专利名称：具有触摸板的便携式计算机的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及便携式计算装置。更特别地，本发明的实施例涉及具有触摸板的便携式计算装置和组装这种便携式计算装置的方法。
背景技术：
便携式计算装置的外观，包括其设计及其分量，对于许多消费者和用户来说是十分重要的。外观有助于用户对可以为例如膝上型计算机的便携式计算装置的总体印象。同时，由于耐久的组装将有助于延长便携式计算系统的总寿命并增加其对于用户的价值，因此便携式计算装置的组装对于用户来说也是十分重要的。与便携式计算装置的制造相关的一个设计挑战是用于容纳各种内部计算部件的外壳的设计。该设计挑战一般源自大量的冲突的设计目标，包括希望使得外壳或壳体更轻和更薄、使得外壳强度更高和使得外壳更美观，等等。更轻的壳体或外壳趋于更灵活，因此更可能搭接和弯曲，而强度和刚度更高的外壳趋于更厚，并承载更大的重量。不幸的是，增加的重量会趋于导致用户关于感觉笨重或不便携而不满意，而弯曲会损害内部部件或者导致其它的故障。并且，很少消费者希望拥有或使用丑陋或者不雅观的装置。由于这些考虑，一般选择便携式计算装置外壳材料以提供足够的结构刚性，同时还满足重量限制，使得美观地加工成满足这些初始准则的材料。
伴随便携式计算装置的更小和更薄的驱动力，各种内部部件必须变得更小或者被布置为占据更小的体积。这种部件的一个特定的例子可以是位于便携式计算装置上的触摸板输入装置。随着外壳和整个装置变小，用于触摸板和任何相关联的部件的空间更少。虽然这种触摸板和任何支持或相关联的项目的总体布置应优选较小，但是，仍然希望在与用户对接点处保持全部的功能和尺寸。因此，提供外观美观、重量轻、体积小并且耐久的便携式计算系统和相关联的触摸板会是有益的。提供用于组装便携式计算系统和其中的触摸板的方法也是有益的。
发明内容
本申请描述了涉及用于提供轻质且耐久的具有相关联的触摸板的便携式计算装置的系统和方法。可至少部分地通过使用沿至少一个边缘占据很少的体积的特殊设计的触摸板实现这一点，使得可能邻近楔形外壳的薄的部分。在各种实施例中，便携式计算装置至少包括具有顶部壳体和底部壳体的基体部分，每个壳体由高强度轻质材料形成。顶部壳体可具有楔形形状，并且，底部壳体可与顶部壳体耦合，以形成用于多个操作部件和多个结构部件的完整外壳。便携式计算装置还可包含通过铰链组件与基体部分枢轴连接的盖子部分。盖子部分具有与基体部分中的部件中的一个或更多个部件通信的显示器，使得一个或更多个导体电连接基体部分与盖子部分。在描述的实施例的一个方面中，计算装置采取膝上型计算机的形式。在各种实施例中，便携式计算装置可包括由轻质材料形成并包含与底部壳体耦合的楔形顶部壳体以形成便携式计算装置的至少一部分的完整外壳的基体部分，完整外壳至少包围多个操作部件和多个结构部件。便携式计算装置还可包括:通过铰链组件与基体部分枢轴连接的盖子部分，盖子部分具有与基体部分中的部件中的一个或更多个部件通信的显示器；位于基体部分上并适于接收来自便携式计算装置的用户的输入的键盘；和适于接收来自便携式计算装置的用户的触摸输入并位于基体部分中并邻近楔形顶部壳体的最薄部分的触摸板。触摸板可包含由玻璃形成并具有适于接收来自用户的触摸输入的顶表面的顶层。玻璃层可具有跨着整个玻璃层不均匀的厚度，并可适于为整个触摸板提供主要的结构刚性。触摸板还可包括:位于玻璃层下面的装饰层；与装饰层接合并适于检测玻璃层的顶表面处的输入的传感器层；适于处理来自传感器层和键盘的信号的电路；连接电路与便携式计算装置上的主逻辑板的连接接口 ；和适于连接电路与键盘的键盘连接接口。该电路还可适于处理来自键盘的信号。另外，触摸板可包含嵌入在触摸板的底表面处的凹陷区域中的圆顶开关和与圆顶开关相关并且位置邻近圆顶开关的密封机构。圆顶开关可通过由用户在触摸板的顶部处施加的向下力被驱动。在一些实施例中，圆顶开关由部分包围圆顶开关内的气体的体积的柔性材料构成。密封机构围绕圆顶开关并包含一个或更多个孔径，使得圆顶开关的一个或更多个部分在圆顶开关的驱动过程中扩展通过一个或更多个孔径。另外，触摸板可包含位置沿触摸板的边的多个结构翼片，使得触摸板被保持在基体部分内，为了允许用户接近，该基体部分可包含邻近触摸板的开口。在检查以下的附图和详细的描述以后，本发明的其它的装置、方法、特征和优点对于本领域技术人员将变得十分明显。所有这些附加的系统、方法、特征和优点将包含于本说明书中，处于本发明的范围内，并且由所附的权利要求保护。
包含的附图是为了解释目的，并且仅用于提供公开的本发明的可能的装置的结构和布置以及用于提供具有触摸板的便携式计算装置的方法的例子。这些附图决不限制本领域技术人员在不背离本发明的精神和范围的情况下对于本发明提出的形式和细节的变化。结合附图，通过以下的详细的描述，可以很容易地理解实施例，其中，类似的附图标记表示类似的结构元件，并且其中，图1 图6表示根据描述的实施例的便携式计算系统的示意图。图7表不根据描述的实施例的底部壳体的外部不图。图8表示图7所示的底部壳体的内部示图。图9a和图9b表不根据描述的实施例的顶部壳体的外部不图，不出用于容纳键盘和触摸板的各种开口。图1Oa 图1Oc表示顶部壳体和特征板组件。图11是根据描述的实施例的触摸板的透视图。图12是根据描述的实施例的触摸板及其相对于外壳的主体部分的取向的侧视图。图13是根据描述的实施例的触摸板的断面图。图14a和图14b是根据描述的实施例的与向触摸板输入力之前和之后的与触摸板相关联的圆顶开关的断面图。图15表示根据描述的实施例的触摸板的分解图。
具体实施例方式在本部分中描述根据本发明的装置和方法的示例性应用。提供这些例子仅是为添加语境，并帮助理解本发明。因此，很显然，对于本领域技术人员来说，可以在没有这些特定的细节中的一些或全部的情况实现本发明。在其它的情况下，为了避免不必要地混淆本发明，没有描述公知的过程步骤。其它的应用是可能的，使得以下的例子不应被视为限制。以下涉及诸如膝上型计算机、笔记本计算机、板式计算机等的便携式计算系统。便携式计算系统可包括具有在窗侧处接合以形成基体部分的顶部壳体和底部壳体的多部分外壳。便携式计算系统可具有可容纳显示屏和其它相关联的部件的上部(或盖子)，而基体部分可容纳各种处理器、驱动器、端口、电池、键盘和触摸板等。基体部分可由可包含顶部和底部外壳部件的多部分外壳形成，每一个可以以特定的方式在接口区域处形成，使得不仅减少这些外壳部件之间的间隙和偏移，而且在装置的大规模制造中使得装置之间更一致。在后面详细阐述这些一般的主题。在特定的实施例中，盖子和基体部分可通过称为中空离合器组件的组件相互枢轴连接。中空离合器组件可被布置为枢轴耦合基体部分与盖子。中空离合器组件可至少包含中空圆筒部分，该中空圆筒部分又包含环形外部区域和被环形外部区域包围的中心膛孔区域，该中心膛孔适当地被布置为对于基体部分与盖子中的电气部件之间的导电体提供支撑。中空离合器组件还可包含耦合中空离合器与便携式计算系统的基体部分和盖子的多个紧固区域，而紧固区域中的至少一个与中空圆筒部分一体形成，使得空间、尺寸和部件计数被最小化。多部分外壳可由高强度、耐久性的轻质材料形成。这种材料可包含复合材料和/或诸如铝的金属。铝具有使其成为多部分外壳的良好选择的许多特性。例如，铝是良好的导电体，可提供良好的电气接地，并且可很容易地被加工，并具有公知的冶金特性。并且，铝不是高度反应性的，并且是非磁性的，如果便携式计算系统具有RF能力，诸如WiF1、AM/FM等，那么这些是基本要求。为了保护多部分外壳并提供美观光洁度(视觉和触觉)，可在多部分外壳的外表面上设置和形成保护层。可以以增加外壳的美观性并提供便携式计算系统的外观的方式应用保护层。在一个实施例中，当多部分外壳由铝形成时，至少铝的外表面可被阳极化以形成保护层。顶部壳体可包含可在组装过程中插入多个操作部件的空腔或内腔。在描述的实施例中，操作部件可被插入内腔中并在“顶部-底部”组装操作中固定于顶部壳体上，在组装操作中，最顶部的部件首先被插入，随后是顶部下面的布置中的部件。例如，顶部壳体可被设置和成形为容纳键盘模块。键盘模块可包含由多个键帽组件和诸如上面可加入开关矩阵的柔性膜片的相关联的电路形成的键盘组件。在一个实施例中，键帽组件可采取诸如在由Niu 等提交的发明名称为 “STACKED METAL AND ELASTOMERIC DOME FOR KEY SWITCH” 的美国专利申请序列N0.12/712102中描述的低轮廓键帽的形式，在此加入其全部内容作为参考。在一个实施例中，键帽组件可被用于替代电力开关。例如，在常规的键盘中，最上面一行的键帽组件中的每一个可被赋予至少一种功能。但是，通过将键帽中的一个重新部署为电力按钮，可通过至少消除与常规的电力按钮相关联的开关机构并用已可用的键帽组件和相关联的电路替代它，来减少操作部件的数量。除了键盘以外，便携式计算系统可包含沿触摸板、触摸屏等的线的触摸敏感器件。在便携式计算装置包含触摸板的实施例中，触摸板可由玻璃材料形成。玻璃材料提供装饰表面，并且是触摸板的结构刚性的主要来源。与以前的设计相比，以这种方式使用玻璃材料明显减小触摸板的总厚度。触摸板可包含用于处理来自与触摸板相关联的传感器和与键盘相关联的键盘膜片两者的信号的电路。因此，消除了以前用于处理来自键盘膜片的信号的单独的电路。触摸板包含被密封机构覆盖的用于检测触摸板的驱动的圆顶开关。圆顶开关可包含电气开关。密封机构可保护电气开关免受脏物和水分侵入，并由此提高电气开关的鲁棒性。密封机构可包含当圆顶开关被压缩时圆顶开关时可扩展进入其中的扩展间隙。在驱动过程中，使用扩展间隙可改善与圆顶开关相关联的力反馈响应和触摸板的总体美观性。在顶部壳体和底部壳体中的至少一个由诸如铝的导电材料形成的实施例中,可以提供良好的电气接地面或电气接地。由于便携式计算系统中的操作部件之间的相互邻近性，提供良好的接地面的能力是特别有利的。由于这种邻近性，希望使明显的RF放射源(诸如主逻辑板或MLB)与对于RF干扰敏感的诸如无线电路的那些电路隔离。以这种方式，至少可以使用导电顶部和/或底部壳体以提供良好的底架接地，该底架接地又可被用于电磁隔离产生RF能量的电路与对于RF能量敏感的那些部件。并且，通过用导电材料形成顶部壳体和底部壳体这两者，顶部壳体和底部壳体可被接合，以形成可用作可有效地从由便携式计算系统产生的EMI屏蔽外部环境的法拉第(Faraday)笼。基体部分的类似法拉第笼属性也可针对外部产生的EMI保护RF敏感部件。为了向用户提供美观性，便携式计算系统的形状可使用对于眼睛和触摸来说感觉愉悦的轮廓。在描述的实施例中，多部分外壳可具有楔形形状。楔形形状可使得，当便携式计算系统的底表面位于诸如台子或桌子的平坦支撑面上时，由楔形外壳呈现的角度(特别是多部分外壳的楔形上部)可便于使用键盘布置和触摸板。与具有很小或者不具有角度的均匀成形外壳的诸如膝上型计算机的常规的便携式计算系统相反，便携式计算系统的楔形形状可通过以更自然的与用户的手指的对准性呈现触摸板表面和键帽来改善与触摸板和键盘的用户交互作用。以这种方式，改善的人体工程学可帮助减少施加于用户的手腕上的应力和应变量。至少由于用于形成多部分外壳的材料的强度和弹性性质，多部分外壳可包含具有不需要附加的支撑结构的宽的跨度的大量的开口。这种开口可采取可用于提供接近内部电路的通道的端口的形式。端口可包含例如适于容纳连接外部电路的电缆(USB、以太网、FireWire等)的数据端口。开口也可提供接近音频电路、视频显示电路、电力输入等的通道。以下参照图1 图15讨论这些和其它实施例。但是，本领域技术人员很容易理解，由于本发明超出这些有限的实施例，因此，这里关于这些附图给出的详细的描述是出于解释的目的。便携式计算装置图1 图6表示根据描述的实施例的便携式计算系统100的各种示图。图1表示打开(盖子)状态的便携式计算系统100的前面透视图，而图2表示闭合(盖子)状态的便携式计算系统100。便携式计算系统100可包含由紧固到顶部壳体106上的底部壳体104形成的基体部分102。基体部分102可通过被装饰壁111隐藏的中空离合器组件110与盖子部分108枢轴连接。基体部分102可具有被定尺寸为容纳中空离合器组件110的第一端的总体楔形形状。基体部分102可具有向下的锥形，直到较窄地配置的端部，该端部被布置为容纳适于帮助用户通过例如手指提升盖子部分108的插入部分112。在描述的实施例中，可通过顶部壳体106的总楔形形状产生基体部分102的总体楔形外观。顶部壳体106可被配置为容纳诸如键盘114和触摸板116的各种用户输入装置。键盘114可包含分别有相关联的键座118的多个低轮廓键帽组件。多个键座118中的每一个可具有在其上面压印的用于识别与特定的键座相关联的键输入的符号。键盘114可被布置为通过使用称为键击的手指运动在各键座处接收离散的输入。在描述的实施例中，各键座上的符号可被激光蚀刻，由此产生极其清晰和耐久性的压印，该压印在便携式计算系统100的寿命周期内不会在持续的键击作用下褪色。触摸板116可被配置为接收用户的手指手势。手指手势可包含来自多于一个的手指联合施加的触摸事件。手势也可包含诸如挥击或轻敲的单个手指触摸事件。为了减少部件计数，键帽组件可被重新部署为电力按钮。例如，键座118-1可被用作电力按钮118-1。以这种方式，可以通约减少便携式计算系统100中的部件的总数。盖子部分108可包含显示器120和向盖子部分108添加装饰光洁度并且还至少向显示器120提供结构支撑的后盖122 (在图2中更清楚地表示)。在描述的实施例中，盖子部分108可包含围绕显示器120的凹形边框124。盖子部分108可借助于中空离合器组件110从闭合位置移动，以保持在打开位置并重新合上。显示器120可显示诸如图形用户界面、诸如照片的静物图像以及诸如电影的视频媒体的视觉内容。显示器120可通过使用诸如液晶显示器(IXD)、OLED等的任何适当的技术显示图像。便携式计算系统100还可包含位于凹形边框124上的图像捕获装置126。图像捕获装置126可被配置为捕获静物和视频图像两者。显示贴面(或凹形边框)124可被盖子部分108内的结构部件(未示出)支撑，但固定于后盖子122上。显示贴面124可通过隐藏操作和结构部件以及将注意力集中于显示器120的活动区域，来增强显示器120的总体外观。数据端口 128和130可被用于在外部电路和便携式计算系统100之间传送数据和/或电力。盖子部分108可形成为具有一体化构成，该一体化构成向盖子部分108提供附加的强度和弹性，由于由重复的开合导致的应力，这是特别重要的。除了增加强度和弹性以外，盖子部分108的一体化构成可通过消除单独的支撑特征减少总部件计数。现在转到表示便携式计算系统100的侧视图的图3 图6。具体而言，图3表示便携式计算系统100的后视图，其表示用于隐藏中空离合器组件110的装饰特征111和可用于向便携式计算系统100提供支撑的至少两个支撑脚132。支撑脚132可由诸如塑料的耐磨的弹性材料形成。图4表示便携式计算系统100的代表性的前视图，其示出顶部壳体106和盖子部分108之间的插入112的相对位置。如示出便携式计算系统100的代表性的左侧示图的图5所示，顶部壳体106的左侧壁134具有可用于容纳各种数据和电力端口的开口。例如，在左侧壁134中形成的开口 136可被用于容纳以太网电缆，而开口 138可被用于容纳Magsafe 插座140。应当注意，部分地由于大的平台142，为了容纳插座140，开口 138必须具有高的纵横比，或者，具有允许适当地配置的电力插头更容易地与插座140对准的台面。在这里描述的特定的实施例中，音频插座144和侧面启动麦克风146可位于侧壁134上。如图6所示，顶部壳体106的右侧壁148可包含用于容纳可分别采取诸如DisplayPort 型视频端口的视频端口的形式的数据端口 128 (诸如USB数据端口)和130的开口 150和152。图7表示底部壳体104的外部示图，其表示支撑脚132、插入112、中空离合器组件110的外部和用于将底部壳体104和顶部壳体106固定在一起的加固件154的相对位置。在描述的特定的实现中，加固件154可采取在后面更详细地描述的防盗加固件的形式。图8表不底部壳体104的内部视图,其表不用于容纳加固件154的开口 156。并且,加固件158可被用于将装置脚132固定于底部壳体104上。当固定于顶部壳体106上时,支座160可被用于向底部壳体104提供支撑。图9a和图9b表不顶部壳体106的代表性的实施例。例如，图9a表不顶部壳体106的外部示图，其示出用于容纳键盘114和触摸板116的各种开口。具体而言，开口 160可分别具有根据特定的键帽组件的尺寸和形状。例如，开口 160-1可被定尺寸为容纳电力按钮118-1，而开口 160-2可被定尺寸为容纳空间条。除了开口 160以外，开口 162可对于触摸板116提供支撑。例如，开口 162可包含可用于将触摸板116固定于顶部壳体106上的固定特征164。并且，如表示顶部壳体106的内部的图9b所示，可以看到可用于固定触摸板116和键盘114的几个附加的固定特征。在特定的实施例中，键盘114和触摸板116可共享可至少减少总体部件计数的电路。另外，可结合中空离合器组件110使用缺口 166，以向便携式计算系统100提供更统一和完整的外观。固定特征168可与开口 165 —起使用，以通过使用任何适当的加固件固定底部壳体104和顶部壳体106。图1Oa 图1Oc表示顶部壳体和特征板组件180。图1Oa以正面透视图表示整个组件180，而图1Ob是组件的角部的特写图。如图1Ob所示，特征板184通过多个铆钉紧固到顶部壳体106上。可以理解，可以在特征板184与顶部壳体106之间设置大量的部件。图1Oc示出特征板组件180的一个铆钉位置的部分断面，该铆接以复合梁类型的方式被实现。例如，可在位置188上将可以为薄钢板的特征板184铆接到位于各种键帽(未示出)之间的铝带186上。铝带186又可与顶部壳体106耦合，或者在一些实施例中可以与顶部壳体一体化形成。为了容纳穿过大致位于特征板182中的铆钉，位置188优选被定尺寸和整形。通过具有通过多个铆钉184铆接到顶部壳体106上以在其中包围各种内部部件的特征板182，可实现大量的优点。例如，顶部壳体106和钢特征板182的组合可导致产生有效EMI屏蔽，甚至在一些实施例中产生法拉第笼型屏蔽。可通过使用通过铆钉保持在一起的大量的紧固点，增强该EMI屏蔽效果，与诸如螺杆或螺栓型布置的使用较少的紧固点的情况相比，这趋于更好地密封键盘的内部部件。该EMI屏蔽然后有效地从EMI意义上隔离键盘与计算装置中的各种其它部件，诸如位于键盘正下方的处理器或可处于装置处的任何天线。作为另一益处，使用铆钉而不是诸如螺钉、螺栓等的其它类型的紧固部件导致不需要为实现部件的强的紧固使紧固部件贯穿顶部壳体106或者甚至铝条186延伸。在希望顶部壳体或铝条的外侧具有平滑的不被破坏的表面的情况下，这是有利的。其优点还在于，可以比类似的螺杆或螺栓过程明显更快地实现铆接过程，原因是，诸如上面公开的那样，铆接的部件的正面侧在这种情况下不需要被接近。可通过使用铆钉而不是螺杆实现的另一益处在于，整个组件可以更薄，特别是由于不再需要容纳会占据空间的螺纹结构或部件。虽然使用铆钉而不是螺钉或螺栓趋于导致需要更多的紧固部件(S卩，铆钉)，但是，由于各铆钉位置趋于比类似组件中的各螺钉位置弱，因此可通过使用用于更高的强度的复合梁型铆接布置应对这一点，并且，实现迅速的铆接过程，以获得在组件被铆接的一侧具有平滑的不被破坏的正面表面的益处。使用铆钉而不是螺钉可导致制造过程更简单，这趋于节省成本，更快，并且还可导致使用更多的紧固点，这又导致更可靠地紧固在一起的部件的更大的完整性。通过使用铆钉而不是螺栓，还改善铆接在一起的顶部壳体、键盘和特征板组件的总体感觉，原因是部件的组合趋于具有更大的刚度、更加稳定并在更大程度上作为整个组件贴附在一起。触摸板关于以下的图，描述触摸板组件的大量的特征。触摸板组件与外壳的主体部分的前面连接。外壳的主体部分可具有楔形形状，这里，楔形的尖端处于主体部分的前边缘上。当靠近楔形的尖端时，可用于封装安装于外壳的主体部分的该区域内的部件的体积会减小。为了在楔形的尖端附近容纳可用于封装装置部件的更小的体积并改善外壳的主体部分的总体封装效率，触摸板可被设计有减少它和附近的部件占据的体积的大量的特征。作为例子，为了提供更薄的轮廓，触摸板可由诸如玻璃的材料构成，该材料用作:I)触摸板的装饰表面；和2)用作承重结构。并且，可在触摸板上组合用于触摸板和键盘的信号处理。组合的信号处理可消除单独的处理部件和与键盘信号处理相关联的MLB的连接器。这些部件的消除可提高外壳的主体部分的封装效率。
除了封装效率以外，触摸板可被设计为产生希望的美学性能。美学性能可包括当触摸板被利用时向用户提供的“感觉”。触摸板可被配置为:1)检测顶表面处的诸如用户手指的物体的位置的变化；2)检测源自由对象施加的向下力的触摸板的偏转。触摸板可包含安装于其底部表面上的圆顶开关，该圆顶开关响应由用户在触摸板的顶部表面上提供的向下力被激活。圆顶开关可被密封，以防止可损害圆顶开关的水分侵入。描述了可防止水分侵入并且当操作触摸板时提供希望的美学感觉的密封机构。特别地，密封机构可配有当在触摸板的驱动过程中传感器被压缩时允许与圆顶开关相关联的体积保持恒定的路径。如果设计的密封机构没有这些路径，那么与圆顶开关相关联的体积会在驱动过程中减小。得到的体积的压缩会在驱动过程中导致力反馈响应，这在美学上是不希望的。为了示出上述的特征，关于图11描述从底面观看的触摸板的透视图。关于图12，讨论外壳的主体部分内的触摸板的邻近定位。在图13中，表示一个位置处的触摸板的断面，并且，讨论与包含可帮助提供总体更薄的断面的设计配置的断面相关联的部件。关于图14a和图14b,描述圆顶开关的密封机构和密封机构在触摸板的驱动过程中对于圆顶开关的内部体积的影响。在以下的段落中描述这些图。图11是从底部观看的触摸板201的透视图。触摸板201的顶表面是平坦的，并且被配置为接收用户输入。触摸板201可为大致矩形，但其它的替代性的形状也是可能的。触摸板可包含前边缘221a和后边缘221b。如图12所示，当安装在外壳的主体部分中时，前边缘221a可被安装在壳体200的前面225附近。触摸板201可被安装在壳体200的唇部部分223a下面，使得它以与唇部部分平行的方式邻近地对准。触摸板201的顶表面可形成外壳的主体部分的外表面的一部分。如上所述，可通过触摸板201的顶表面检测用户输入。壳体的第二部分223b可从前面225以某角度延伸，以提供外壳的主体部分的楔形形状。电池195的一部分可邻近地与壳体200的第二部分223b对准。因此，电池195的该部分和触摸板201可在它们在壳体225中的安装位置中相互以某角度取向。返回图11，键盘和触摸板处理部件210可位于触摸板201的底表面的后边缘221b附近。处理部件可被配置为接收从I)诸如与键盘相关联的膜片的传感器的驱动和2)诸如传感器224和圆顶开关220的与触摸板201相关联的一个或更多个传感器的驱动产生的信号。传感器224可被配置为检测触摸板的顶表面上的一个或更多个物体的位置和/或位置的变化，该物体诸如为一个或更多个用户手指的尖端。在一个实施例中，传感器可由PET材料构成。处理部件210可包含键盘接口 208。键盘接口 208可被配置为从键盘接收尾线204。尾线204可被配置为传送从在键盘处接收的用户输入产生的信号，诸如通过与键盘相关联的膜片传感器的驱动产生的信号。在其它的实施例中，与键盘相关联的处理部件可与触摸板201分开地被设置，并且，触摸板可以不包含键盘接口 208。在处理之后，来自触摸板和/或键盘的信号可从210被发送到主逻辑板(MLB)。信号处理210可包含可用于允许诸如挠性连接器的连接器固定于处理部件210和MLB之间的MLB接口 206。在一个实施例中，连接器可被配置为支持USB通信协议。触摸板201可包含用于检测输入的传感器224。传感器224可被配置为，使得它不会一直延伸到触摸板201的前边缘221a，这可减小前边缘附近的触摸板的厚度。在该区域中减小触摸板201的厚度的优点在于，可帮助在壳体225的前面附近的有限的体积内实现封装设计。在一个实施例中，为了进一步减小触摸板的厚度，可在前边缘221a附近去除玻璃216的一部分。玻璃216课针对触摸板201提供结构支撑。因此，可在不损害该区域中的触摸板的总体结构完整性的情况下如希望的那样限制可被去除的玻璃216的量。例如，如果去除太多的玻璃，那么会在玻璃216被减薄的前边缘221附近出现不希望的破裂。触摸板201可包含翼片214a和214b。翼片214a和214b可位于触摸板201的两侦U。翼片214a和214b可位于与触摸板的前边缘221a附近相对的两侧，以允许触摸板更近地配合于壳体200的前面225，并允许缩短唇部部分223b的长度。如果翼片位于触摸板的前面，那么前边缘221a会远离壳体225的前面延伸，并且会需要壳体200的更长的唇部部分 223a。翼片可被用于将触摸板201保持在壳体200的主体部分中。可在壳体200的主体部分中设置孔径，以露出用于用户输入的触摸板201的顶表面。翼片可在围绕孔径的壳体200中的结构下面延伸。翼片可帮助防止触摸板延伸通过孔径并且可能打开露出主体部分的内部的间隙。在一个实施例中，触摸板201可包含加固条212。加固条可被用于增加触摸板201的扭转刚度。在一个实施例中，加固条可位于跨触摸板201的底表面且邻近翼片214a和214。在其它的实施例中，加固条可位于另一位置处。并且，触摸板不限于使用单个加固条，并且，可以使用多个加固条。在其它的实施例中，可以提供没有加固条的触摸板，诸如214。在一个实施例中，圆顶开关220位于触摸板201的前边缘221a附近。圆顶开关220可被配置为检测向着壳体200的内部的触摸板201的按压驱动。如上所述，在通过处理210之后，由圆顶开关产生的信号可通过MLB接口 206被发送到MLB。在一个实施例中，圆顶开关220可位于触摸板201的下表面的中心部分附近。在其它的实施例中，圆顶开关220可位于偏心位置上。在另一些实施例中，触摸板201可包含多个圆顶开关。例如，触摸板201可包含位于前边缘角部附近的两个圆顶开关。可在圆顶开关220之上设置密封机构218。密封机构218可被用于防止水分和其它污染物渗入圆顶开关中。在一个实施例中，密封机构218可被设计为允许与圆顶开关相关联的体积在其驱动过程中保持相对恒定。如上所述，如果圆顶开关220的体积在其驱动过程中减小太多则会影响圆顶开关220的美学感觉。参照图14a和图14b描述密封机构218及其与圆顶开关220的交互作用的进一步细节。下面，鉴于沿图11中的线222取得的断面，描述触摸板201的叠层配置。图13是邻近线222的触摸板201的断面图。如上所述，触摸板的顶表面230可被配置为接收诸如当用户的手指接触顶表面230时产生的输入的输入。在一个实施例中，触摸板的顶层232可由诸如玻璃的半透明材料构成。半透明材料可对于触摸板提供主要的结构刚性。在一个实施例中，顶层可为约1.1mm厚。诸如墨水层的装饰层234可位于顶层下面。在一个实施例中，墨水层可为约
0.0lmm厚。装饰层可被用于影响顶层的总体外观。例如，顶层可以为被着以银色以给予顶层金属外观。在一个实施例中，用于装饰层的颜料可被选择，以匹配外壳的另一部分。例如，如果外壳包含金属材料，那么，颜色可被选择，以匹配外壳的金属部分。在另一实施例中，颜色可被选择，以匹配键盘中的键的颜色，该颜色可以为与外壳的其它部分不同的颜色。传感器层224可位于顶层230和装饰层234下面。如上所述，传感器层224可检测通过触摸板的顶表面230接收的输入。在一个实施例中，传感器层可由诸如PET的塑料材料形成。传感器层224可为约0.2mm厚。传感器层可通过使用诸如压敏接合剂(PSA)的接合剂与装饰层234接合。PSA可以为约0.05_厚。如上所述，可任选地设置加固条212以增加触摸板的结构刚度。在特定的实施例中，加固条212可由金属或塑料材料形成。加固条212可通过使用接合剂242与传感器层224的后面耦合。在一个实施例中，接合剂可以是PSA。如关于图11描述的那样，电路可位于触摸板的底表面的后边缘附近。该电路可被用于处理来自诸如键盘传感器和/或触摸板传感器的部件的信号。在特定的实施例中，该电路可在印刷电路板(PCB)242上形成。PCB可以为约0.4mm厚。在一个实施例中，PCB242可被安装于触摸板的底部，诸如通过使用诸如压敏接合剂的接合剂安装于传感器层224的底部。下面，描述图14a所示的用于圆顶开关220的密封机构218。圆顶开关220可被配置为检测触摸板向着外壳的主体部分的内部的偏转。可作为力输入250的结果产生向内的偏转。可作为用户输入的结果，诸如作为当用户下压触摸板时产生的输入的结果，而产生力输入250。图14a是与力输入250之前的与触摸板相关联的圆顶开关220的断面图，而图14b是力250之后的触摸板的断面图。在图14a中，圆顶开关220被示为嵌入在轨迹板201的凹陷表面中。例如，圆顶开关可凹陷到触摸板201的传感器层和/或顶层232的去除部分中。在其它的实施例中，圆顶开关220可安装于传感器层和顶层232下面，使得它不凹陷。可通过使用诸如PSA的接合剂安装圆顶开关220。圆顶开关220的底部可向着触摸板201的底部取向。圆顶开关220的一部分可由柔性材料构成。柔性材料可部分地包围圆顶开关内的气体的体积。例如，底表面部分252可由部分地包围圆顶开关220内的气体体积的柔性材料构成。圆顶开关220的一部分可被密封机构218覆盖。关于图14a表示密封机构218的顶视图。密封机构218可由通过接合剂与触摸板201的底表面和圆顶开关220的底表面接合的材料形成。如图14a所示，密封机构218可围绕圆顶开关220。在特定的实施例中，密封机构218可包含一个或更多个孔径。如图14a所示，圆顶按钮的底表面的一部分可在密封机构218中的孔径254下面被露出。在图14a的例子中，密封机构包含露出圆顶开关220的两个部分的两个孔径。在触摸板的驱动过程中，密封机构218的一部分可与另一表面接触。例如，当触摸板201向着外壳的主体部分的内部以向内的方式被驱动时，密封机构218的一部分可压向另一表面，使得密封机构218和下面的圆顶开关220被压缩。当圆顶开关220被压缩时，密封机构中的孔径下面的圆顶开关220的部分256可扩展。例如，圆顶开关220的区域256可扩展。扩展的区域可允许包含于圆顶开关中的气体的体积在圆顶开关220的压缩中保持相对恒定。如果圆顶开关220完全被不包含孔径的密封机构覆盖，那么，当密封机构和圆顶开关被压缩时，圆顶开关220会没有扩展的空间。在压缩过程中，圆顶开关220的体积会减小并且传感器内的气体的压力会增加。气体压力的增加使其更加困难。从用户的角度说，不希望需要附加的力以压缩完全密封的圆顶开关，S卩，它会使装置产生不期望的美学感觉。密封机构218中的孔径允许体积并由此允许圆顶开关220内的压力在压缩中保持相对恒定。因此，进一步驱动触摸板的力在触摸板的驱动过程中可保持相对恒定，这可向用户提供更期望的触摸板的美学感觉。图15表不根据描述的实施例的触摸板116的分解图。虽然出于澄清和理解的目的通过解释和例子的方式详细描述了以上的发明，但应理解，在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，可以在大量的其它的特定变更方式和实施例中体现以上描述的发明。可以实现某些修改和变化，并且，可以理解，本发明不由以上的细节限制，而是由所附的权利要求的范围限制。
权利要求
1.一种便携式计算装置，包括: 由轻质材料形成并包括与底部壳体耦合的顶部壳体以形成用于所述便携式计算装置的至少一部分的完整外壳的基体部分，所述完整外壳至少包围多个操作部件和多个结构部件； 通过铰链组件与所述基体部分枢轴连接的盖子部分，所述盖子部分具有与所述基体部分中的部件中的一个或更多个部件通信的显示器； 位于所述基体部分上并适于接收来自所述便携式计算装置的用户的输入的键盘；和位于所述基体部分中的触摸板开口内并邻近所述触摸板开口的触摸板，所述触摸板适于接收来自所述便携式计算装置的用户的触摸输入，所述触摸板具有: 具有适于接收来自用户的所述触摸输入的顶表面的玻璃层，其中，所述玻璃层进一步适于为所述触摸板提供主要的结构刚性； 位于所述玻璃层下面的装饰层； 与所述装饰层接合并适于检测在所述玻璃层的顶表面上的输入的传感器层， 适于处理来自所述传感器层的信号的电路；和 连接所述电路与所述便携式计算装置上的主逻辑板的连接接口。
2.根据权利要求1的便携式计算装置，其中，所述玻璃层具有跨着整个玻璃层不均匀的厚度。
3.根据权利要求2的便携式计算装置，其中，所述玻璃层的最接近整个便携式计算装置的正面的部分比所述玻璃层的其余部分薄。
4.根据权利要 求1的便携式计算装置，其中，所述触摸板还包括: 适于连接所述电路与所述键盘的键盘连接接口，其中，所述电路还适于处理来自所述键盘的信号。
5.根据权利要求1的便携式计算装置，其中，所述触摸板还包括: 安装于所述触摸板的底表面上的圆顶开关，其中，所述圆顶开关通过由用户在所述触摸板的顶部处施加的向下力被驱动；和 与所述圆顶开关相关联并且位置邻近所述圆顶开关的密封机构。
6.根据权利要求5的便携式计算装置，其中，所述圆顶开关被嵌入在所述触摸板的底表面的凹陷区域中。
7.根据权利要求5的便携式计算装置，其中，所述圆顶开关由部分包围所述圆顶开关内的气体的体积的柔性材料构成。
8.根据权利要求7的便携式计算装置，其中，所述密封机构包围所述圆顶开关并包括一个或更多个孔径，并且其中，所述圆顶开关的一个或更多个部分在所述圆顶开关的驱动过程中扩展通过所述一个或更多个孔径。
9.根据权利要求1的便携式计算装置，其中，所述触摸板还包括: 位置沿所述触摸板的边并适于将所述触摸板保持于所述基体部分内的多个翼片。
10.根据权利要求1的便携式计算装置，其中，所述顶部壳体具有楔形形状，并且其中，所述触摸板位于邻近楔形顶部壳体的最薄部分。
11.一种触摸板，包括: 具有适于接收来自用户的触摸输入的顶表面的顶层，其中，所述顶层进一步适于为所述触摸板提供主要的结构刚性，并且其中，所述顶层具有跨着整个顶层不均匀的厚度； 位于所述顶层下面并适于检测在所述顶层的顶表面上的输入的传感器层， 适于处理来自所述传感器层的信号的电路；和 连接所述电路与相关联的计算装置的主逻辑板的连接接口。
12.根据权利要求11的触摸板，还包括: 适于检测在所述触摸板的顶层处的向下力驱动的圆顶开关；和 部分覆盖所述圆顶开关的密封机构。
13.根据权利要求12的触摸板，其中，所述密封机构包括一个或更多个孔径，所述一个或更多个孔径允许所述圆顶开关的一部分在所述触摸板的向下力驱动过程中扩展进入所述一个或者多个孔径中。
14.根据权利要求13的 触摸板，其中，所述圆顶开关内的体积在所述触摸板的驱动之前和之后保持相同。
15.根据权利要求11所述的触摸板，其中，所述顶层由玻璃形成。
16.根据权利要求11所述的触摸板，其中，所述顶层的最接近所述相关联的计算装置的正面的部分比所述顶层的其余部分薄。
17.根据权利要求11所述的触摸板，还包括: 适于连接所述电路与所述相关联的计算装置的键盘的键盘连接接口，其中，所述电路还适于处理来自所述键盘的信号。
18.一种膝上型计算装置，包括: 由轻质材料形成并包括与底部壳体耦合的楔形顶部壳体以形成用于所述便携式计算装置的至少一部分的完整外壳的基体部分，所述完整外壳至少包围多个操作部件和多个结构部件； 通过铰链组件与所述基体部分枢轴连接的盖子部分，所述盖子部分具有与所述基体部分中的部件中的一个或更多个部件通信的显示器； 位于所述基体部分上并适于接收来自所述便携式计算装置的用户的输入的键盘；和位于所述基体部分内邻近所述楔形顶部壳体的最薄部分的触摸板，所述触摸板适于接收来自所述便携式计算装置的用户的触摸输入，所述触摸板具有: 具有适于接收来自用户的所述触摸输入的顶表面的玻璃层，其中，所述玻璃层具有跨着整个玻璃层不均匀的厚度，并且所述玻璃层进一步适于为所述触摸板提供主要的结构刚性； 位于所述玻璃层下面的装饰层； 与所述装饰层接合并适于检测在所述玻璃层的顶表面处的输入的传感器层， 适于处理来自所述传感器层和键盘的信号的电路；和 连接所述电路与所述便携式计算装置上的主逻辑板的连接接口， 适于连接所述电路与所述键盘的键盘连接接口，其中，所述电路也适于处理来自所述键盘的信号， 被嵌入在所述触摸板的底表面处的凹陷区域中的圆顶开关，其中，所述圆顶开关通过由用户在所述触摸板的顶部处施加的向下力被驱动，和 与所述圆顶开关相关联并且位置邻近所述圆顶开关的密封机构。
19.根据权利要求18的膝上型计算装置，其中，所述玻璃层的最接近整个膝上型计算装置的正面的部分比所述玻璃层的其余部分薄。
20.根据权利要求18的膝上型计算装置，其中，所述圆顶开关由部分包围所述圆顶开关内的气体的体积的柔性材料构成，其中，所述密封机构围绕所述圆顶开关并包括一个或更多个孔径，并且其中，所述圆顶开关的一个或更多个部分在所述圆顶开关的驱动过程中扩展通过所述一个或更多 个孔径。
全文摘要
一种便携式计算装置至少包括包含与底部壳体耦合的楔形顶部壳体的轻质材料的基体部分。便携式计算装置还包括通过铰链组件与基体部分枢轴连接的盖子部分。盖子部分具有通过一个或更多个导电体与基体部分中的部件中的一个或更多个部件通信的显示器。位于基体部分上的触摸板包含在装饰层顶部接合的玻璃层、用于通过玻璃层的顶表面检测输入的传感器层、用于处理信号的电路和用于连接电路与主逻辑板的连接接口。玻璃层对于触摸板提供主要的结构刚性。
文档编号G06F1/16GK103168280SQ201180050212
公开日2013年6月19日 申请日期2011年8月15日 优先权日2010年10月18日
发明者B·W·德格纳, M·P·凯斯波尔特, J·M·布洛克, P·凯瑟勒, J·奥斯本 申请人:苹果公司