專利名稱：具有力感測(cè)鍵的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)內(nèi)容通常涉及用于設(shè)備，諸如固定電話、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)以及遙控器的小型鍵盤。
背景技術(shù)：
用于電話、PDA、遙控器或類似設(shè)備的小型鍵盤通常具有12和20之間的鍵，用于控制設(shè)備的操作。鍵通常包括數(shù)字鍵“0”-“9”、電話鍵“*”和“#”以及用于另外功能的鍵，諸如“菜單”、“取消”、“光標(biāo)向上”、“光標(biāo)向下”、“光標(biāo)向右”、“光標(biāo)向左”以及“選擇”。在至少一些情況下，設(shè)備大小影響能方便地存取的鍵的大小。
為增加通過(guò)設(shè)備可用的功能的數(shù)量(或鑒于減小設(shè)備大小，維持恒定多個(gè)功能)，通常小型鍵盤中的幾個(gè)鍵與多個(gè)功能和/或含義關(guān)聯(lián)以便允許設(shè)備的增加的多個(gè)特征和功能。通常，小型鍵盤充當(dāng)用于諸如消息傳遞和電話薄的特征的數(shù)字字母鍵盤，其中，從鍵盤輸入字母和數(shù)字。
已經(jīng)使用各種方法來(lái)將單一鍵與多個(gè)字母數(shù)字字符關(guān)聯(lián)。在一種方法中，單一鍵與單一開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)，以及用戶需要至少一次按鍵(但通常不止一次按鍵)來(lái)獲得所需字符。例如，用戶多次按壓?jiǎn)我绘I來(lái)循環(huán)字母數(shù)字選擇直到由用戶暫停(或按壓另一鍵)表示選擇當(dāng)前顯示的字符為止。
在第二種方法中，不止一個(gè)開(kāi)關(guān)與單個(gè)鍵關(guān)聯(lián)。有時(shí)，這些多開(kāi)關(guān)鍵稱為“組”鍵或“組合”鍵。幾乎同時(shí)啟動(dòng)與多開(kāi)關(guān)鍵有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)表示需要哪一字母數(shù)字鍵。第二種方法對(duì)字母數(shù)字輸入來(lái)說(shuō)不太麻煩，因?yàn)橛脩裟懿僮鲉我绘I來(lái)直接存取多個(gè)字符。然而，用戶更易于輸入錯(cuò)誤，因?yàn)殒I壓下必須足夠精確以便僅訪問(wèn)所需開(kāi)關(guān)，以及還因?yàn)槎嚅_(kāi)關(guān)鍵的觸覺(jué)反饋不熟悉。例如，大多數(shù)用戶在壓下開(kāi)關(guān)的單個(gè)翻滾圓頂(popple dome)后釋放鍵，有時(shí)在已經(jīng)啟動(dòng)翻滾圓頂開(kāi)關(guān)的正確組合來(lái)獲得多開(kāi)關(guān)鍵中的所需結(jié)果前。該用戶習(xí)慣導(dǎo)致改變所輸入的不正確字符的需要，以及可能最終導(dǎo)致用戶受挫。
因此，需要一種協(xié)助直接字母數(shù)字字符輸入以及其他功能輸入的小型鍵盤。期望小型鍵盤不具有不尋常的觸感。本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面、特征和優(yōu)點(diǎn)在仔細(xì)考慮下述附圖和附加詳細(xì)說(shuō)明后，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)來(lái)說(shuō)將變得更顯而易見(jiàn)。


圖1表示根據(jù)實(shí)施例，具有鍵盤的電子設(shè)備。
圖2表示根據(jù)第一實(shí)施例，圖1的電子設(shè)備中的力感測(cè)鍵(forcesensing key)的橫截面。
圖3表示圖2中的力感測(cè)鍵的局部截面圖。
圖4表示根據(jù)第二實(shí)施例，圖1的電子設(shè)備中的力感測(cè)鍵的橫截面。
圖5表示圖4中的力感測(cè)鍵的局部截面圖。
圖6表示圖2和圖4中所示的力感測(cè)鍵的操作的流程圖。
圖7表示具有根據(jù)另一實(shí)施例的鍵盤的電子設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
具有力感測(cè)鍵的電子設(shè)備具有開(kāi)關(guān)、第一力感測(cè)區(qū)，用于獲得第一力值、第二力感測(cè)區(qū)，用于獲得第二力值，以及處理器，用于當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，基于第一力值和第二力值，確定用于該鍵的選定功能。第一力感測(cè)區(qū)和第二力感測(cè)區(qū)使用顯示出力對(duì)電壓響應(yīng)值的局部電阻材料。另外的力感測(cè)區(qū)，以及另外的功能可以包括在電子設(shè)備中。處理器用于按鍵校正以確定用戶期望的功能選擇。通過(guò)將開(kāi)關(guān)形成為圓頂開(kāi)關(guān)，力感測(cè)鍵向用戶提供明確的觸覺(jué)反饋。力感測(cè)鍵能根據(jù)用于力感測(cè)鍵的致動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及用來(lái)形成致動(dòng)器的材料，構(gòu)造用于各種應(yīng)用以及用戶喜好。
圖1表示具有根據(jù)實(shí)施例的鍵盤110的電子設(shè)備100。在所示的具體實(shí)施例中，電子設(shè)備100是無(wú)線通信設(shè)備，諸如移動(dòng)電話，但鍵盤110能易于應(yīng)用于固定電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDAs)、遙控器、膝上型電腦以及其他按鍵電子設(shè)備。鍵盤110具有多個(gè)鍵120，130。鍵120中的六個(gè)為常規(guī)鍵。十二個(gè)鍵是力感測(cè)鍵130，將結(jié)合圖2-5詳細(xì)地描述。
在該實(shí)施例中，每個(gè)力感測(cè)鍵130通常是為三角形，具有大的中心區(qū)和三個(gè)附屬區(qū)。標(biāo)準(zhǔn)的電話鍵盤將多至三個(gè)字母與單個(gè)電話號(hào)碼0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，*和#關(guān)聯(lián)。因此，特定鍵，諸如鍵132具有輸入數(shù)字2的主要功能以及輸入字母A，B和C的三個(gè)次要功能。三個(gè)附屬(satellite)區(qū)的每一個(gè)與輸入特定字符的三個(gè)次要功能的每一個(gè)關(guān)聯(lián)。使用一個(gè)數(shù)字對(duì)一個(gè)主要功能以及一個(gè)字母對(duì)三個(gè)次要功能的每一個(gè)的這種分布，標(biāo)準(zhǔn)字母數(shù)字字符組能分布在標(biāo)準(zhǔn)電話鍵盤的十二個(gè)鍵上。
鍵盤110還具有帶有多個(gè)孔150的蓋140，通過(guò)這些孔，露出鍵120，130的至少一些致動(dòng)器121，170。采用所暴露的接觸面來(lái)接收外部施加力以及將這些力傳送到中央開(kāi)關(guān)以及致動(dòng)器121，170下的多個(gè)附屬力感測(cè)墊(sensing pad)。
電子設(shè)備100包括處理器，用于解釋用戶輸入，諸如按鍵，以及提供用戶輸出，諸如可視顯示、可聽(tīng)提醒或控制信號(hào)。處理器還解釋按鍵以便確定通過(guò)特定按鍵啟動(dòng)何種功能。根據(jù)由鍵的附屬力感測(cè)墊感測(cè)的力，處理器確定通過(guò)按鍵，意圖主要功能還是幾種可能的次數(shù)功能的一個(gè)。
能使用不同的鍵和鍵結(jié)構(gòu)來(lái)允許不同主要和次要功能，由電子設(shè)備的具體應(yīng)用而定。例如，鍵可以是橢圓形以及具有兩個(gè)附屬區(qū)，或鍵可以是矩形或菱形以及具有四個(gè)附屬區(qū)。通過(guò)稍微不同的結(jié)構(gòu)，能在與圖1所示的類似的鍵盤上實(shí)現(xiàn)不同的字符組，諸如來(lái)自非羅馬語(yǔ)言的那些。
圖2表示在根據(jù)第一實(shí)施例的圖1的電子設(shè)備100中的力感測(cè)鍵200的橫截面。力感測(cè)鍵，諸如圖1中的鍵130，使用力感測(cè)材料來(lái)測(cè)量將多少壓力施加到鍵200的多個(gè)力感測(cè)墊290上。當(dāng)中央開(kāi)關(guān)280由于致動(dòng)器270上的外部壓力閉合時(shí)，估計(jì)力量度。
在共用襯底210，諸如印刷電路板材料上支撐力感測(cè)鍵200的各個(gè)部件。另外的結(jié)構(gòu)包括由金屬、塑料或其他剛性基座支撐的柔性襯底上的印刷電路。在至少一個(gè)實(shí)施例中，共用襯底210通常是平面的。
使用共用襯底210的表面上的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)220，形成中央開(kāi)關(guān)280。交替導(dǎo)電跡線(conductive trace)通常形成中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)220外形，以便壓向?qū)щ娵E線的導(dǎo)電翻滾圓頂225閉合該開(kāi)關(guān)。圓頂225有助于防止無(wú)意按鍵，以及當(dāng)按鍵啟動(dòng)中央開(kāi)關(guān)280時(shí)提供觸覺(jué)反饋。
在中央開(kāi)關(guān)280周圍的附屬力感測(cè)墊290包括由交替導(dǎo)電跡線形成的附屬力觸點(diǎn)230。使用隔板粘合劑，能將局部電阻材料層250加在附屬力觸點(diǎn)230上。當(dāng)力施加到局部電阻材料250來(lái)將其壓向觸點(diǎn)230時(shí)，在附屬力觸點(diǎn)230的交替導(dǎo)電跡線間產(chǎn)生更好的電通路。這產(chǎn)生當(dāng)力施加到電阻材料250時(shí)增加的電壓值，當(dāng)中央開(kāi)關(guān)280閉合時(shí)估計(jì)它。其他材料能用來(lái)形成附屬力感測(cè)墊290，諸如加在交替導(dǎo)電跡線上的局部電容材料、壓力或運(yùn)動(dòng)傳感器、光傳感器或應(yīng)變儀。力感測(cè)墊290也能以易于獲得的力感測(cè)聚合物厚膜設(shè)備的形式實(shí)現(xiàn)。
在至少一個(gè)實(shí)施例中，鍵200具有硬塑料致動(dòng)器270，向用戶提供具有實(shí)心感覺(jué)的上接觸面，以及該硬塑料有助于將按鍵力分布到底接觸面上的中央開(kāi)關(guān)280和附屬力感測(cè)墊290。硬塑料致動(dòng)器270還提供翻滾圓頂?shù)囊?guī)則鈕(clean snap)，以便向用戶提供觸覺(jué)反饋。在對(duì)準(zhǔn)和支撐圖1所示的鍵盤110中的多個(gè)致動(dòng)器的襯底255上支撐致動(dòng)器270。襯墊255由軟的彈性材料，諸如硅制成。形成致動(dòng)器270以便產(chǎn)生位于圓頂225和中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)220上的中央柱塞275。因此，致動(dòng)器270的上接觸面上的向下壓力導(dǎo)致底接觸面上的中央柱塞275使圓頂225壓向中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)220以及閉合中央開(kāi)關(guān)280。
致動(dòng)器270的底接觸面包括位于附屬力感測(cè)墊290上的附屬柱塞265。因此，致動(dòng)器270的頂接觸面上的傾斜壓力產(chǎn)生能測(cè)量的、相對(duì)于附屬力觸點(diǎn)230的力。
致動(dòng)器270包括在周邊上形成的凸緣272，以便使致動(dòng)器270位于蓋240中的孔245中，并且在翻滾圓頂225和附屬力觸點(diǎn)230上。凸緣272構(gòu)造成至少部分延伸到蓋240中的孔的大小和形狀外。當(dāng)致動(dòng)器270適當(dāng)?shù)胤胖迷趫D1所示的電子設(shè)備100中時(shí)，通過(guò)蓋240中的孔，暴露部分致動(dòng)器270，以及凸緣272位于蓋240之后。因此，致動(dòng)器270上的離心力在最近附屬柱塞265上產(chǎn)生力。因此，當(dāng)中央開(kāi)關(guān)280閉合時(shí)，在被選附屬力感測(cè)襯墊290上具有相當(dāng)大的力值。
作為提供靈敏附屬力感測(cè)襯墊290的一種方法，附屬柱塞265位于蓋240下以及設(shè)計(jì)成在大部分附屬力觸點(diǎn)230上產(chǎn)生壓力。與附屬力觸點(diǎn)230接觸的附屬柱塞265的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)外形和面積能設(shè)計(jì)成最大化附屬力感測(cè)襯墊290的靈敏度。增加中央柱塞和附屬柱塞間的距離也增加附屬力感測(cè)襯墊的靈敏度。
圖3表示圖2所示的力感測(cè)鍵200的局部透視截面。硬塑料致動(dòng)器270具有中央柱塞275和至少一個(gè)附屬柱塞265。致動(dòng)器270包括如參考圖2所述的凸緣272。
中央開(kāi)關(guān)包括位于中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)(圖2所示)上的導(dǎo)電翻滾圓頂225。翻滾圓頂225具有升離襯底210的三角形，在致動(dòng)期間，由于大的圓頂行進(jìn)距離，提供觸覺(jué)反饋。這種翻滾圓頂還為中央柱塞275提供大的目標(biāo)面積(“最佳點(diǎn)”)。因?yàn)樵谥聞?dòng)器270上預(yù)期傾斜壓力，大的目標(biāo)面積有利于適應(yīng)不同按鍵方式。另外的圓頂形狀包括圓形，具有內(nèi)凹的圓形、四支腳和長(zhǎng)方形。
附屬柱塞265位于附屬力觸點(diǎn)230上。局部電阻材料層250位于附屬柱塞265和附屬力觸點(diǎn)230間。如上所述，致動(dòng)器270上的傾斜壓力使至少一個(gè)附屬柱塞265將壓力施加在局部電阻材料250的相關(guān)部分和附屬力觸點(diǎn)230上。向下壓力使翻滾圓頂225下陷并閉合中央開(kāi)關(guān)280。當(dāng)中央開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，測(cè)量每個(gè)附屬力觸點(diǎn)230上的力量度以便確定所需字符。
力感測(cè)鍵能具有不同的體系結(jié)構(gòu)，由它們的指定應(yīng)用而定。不同的致動(dòng)器材料影響力感測(cè)鍵的觸覺(jué)反饋。不同柱塞布局影響中央開(kāi)關(guān)和附屬力感測(cè)襯墊的靈敏度。
圖4表示在根據(jù)第二實(shí)施例的圖1的電子設(shè)備100中的力感測(cè)鍵400的橫截面。力感測(cè)鍵，諸如圖1中的鍵130，使用力感測(cè)材料來(lái)測(cè)量多大壓力施加到鍵400的多個(gè)力感測(cè)襯墊490上。當(dāng)由于致動(dòng)器470上的外部壓力，中央開(kāi)關(guān)480閉合時(shí)，估計(jì)力度量。
致動(dòng)器470具有由硬塑料材料形成的鍵帽471以及包括凸緣472和中央柱塞475。硬塑料鍵帽471具有向用戶提供實(shí)心感覺(jué)的頂接觸面，以及硬塑料有助于將按鍵的力分布到中央開(kāi)關(guān)480和附屬力感測(cè)襯墊490上。鍵帽471連接到形成復(fù)合致動(dòng)器470的下側(cè)的襯墊。襯墊455由軟材料，諸如硅形成。襯墊455對(duì)準(zhǔn)并支撐鍵帽471，以及還向具有軟且可變形的附屬柱塞465的致動(dòng)器470提供底接觸面。鍵帽471的一部分通過(guò)蓋440中的孔445顯露，而凸緣472和中央柱塞475在蓋440下。
如前所述，致動(dòng)器470的頂接觸面上的向下壓力使致動(dòng)器470的底接觸面上的中央柱塞475下壓翻滾圓頂425以及閉合中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)420。致動(dòng)器470的頂接觸面上的傾斜壓力使致動(dòng)器470的底接觸面上的至少一個(gè)附屬柱塞465與附屬力觸點(diǎn)430更多地接觸。當(dāng)更多壓力施加到附屬柱塞465時(shí)，附屬柱塞465彎曲以便相對(duì)于局部電阻材料450和附屬力觸點(diǎn)430，提供更大的壓力面積。這有助于從隨所施加的力改變的附屬力感測(cè)襯墊490提供電壓讀數(shù)。
在鍵帽471的周邊上形成的凸緣472使致動(dòng)器470位于蓋440中以及在翻滾圓頂425和附屬力觸點(diǎn)430上。凸緣472構(gòu)造成至少部分延伸到蓋440的孔的大小和形狀外。當(dāng)致動(dòng)器470適當(dāng)?shù)匚挥陔娮釉O(shè)備中時(shí)，通過(guò)蓋440中的孔，暴露鍵帽471的一部分，以及凸緣472位于蓋440后。因此，致動(dòng)器470上的離心力在最近附屬柱塞465上產(chǎn)生力。因此，當(dāng)中央開(kāi)關(guān)480閉合時(shí)，在選定附屬力襯墊490上存在相當(dāng)大的力值。
根據(jù)該第二實(shí)施例，來(lái)自力感測(cè)鍵的觸覺(jué)反饋更軟。在致動(dòng)器470的下面的軟墊455產(chǎn)生更軟的響應(yīng)，通過(guò)鍵帽471的中央柱塞475，甚至影響翻滾圓頂425的觸覺(jué)反饋。
在共用襯底410，諸如印刷電路板材料上支撐力感測(cè)鍵400的各個(gè)部件。另外的結(jié)構(gòu)包括在由金屬、塑料或其他剛性基座支撐的柔性襯底上的印刷電路。在至少一個(gè)實(shí)施例中，共用襯底410通常是平面的。
使用共用襯底410的表面上的導(dǎo)電翻滾圓頂425和開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)420，形成中央開(kāi)關(guān)480，以便施加到翻滾圓頂425上的預(yù)定量外力使圓頂壓在中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)420上以及閉合開(kāi)關(guān)。交替導(dǎo)電跡線通常形成中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)420外形。圓頂425有助于防止無(wú)意按鍵，以及當(dāng)按鍵啟動(dòng)中央開(kāi)關(guān)480時(shí)，還提供觸覺(jué)反饋。
中央開(kāi)關(guān)480周圍的力感測(cè)區(qū)中的附屬力感測(cè)襯墊490包括從交替導(dǎo)電跡線形成的附屬力觸點(diǎn)430。使用隔板粘合劑，使局部電阻材料層450加在附屬力觸點(diǎn)430上。當(dāng)力施加到局部電阻材料450上以便使其壓向觸點(diǎn)430時(shí)，在附屬力觸點(diǎn)430的交替導(dǎo)電跡線間形成電通路。更大力產(chǎn)生更好電通路。這產(chǎn)生當(dāng)力施加到電阻材料450上時(shí)增加的電壓值，當(dāng)中央開(kāi)關(guān)480閉合時(shí)估計(jì)它。其他材料能用來(lái)形成附屬力感測(cè)墊490，諸如加在交替導(dǎo)電跡線上的局部電容材料、壓力或運(yùn)動(dòng)傳感器、光傳感器或應(yīng)變儀。能以易于獲得的力感測(cè)聚合體厚膜設(shè)備的形式實(shí)現(xiàn)力感測(cè)墊490。
圖5表示圖4中所示的力感測(cè)鍵400的局部截面。由硬塑料鍵帽471和部分軟墊455形成致動(dòng)器470。鍵帽471包括凸緣472和中央柱塞475。軟墊455形成致動(dòng)器470的下面以及包括附屬柱塞465。注意在該第二實(shí)施例中的附屬柱塞465比第一實(shí)施例中更接近中央柱塞475。這證明了附屬柱塞和中央柱塞的相對(duì)位置在具體實(shí)施例中可改變。
翻滾圓頂425具有升離襯底410的三角形，在致動(dòng)期間，由于大的圓頂行進(jìn)距離，提供觸覺(jué)反饋。這種翻滾圓頂還為中央柱塞475提供大的目標(biāo)面積(“最佳點(diǎn)”)。因?yàn)樵谥聞?dòng)器470上期望傾斜壓力，大的目標(biāo)面積有利于適應(yīng)不同按鍵類型。另外的圓頂形狀包括圓形、具有內(nèi)凹的圓頂、四支腳和長(zhǎng)方形。
當(dāng)將斜力施加到致動(dòng)器470時(shí)，在斜力下，形成附屬柱塞465的軟墊455部分將局部電阻材料450壓向附屬力觸點(diǎn)430。鍵帽471包括構(gòu)造成至少部分延伸到圖4中所示的蓋440中的孔的大小和形狀外的凸緣472。
當(dāng)致動(dòng)器470適當(dāng)?shù)匚挥陔娮釉O(shè)備中時(shí)，通過(guò)圖4中所示的蓋440中的孔，暴露部分鍵帽471，以及凸緣472位于蓋后。隨后，在至少一個(gè)附屬力感測(cè)墊490上的離心力將力施加在軟墊附屬柱塞465上。因此，當(dāng)中央開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，在被選附屬力墊上存在相當(dāng)大的力值。
作為提供靈敏附屬力感測(cè)墊490的一種方法，墊455由在更硬鍵帽471下的軟彈性材料形成。墊455包括與附屬力觸點(diǎn)430對(duì)齊的附屬柱塞465。因此，當(dāng)更大壓力施加到墊455的附屬柱塞465上時(shí)，附屬柱塞465彎曲以便相對(duì)于局部電阻材料450和附屬力觸點(diǎn)430提供更大壓力面積。這有助于由隨所施加的力改變的附屬力感測(cè)墊590產(chǎn)生電壓讀數(shù)。
由鍵帽471和部分墊455形成的致動(dòng)器470允許對(duì)用戶的軟的觸覺(jué)反饋以及附屬力感測(cè)墊490的可變力覆蓋區(qū)。
在這些實(shí)施例中，僅需要三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)獲得圖1所示的力感測(cè)鍵130的力值。與每三組附屬力觸點(diǎn)并聯(lián)，耦合三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器。然后，將模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦合到處理器，處理器還耦合到中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)矩陣。
圖6表示用于圖2-5所示的力感測(cè)鍵200，400的操作的流程圖600。當(dāng)閉合中央開(kāi)關(guān)280，480以便確定鍵200，400的被選功能時(shí)，耦合到力感測(cè)鍵200，400的中央開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)220，420和附屬力感測(cè)觸點(diǎn)230，430的處理器估計(jì)相關(guān)附屬力感測(cè)墊290，490的每一個(gè)的力值。
在步驟601，用戶用足夠的力按壓鍵以便使圓頂225，425下陷以及閉合中央開(kāi)關(guān)280，480，如圖2-5所示。在步驟610，處理器從附屬力感測(cè)墊獲得力值以及使用力值來(lái)確定用戶意圖?？梢允褂迷诖鎯?chǔ)設(shè)備615中存儲(chǔ)的各種算法來(lái)確定用戶意圖。例如，處理器可以使用相對(duì)力算法或絕對(duì)力算法。
在樣本基本相對(duì)力算法中，如果來(lái)自三個(gè)附屬力感測(cè)墊的每一個(gè)的力值粗略相等(例如，在彼此的20％內(nèi))，處理器確定用戶意指主要功能。如果一個(gè)力值遠(yuǎn)大于其他力值(例如大于20％)，那么，處理器確定用戶意指與更大值附屬力感測(cè)墊有關(guān)的次要功能。
在樣本基本絕對(duì)力算法中，如果來(lái)自三個(gè)附屬力感測(cè)墊的每一個(gè)的力值不超出預(yù)定閾值，處理器確定用戶意指主要功能。如果力值超出預(yù)定閾值，那么處理器確定用戶意指與最佳值附屬力感測(cè)墊有關(guān)的次要功能。
步驟620將與每個(gè)附屬力感測(cè)墊有關(guān)的力值和用于啟動(dòng)鍵的鍵標(biāo)識(shí)符存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)寄存器625中，用于以后使用。
步驟630顯示在步驟610中，由處理器確定的功能。例如，如果處理器確定所需功能是與圖1中的力感測(cè)鍵132有關(guān)的主要功能，將顯示數(shù)字2。
接著，在步驟640，用戶使用足夠的力按壓下一鍵以便使圓頂下陷以及閉合中央開(kāi)關(guān)。步驟650確定按鍵是退格還是其他錯(cuò)誤校正鍵。退格鍵是標(biāo)準(zhǔn)鍵，而不是力感測(cè)鍵。然而，可以將退格鍵實(shí)現(xiàn)為力感測(cè)鍵。如果按鍵不是退格，流程返回到步驟610以便確定指定按鍵。如果按鍵是退格，在步驟660，流程等待進(jìn)一步按鍵。如果步驟670確定所按壓的另一鍵不是與在步驟601中所按壓的鍵相同的力感測(cè)鍵，在臨時(shí)存儲(chǔ)寄存器625中存儲(chǔ)其力值和鍵標(biāo)識(shí)符，處理器確定用戶最初按壓了錯(cuò)誤的鍵以及返回到步驟610。
如果步驟670確定所按壓的另一鍵是與在步驟601中，如使用臨時(shí)存儲(chǔ)寄存器625所確定的所按壓的鍵相同的力感測(cè)鍵，在步驟680，處理器更新存儲(chǔ)設(shè)備615中的算法來(lái)反映所校正的功能。例如，用戶可能打算輸入字母，但僅偏心按壓鍵。在步驟630中顯示的功能將是與所按壓的力感測(cè)鍵有關(guān)的主要功能，數(shù)字。在將主要功能校正到預(yù)定次要功能后，更新存儲(chǔ)設(shè)備615中的算法以便減小用于那個(gè)具體力感測(cè)鍵的次要功能輸入的閾值。相反地，如果用戶打算輸入數(shù)字，但稍微偏心地按壓鍵，用于校正初始按鍵的過(guò)程也增加用于那個(gè)力感測(cè)鍵的主要功能輸入的存儲(chǔ)的閾值。同樣，如果用戶用相同力感測(cè)鍵的另一次要功能替換次要功能，算法單獨(dú)地調(diào)整用于附屬力感測(cè)墊的閾值。
對(duì)樣本基本相對(duì)力算法，更新算法以便調(diào)整確定意圖主要功能還是次要功能的附屬力感測(cè)墊間的存儲(chǔ)閾值差。對(duì)樣本基本絕對(duì)力算法，更新算法以便調(diào)整區(qū)分主要功能還是次要功能的預(yù)定閾值。更高級(jí)算法更新能在單個(gè)力感測(cè)鍵的附屬力感測(cè)墊上提供不同傾斜壓力級(jí)，優(yōu)化左手或右手按鍵，以及考慮鍵部件老化可能具有的任何影響。
步驟699顯示校正功能并返回到步驟640。如果在步驟640中的進(jìn)一步按鍵是如在步驟650中確定的退格，出現(xiàn)另外的錯(cuò)誤校正。因此，鍵墊調(diào)整處理器算法以便考慮用戶按鍵習(xí)慣。流程的操作能是連續(xù)的或限制到某些學(xué)習(xí)周期，諸如在初始用戶訓(xùn)練期間或當(dāng)電子設(shè)備的主要操作者正操作該設(shè)備時(shí)的時(shí)間。
圖7表示具有根據(jù)另外的實(shí)施例的鍵盤710的電子設(shè)備700。圖1所示的電子設(shè)備100基于標(biāo)準(zhǔn)電話鍵盤結(jié)構(gòu)，具有十二個(gè)力感測(cè)鍵，其中，2鍵還與字母A、B和C關(guān)聯(lián)。電子設(shè)備700基于在數(shù)字鍵盤上的QWERTY鍵盤，具有十五個(gè)力感測(cè)鍵730。在該另一實(shí)施例中，單一力感測(cè)鍵具有達(dá)一個(gè)主要功能(發(fā)送，結(jié)束，1，2，3，4，，5，6，7，8，9，*，#)以及四個(gè)次要功能。
例如，力感測(cè)鍵732具有輸入數(shù)字5的主要功能以及輸入字母G、H、B或N的四個(gè)次要功能。在該另一實(shí)施例中，幾個(gè)力感測(cè)鍵733，734具有為無(wú)線通信功能和非字符輸入功能的主要功能。
為減小鍵間的間隔以及對(duì)次要功能選擇具有適當(dāng)?shù)撵`敏度，能將單個(gè)附屬力感測(cè)墊791，792，793，794與不止一個(gè)鍵關(guān)聯(lián)。例如，當(dāng)啟動(dòng)用于鍵732的中央開(kāi)關(guān)時(shí)，附屬力感測(cè)墊791與鍵732的中央開(kāi)關(guān)和輸入字母G的次要功能關(guān)聯(lián)。當(dāng)啟動(dòng)用于鍵739的中央開(kāi)關(guān)時(shí)，同樣的附屬力感測(cè)墊791與輸入字母T的次要功能關(guān)聯(lián)。類似地，附屬力感測(cè)墊792，793，794分別具有四個(gè)關(guān)聯(lián)鍵。僅兩個(gè)鍵與附屬力感測(cè)墊795關(guān)聯(lián)。
因此，用于電子設(shè)備的鍵盤具有允許直接字母數(shù)字字符輸入和其他功能的直接輸入的鍵，它具有在單個(gè)鍵下的單個(gè)翻滾圓頂?shù)某Ｒ?jiàn)觸感，以及提供用于將功能確定算法調(diào)整到用戶的按鍵習(xí)慣的學(xué)習(xí)特征。
盡管本公開(kāi)內(nèi)容包括對(duì)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)說(shuō)，目前所考慮的內(nèi)容以及以由發(fā)明人確定其擁有以及允許本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明的的方式描述本發(fā)明的最佳方式，將理解和意識(shí)到存在與在此所公開(kāi)的實(shí)施例的許多等效以及在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出改進(jìn)和改變，本發(fā)明的范圍不是由所示的實(shí)施例來(lái)限制，而不是附圖權(quán)利要求書，包括在本申請(qǐng)未決期間所做的修正以及如公布的權(quán)利要求的所有等效。
應(yīng)進(jìn)一步理解到使用相關(guān)術(shù)語(yǔ)，諸如第一和第二、頂和底等等，若有的話，僅用來(lái)區(qū)分實(shí)體、項(xiàng)、或動(dòng)作，而不一定要求或暗示這些實(shí)體、項(xiàng)或動(dòng)作間的任何實(shí)際的這些關(guān)系或順序。大多數(shù)發(fā)明功能性和許多發(fā)明原理最好通過(guò)或用軟件程序或指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。期望盡管由于例如可用時(shí)間、當(dāng)前技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)考慮所激發(fā)的可能相當(dāng)大的努力和許多設(shè)計(jì)選擇，當(dāng)由在此所公開(kāi)的概念和原理指導(dǎo)時(shí)，普通技術(shù)人員將易于能通過(guò)最小實(shí)驗(yàn)生成這些軟件指令和程序。因此，為了簡(jiǎn)潔和最小化使根據(jù)本發(fā)明的原理和概念混淆的任何風(fēng)險(xiǎn)，如果有的話，將限制這些軟件的進(jìn)一步論述。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種具有鍵的電子設(shè)備，包括具有翻滾圓頂?shù)拈_(kāi)關(guān)；第一力感測(cè)區(qū)，用于獲得第一力值；第二力感測(cè)區(qū)，用于獲得第二力值；以及處理器，耦合到開(kāi)關(guān)、第一力感測(cè)區(qū)和第二力感測(cè)區(qū)，用于當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，基于第一力值和第二力值，確定用于該鍵的被選功能。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，第一力感測(cè)區(qū)和第二力感測(cè)區(qū)包括局部電阻材料，顯示出力對(duì)電壓響應(yīng)值。
3.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括第三力感測(cè)區(qū)，用于在啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，獲得第三力值，其中，處理器還耦合到第三力感測(cè)區(qū)，以及當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，基于第一力值、第二力值以及第三力值，確定用于該鍵的被選功能。
4.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中，當(dāng)?shù)谝涣χ?、第二力值以及第三力值均在存?chǔ)的閾值以下時(shí)，被選功能是主要功能。
5.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中，當(dāng)?shù)谝涣χ党龃鎯?chǔ)的閾值時(shí)，被選功能是次要功能。
6.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其中，被選功能是輸入來(lái)自具有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，*和#的組的字符的主要功能。
7.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括致動(dòng)器，位于開(kāi)關(guān)上，用于在接收至少預(yù)定量的壓力時(shí)，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，致動(dòng)器包括位于開(kāi)關(guān)上的柱塞。
9.如權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中，該翻滾圓頂位于柱塞下。
10.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，致動(dòng)器包括第一附屬柱塞，位于第一力感測(cè)區(qū)上；以及第二附屬柱塞，位于第二力感測(cè)區(qū)上。
權(quán)利要求
1.一種具有鍵的電子設(shè)備，包括開(kāi)關(guān)；第一力感測(cè)區(qū)，用于獲得第一力值；第二力感測(cè)區(qū)，用于獲得第二力值；以及處理器，耦合到開(kāi)關(guān)、第一力感測(cè)區(qū)和第二力感測(cè)區(qū)，用于當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，基于第一力值和第二力值，確定用于該鍵的被選功能。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，第一力感測(cè)區(qū)和第二力感測(cè)區(qū)包括局部電阻材料，顯示出力對(duì)電壓響應(yīng)值。
3.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括第三力感測(cè)區(qū)，用于在啟動(dòng)開(kāi)關(guān)后，獲得第三力值，其中，處理器還耦合到第三力感測(cè)區(qū)，以及當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)時(shí)，基于第一力值、第二力值以及第三力值，確定用于該鍵的被選功能。
4.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中，當(dāng)?shù)谝涣χ怠⒌诙χ狄约暗谌χ稻诖鎯?chǔ)的閾值以下時(shí)，被選功能是主要功能。
5.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中，當(dāng)?shù)谝涣χ党龃鎯?chǔ)的閾值時(shí)，被選功能是次要功能。
6.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其中，被選功能是輸入來(lái)自具有0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，*和#的組的字符的主要功能。
7.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括致動(dòng)器，位于開(kāi)關(guān)上，用于在接收至少預(yù)定量的壓力后，啟動(dòng)開(kāi)關(guān)。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，致動(dòng)器包括位于開(kāi)關(guān)上的柱塞。
9.如權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中，鍵包括位于柱塞下的翻滾圓頂。
10.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，致動(dòng)器包括第一附屬柱塞，位于第一力感測(cè)區(qū)上；以及第二附屬柱塞，位于第二力感測(cè)區(qū)上。
全文摘要
具有力感測(cè)鍵(200)的電子設(shè)備具有開(kāi)關(guān)(280)；第一力感測(cè)區(qū)(290)，用于獲得第一力值；第二力感測(cè)區(qū)(290)，用于獲得第二力值；以及處理器，用于當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(280)時(shí)，基于第一力值和第二力值，確定用于該鍵(200)的被選功能。第一力感測(cè)墊(290)和第二力感測(cè)墊(290)使用顯示出力對(duì)電壓響應(yīng)值的局部電阻材料(250)。通過(guò)將開(kāi)關(guān)(280)形成為圓頂(225)開(kāi)關(guān)，力感測(cè)鍵(200)向用戶提供明確觸覺(jué)反饋。能通過(guò)改變致動(dòng)器(270)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造用于各種應(yīng)用和用戶喜歡的力感測(cè)鍵(200)。
文檔編號(hào)H03K17/94GK1914808SQ200580003842
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月10日
發(fā)明者特奧多雷·R·阿尼森, 邁克爾·L·沙利耶 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司