形狀的一部分的組合現(xiàn)狀、具有凹或凸特征的非平面形狀以及任何其他適當(dāng)?shù)男螤睢?br>[0021]此外，雖然此處的討論主要集中在觸摸表面位于進(jìn)行剛體運動的剛體的頂上，一些實施例可包括位于變形的柔性體頂上的觸摸表面?！皠傮w運動”在文中用來表示以整個主體的平移或旋轉(zhuǎn)為主的運動，其中主體的變形可以忽略不計。因此，觸摸表面的任意兩個給定點之間的距離的變化比主體的平移或旋轉(zhuǎn)的關(guān)聯(lián)量要小得多。
[0022]此外，在各種實施方式中，可按壓的觸摸表面可包括阻擋光通過的不透明部分和允許光通過的半透明或透明部分，或這兩者。
[0023]圖1示出了并入根據(jù)文中所述技術(shù)構(gòu)造的多個(兩個或更多個)基于可按壓按鍵的觸摸表面的示例性鍵盤100。示例性鍵盤100包括不同大小的被鍵盤面板130包圍的數(shù)行按鍵120。鍵盤100具有QWERTY布局，即使按鍵120不按圖1中這樣標(biāo)記。其他鍵盤實施例可包括不同的物理按鍵形狀、按鍵大小、按鍵位置或定向或者不同的按鍵布局，諸如DVORAK布局或用于特殊應(yīng)用程序或非英語語言而設(shè)計的布局。在一些實施例中，按鍵120包括作為剛體的鍵帽，諸如具有比深度(如下文所解釋的沿Z方向的深度)更大的寬度和廣度的剛性矩形體。此外，其他鍵盤實施例可包括根據(jù)文中所述技術(shù)構(gòu)造的單個基于可按壓按鍵的觸摸表面，使得這些其他鍵盤實施例的其他按鍵用其他技術(shù)構(gòu)造。
[0024]在這里結(jié)合圖1介紹定向術(shù)語，但除非另有說明，否則也一般適用于文中的其他討論以及其他附圖。此術(shù)語介紹還包括與任意笛卡爾坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的方向。箭頭110指示笛卡爾坐標(biāo)系的正方向，但未指示坐標(biāo)系的原點。理解文中所討論的技術(shù)將不需要原點的定義。
[0025]鍵盤100包括構(gòu)造為被用戶按壓的暴露觸摸表面的面在文中稱為鍵盤100的“頂部”102。采用由箭頭110指示的笛卡爾坐標(biāo)方向，鍵盤100的頂部102相對于鍵盤100的底部103處于正Z方向。當(dāng)鍵盤100在桌面頂部的頂上使用時鍵盤100通常更靠近用戶身體的一部分稱為鍵盤100的“前部” 104。在QWERTY布局中，鍵盤100的前部104較靠近空格鍵且較遠(yuǎn)離字母數(shù)字鍵。采用由箭頭110指示的笛卡爾坐標(biāo)方向，鍵盤100的前部104相對于鍵盤100的后部105處于正X方向。在典型的使用定向中，其中鍵盤100的頂部102面朝上而鍵盤100的前部104面向用戶，鍵盤100的“右側(cè)”106在用戶的右方。采用由箭頭110指示的笛卡爾坐標(biāo)方向，鍵盤100的右側(cè)106相對于鍵盤100的“左側(cè)” 107處于正Y方向。根據(jù)如此定義的頂部102、前部104以及右側(cè)106，也可定義鍵盤100的“底部” 103、“后部” 105以及“左側(cè)” 107。
[0026]使用此術(shù)語，對鍵盤100的按壓方向處在負(fù)Z