具有连杆机构的触摸表面组件的制作方法_3

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为与底座340成角度地定位的简单的倾斜平斜面。这四个斜面(包括斜面331,332)构造成物理地接触设置在键帽310的下侧上的对应的斜面接触特征(在图3A-B中可见两个斜面接触特征311,312)。键帽310的斜面接触特征可为任何适合的形状,包括匹配底座340上的那些斜面的斜面。
[0042]响应于沿压制方向向下施加到键帽310的触摸表面上的压制力,底座340上的斜面(包括斜面331,332)提供反作用力。这些反作用力法向于斜面,且包括引起键帽310呈现出侧向运动的侧向分量。与框或其它适合的构件(未示出)中的其它特征匹配的斜面和一些固持或对准特征有助于固持和调平键帽310。即,它们保持键帽310免于与斜面分开,且在从未压制位置行进至压制位置时大致处于相同定向。
[0043]如图3A-B中所示,键帽310响应于施加到键帽310的顶部上的足够大的压制力来沿压制方向(负Z方向)移动。结果,键帽310由于与斜面相关联的反作用力而沿侧向方向(沿正X方向)和沿压制方向(沿负Z方向)移动。在键帽310从未压制位置移动至压制位置时,键帽310的斜面接触特征(例如,311,312)骑在底座340的斜面(例如,331,332)上。键帽310的该运动使磁性耦合构件322,324相对于彼此移动,且改变其磁性相互作用。
[0044]图3B示出了处于压制位置的键帽310。对于键组件300,键帽310在其直接地或间接地接触底座340或移动足够远而作为键压制被感测到时移动至压制位置。图3A-B并未示出用于检测键帽310的压制状态的传感器,且此传感器可基于如上文所述的任何适合的技术而定。
[0045]当释放压制力时,准备/返回机构320使键帽310回到其未压制位置。磁性耦合构件322,324之间的吸引力使键帽310在斜面(包括斜面331,322)上朝未压制位置后退。
[0046]使用磁力的许多实施例使用了永磁体。示例性永磁体以从最强磁强度到最弱的顺序包括:钕铁硼、钐钴、铝镍钴合金和陶瓷。钕基磁体为稀土磁体,且为由稀土元素的合金制成的很强的磁体。备选的实施方式包括其它稀土磁体,非稀土永磁体和电磁体。
[0047]尽管键组件300使用磁性耦合构件来形成其准备/返回机构320,但各种其它技术可替代使用或除其它实施例中的此类磁性技术之外使用。此外,单独的机构可用于单独地实现准备功能和返回功能。例如,一个或多个机构可将键帽保持在其准备位置,且一个或多个其它机构可使键帽返回其准备位置。其它准备、返回或准备/返回机构的实例包括卡扣弹性体结构、咬合金属顶、偏转塑料或金属弹簧、伸展的弹性带、弯曲的悬臂梁等。此外,在一些实施例中,准备/返回机构推动(替代拉动)键帽310来阻止键帽运动至压制位置或使其回到未压制位置。此类实施例可使用磁性排斥或给予推力的任何其它适合的技术。
[0048]键组件300的构件的许多改动和添加是可能的。例如,其它实施例可包括更少或更多的构件。作为特定实例,另一个键组件可结合任何数目的附加美观或功能构件。一些实施例包括提供如下功能的框,如,从视线中隐藏一些键组件、保护键组件的其它构件、有助于固持或引导键组件的触摸表面,或一些其它功能。
[0049]作为另一个实例,其它实施例可包括不同的键帽、准备机构、返回机构、PTE机构、调平机构或底座。作为特定的实例,键帽310、底座340或未示出的另一个构件可包括有助于引导或固持键帽310的凸起、凹部或其它特征。作为另一个特定实例,一些实施例使用非斜面技术来替换(除其之外)斜面来实现平面平移。示例性的其它PTE机构包括各种联动系统、凸轮、钉和槽口、支撑表面和其它运动对准特征。
[0050]作为又一个实例,尽管PTE机构330在图3A_B中示为具有设置在底座340上的斜面和设置在键帽310上的斜面接触特征,但其它实施例可具有设置在键帽310上的一个或多个斜面和设置在底座340上的斜面接触特征。另外,PTE机构330在图3A-B中示为具有带简单的倾斜平斜面轮廓的斜面331,332。然而,在各种实施例中,PTE机构330可使用其它轮廓,包括具有线性、分段线性或非线性区段的那些,具有简单或复杂曲线或表面的那些,以及包括各种凸起和凹入特征的那些。类似地,键帽310上的斜面接触特征可为简单或复杂的,且可包括线性、分段线性或非线性区段。作为一些特定实例,斜面接触特征可包括简单的斜面、球的部分、圆柱的区段等。此外,键帽310上的斜面接触特征可产生与底座340上的斜面(包括斜面331,332)的点、线或面接触。本文使用〃斜面轮廓〃来表明用于PTE机构的任何斜面的表面的轮廓。在一些实施例中,单个键盘可使用多个不同的斜面轮廓,以便提供用于不同键的不同触觉响应。
[0051]作为另一个实例,调平其触摸表面的实施例可使用各种调平技术,其不使用相关联的PTE机构、使用所述PTE机构的部分或全部。
[0052]图4示出了根据本文所示的技术的示例性键盘构造400的分解视图。类似键盘构造400的构造可用于实施任何数目的不同键盘,包括键盘100。从键盘的顶部到底部,框420包括多个孔口,各种尺寸的键帽410可在最终组件中通过所述孔口来通达。磁性耦合的构件422,424分别附接到键帽410或底座440上。底座440包括构造成引导键帽410的运动的多个PTE机构(示为底座440上的简单的矩形)。底座440下方的是键传感器450,其包括设置在一个或多个基底上的一层或多层电路。
[0053]各种细节已经为了易于理解而简化。例如,未示出可用于将构件连结在一起的粘合剂。另外,各种实施例可具有比键盘构造400中示出的构件更多或更少的构件,或构件可为不同顺序。例如,底座和键传感器450可组合成一个构件,或在层叠顺序方面进行互换。
[0054]图5A-B示出了触摸表面组件的另一个实施例的简化截面视图。具体而言,图5A-B示出了键组件500,其可用于实施键盘100的键122,且示出了键122的A-A’截面视图。还示出了手指515来有助于表达定向。图5A示出了处于未压制位置的键组件500,且图5B示出了处于压制位置的相同的键组件500。键组件500还可用于使用键的其它装置,包括除键盘100之外的键盘和任何其它适合的使用键的装置。此外,类似于键组件500的组件可用于启用非键可压制触摸表面组件,如按钮、不透明的触摸板、触摸屏,或本文所述的任何启用触摸的系统。
[0055]键组件500包括使用者可看到且构造成由使用者压制的键帽510、准备/返回机构520,以及底座540。准备/返回机构520包括磁性耦合构件522,524。键组件500的键帽510、准备/返回机构520和底座540类似于键组件300的键帽310、准备/返回机构320和底座340。因此,键组件300的这些构件的描述和相关的变型和备选方案也容易应用于键组件500的这些类似的结构。作为键组件300的论述用于键组件500的示例性应用,准备/返回机构520可称为偏压机构,且其构造成远离底座540来偏压键帽510。另外,磁性耦合构件522,524使得准备/返回机构520能够使用磁力来偏压键帽510。响应于施加到键帽510上的压制力,准备/返回机构520阻止朝压制位置的键帽移动。并且,响应于压制力的除去,准备/返回机构520朝未压制位置偏压键帽510。此外,准备/返回机构520的任何数目的变型都是可能的,包括连同准备/返回机构320所述的任何一个。
[0056]键组件500的一些实施例还包括与键组件330的PTE机构不同的PTE机构530。PTE机构530基于替代斜面的连杆机构。PTE机构530包括可旋转地联接到底座530和键帽510上的第一连杆机构531,以及可旋转地联接到底座540和键帽510上的第二连杆机构532。可旋转的联接可以以任何数目的方式来实现。图5A-B中的具体叙述示出了没有中间构件或复杂接头。其将第一连杆机构531示为包括在第一底座回转接头541处可旋转地联接到底座540上的第一底座联接部分,以及在第一键帽回转接头511处可旋转地联接到键帽510上的第一键帽联接部分。其还将第二连杆机构532示为包括在第二底座回转接头542处可旋转地联接到底座540上的第二底座联接部分,以及在第二键帽回转接头512处可旋转地联接到键帽510上的第二键帽联接部分。在其它实施例中,第一连杆机构531或第二连杆机构532具有线性形状,或第一连杆机构531或第二连杆机构532并未与底座540或键帽510直接接触,且通过一个或多个中间构件间接地联接。键帽510、第一连杆机构和第二连杆机构541和底座540在一起形成了联动系统,其限定键帽510所允许的平移和旋转运动。
[0057]如图5A中所示,在未压制位置,连杆机构531与底座540形成第一角Θ lu,且第二连杆机构532与底座540形成第二角02u。第一角Θ lu为由底座540与连接第一键帽回转接头511和第一底座回转接头541的线形成的角。类似地,第二角Θ 211为由底座540与连接第二键帽回转接头512和第二底座回转接头542的线形成的角。在底座540并非严格的平面的情况下,可使用最佳配合平面或正交于压制方向(负Z方向)的平面。
[0058]图5A示出了 Θ 11:大致等于Θ 2u,第一连杆机构531的长度大致等于第二连杆机构532的长度,且第一键帽回转接头511与第二键帽回转接头512之间的距离大致等于第一底座回转接头541与第二底座回转接头542之间的距离。第一连杆机构531和第二连杆机构532的长度分别在对应的键帽回转接头511,512与底座回转接头541,542之间测得。该构造产生了平行四边形联动系统,且在未压制位置与压制位置之间移动时保持键帽510水平。因此,在朝压制位置引导键帽510时第一连杆机构和第二连杆机构一起将键帽510保持在相对于底座540的大致恒定的定向。第一连杆机构和第二连杆机构还将引导键帽510来沿弧移动,使得键帽510上的点绘出具有半径为一个连杆机构的长度的弧。制造和组装公差将通常引起一定量的非理想响应,但键帽510在未压制位置与压制位置之间移动时将对使用者来说看起来并未围绕任何轴线旋转且保持相同的定向。
[0059]图5B示出了处于压制位置的键组件500,其中上文所述的长度和距离并未变化,但第一连杆机构531和第二连杆机构532与底座540之间的角已经变化。如图5A-B中所示,这些压制的键帽角θ1ρ和Θ 21)等于彼此,但小于Θ lu^P Θ 2u。这些
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