具有连杆机构的触摸表面组件的制作方法
【专利说明】具有连杆机构的触摸表面组件
[0001]优先权信息
本申请请求享有2013年3月14日提交的美国非临时专利申请序列第13/802,941号和2012年8月6日提交的美国临时专利申请序列第61/680，255号的优先权，这两个申请通过引用并入本文中。
技术领域
[0002]本发明总体上涉及电子装置。
【背景技术】
[0003]可压制的触摸表面(可以被压制的触摸表面)广泛用于多种输入装置，包括作为用于小键盘或键盘的键或按钮的表面，以及作为触摸板或触摸屏的表面。期望的是改善这些输入系统的可用性。
[0004]图2示出了与在由金属咬合顶或橡胶顶启用的多个键中存在的〃闪弧(snapover)"触觉响应相关联的示例性触觉响应曲线的图表200。具体而言，图表200涉及通过键的触摸表面施加至使用者的力，以及键位移量(相对于其未压制位置的移动)。施加至使用者的力可为沿特定方向(如正或负压制方向)的总力或总力的一部分。类似地，键位移量可为沿特定方向(如正或负压制方向)的键行进总量或其一部分。
[0005]力曲线210示出了利用在不同键位移量处的四个橡胶顶的描述代表的四个键压制状态212，214，216，218。在没有压制力施加到键上且键处于未压制位置(即，〃准备〃位置)时，键处于〃未压制〃状态212。响应于压制输入，键最初这样进行响应:具有一些键位移以及增大施加至使用者的反作用力。反作用力随键位移量而增大，直到其在"峰值"状态214中达到局部最大〃峰值力"F1。在峰值状态214中，金属咬合顶将要咬合，或橡胶顶将要溃缩。在键帽、咬合顶或橡胶顶或随键帽移动的其它键构件以局部最小"接触力"F2产生与键的底座(或附接到底座上的构件)的初始物理接触时，键处于"接触"状态216。当键行进经过"接触"状态且机械地触底时(如，通过压缩由橡胶顶启用的键中的橡胶顶)，键处于〃底部〃状态218。
[0006]闪弧响应由反作用力曲线的形状及其相关联的幅值来限定，所述反作用力曲线受变量如变化率(其达到峰值和谷值)影响。峰值力匕和接触力F 2之差可称为〃咬合"。〃咬合比〃可确定为(F1-F2VFJ或如果期望进行百分比类型的量度，则为1(MF1-F2VF1)。
【发明内容】
[0007]论述了用于触摸表面组件的技术。还论述了利用触摸表面组件启用的键盘和其它装置。示例性键组件实施方式包括底座、键帽、偏压机构、第一连杆机构和第二连杆机构。键帽沿压制方向与底座间隔开，且构造成相对于底座在未压制位置与压制位置之间移动。未压制位置和压制位置沿压制方向分开第一量，且沿正交于压制方向的侧向方向分开第二量。第一量至少与第二量相当，且不大于第二量的两倍。偏压机构构造成远离底座偏压键帽。第一连杆机构可旋转地联接到底座上，且可旋转地联接到键帽上。第二连杆机构可旋转地联接到底座上，且可旋转地联接到键帽上。响应于施加到键帽上的压制力，偏压机构阻止键帽朝压制位置移动，且在朝压制位置引导键帽时第一连杆机构和第二连杆机构一起将键帽相对于底座保持在大致恒定的定向。响应于除去压制力，偏压机构朝未压制位置偏压键帽。
【附图说明】
[0008]下文将连同附图来描述本发明的示例性实施例，附图不必按比例，除非另外指出，附图中相似的标记表示相似的元件，以及:
图1示出了结合根据本文所述的技术构造的基于键的触摸表面的一个或多个实施方式的示例性键盘；
图2为特征为由金属咬合顶或橡胶顶启用的许多键的示例性触觉响应的图表；
图3A-3B为根据本文所述的技术构造的第一示例性触摸表面组件的简化侧视图；
图4示出了根据本文所述的技术的示例性键盘的分解视图；
图5A-5B为根据本文所述的技术构造的第二示例性触摸表面组件的简化侧视图；
图6示出了根据本文所述的技术的示例性触摸表面组件的简化分解视图；
图7示出了根据本文所述的技术的另一个示例性触摸表面组件的简化分解视图；
图8A-8B示出了根据本文所述的技术的实施例的使用成形线的触摸表面组件的一部分;
图9示出了用于形成具有成形线的触摸表面组件的方法；以及图10A-10B示出了根据本文所述的技术的实施例的使用活铰链的触摸表面组件的一部分。
【具体实施方式】
[0009]以下详细描述在性质上仅为示例性的，且不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。
[0010]本发明的各种实施例提供了输入装置和方法，其具有改善的可用性、较薄的装置、容易组装、较低成本、更灵活的工业设计，或它们的组合。这些输入装置和方法涉及可压制的触摸表面，其可结合到任何数目的装置中。作为一些实例，可压制的触摸表面可实施为触摸板、触摸屏、键、按钮的表面，以及任何其它适合的输入装置的表面。因此，可结合可压制的触摸表面的装置的一些非限制性实例包括所有尺寸和形状的个人计算机，如，台式计算机、膝上型计算机、上网本、超极本、平板计算机、电子书阅读器、个人数字助理(PDA)和蜂窝电话，包括智能电话。附加的示例性装置包括数据输入装置(包括远程控制器、集成键盘或小键盘(如，便携式计算机内的那些)，或外围键盘或小键盘(如，平板计算机壳中存在的那些)，或独立小键盘、控制面板和计算机鼠标)，以及数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其它实例包括远程终端、电话亭、销售点的装置、视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等)和媒体装置(包括录音机、编辑器和播放器，如电视机、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字摄像机)。
[0011]本文的论述很大程度上集中于矩形触摸表面。然而，许多实施例的触摸表面可包括其它形状。示例性形状包括三角形、四边形、五边形、具有其它数目的边的多边形、类似于具有圆角或非线性边的多边形的形状、具有曲线、长形或圆形椭圆环的形状、具有任何以上形状的部分的组合形状、具有凹入或凸出特征的非平面形状，以及任何其它适合的形状。
[0012]此外，尽管本文的论述很大程度上集中于作为经历刚性本体运动的顶部的刚性本体的触摸表面上，但一些实施例可包括在变形的柔性本体顶部的触摸表面。"刚性本体运动"在本文中用于表明由整个本体的平移或旋转占主导的运动，其中本体的变形可忽略。因此，触摸表面的任何两个给定点之间的距离变化远小于本体的平移或旋转的相关量。
[0013]另外，在各种实施方式中，可压制的触摸表面可包括阻挡光通过的不透明部分，允许光通过的半透明或透明部分，或两者。
[0014]图1示出了结合根据本文的技术构造的多个(两个或更多个)可压制的基于键的触摸表面的示例性键盘100。示例性键盘100包括由键盘框130包绕的不同尺寸的多排键120。即便键120并未由此在图1中标记出，但键盘100具有QWERTY布局。其它键盘实施例可包括不同的物理键形状、键尺寸、键位置或定向，或不同的键布局，如DVORAK布局或设计成结合专用应用程序或非英文语言设计的布局。在一些实施例中，键120包括键帽，其为刚性本体，如，刚性矩形本体，其具有较大的宽度和大于深度的幅度(深度沿Z方向，如下文所述的)。另外，其它键盘实施例可包括根据本文所述的技术构造的基于单个可压制的键的触摸表面，使得这些其它键盘实施例的其它键以其它技术构造。
[0015]“定向”术语在这里结合图1介绍，但大体上适于本文的其它论述和其它图，除非另外指出。该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指出了笛卡尔坐标系的正向，但并未指出坐标系的原点。原点的限定对于理解本文所述的技术来说不是必需的。
[0016]包括构造成由使用者压制的露出的触摸表面的键盘100的面在本文中称为键盘100的〃顶部"102。使用由箭头110指出的笛卡尔坐标方向，键盘100的顶部102在相对于键盘100的底部103来说的正Z方向上。在键盘100在使用中处于桌面上时通常更接近使用者的身体的键盘100的部分称为键盘100的〃前部"104。在QWERTY布局中，键盘100的前部104离空格键较近，且离字母数字键较远。使用由箭头110指出的笛卡尔坐标方向，键盘100的前部104在相对于键盘100的后部105的正X方向上。在典型的使用定向中，其中键盘100的顶部102面向上且键盘100的前部104面朝使用者，键盘100的〃右侧〃106位于使用者的右侧。使用由箭头110指出的笛卡尔坐标方向，键盘100的右侧106在相对于键盘100的〃左侧〃107的正Y方向上。在顶部102、前部104和右侧106被这样限定的情况下，也限定了键盘100的〃底部"103、〃后部"105和〃左侧"107。
[0017]使用该术语，键盘100的压制方向处于负Z方向，或朝键盘100的底部竖直地向下。X方向和Y方向正交于彼此，且正交于压制方向。X方向和Y方向的组合可限定正交于压制方向的无限数目的附加侧向方向。因此，示例性侧向方向包括X方向(正和负)、γ方向(正和负)，以及分量在X方向和Y方向两者而不在Z方向的组合侧向方向。在任何这些侧向方向的运动分量有时在本文中称为"平面(状的)"，因为此侧向运动分量可认作是在正交于压制方向的平面上。
[0018]键盘100的一些或所有键构造成在沿压制方向和沿正交于压制方向的侧向方向间隔开的相应未压制位置与压制位置之间移动。即，这些键的触摸表面呈现出具有沿负Z方向和沿侧向方向的分量的运动。在本文所述的实例中，为了便于理解，侧向分量通常为在正X方向或负X方向上。然而，在各种实施例中，且在根据需要来再定向选择键元件的情况下，未压制位置与压制位置之间的侧向分离可仅为在正或负X方向上，仅为在正或负Y方向上，或在X方向和Y方向两者上的分量的组合。
[0019]因此，键盘100的这些键可描述为呈现出从未压制位置到压制位置的〃对角〃运动。该对角运动为包括"Z〃(或竖直)平移分量和侧向(或平面)平移分量两者的运动。由于该平面平移与触摸表面的竖直行进一起发生，故其可称为对触摸表面的"竖直行进的平面平移响应性〃，或〃竖直-侧向行进〃。
[0020]键100的一些实施例包括具有水平键的键盘，其在正常使用期间被压制时在经过其相应的竖直-侧向行进的定向上保持大致水平。即，这些水平键的键帽(且因此这些键的触摸表面)呈现出响应于在正常使用期间发生的压制的沿任何轴线的很少或没有旋转。因此，键帽存在很少或没