提供附加功能和各功能预览的多功能按键的制作方法_2

文档序号:9602451阅读:来源:国知局
功能或准备和返回功能两者。提供准备和返回功能两者的机构在文中称为“准备/返回”机构。作为另一实例,水平化/平面平移产生机构可水平化且产生平面平移。作为另外的实例,可由同一机构提供功能的其他组合。
[0025]键盘100可使用任何适当的技术用于检测键盘100的按键的按压。例如,键盘100可采用基于传统电阻薄膜开关技术的按键开关矩阵。按键开关矩阵可位于按键120的下方并且构造为当按压按键120时产生指示按键按压的信号。选择性地,示例性键盘100可采用其他的按键按压检测技术来检测与按键120的位置或运动的细小或粗略变化相关联的任何变化。示例性按键按压检测技术包括各种电容、电阻、电感、磁性、力或压力、线性或角应变或位移、温度、听觉、超声波、光学及其他适当技术。根据许多这些技术,一个或多个预先设定的或可变的阈值可以被定义来识别按压和释放。
[0026]作为具体实例,电容传感器电极可以设置在触摸表面的下方,并且检测由于触摸表面的按压状态的变化而导致的电容变化。电容传感器电极可采用基于传感器电极与触摸表面之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在一些实施例中,该触摸表面部分或全部是导电的,或者导电元件附接在触摸表面上并且保持为恒定电压,诸如系统地极。触摸表面的位置变化改变触摸表面下方的传感器电极附近的电场,从而改变所测量的电容耦合。在一个实施方式中,绝对电容感测方法在电容传感器电极位于具有触摸表面的组件的底下的情况下进行操作,相对于参考电压(例如,系统地极)调制传感器电极,并且检测该传感器电极与具有触摸表面的组件之间的电容耦合用于测定触摸表面的按压状态。
[0027]—些电容实施方式采用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨越电容”)感测方法。在不同的实施例中,触摸表面靠近传感器电极的近端改变传感器电极之间的电场,从而改变所测量的电容耦合。触摸表面可以是导电的或非导电的、电驱动的或浮动的,只要其运动能够引起传感器电极之间的电容耦合产生可测量的变化即可。在一些实施方式中,跨越电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极(也称为“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(也称为“接收器”)之间的电容耦合来进行操作。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如,系统地极)被调制为发射信号。接收器传感器电极可相对于参考电压保持基本恒定以便于接收所产生的信号。由此产生的信号可包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于环境干扰的一个或多个源(例如,其他电磁信号)的效果(数个效果)。传感器电极可以是专门的发射器或接收器,或者可以构造为既发射又接收。
[0028]在一个实施方式中,跨越电容感测方法在两个电容传感器电极位于触摸表面底下,即,一个发射器和一个接收器的情况下进行操作。接收器所接收到的由此产生的信号受到发射器信号和触摸表面的位置的影响。
[0029]在一些实施例中,用于检测触摸表面按压的传感器系统还可以检测预按压。例如,电容传感器系统也能够检测悬停在触摸表面上方但未接触触摸表面的用户。作为另一实例,电容传感器系统可以检测轻轻触及触摸表面的用户,使得用户对触摸表面进行非按压接触,并且不会足够按下触摸表面以致被认为是按压。一些实施例构造为从力对传感器信号的效果来测定对触摸表面施加的力的量。也就是说,触摸表面的凹陷量与一个或多个特定传感器读数相关,这样可以从传感器读数(或数个读数)确定按压力的量。这些类型的系统可以通过对下述中的两个或更多个进行区分并且做出不同响应来支持多级触摸表面输入:非接触悬停、非按压接触、以及一个、两个或更多个等级的按压。
[0030]在一些实施例中,用于感测的基板也用来提供与触摸表面相关联的背光。作为具体的实例,在一些实施例中,利用在触摸表面底下的电容传感器,电容传感器电极设置在透明或半透明的电路基板上,诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、另外的聚合物或玻璃。那些实施例中的某些实施例使用电路基板作为导光系统的一部分,用于从背后照亮可通过触摸表面看到的符号。
[0031]键盘100可以通过通信信道192以可通信的方式与处理系统190耦接。连接192可以是有线的或无线的。处理系统190可包括一个或多个1C(集成电路),其具有用于操作键盘100的适当的处理器可执行的指令,诸如用于操作按键按压传感器、用于处理传感器信号、用于对按键按压做出响应等的指令。在一些实施例中,键盘100被集成在膝上型电脑或平板电脑盖中,并且处理系统190包括含有下述指令的1C,所述指令操作键盘传感器,以确定按键被触摸或按压的程度,并对膝上型电脑或平板电脑的主CPU提供触摸或按压状态的指示或对膝上型电脑或平板电脑的用户提供触摸或按压状态的指示。
[0032]尽管这里讨论的定向术语、竖直-横向行程、感测技术和实施方式选择集中在键盘100,但这些讨论很容易类推到文中所述的其他触摸表面和设备。
[0033]图2示出了根据文中所述技术的示例性键盘结构200的分解图。类似于键盘构造200的构造可以被用于实施任何数量的不同的键盘,包括键盘100。从键盘的顶部到底部的顺序,面板220包括多个孔,通过这些孔在总装中可触及各种尺寸的键帽210。磁耦合部件222,224分别地附接于键帽210或基座240。基座240包括多个PTE机构(在基座240上示出为简单的矩形),其构造为引导键帽210的运动。基座240的底下是按键传感器250,其包括设置在一个或多个衬底上的一层或多层电路。
[0034]为了便于理解,各种细节已经被简化。例如,可被用于将部件接合在一起的粘合剂没有被显示。此外,各种实施例可以比在键盘构造200中示出的具有更多或更少的部件,或者各部件可以按不同的顺序。例如,基座和按键传感器250可以组合成一个部件,或在层叠顺序上互换。
[0035]作为概述,本文中所描述的各种实施例提供了可从多功能按键获得的益处,所述多功能按键能够检测并且区分两种类型、三种类型或更多种类型的输入。一些多功能按键能够感测多个等级的按压按下、按键按下力、触摸在按键表面上的位置等。一些多功能按键能够感测和区分对按键的非按压触摸(接触)和对按键的按压。接触输入与按压输入之间的这种差异在文中被称为按键的“状态”(即,接触或按压)。一些多功能按键能够区分与按键交互的一个、二个或更多个独特的输入物体(即,多物体按压)。在一些实施例中,通过按压输入激活的相关功能(提供的响应)取决于用于提供按压输入的物体的数量。也就是说,由单个物体提供的按压输入将激活第一功能,而由多物体按压提供的按压输入将激活第二功能。在某些实施例中,第二功能与第一功能相关。在其他实施例中,提供第二功能直到多物体按压被去除(释放按键)。在其他实施例中,第二功能保持被激活直到按键组件再次接收到多物体按压。此外,还将意识到,在释放已按压按键时可激活第二功能,而不是在用多物体按压按键时激活第二功能。
[0036]多功能按键可以构造有使用任何适当技术的传感器系统的触摸敏感表面,所述技术包括在本【具体实施方式】部分中所描述的技术或通过背景部分提到的参考文献中所描述的技术中的任何一种或组合技术。作为特定实例,在某些实施例中,按键的传感器系统包括能够检测到对按键的触摸和按键的按压的电容感测系统。作为另一特定实例,在某些实施例中,按键的传感器系统包括能够检测对按键的触摸的电容感测系统和能够检测按键的按压的电阻薄膜开关系统。
[0037]多功能按键可用于增强用户界面,诸如改善人体工程学、加快进入、扩展按键功能、提供更直观的操作等等。例如,在能够检测和区别单手指触摸输入和多手指触摸输入按压输入的小型键盘和键盘中构造的多功能按键可使用相同按键实现附加功能。
[0038]文中“非按压触摸输入”或“接触输入”用于指示接近用户的输入,该用户接触按键表面但没有足够按压按键表面以致于引起按压输入。文中“按压输入”用于指示用户足够按压按键表面以致于触发按键的主要输入功能(例如,触发字母数字按键的字母数字输入)。在某些实施例中,传感器系统构造为将以下视为非按压接触输入:接触按键表面的输入、轻轻触及但不足以按压按键表面的那些输入、轻轻按压在按键表面上但没有完全按下按键的那些输入或上述这些输入的组合。
[0039]图3示出了具有多个按键组件(例如,302)的输入设备300 (在本实例中为键盘)。可以看出按键组件包括一个标签或图标(例如,Shift、Caps Lock、A-Z、0-9)来对用户识别按压相应按键所提供的功能。一些键盘还包括功能按键304,其具有在处理系统或应用程序的控制下执行功能的更通用的图标(例如,F1、F2)。在某些实施例中,功能按键304可以由用户编程来激活程控功能或一系列指令(例如,宏)。如图3所示的全部多个按键组件中的某些包括如上所述的触摸表面(例如,306)。
[0040]正如已知的,许多程序或应用程序的发行者提供键盘快捷键来激活某些动作或功能。这使得用户不必一只手离开键盘去使用鼠标(或其他导航设备)来经由菜单定位和激活功能或动作。如将意识到的,一些发行者具有键盘快捷键的广泛列表,会增加存储器的负担并且令一些用户抵触。此外,键盘快捷键随着发行者的不同而不同,这可能会进一步令一些用户抵触,如果有多个程序正在运行并且用户正在各程序之间切换的话。
[0041]图4示出了具有附加功能的多功能按键的一个益处,其取决于与该按键交互的输入物体的数量。输入设备400被耦接到处理系统(图4中未示出),该处理系统还耦接到显示器402。作为非限制性实例,在“Shift”键上按压的单个输入物体(例如,一根手指)产生常规的响应,因为在按压“Shi
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