具有一些独立按键的临时键盘的制作方法
【专利摘要】本发明提供了具有临时覆盖触敏显示器的多个独立按键的物理键盘。各个独立按键选择性地提供对触敏显示器的第一等级电容性耦合或不同的第二等级电容性耦合。根据一个方案，当用户激励按键(例如，通过按压在按键上)以由此向触敏显示器传达对该独立按键的选择时，按键提供对触敏显示器的第一等级电容性耦合。当用户触摸独立按键但不激励该独立按键时，按键可以提供该第二等级电容性耦合。通过这样配置，该第二等级电容性耦合用于向触敏显示器传达输入指令，而不是对该独立按键的选择。
【专利说明】具有一些独立按键的临时键盘
【技术领域】
[0001]本公开涉及包括触敏显示器的电子设备，以及更具体地，涉及临时覆盖这种显示器的物理键盘。
【背景技术】
[0002]电子设备(包括便携式电子设备)已经得到了广泛的使用，并且可以提供各种功能，例如，包括电话、电子消息收发以及其他个人信息管理器(PIM)应用功能。例如，便携式电子设备包括多种类型的移动台，例如简单蜂窝电话、所谓的智能电话、无线个人数字助理(PDA)和具有无线能力的膝上型和平板风格的计算机。一些电子设备具有由独立按键构成的一体式物理键盘，用户采用该独立按键来输入例如字母数字内容(如文本)。
[0003]例如PDA或智能电话等的便携式电子设备通常供手持使用并易于携带。为了便携性，通常期望更小的设备。触敏显示器(也被称为触屏显示器)在小且具有有限的空间用于用户输入和输出的手持设备上特别有用。很多这种设备可以选择性地在触敏显示器上显示所谓的虚拟键盘，用户可以采用该虚拟键盘来再次输入字母数字内容。
[0004]与虚拟键盘相比，很多用户偏好物理键盘。作为满足该偏好的一个方案，临时覆盖触敏显示器的物理键盘在本领域是已知的。然而，这方面的已知方案倾向仅用于方便输入字母数字内容的单一目的。
[0005]US20100328251A1公开了:公开了用于光学透明键盘的系统，例如，在减轻显示器上的失真的同时，该光学透明键盘可被应用到触敏显示器屏幕。在触敏显示器屏幕上使用的装置可以包括由光学透明材料构成的多个按钮结构。该按钮位于折射率等于按钮结构的折射率的光学透明流体或凝胶中。该装置包括流体上的光学透明弹性膜，该光学透明弹性膜形成流体或凝胶的密封屏障。装置的密封部分内的容积包含了流体和按钮结构。
[0006]US20110260976A1公开了:本公开提供具有虚拟键盘功能的计算系统，可以通过使用触觉键盘覆层来选择性地增强该虚拟键盘功能。触觉键盘覆层包括多个可按压的按键部分，并被放置在触摸交互显示器的操作表面上。计算系统配置虚拟键盘功能，以使得每个可按压按键部分可操作用来在触摸交互显示器上产生导致执行对应的输入操作的触摸输入。基于用户对触觉键盘覆层的放置，虚拟键盘功能动态地并自动地位于触摸交互显示器上。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是根据本公开的透视图。
[0008]图2是根据本公开的框图。
[0009]图3是根据本公开的透视图。
[0010]图4是根据本公开的分解透视图。
[0011]图5是根据本公开的截面详细示意图。
[0012]图6是根据本公开的透视图。【具体实施方式】
[0013]下面描述要与具有触敏显示器的设备(例如但不限于个人电子设备，如个人无线通信设备)一起使用的装置。该装置包括被配置为临时覆盖触敏显示器的物理键盘。该物理键盘具有多个独立按键，每个独立按键具有对应的键帽。这些独立按键被配置为使得每个独立按键选择性地提供对触敏显示器的第一等级电容性耦合以及对该触敏显示器的第二等级电容性耦合。这两个等级的电容性耦合彼此不同。
[0014]根据一个方案，当用户激励(assert)按键以由此向触敏显示器传达对该独立按键的选择时，按键提供对触敏显示器的第一等级电容性耦合。例如，这可以包括在独立按键上按压，以由此立即使得对应的穹形开关坍塌。
[0015]根据一个方案，当用户触摸独立按键但不激励该独立按键时，按键提供该第二等级电容性耦合。通过这样配置，该第二等级电容性耦合用于向触敏显示器传达输入指令，而不是对该独立按键的选择。
[0016]要清楚的是，第一等级电容性耦合和第二等级电容性耦合彼此不同，并且还都与在用户既不触摸也不激励按键时可能存在的静态等级电容性耦合不同。
[0017]通过这样配置，例如，用户可以激励特定的独立按键，以由此输入相关联的字母数字内容，以及还可以通过围绕键帽的表面移动指尖(而不实际在任何的键帽上按压下，以实际激励任何这些按键)来移动所显示的光标。进而，该方案允许临时放置的物理键盘同时服务至少两个截然不同的用户界面形态。该双(或更大的)功能能力进而可以极大地平衡这种临时部署的键盘的可用性和价值。
[0018]这些教导在实践中是非常灵活的，并且可以例如与各种不同的键盘类型和版式一起使用。这些教导也是高度可伸缩的，并且可以结合从仅有少量独立按键到有大量独立按键的键盘来使用。
[0019]为了示意的简明和清楚起见，在图中重复附图标记以指示对应的或类似的要素。对众多的细节进行阐述，以提供对本文中描述的实施例的理解。可以在没有这些细节的情况下实现实施例。另一方面，没有详细描述公知的方法、过程和组件，以免模糊所描述的实施例。不应将该描述视作对这里所描述的实施例的范围的限制。
[0020]图1将装置100呈现为临时覆盖在触敏显示器101上，包括对应便携式电子设备102 (例如但不限于便携式通信设备)的一部分。
[0021]立即参考图2 (并不意味着在所描述的细节方面做任何具体限制)，这种便携式通信设备可以包括控制设备的整体操作的控制电路202。
[0022]通过通信子系统204来执行包括数据和语音通信在内的通信功能。通信子系统从无线网络250接收消息，并向无线网络250发送消息。无线网络250可以是任何类型的无线网络，包括但不限于数据无线网络、语音无线网络、以及支持语音和数据通信二者的网络。为了进行网络接入而识别订户，便携式电子设备可以使用订户标识模块或可拆卸的用户标识模块(SM/RUM)卡238，以与诸如无线网络250之类的网络通信。备选地，可以将用户标识信息编程到存储器210中。
[0023]电源242(例如，一个或多个可充电电池，或者是至外部电源的端口)为电子设备供电。[0024]控制电路202与其他单元交互，例如随机存取存储器(RAM) 208、前述的存储器210、具有可操作地耦合到一起构成前述触敏显示器101的电子控制器216的电容性触敏覆层214(覆层214例如可以包括堆叠形式的多层的组合件，例如包括衬底、接地屏蔽层、阻挡层、由衬底或其他阻挡物分隔的一个或多个电容性触摸传感器层、以及封盖，以及其中，电容性触摸传感器层可以包括任何适合的材料，例如铟锡氧化物(ITO))的显示器212、辅助输入/输出(I/O)子系统224、数据端口 226、扬声器228、麦克风230、短距离通信子系统232以及其他设备子系统234。
[0025]便携式电子设备包括操作系统246以及由控制电路202执行并通常存储在持久性的可更新存储器(例如，存储器210)中的软件程序、应用、或组件248。可以通过无线网络250、辅助I/O子系统224、数据端口 226、短距离通信子系统232或者任何其他适合的子系统234来将其他应用或程序加载到便携式电子设备上。存储器210可以包括存储可执行代码的非瞬时存储器介质，当执行该可执行代码时，该可执行代码产生本文中描述的一个或多个功能或动作。
[0026]在本示意性示例中，可以使用触敏覆层214来经由图形用户界面提供用户输入。控制电路202经由电子控制器216与触敏覆层214交互。经由控制电路102在触敏显示器101上显示信息，例如，文本、字符、符号、图像、图标以及可以在便携式电子设备上显示或呈现的其他项目。
[0027]如果需要，控制电路202可以与加速计236交互，可以利用加速计236来检测重力或重力引起的反作用力的方向
[0028]尽管如前所述，然而该设备缺少物理键盘。在一些情况下，这可以包括缺少任何种类的物理键盘，无论是什么物理键盘。在其他情况下，设备可以包括在一些方面中需要的物理键盘。例如，所包括的物理键盘可能按键数目或种类不足(如同在所包括的物理键盘包括了提供软功能的3个按键，然而设备缺少(假设是)完整的标准QWERTY类型的键盘时的情况)。
[0029]再次参考图1，装置100包括键盘103，键盘103包括各自具有对应键帽104的多个独立按键。在此处以示意性的表示来呈现这些键帽104。因此将理解，键帽104可以根据需要彼此类似或不同，以及键帽104的数目也可以根据需要变化(总数和/或每行或每列)。为了作为示例但不意味着在这些方面有任何特定限制，本描述假设键盘103包括本领域中周知的QWERTY键盘。
[0030]根据一个方案，装置100在使用期间可以简单地位于显示器101顶上。然而，对于很多应用设置而言，期望将装置100相对于显示器101临时地进行位置固定。本文中使用的对“临时”的引用将被理解为指的是与设备102自身的操作寿命相比少得多的预期使用时间帧，以及指的是以下应用设置:在该应用设置中，装置100被设计为易于由用户安装以支持立即使用，和易于由用户在结束该立即使用时移除。然而，这不是说给定用户不可以选择在扩展的时间段内将装置100留在其安装位置中。(头戴式耳机是在这些方面的示意性的示例，因为头戴式耳机被完全认为经由对应的插孔连接器临时附着到音频回放设备，尽管给定用户可能在长时间段内保持头戴式耳机这样连接。)
[0031]参考图3，在本示意性示例中，装置100包括一对相向的附着部件310，附着部件310从键帽104以相反方向扩展，并包括搭扣配合(snap-fit)臂302，搭扣配合臂302被确定尺寸并配置为抓住便携式电子设备102。包括附着部件301的装置100可以由任何适合的材料来构成。对提供可靠的搭扣配合而言，既有一定柔韧性又有弹性的材料(例如，各种塑料中的任何塑料)可以是特别有用的。通过这样配置，例如，装置100可以滑动并由此围绕便携式电子设备102部署，以适当地将装置100(以及因此的键盘103)相对于触敏显示器101进行放置和固定。
[0032]如果需要，装置100还可以包括至少一个物理键盘标识符303。该物理键盘标识符303例如可以包括磁铁，将该磁铁非常明确地相对于键盘103放置。作为另一示例，物理键盘标识符303可以包括面向内的光源(例如,发光二极管或光纤的横截面)。作为又一不例，物理键盘标识符303可以包括各种射频识别标签中的任何标签，或者包括I维码(例如，普遍存在的条形码)和2维码(例如周知的QR码)在内的各种光代码中的任何光代码。
[0033]该物理键盘标识符303被配置为与便携式电子设备102通信。具体地，该物理键盘标识符303传达与物理键盘103的配置有关的信息(例如，特定键帽104的位置、其相对间隔、以及与每个这样的键帽104相对应的信息内容(例如，特定的字母数字字符))。进而，便携式电子设备102从而可以使用该信息来将由触敏显示器101感测到的所激励的键帽104映射到具体的所输入的字符。
[0034]根据一个方案，便携式电子设备102已经具有对这种映射信息的本地访问。根据另一方案，物理键盘标识符303包括便携式电子设备102使用来从例如远程服务器获得适当的配置信息的地址(例如，但不限于统一资源定位符(URL))。例如，这可以包括从物理键盘标识符303接收地址，并在然后经由该地址建立与远程资源的联系，以便然后获得配置信息。
[0035]图4呈现出该示例中的键盘103的更详细的视图。再次强调，该示例的细节并不旨在进行具体限制。
[0036]在本示例中，装置100包括外壳401，外壳401包括前述的附着部件301。该外壳401包括开口 407，开口 407被放置为:通过开口 407，以容纳键盘组件。
[0037]在本示例中，键盘103包括光导箔402。这种光导箔在本领域中是周知的，并且发现与键盘的公共应用，以方便照亮例如键盘的键帽中的期望部分。如果需要，可以将这种光导箔结合侧发光的发光二极管(未示出)使用。在本应用设置中，为了避免使用便携式电源，可代之将该光导箔402配置为引导由触敏显示器101发出的光，以用于期望的键盘照明。
[0038]在本示例中，具有导电片的箔403覆盖前述的光导箔402。在本示例中，根据这些方面中众所周知的实践，可经由对应的导线(未示出)将这些导电片电连接到地(未示出)。下面在适合时提供与这些导电片有关的其他细节。
[0039]进而，穹形板404覆盖具有导电片的箔403，其中，单个穹形对准覆盖给定的对应导电片。这些穹形彼此电隔离，并由既有柔韧性又有弹性的导电材料形成。通过这样配置，这种穹形将响应于用户指头的压力立即变形并向内弯曲，并在物理上接触对应的导电片。当用户释放该压力时，穹形返回到其之前的非变形状态，并因此断开与导电片的接触。再次地，这种穹形板是本领域周知的，并在此不需要进一步的详细细节。
[0040]在本示例中，硅树脂和/或热塑聚亚安酯(TPU)箔405覆盖穹形板404。使用这种箔405来提供期望的键盘感觉也是本领域周知的。因此，为了简要起见，在此不提供这些方面的进一步细节。
[0041]前述键帽104覆盖硅树脂/TPU箔405，并且对应的栅格406用于将各个键帽104(例如，相对于底层的穹形和导电片)维持在正确的位置处。
[0042]通过这样配置并现在参考图5，用户可以单独在物理上向内按压每个键帽104，以由此使对应的一个穹形502立即弯曲并接触底层的导电片503。在本示意示例中，前述的硅树脂/TPU箔405包括突起501，突起501在键帽104下面并因此有助于向穹形502传达键帽104的移动。
[0043]当前述情况发生时，在该具体的独立按键组合件的本地处的电子电容发生改变。进而，电容敏感触敏显示器101检测到该电容改变。通过将检测到电容改变的显示器101的位置与对应的键盘图相关，便携式电子设备可以识别所激励的键帽104，并相应地处理输入。一般而言，前述检测所激励的键帽的方案是已知的。因为本教导不太关心与给定实现有关的任何具体特定细节，所以为了简明和清楚起见，在此将不提供这些方面中的进一步详细细节。
[0044]在本具体示例中，在穹形502下面还有第二(更小的)导电片504。该第二导电片504经由对应的电导体505电连接到键帽104的表面上(或者如果需要，靠近表面)的导电单元506。通过这样配置，按压该键帽104提供对触敏显示器101的第一等级电容性耦合，以及该第一等级电容性耦合在被触敏显示器101感测到时允许显示器101识别具体输入的字母数字字符。然而，通过仅触摸该键帽104 (而不实际按压该键帽104，以由此产生相关联的穹形502的对应弯曲)来提供对触敏显示器101的第二等级电容性耦合。
[0045]根据一个方案，该第二等级电容性耦合小于第一等级电容性耦合，并因此提供了准备机制，显示器101通过该准备机制来在该两个等级之间进行区分。因此，通过触摸(而不激励)给定的键帽104，用户可以由此向触敏显示器101传达输入指令(而非对该具体按键的选择)。例如，这种方案可以用于检测用户在很多相邻键帽104的表面上的侧向滑动手势。进而，便携式电子设备可以将这种滑动手势翻译为例如在触敏显示器101上显示的光标的对应移动、活跃web浏览器应用中的翻页、和/或活跃email应用中至“下一封” email的滚动。
[0046]例如，根据前述导电单元506的尺寸，第二等级电容性耦合自身可以在某个给定范围内变化(例如，根据用户在给定时刻实际接触到的导电单元506有多大)。根据键帽104的尺寸，用户可以实际上同时物理触摸到(至少在某个程度上)多个键帽104的导电单元506。因为每个触摸到的键帽104的对应电容性耦合可以至少部分地根据接触到给定导电单元506的程度而在某个范围内变化，所以便携式电子设备可以使用这些各种不同的检测到的电容来确定同时被触摸到的那些键帽104中的有效的中央键帽104。这种方案可以有助于识别用户主要寻求触摸的具体的特定键帽104。
[0047]在此之外，如果需要，基于触摸屏的位置估计还可以基于确定用户的手指尖位于两个相邻按键之间。在这种情况下，将存在来自所有周围按键的电容性读取，以及控制电路202可以进行适当的插值，以检测当用户的手指扫过多个这样的键帽时可能出现的介于中间的手指位置。
[0048]这些教导在实践中是非常灵活的，并且在任意各种应用设置中是易于表达和平衡的。作为这些方面中的一个简单示例，图6示意了前述键盘103可以包括具有口袋602的壳体601的部分，该口袋602被配置为共形地容纳给定便携式电子设备的触敏显示器的至少一部分。
[0049]通过提供键盘(其中，各种按键各自提供多个不同的电容性签名中的任何签名)，用户可以例如激励给定的按键以由此输入相关联的字母数字内容，同时还能够通过在键帽的表面周围移动指尖(而不实际按压下任何键帽)来移动所显示的光标。进而，本方案允许键盘同时服务至少两个截然不同的用户界面形态。
[0050]在不违背本公开本质特性的情况下，可以通过其它特定的形式实施本发明。所描述的实施例在所有方面都应被视为示意性而不是限制性的。因此，本公开的范围通过所附权利要求(而不是通过前面的描述)来指示。在权利要求的等同替代的含义和范围之内的所有改变都包含在权利要求的范围内。
【权利要求】
1.一种与触敏显示器(101) —起使用的装置(100)，所述装置包括: 物理键盘(103)，被配置为临时覆盖所述触敏显示器(101)，并包括具有对应键帽(104)的多个独立按键，其中，所述多个独立按键被配置为使得: -当用户对独立按键进行激励以由此向所述触敏显示器(101)传达对该独立按键的选择时，各个独立按键提供对所述触敏显示器(101)的第一等级电容性耦合(503);以及-当用户触摸但不激励所述独立按键以由此向所述触敏显示器(101)传达输入指令而非对该独立按键的选择时，各个独立按键提供对所述触敏显示器(101)的第二等级电容性耦合(504,505,506)； -其中，所述第二等级电容性耦合(504、505、506)不同于所述第一等级电容性耦合(503)。
2.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述触敏显示器(101)是便携式电子设备(102)的一部分。
3.根据权利要求2所述的装置(100)，其中，所述便携式电子设备(102)是便携式通信设备。
4.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述触敏显示器(101)包括电容敏感触敏显示器。
5.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述物理键盘(103)至少部分包括QWERTY`键盘。
6.根据权利要求1所述的装置(100)，其中，所述第二等级电容性耦合(504、505、506)小于所述第一等级电容性耦合(503)。
7.根据权利要求1所述的装置(I)，其中，每个独立按键对应于分隔的穹形开关(502)。
8.根据权利要求1所述的装置(100)，还包括: 至少一个附着部件(301)，被配置为将所述物理键盘(103)物理附着到所述触敏显示器(101)上的重叠位置中。
9.根据权利要求8所述的装置(100)，其中，所述附着部件(301)包括搭扣配合臂(302)，搭扣配合臂(302)被配置为扣紧包括所述触敏显示器(101)的装置。
10.根据权利要求1所述的装置(100)，还包括: 壳体(601)，被配置为选择性地包含触敏显示器(101)，其中，所述壳体包括所述物理键盘(103)。
11.根据权利要求1所述的装置(100)，还包括: 物理键盘标识符(303)，被配置为向包括所述触敏显示器(101)的装置传达与所述物理键盘(103)的配置有关的信息，以使得包括所述触敏显示器(101)的所述装置能够将用户与所述物理键盘(103)的交互与对应的特定输入正确地相关。
12.根据权利要求11所述的装置(100)，其中，所述信息包括:包括所述触敏显示器(101)的所述装置用来获得所述配置信息的地址。
13.根据权利要求12所述的装置(100)，其中，所述地址包括统一资源定位符URL。
【文档编号】G06F3/02GK103777765SQ201310373352
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2012年8月24日
【发明者】沃尔夫冈·米切尔·泰梅, 克劳斯-迪特尔·梅尔令, 冈瑟·海因里希·布格哈特, 海因茨·亨宁·塔斯克, 弗兰克·冯·亨伯格 申请人:黑莓有限公司