具有力感测和触觉反馈的无键键盘的制作方法

所述实施方案通常涉及计算输入设备。更具体地，本实施方案涉及具有触觉反馈的力和/或触敏输入设备。

背景技术：

1、传统的计算输入设备诸如鼠标、键盘和触控板倾向于使用专用按键或按钮操作。每个按键或按钮的操作可能被联系到特定功能或命令。然而，传统输入设备缺少适应由较新设备、操作系统和软件所提供的扩展特征的灵活性。作为进一步的缺点，传统输入设备的专用按键或按钮不能适应不同的用户需求和偏好。

2、另选输入设备诸如触摸输入设备似乎为输入场景和定制提供了比机械键盘、鼠标和类似输入设备更大的灵活性。然而，触敏输入设备通常具有平坦、不可弯曲的输入表面，其向用户提供很少或不提供触觉反馈，因此对于许多场景而言可能不如传统输入设备理想。

3、因此，需要改进的输入设备以提供更大的灵活性和可定制性，同时在操作期间向用户提供反馈。

技术实现思路

1、用于电子设备的输入设备可以包括外壳和顶部构件，该顶部构件耦接到外壳并限定具有多个可区分的输入区域的输入表面。输入设备还可包括：第一力感测系统，该第一力感测系统与顶部构件的第一区域相关联，该第一区域包括第一组可区分的输入区域，并且第一力感测系统被配置为确定与在第一区域内施加的第一力输入相关联的第一力；以及第二力感测系统，该第二力感测系统与顶部构件的第二区域相关联，该第二区域包括第二组可区分的输入区域，并且第二力感测系统被配置为确定与在第二区域内施加的第二力输入相关联的第二力。输入设备还可包括触摸感测系统，该触摸感测系统被配置为确定来自第一组可区分的输入区域的哪个输入区域对应于第一力输入，并且确定来自第二组可区分的输入区域的哪个输入区域对应于第二力输入。

2、第一力感测系统可以被配置为独立于第二力感测系统确定第一力。第一组可区分的输入区域可以对应于通常由用户的手的第一手指选择的按键，并且第二组可区分的输入区域可以对应于通常由用户的手的第二手指选择的按键。

3、该多个可区分的输入区域可以对应于键盘的按键。可以在顶部构件上视觉上区分多个可区分的输入区域。输入设备可以被配置为通过在给定组的可区分的输入区域内检测触摸位置和满足力阈值的力值两者，从而检测特定输入区域的按键按压。输入设备还可以包括触觉输出系统，该触觉输出系统被配置为响应于检测到按键按压而产生触觉输出。

4、触觉输出系统可包括：第一致动器，具有沿着第一方向的第一致动轴；以及第二致动器，具有沿着不平行于第一方向的第二方向的第二致动轴。输入设备可以被配置为响应于检测到连续的按键按压而在致动第一致动器和第二致动器之间交替。

5、第一力感测系统和第二力感测系统可以是一组力感测系统的一部分，并且该组力感测系统可以在顶部构件上限定两行力感测区域。第一组可区分的输入区域和第二组可区分的输入区域可以相对于输入设备的纵向轴线是基本上对角地取向的。

6、一种用于电子设备的键盘包括外壳和耦接到外壳并限定输入表面的覆盖件。键盘还包括位于外壳内并耦接到覆盖件的第一致动器和位于外壳内并耦接到覆盖件的第二致动器。第一致动器被配置为成沿着基本平行于输入表面的第一轴向覆盖件施加第一力，并且第二致动器被配置为沿着第二轴向覆盖件施加第二力，其中第二轴垂直于第一轴并基本平行于输入表面。

7、第一致动器可被配置为沿着第一轴振荡以向覆盖件施加第一力，并且第二致动器可被配置为沿着第二轴振荡以向覆盖件施加第二力。键盘还可以包括在外壳内并且被配置为检测输入区域上的连续力输入的力感测系统。

8、键盘可以结合到电子设备中，该电子设备包括耦接到外壳的显示器，其中显示器不同于键盘。输入表面可以包括表示字符输入键的输入区域，并且第一致动器和第二致动器可以被配置为向用户提供触觉反馈以引发表示机械按键的感觉。键盘可以被配置为响应于输入区域上的连续力输入而在致动第一致动器和第二致动器之间交替。键盘还可以或替代地配置为基本上同时致动第一和第二致动器(或者使得第一和第二致动器的致动在时间上重叠)。

9、电子设备的力感测系统可以包括限定输入表面的覆盖件，该输入表面包括多个输入区域，每个输入区域对应于输入按键。覆盖件可以被配置为响应于施加到该多个输入区域的一输入区域的输入力而局部变形。力感测系统可包括覆盖件下方的电容感测层，覆盖件和电容感测层之间并且位于输入区域下方的顺应性材料，以及电耦合到电容感测层的处理器。处理器可以被配置为基于电容感测层和施加到输入区域的输入构件之间的电容变化来确定输入力的力值，并且基于一组电极中哪一个电极检测到该电容变化来确定输入力的位置。电容感测层可以包括一组电极，每个电极具有与输入区域的面积相同或更小的面积。力感测系统可以被配置为区分具有相距约3.0cm或更小的形心的力输入。

10、力感测系统可以耦接到笔记本电脑的外壳的下部部分，并且可以被配置为用作笔记本电脑的键盘。可以在视觉上区分该多个输入区域以限定笔记本电脑的键盘。笔记本电脑可包括耦接到外壳的上部部分的显示器。

11、覆盖件可以由玻璃形成。玻璃可具有在约60至约80gpa范围内的弹性模量。玻璃可具有在约0.1至约0.5mm范围内的厚度。顺应性材料可具有在约0.5mm至约2.0mm范围内的厚度。顺应性材料可以是泡沫。

12、力感测系统可以在覆盖件和顺应性材料之间排除额外的电容感测层。

13、输入表面可以包括多个输入区域，每个输入区域对应于输入按键，并且电容感测层可以包括一组电极，每个电极具有与输入区域的面积相同或更小的面积。

14、检测按键按压的方法包括：确定与电子设备的输入表面接触的手指的数量，并且至少部分地基于与输入表面接触的手指的数量来确定指示按键按压的力阈值。该方法还可以包括检测满足力阈值的力输入，并且响应于检测到力输入，注册对应于文本字符的输入区域的选择。

15、确定与输入表面接触的手指数量的操作可包括使用触摸感测系统来确定与输入表面接触的手指的数量。对于与输入表面接触的手指的所确定的数量，力阈值可以比基线力高约25和150克之间。

16、该方法还可以包括检测与在输入表面上的移动相对应的触摸输入，并且响应于检测到对应于跨输入表面的移动的触摸输入，改变光标在电子设备的显示器上的位置。检测力输入的操作可以包括利用力感测系统检测力输入，并且检测触摸输入的操作包括利用触摸感测系统检测触摸输入。

技术特征：

1.一种膝上型计算机，包括：

2.根据权利要求1所述的膝上型计算机，其中：

3.根据权利要求2所述的膝上型计算机，其中：

4.根据权利要求2所述的膝上型计算机，其中：

5.根据权利要求4所述的膝上型计算机，其中：

6.根据权利要求4所述的膝上型计算机，其中，所述第一可压缩结构包括：

7.根据权利要求6所述的膝上型计算机，其中，所述第一对电极层和所述第二对电极层耦接到处理系统，所述处理系统至少部分地基于以下来检测在所述第一输入区域内所述玻璃顶部构件的变形：

8.一种用于电子设备的键盘，包括：

9.根据权利要求8所述的键盘，其中，所述加强结构包括从所述顶部构件的所述内侧延伸的多个肋。

10.根据权利要求8所述的键盘，其中，所述加强结构限定位于所述第一局部变形区域和所述第二局部变形区域之间的肋。

11.根据权利要求10所述的键盘，其中，所述肋基本上隔离由于到所述第一局部变形区域的所述第一输入引起的局部变形，并且基本上隔离由于到所述第二局部变形区域的所述第二输入引起的局部变形。

12.根据权利要求8所述的键盘，其中，所述顶部构件由玻璃形成。

13.根据权利要求8所述的键盘，还包括触摸感测系统，所述触摸感测系统耦接到所述顶部构件的所述内侧，并且被配置为确定施加在所述触控板区域内的触摸输入的位置。

14.根据权利要求8所述的键盘，其中：

15.一种计算系统，包括：

16.根据权利要求15所述的计算系统，其中：

17.根据权利要求16所述的计算系统，其中，所述下部部分还包括肋，所述肋沿着所述玻璃顶部构件的所述底表面定位并且位于所述第一按键区域和所述第二按键区域之间。

18.根据权利要求15所述的计算系统，其中所述致动器堆包括多个顺应性电极堆。

19.根据权利要求18所述的计算系统，其中，所述多个顺应性电极堆中的一顺应性电极堆包括：

20.根据权利要求19所述的计算系统，其中：

技术总结
本公开涉及具有力感测和触觉反馈的无键键盘。本发明提供了一种用于电子设备的输入设备，所述输入设备包括外壳和顶部构件，所述顶部构件限定具有多个可区分的输入区域的输入表面。所述输入设备还包括：第一力感测系统，所述第一力感测系统与所述顶部构件的第一区域相关联，并且所述第一区域包括第一组所述可区分的输入区域；以及第二力感测系统，所述第二力感测系统与所述顶部构件的第二区域相关联，并且所述第二区域包括第二组所述可区分的输入区域。所述输入设备还包括触摸感测系统，所述触摸感测系统被配置为确定来自所述第一组所述可区分的输入区域的哪个输入区域对应于所述第一力输入，并且确定来自所述第二组所述可区分的输入区域的哪个输入区域对应于所述第二力输入。

技术研发人员：A·J·勒哈曼,C·张,曲大宇,K·M·希尔兹,P·X·王,徐奇梁,高政,S·J·麦克尤恩,R·N·马哈拉提
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12