可伸缩键盘按键的制作方法
【专利说明】可伸缩键盘按键
相关申请
[0001 ]本申请要求于2014年2月3日提交的序列号为14/171,080的美国非临时专利申请的优先权，而后者要求于2013年6月25日提交的序列号为61/839,048的美国临时专利申请和于2013年4月19日提交的序列号为61 /814，013的美国临时专利申请的优先权。
技术领域
[0002]本发明大体涉及一种电子器件。
【背景技术】
[0003]可按压触摸表面(可以被按压的触摸表面)广泛应用于各种输入设备，包括作为小型键盘或键盘的按键或按钮的表面以及作为触摸板或触摸屏的表面。期望提高这些输入系统的可用性。
[0004]图2显示了与以金属弹簧圆顶或橡胶圆顶启用的许多按键中所发现的“弹锁(snapover)”触觉响应相关联的示例性触觉响应曲线的曲线图200。具体来说，曲线图200描述了由按键的触摸表面对用户施加的力和按键位移(相对于未按下位置的移动)的量。对用户施加的力可以是沿特定方向(诸如正或负按压方向)的合力或合力的一部分。同样，按键位移量可以是沿特定方向(诸如正或负按压方向)的按键行程的总量或一部分。
[0005]力曲线210显示了四个按键按压状态212、214、216、218，其用四个橡胶圆顶在不同的按键位移量的刻画来描绘。当对按键未施加按压力并且按键处于未按压的位置(即，“准备”位置)时，按键处于“未按压”状态212。响应于按压输入，按键初始对某些按键位移和对用户施加的增加的反作用力做出响应。该反作用力随着按键位移量的增加而增大，直至达至IJ “峰值”状态214的局部最大“峰值力”Fi为止。在峰值状态214，金属弹簧圆顶即将弹起或橡胶圆顶即将缩回。当键帽、弹簧圆顶或橡胶圆顶、或随着键帽一起移动的其他按键组件以局部最小“接触力”F2与按键的基部(或附接于基部的组件)形成初始物理接触时，按键处在“接触”状态216。当按键经过“接触”状态并且诸如通过压缩橡胶圆顶启用的按键中的橡胶圆顶而发生机械触底反弹时，按键处在“底部”状态218。
[0006]弹锁响应由反作用力曲线的形状定义，反作用力曲线受诸如波峰和波谷的变化率和相关的幅值等变量的影响。峰值力内和接触力内之差可以称之为“弹簧(snap)”。“弹簧比率”可以被确定为(FrFdM(或者如果需要百分比型的测量值，则可被确定为lOOX^1-F2)/Fi)0
【发明内容】
[0007]披露了一种用于小型键盘和键盘的可伸缩按键组件。小型键盘或键盘包括面板，其具有多个按键开口和多个按键保持特征，多个按键保持特征构造为在面板的底侧与多个按键开口相邻。多个键帽定位在多个按键开口内。每个键帽具有触摸表面，触摸表面接收按压力，按压力使键帽从未按压位置朝向按压位置移动，未按压位置和按压位置在按压方向和正交于按压方向的第二方向上分离。包括了底架，其具有多个平移作用机构，每个平移作用机构支撑多个键帽的相应一个键帽以便随着键帽从未按压位置朝向按压位置移动时沿按压方向和第二方向引导相应的键帽。小型键盘或键盘包括按键伸缩机构，其构造为使底架相对于面板移动，其中面板的按键保持特征在底架相对于面板移动过程中限制键帽沿第二方向移动，而平移作用机构使多个键帽朝向缩回位置移动。
【附图说明】
[0008]下面将结合附图描述本发明的示例性实施例，除非另有说明，否则附图未按比例绘制，在图中相同的附图标记表示相同的元件，并且:
[0009]图1示出了并入根据文中所述技术构造的基于按键的触摸表面的一个或多个实施方式的示例性键盘；
[0010]图2是作为以金属弹簧圆顶或橡胶圆顶启用的许多按键的特性的示例性触觉响应的曲线图；
[0011 ]图3A-B是根据文中所述技术构造的第一示例性触摸表面组件的简化侧视图；
[0012]图4示出了根据文中所述技术的示例性键盘的分解图；
[0013]图5A-B是根据一个实施例的按键组件的横截面侧视图；
[0014]图6A-C是根据一个实施例的不例性笔记本电脑的侧视图；
[0015]图7A-D是根据一个实施例的示例性按键伸缩机构的透视图；
[0016]图8A-B是根据一个实施例的示例性四杆按键伸缩机构的侧视图；以及
[0017]图9A-B是根据一个实施例的示例性四杆按键伸缩机构的侧视图。
【具体实施方式】
[0018]以下具体描述实际上仅仅是示例性的，并且无意于限制本发明或本发明的应用或使用。
[0019]本发明的各种实施例提供了一种输入设备和方法，其便于实现改进的可用性、更薄的设备、更容易组装、更低成本、更灵活的工业设计或其组合。这些输入设备和方法包括可按压的触摸表面，其可被结合在任何数量的设备中。作为某些实例，可按压的触摸表面可以被实施为触摸板、触摸屏、按键、按钮的表面以及任何其他适当的输入设备的表面。这样，可结合可按压的触摸表面的设备的一些非限制性实例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如台式电脑、笔记本电脑、上网本、超级本、平板电脑、电子阅读器、个人数字助理(PDA)以及包括智能手机的移动电话。附加示例性设备包括数据输入设备(包括远程控制、集成键盘或诸如在便携式计算机内的键盘、或外设键盘或诸如在平板电脑盖中配置的键盘、或独立的键盘、控制面板以及计算机鼠标)以及数据输出设备(包括显示屏和打印机)。其他实例包括远程终端、自助服务终端、零售点设备、视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等)和媒体设备(包括录音机、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框、数码相机)。
[0020]本文的论述主要集中在矩形触摸表面。然而，许多实施例中的触摸表面可以包括其他形状。示例性形状包括三角形、四边形、五边形、具有其他边数的多边形、类似于具有圆角或非线性边的多边形的形状、具有曲线的形状、细长的圆形或椭圆圈、具有上述任何形状的一部分的组合现状、具有凹或凸特征的非平面形状以及任何其他适当的形状。
[0021]此外，虽然此处的讨论主要集中在触摸表面位于进行刚体运动的刚体的顶上，一些实施例可包括位于变形的柔性体顶上的触摸表面。“刚体运动”在文中用来表示以整个主体的平移或旋转为主的运动，其中主体的变形可以忽略不计。因此，触摸表面的任意两个给定点之间的距离的变化比主体的平移或旋转的关联量要小得多。
[0022]此外，在各种实施方式中，可按压的触摸表面可包括阻挡光通过的不透明部分和允许光通过的半透明或透明部分，或这两者。
[0023]图1示出了并入根据文中所述技术构造的多个(两个或更多个)基于可按压按键的触摸表面的示例性键盘100。示例性键盘100包括不同大小的被键盘面板130包围的数行按键120。键盘100具有QWERTY布局，即使按键120不按图1中这样标记。其他键盘实施例可包括不同的物理按键形状、按键大小、按键位置或定向或者不同的按键布局，诸如DVORAK布局或用于特殊应用程序或非英语语言而设计的布局。在一些实施例中，按键120包括作为刚体的键帽，诸如具有比深度(如下文所解释的沿Z方向的深度)更大的宽度和广度的刚性矩形体。此外，其他键盘实施例可包括根据文中所述技术构造的单个基于可按压按键的触摸表面，使得这些其他键盘实施例的其他按键用其他技术构造。
[0024]在这里结合图1介绍定向术语，但除非另有说明，否则也一般适用于文中的其他讨论以及其他附图。此术语介绍还包括与任意笛卡尔坐标系相关联的方向。箭头110指示笛卡尔坐标系的正方向，但未指示坐标系的原点。理解文中所讨论的技术将不需要原点的定义。
[0025]键盘100包括构造为被用户按压的暴露触摸表面的面在文中称为键盘100的“顶部”102。采用由箭头110指示的笛卡尔坐标方向，键盘100的顶部102相对于键盘100的底部103处于正Z方向。当键盘100在桌面顶部的顶上使用时键盘100通常更靠近用户身体的一部分称为键盘100的“前部” 104。在QWERTY布局中，键盘100的前部104较靠近空格键且较远离字母数字键。采用由箭头110指示的笛卡尔坐标方向，键盘100的前部104相对于键盘100的后部105处于正X方向。在典型的使用定向中，其中键盘100的顶部102面朝上而键盘100的前部104面向用户，键盘100的“右侧”106在用户的右方。采用由箭头110指示的笛卡尔坐标方向，键盘100的右侧106相对于键盘100的“左侧” 107处于正Y方向。根据如此定义的顶部102、前部104以及右侧106，也可定义键盘100的“底部” 103、“后部” 105以及“左侧” 107。
[0026]使用此术语，对键盘100的按压方向处在负Z