输入结构、键盘和电子设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种输入结构、键盘和电子设备。所述输入结构包括：定义用户输入表面并具有微穿孔阵列的可形变基板；动态可配置的照明层，其配置成基于动态可配置的照明层的配置经由所述微穿孔在所述用户输入表面处显示符号集合；设置在所述可形变基板下方并配置成响应于所述基板的形变而产生电气响应的输入结构；以及配置成基于所述电气响应生成用户输入信号的处理器，所述用户输入信号对应于所述符号集合中的相应符号。
【专利说明】输入结构、键盘和电子设备
[0001 ] 本申请是申请日为2015年9月29日、申请号为201520763398.4，实用新型名称为“电子设备和用于电子设备的输入结构”的实用新型专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请是2014年9月30日提交的标题为“Zero-Travel Input Structure(零移位输入结构)”的美国临时专利申请N0.62/057，350的非临时专利申请并且要求其权益，通过引用的方式将该临时专利申请的公开内容全文合并在此。本申请还涉及2014年9月30日提交的标题为“Dynamic Track Pad for Electronic Devices(用于电子设备的动态跟踪板)”的美国临时专利申请N0.62/057,425并且要求其权益，通过引用的方式将该临时专利申请的公开内容全文合并在此。
技术领域
[0004]本公开内容总体上涉及电子设备，更具体来说涉及用于电子设备的可配置力敏输入结构。
【背景技术】
[0005]传统的电子设备通常包括由多种组件形成的多种不同的输入设备。举例来说，传统的膝上型计算设备通常包括键盘和跟踪板以允许用户与膝上型计算机进行交互。这些设备当中的每一个包括多种组件，其可能位于膝上型计算机的外壳的内部和外部。举例来说，键盘可以包括从外壳突出的键帽，以及位于外壳内的相应的内部弹片(dome)开关、电接触件以及迹线。为了使得键帽从外壳突出并且保持与内部组件接触，穿过电子设备的外壳形成键帽孔径。
[0006]但是传统的输入设备(比如用于膝上型计算机的键盘或跟踪板)容易受到损坏。举例来说，碎肩和其他污染物可能会通过键帽孔径进入电子设备的外壳，并且可能随后损坏电子设备的内部组件。对于内部组件的损坏可能使得电子设备不可操作。同样地，形成输入设备的机械结构可能对于掉落或机械冲击特别脆弱。
[0007]此外，由于许多传统的输入设备具有位于电子设备的外壳内部和外部的若干组件，因此组件故障的风险也会增大。也就是说，与某些组件位于外壳的外部相结合，在若干组件被用来形成每一个传统的输入设备的情况下，如果单一组件被损坏、丢失或者变得不可操作，则整个输入设备都可能会变得不可操作。
【实用新型内容】
[0008]公开了一种输入结构，包括:定义用户输入表面并具有微穿孔阵列的可形变基板；动态可配置的照明层，其配置成基于动态可配置的照明层的配置经由所述微穿孔在所述用户输入表面处显示符号集合;设置在所述可形变基板下方并配置成响应于所述基板的形变而产生电气响应的输入结构；以及配置成基于所述电气响应生成用户输入信号的处理器，所述用户输入信号对应于所述符号集合中的相应符号。
[0009]根据一个实施例，所述符号集合为第一符号集合;并且所述动态可配置的照明层进一步配置成经由所述微穿孔在所述用户输入表面处显示第二符号集合。
[0010]根据一个实施例，所述用户输入信号对应于所述第一符号集合中的符号或者所述第二符号集合中的符号。
[0011 ]根据一个实施例，所述配置对应于所述第一符号集合或者所述第二符号集合。
[0012]根据一个实施例，所述输入结构包括:感测层；以及电容性耦合到感测层的驱动层。
[0013]根据一个实施例，所述基板的形变使得所述感测层相对于所述驱动层平移。
[0014]根据一个实施例，所述感测层相对于所述驱动层的平移引起在所述感测层和所述驱动层之间测量的电容的改变。
[0015]公开了一种键盘，包括:外壳，其包括:定义用户输入表面的接触部分；以及耦合到接触部分的基底部分;位于接触部分与基底部分之间的输入结构，所述输入结构配置成检测在所述外壳的接触部分处接收到的力以及力的位置；以及动态可配置的照明层，其配置成:根据第一配置照明所述用户输入表面;根据第二配置照明所述用户输入表面，所述第二配置具有与所述第一配置不同的照明式样。
[0016]根据一个实施例，对所述接触部分处接收到的力以及力的位置的检测是基于在输入结构处测量的电容。
[0017]根据一个实施例，所述电容的测量的位置对应于在所述接触部分处接收到的力的位置。
[0018]根据一个实施例，所述电容的量值对应于在所述接触部分处接收到的力。
[0019]根据一个实施例，所述接触部分还包括穿过所述用户输入表面延伸的一组孔洞。
[0020]根据一个实施例，所述一组孔洞的第一子集定义所述第一配置;并且所述一组孔洞的第二子集定义所述第二配置。
[0021 ]根据一个实施例，所述输入结构的表面被直接贴附到所述接触部分的内表面。
[0022]根据一个实施例，所述接触部分的形变使得所述输入结构的表面发生形变。
[0023]公开了一种电子设备，包括:具有可形变的接触部分的外壳；以及位于所述外壳下方并且配置成响应于所述接触部分的形变来检测电容变化的输入结构;设置在所述外壳内的照明层；以及操作上连接到所述输入结构和所述照明层的处理器，其中所述处理器配置成:选择性地激活所述照明层以显示所述接触部分处的第一配置的标记;选择性地激活所述照明层以显示所述接触部分处的第二配置的标记；以及响应于对所述接触部分的形变的检测，基于来自所述输入结构的输出生成用户输入信号。
[0024]根据一个实施例，所述第一配置的标记不同于所述第二配置的标记。
[0025]根据一个实施例，所述第一配置的标记或者所述第二配置的标记定义下列至少之一:所述接触部分上的单个按键边界；以及所述接触部分上的单个符号。
[0026]根据一个实施例，所述输入结构包括:感测层；以及电容性耦合到感测层的驱动
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[0027]根据一个实施例，顺应层位于所述感测层和所述驱动层之间。
[0028]根据一个实施例，所述感测层包括第一像素阵列；并且所述驱动层包括第二像素阵列。
[0029]根据一个实施例，所述第一像素阵列的像素和所述第二像素阵列的像素定义驱动感测像素对，所述驱动感测像素对协作来感测施加在接触位置上的力的位置。
[0030]根据一个实施例，所述电子设备还包括触觉反馈模块，其操作上连接到所述处理器并且配置成响应于所述接触部分的形变来提供触觉反馈信号。
[0031]公开了一种输入结构。所述输入结构包括:定义规格可配置的输入区段的金属接触层;位于金属接触层下方的感测层;电容性耦合到感测层的驱动层;位于感测层与驱动层之间的顺应层(compliant layer)；以及位于驱动层下方的刚性基底层，其中感测层和驱动层协作来感测施加在金属接触层上的力。
[0032]根据一个实施例，金属接触层响应于施加在其上的力不可感知地屈曲。
[0033]根据一个实施例，感测层包括第一像素阵列;并且驱动层包括第二像素阵列。
[0034]根据一个实施例，第一像素阵列的每一个像素对应于第二像素阵列的唯一像素；并且第一像素阵列的每一个像素和第二像素阵列的相应的唯一像素协作来感测施加在接触层上的力的位置。
[0035]根据一个实施例，所述输入结构还包括从刚性基底层延伸到金属接触层的刚性的支撑件。
[0036]根据一个实施例，所述刚性的支撑件阻止金属接触层的形变。
[0037]根据一个实施例，驱动层在所述驱动层的每一个拐角耦合到刚性基底层。
[0038]根据一个实施例，驱动层被布置在刚性基底层的整个表面之上并且耦合到刚性基底层的整个表面。
[0039]根据一个实施例，顺应层包括可形变组件的阵列。
[0040]此外还公开了一种电子设备。所述电子设备包括金属外壳，所述金属外壳具有接触部分以及位于接触部分下方并且耦合到接触部分的基底部分。所述电子设备还包括:穿过接触部分形成的一组孔洞；以及位于外壳内并且位于所述一组孔洞下方的输入结构。所述输入结构包括;位于金属外壳的接触部分下方的感测层;位于感测层之下的驱动层;位于感测层与驱动层之间并且耦合到感测层和驱动层的顺应层；以及位于顺应层内的支撑件集合。所述输入结构可以电容性地检测施加在金属外壳的接触部分上的力以及力的位置。[0041 ]根据一个实施例，所述输入结构的支撑件集合位于感测层与驱动层之间。
[0042]根据一个实施例，所述输入结构的支撑件集合位于外壳的接触部分与外壳的基底部分之间。
[0043]根据一个实施例，所述输入结构还包括:感测层与外壳的接触部分之间的光导层；以及邻近光导层的光源。
[0044]根据一个实施例，所述一组孔洞由光源照明，从而形成以下各项的至少其中之一:外壳的接触部分上的单独的按键边界；以及外壳的接触部分上的单独的图形符。
[0045]根据一个实施例，所述外壳的接触部分被模制。
[0046]根据一个实施例，所述电子设备还包括与输入结构电通信并且向外壳的接触部分提供触觉信号的触觉反馈模块。
[0047]根据一个实施例，所述输入结构被直接贴附到外壳的接触部分的内表面。
[0048]公开了一种电子设备。所述电子设备包括:包括接触部分的金属外壳；以及位于外壳的接触部分下方并且固定到外壳的接触部分的输入结构。所述输入结构包括形成在所述接触部分的一部分上的至少一个输入区域。所述输入结构被配置成在形成在所述接触部分的至少所述部分上的所述至少一个输入区域内提供一组可互换的输入设备。
[0049]根据一个实施例，所述输入结构包括至少一个层叠结构，其包括:位于接触部分下方的感测层;邻近感测层放置的驱动层；以及位于感测层与驱动层之间并且耦合到感测层和驱动层的顺应层。
[0050]根据一个实施例，所述输入结构包括位于所述至少一个输入区域下方的单一层叠结构。
[0051 ]根据一个实施例，所述输入结构包括一组层叠结构，所述一组层叠结构当中的每一个形成独有的输入区域。
[0052]根据一个实施例，所述一组可互换的输入设备是从包括以下各项的组当中选择的:键盘、跟踪板以及数字小键盘。
[0053]根据一个实施例，所述电子设备还包括与输入结构电通信的模式按键，所述模式按键把所述至少一个输入区域从所述一组可互换的输入设备当中的第一输入设备改变到所述一组可互换的输入设备当中的第二输入设备。
【附图说明】
[0054]通过后面结合附图进行的详细描述将很容易理解本公开内容，其中相同的附图标记指代相同的结构单元，并且其中:
[0055]图1A示出了包括根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备。
[0056]图1B不出了根据一些实施例的图1A的电子设备的顶视图。
[0057]图2示出了根据一些实施例的沿着2-2—线取得的图1A的电子设备的力敏输入结构的层叠结构的剖面侧视图。所述力敏输入结构包括形成在其中的顺应层。
[0058]图3示出了根据附加的实施例的沿着2-2—线取得的图1A的电子设备的力敏输入结构的层叠结构的剖面侧视图。所述力敏输入结构包括形成在其中的可形变的顺应支撑件。
[0059]图4示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构以及触觉反馈模块的电子设备的一部分的底视图。
[0060]图5示出了根据一些实施例的沿着2-2—线取得的图1A的电子设备的力敏输入结构的层叠结构的一部分的剖面侧视图。如图5中所示，所述力敏输入结构的层叠结构在第一配置中被固定在电子设备内。
[0061]图6示出了根据附加的实施例的沿着2-2—线取得的图1A的电子设备的力敏输入结构的层叠结构的一部分的剖面侧视图。如图6中所示，所述力敏输入的层叠结构在第二配置中被固定在电子设备内。
[0062]图7示出了根据另外的实施例的沿着2-2—线取得的图1A的电子设备的力敏输入结构的层叠结构的一部分的剖面侧视图。如图7中所示，所述力敏输入结构的层叠结构在第三配置中被固定在电子设备内。
[0063]图8示出了根据一些实施例的包括传感器以及形成可配置力敏输入结构的驱动像素的层叠结构的一部分。
[0064]图9示出了根据附加的实施例的包括传感器以及形成可配置力敏输入结构的驱动列的层叠结构的顶视图。
[0065]图10示出了根据另外的实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图。其中在被配置成用于电子设备的特定输入设备之前示出了所述可配置力敏输入结构的输入区域。
[0066]图11示出了根据另外的实施例的图10的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图。其中在被配置成用于电子设备的特定输入设备之后示出了所述可配置力敏输入结构的输入区域。
[0067]图12示出了根据另外的实施例的图11的电子设备的一部分的放大顶视图。
[0068]图13A示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图，其中所述可配置力敏输入结构处于包括键盘的第一配置中。
[0069]图13B示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图，其中所述可配置力敏输入结构处于仅包括图13A中所示的键盘的方向按钮的第二配置中。
[0070]图14示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图，其中所述可配置力敏输入结构具有模制的接触表面。
[0071]图15A示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图，其中所述可配置力敏输入结构处于包括键盘和模式按键的第一操作模式下。
[0072]图15B示出了根据一些实施例的包括可配置力敏输入结构的电子设备的顶视图，其中所述可配置力敏输入结构处于包括跟踪板和模式按键的第二操作模式下。
【具体实施方式】
[0073]现在将详细参照附图中示出的代表性实施例。应当理解的是，后面的描述不意图把所述实施例限制到一个优选实施例。相反，其意图涵盖可以被包括在由所附权利要求书限定的所描述的实施例的精神和范围内的各种替换方案、修改和等效方案。
[0074]后面的公开内容总体上涉及电子设备，更具体来说涉及用于电子设备的可配置力敏输入结构。在一些实施例中，所述可配置力敏输入结构可以是零移位或低移位结构。
[0075]这里所使用的术语“零移位”可以不要求没有移动，而是可以被定义成电子设备的用户对于输入结构的组件的不可感知或者不可辨识的移动，以及/或者结构的屈曲或弯曲而不是一个组件相对于另一个组件的移位。这里所讨论的电子设备和/或输入结构的组件可以响应于用户向电子设备提供输入的力(“例如输入力”)而发生形变。但是这些组件的形变在用户与电子设备和/或输入结构进行交互时可能不会被感知、感觉或检测到，或者可以相对是可忽略的。
[0076]在一个具体实施例中，所述可配置力敏输入结构可以被配置成用于电子设备的多种输入设备，其中包括而不限于键盘、数字键盘或跟踪板。所述电子设备可以利用单一输入结构形成若干不同的输入设备，或者相反地可以包括用于形成不同输入设备的若干输入结构。所述电子设备可以包括由柔性(或部分地柔性)的材料形成的接触部分，其可以发生弯曲或形变到输入层叠结构的一部分中并且/或者接触输入层叠结构的一部分。举例来说，所述接触部分可以是金属薄片，或者是电子设备的金属外罩的一部分。输入层叠结构可以电容性地感测由于在电子设备的相应接触部分上施加输输入力而导致的接触部分的形变。在某些实施例中，典型的输入力可以是近似20-350克，但是这一范围仅仅意图作为实例而非限制。施加到接触部分的输入力的量值足以导致接触部分形变到层叠结构中，从而使得所述层叠结构电容性地感测到力。在一些实施例中，所述力使得所导致的接触部分的弯曲或形变在视觉和/或触觉上对于用户是不可感知的。
[0077]当施加输入力并且所检测到的电容超出一定阈值时，可以把对应于电容改变的任何或所有位置、电容性改变的数量以及/或者接触部分的形变的输入提供到电子设备。电容性改变的位置可以对应于在电子设备的表面上提供力输入的位置，从而对应于触摸位置。相应地，这里的实施例可以不仅检测连续的力(而不是对于力的二进制检测)，而且还可以检测触摸/交互的位置。此外，由于这里所描述的实施例不依赖于传感器与提供触摸输入的设备或人之间的电容性耦合，因此一些实施例可以通过例如金属之类的接地和/或屏蔽结构来感测力和/或触摸，并且可以感测通过非电容性构造触摸电子设备而提供的输入。
[0078]此外，由于所述可配置力敏输入结构可以形成多种不同的输入设备，因此所述接触层可以被配置成包括一个或多个输入区域，其包括具有用于电子设备的不同功能的不同输入设备。
[0079]正如这里所讨论的那样，所述力敏输入结构时可配置的，并且可以采取用于电子设备的多个不同的输入设备或组件的形式或形状。其结果是，所述力敏输入结构可以向用户提供独特的/可配置的输入设备或组件;这样的设备/组件可能通常不与电子设备相关联，并且/或者可能通常不与电子设备集成在一起。
[0080]此外，力敏输入结构的输入设备的定位可以是可定制的。也就是说，在力敏输入结构内，输入设备可以被移动到外壳上的不同位置。其结果是，可以基于用户优选项将输入设备移动到外壳的特定位置。类似地，可以通过用户输入、相关联的电子设备的操作、软件、固件、其他硬件等等调整其中一个或多个此类输入设备的尺寸或形状。因此，可以说所述输入结构时规格可配置的，这是在于其表面上的输入设备(区段)可以被移动和/或调整尺寸和/或调整形状。
[0081]此外，正如这里所讨论的那样，形成力敏输入结构的组件或层基本上被电子设备的外壳围绕和/或封闭。其结果是，除了接触表面之外，没有力敏输入结构的部分被暴露出来。其结果是，所述外壳可以由实心材料形成，从而可以防止损坏电子设备的内部组件和/或力敏输入结构的组件。
[0082]后面将参照图1A-15B来讨论前述和其他实施例。但是本领域技术人员将很容易认识到，这里关于这些附图给出的详细描述仅仅是出于解释性的目的，并且不应当被解释成作出限制。
[0083]图1A和IB示出了根据一些实施例的电子设备100，其包括可配置力敏输入结构200。在一个非限制性实例中，如图1A和IB中所示，电子设备100可以是膝上型计算机。但是应当理解的是，电子设备100可以被配置成能够利用可配置力敏输入结构200(在后文中称作“输入结构200” )的任何适当的电子设备。
[0084]正如这里所讨论的那样，力敏输入结构200被形成在电子设备100的外壳内，并且特别被形成在电子设备100的外壳的接触部分的下方，以使得电子设备100的用户与输入结构200进行交互和/或利用输入结构200。力敏输入结构200是可配置的结构，其可以采取用于电子设备100的多个不同的输入设备或组件的形式或形状。其结果是，电子设备100的输入结构200为电子设备100的用户提供独特的输入设备或组件，其可能通常不与电子设备100相关联，并且/或者需要作为“外接式附件(add-on)”的附加的辅助组件，并且/或者不与电子设备100集成在一起。在一个非限制性实例中，并且与可能仅包括标准“QWERTY”键盘和跟踪板的传统膝上型计算机作为比较，具有力敏输入结构200的电子设备100可以包括QWERTY键盘、跟踪板、独立的数字小键盘、专用的字符或图形符(glyph)小键盘以及/或者放大的方向键部分。
[0085]此外，由于力敏输入结构200可以被配置成多种输入设备或组件并且可以在各种输入设备或组件之间切换，因此由力敏输入结构200形成的输入设备的定位在电子设备100内可以是可定制的。也就是说，如果力敏输入结构200被形成在电子设备100的外壳的一部分或者几乎整个接触部分的下方，则由力敏输入结构200形成的输入设备的定位可以在接触表面上被移动。其结果是，当用户在利用电子设备100时主要是使用键盘进行键入时，跟踪板可以被移动到外壳的接触部分的特定一侧，或者可以被放置在由力敏输入结构200形成的键盘的上方。同样地，可以由用户配置输入结构200的某一区段的尺寸和/或形状。举例来说，用户可以指定用以接受输入的特定区域、区段等等。换句话说，输入结构可以是规格可配置的。
[0086]此外，正如这里所讨论的那样，形成力敏输入结构200的组件或层基本上被电子设备100的外壳围绕和/或封闭。其结果是，没有力敏输入结构200的部分被暴露和/或放置在形成电子设备100的外壳的外部与内部部分之间。其结果是，与之进行交互以便利用力敏输入结构200的外壳的接触部分可以由实心材料形成，并且/或者可以在电子设备100的外壳的内部部分内不具有任何孔洞、凹陷或入口。实心外壳可以防止电子设备100的组件和/或力敏输入结构200的组件由于直接暴露于冲击事件(例如掉落)和/或暴露于环境或外部污染物(例如灰尘、水等等)而导致受到损坏。
[0087]在许多实施例中，所述力敏输入结构可以是零移位输入结构。正如前面所讨论的那样，这里所使用的术语“零移位”可能并不涉及没有移动，而是可以更加准确地被定义成电子设备100的用户对输入结构200的组件造成的不可感知或不可辨识的移动。正如这里所讨论的那样，电子设备100和/或输入结构200的组件可以发生形变以便向电子设备100提供输入。但是，这些组件的形变可能不会被正在与电子设备100和/或输入结构200进行交互的用户感知、感觉或检测到。
[0088]电子设备100可以包括外壳102。外壳102可以米取用于电子设备100以及电子设备100的各种内部组件(例如输入结构200)的外部保护性外壳或壳体的形式。外壳102可以被形成为可以被配置成彼此耦合的不同组件。在一个非限制性实例中，如图1A和IB中所示，夕卜壳102可以由接触层或部分104以及耦合到接触部分104的基底层或部分106形成。接触层或部分104和基底层或部分106可以沿着电子设备100的接缝线108彼此耦合。正如这里所讨论的那样，包括输入结构200的接触部分104可以与用户交互(例如由用户触摸)，以便提供输入和/或与电子设备100进行交互。基底部分106可以为输入结构200和电子设备100提供结构支撑，正如这里所讨论的那样。接触层或部分104可以仅在外壳的一部分上延伸，或者可以在全部的外壳上延伸。举例来说，接触层或部分104可以在外壳102的单一表面的一部分上延伸，或者可以在全部的一个表面上延伸，或者可以在多个表面上延伸。此外，单一设备(和/或单一外壳)可以具有多个接触部分104。
[0089]接触层104和基底层106可以由为电子设备100以及包括在电子设备100中的各种组件提供保护性外壳或壳体的任何适当的材料形成。此外，外壳102的接触层104和基底层106可以由具有不同物理规格和/或特性的不同材料或相同材料形成，以便帮助外壳102的每一个部分的功能。在一个非限制性实例中，接触层104可以由金属制成，比如铝平板、外罩(例如外壳)等等。在另一个非限制性实例中，接触层104可以由陶瓷、塑料或另一种聚合物或者纤维基质复合物等等形成。在由用户按下时，接触层104可以至少部分地是柔性的。但是当在接触层上施加典型的输入力时，接触层从用户的角度来看可以不可感知地屈曲(例如经历零移位)。在一些实施例中，接触部分在典型的输入力下可以移动、屈曲或移位大约数十微米或更少，所有这些都被术语“零移位”所涵盖。举例来说，接触层104在典型的输入力下可以移位100微米或更少，50微米或更少，或者10微米或更少。其他实施例可以允许更大的移位，并且可以允许用户可感知的移位。
[0090]基底层106可以由与接触部分104类似或不同的材料制成。正如这里所讨论的那样，在一个非限制性实例中，基底部分106可以由金属(比如铝或任何其他适当的金属)、陶瓷、塑料或另一种聚合物、纤维基质复合物或者可以是基本上刚性的任何其他适当的材料形成，以便支撑电子设备100和输入结构200。基底层或部分106还可以充当用于感测层和驱动层的其中之一或全部二者的接地和/或屏蔽，正如这里所描述的那样。
[0091]如图1A和IB中所示，电子设备100还可以包括显示器110和容纳显示器110的显示器外壳112。显示器外壳112可以形成用于电子设备100的显示器110的外部外罩和/或保护性封装，正如这里关于外壳102类似地讨论的那样。显示器110可以被实施成由电子设备100利用的任何适当的显示器技术。
[0092]输入结构200可以被形成和/或放置在电子设备100上或电子设备100内。正如这里所讨论的那样，形成输入结构200的各种电通信组件或层(其被统称作“层叠结构”)可以位于电子设备100的外壳102的接触部分104和/或基底部分106之间或者被固定到接触部分104和/或基底部分106的至少其中之一。如图1A和IB中所不，输入结构200可以在电子设备100的接触部分104上提供或形成若干输入区域202a、202b、202c、202d(用假想图(phantom)示出)。输入区域202a、202b、202c、202d是接触部分104的允许用户与之交互和/或向电子设备100提供输入的预定区域。
[0093]虽然在图1A和IB中示出了四个不同的输入区域202a、202b、202c、202d，但是电子设备100可以具有定义在接触部分104上的任意数目的输入区域。在一个非限制性实例中，电子设备100的接触部分104可以包括单一输入区域，其可以被形成在接触部分104的至少一部分之上(参见图13A和13B)。在另一个非限制性实例中，电子设备100的接触部分104可以包括形成在接触部分104的至少一部分之上的两个尺寸相等的输入区域。此外，输入区域可以被形成在外罩(例如外壳)的其他部分上，比如外罩的外部、外罩的侧面、显不器外壳112中等等。
[0094]此外，正如后面详细讨论的那样，接触部分104上的每一个输入区域202a、202b、202c、202d可以由后面所描述的层叠结构形成;每一个输入区域可以具有其自身的层叠结构，或者多个输入区域可以共享层叠结构。在一个非限制性实例中，电子设备100可以具有对应于电子设备100的接触部分104上的每一个输入区域202a、202b、202c、202d的不同的层叠结构。在另一个非限制性实例中，电子设备100可以具有对应于电子设备100的接触部分104上的所有输入区域202a、202b、202c、202d的单一层叠结构。在具有单一层叠结构的非限制性实例中，不处在输入区域内或者不定义输入区域的电子设备100的接触部分104的部分可以对应于层叠结构的电绝缘的以及/或者未被配置成响应于用户的动作提供电输入的部分。
[0095]虽然电子设备100被显示成膝上型计算机，但是应当理解的是，电子设备100可以被配置成可以利用输入结构200的任何适当的电子设备。在非限制性的实例中，其他实施例可以按照不同的方式来实施电子设备100，比如台式计算机、平板计算设备、智能电话、游戏设备、显示器、数字音乐播放器、可穿戴计算设备或显示器、健康监测设备等等。
[0096]此外，虽然在这里作为输入结构来讨论，但是应当理解的是，所公开的实施例可以被使用在多种电子设备所利用的多种输入设备中。正如这里所讨论的那样，输入结构200以及所述结构的组件可以被利用或实施在用于电子设备的多种输入设备中，其中包括而不限于按钮、开关、触发器、滚轮、鼠标、操纵杆、跟踪板等等。
[0097]图2和3示出了沿着图1A中的2-2—线取得的电子设备100的一部分的侧视剖面图。如图2中所示并且正如这里所讨论的那样，形成输入结构200的各种电通信组件或层(例如层叠结构)可以位于电子设备100的外壳102的接触部分104与基底部分106之间。输入结构200的层叠结构可以包括感测层204以及与感测层204分开的相应的驱动层206。如图2和3中所示，感测层204可以位于接触部分104下方，驱动层206可以邻近电子设备100的基底部分106并且/或者位于电子设备100的基底部分106上方。应当认识到，在某些实施例中，感测层204和驱动层206的位置可以互换。在一个非限制性实例中，感测层204可以位于基底部分106上方或者邻近基底部分106，并且驱动层206可以邻近接触部分104并且/或者位于接触部分104下方。
[0098]输入结构200的感测层204和驱动层206可以协作来测量感测层204与驱动层206之间的电容，特别是感测层204和驱动层206重叠的特定区域处的电容(以及电容改变)。感测层204和驱动层206的电容性特性可以被利用来在由电子设备100的用户施加力(F)时检测接触部分104中的偏转。正如这里所讨论的那样，力(F)可以在输入区域202中被施加到电子设备100的接触部分104，以便由用户向电子设备100提供输入以及/或者与电子设备100进行交互。由于感测层204和驱动层206可以基于所测量的电容改变来确定输入，因此施加到接触部分104的力可以是来自任何用户或物体。输入结构200不要求用户直接触摸输入结构。相反，用户可以利用任何物体向接触部分104施加力。
[0099]如图2和3中所示，顺应层208可以位于输入结构200的层叠结构的感测层204与驱动层206之间。顺应层208还可以物理地耦合到感测层204和驱动层206当中的每一个或全部二者。顺应层208可以利用任何适当的粘合剂耦合到感测层204和驱动层206。
[0100]顺应层208可以由基本上柔性和弹性的材料形成以便支撑感测层204，并且/或者在向电子设备100的接触部分104施加力时防止感测层204接触到驱动层206。此外，顺应层208的弹性属性可以允许感测层204相对快速地返回中性状态(例如弹回到未压缩位置)，从而允许检测在接触部分104和/或输入区域202上的相同位置处或其附近接连施加的力。顺应层208可以具有形成在其中的孔径，或者可以是例如立柱或支柱之类的结构的集合，以便在顺应层208受力形变时为之提供扩展的空间。或者顺应层208可以是(多个)实心的连续材料层，正如这里所讨论的那样。
[0101]在一个非限制性实例中，如图2中所示，顺应层208可以由置于感测层204与驱动层206之间的弹性材料的单一薄片形成。形成顺应层208的弹性体可以是任何适当的材料，作为向接触部分104施加力(F)并且随后移除力的结果，其可以随着感测层204(或其某一分立部分)被朝向驱动层206压缩而发生形变并且随后弹回。所述弹性体例如可以是顺应凝胶(compliant gel)。
[0102]在另一个非限制性实例中，如图3中所示，顺应层208可以由可形变组件的阵列形成，比如可形变顺应结构210。为了方便起见，在这里使用术语“凝胶点(gel dot)”来描述所述顺应结构，但是该术语不意图将所述结构限制到任何特定的材料或形状。可形变凝胶点210可以由这里关于图2中的顺应层208所讨论的类似材料形成，并且可以具有任何适当的形状、尺寸或配置;在某些实施例中，所述点是圆柱形的，并且形成在驱动层与感测层之间延伸的支柱状结构。因此，可形变凝胶点210还可以包括与顺应层208类似的结构支撑性特性和/或弹性特性。可形变凝胶点210的阵列可以是单独的组件，其可以被结合、层压或者通过其他方式耦合形成可形变凝胶点210的单一层。虽然在这里被示出并且描述成凝胶点，但是应当理解的是，形成顺应层208的单独组件的阵列可以是任何形状、具有不同粘稠性和/或黏性的任何材料，只要形成顺应层208的单独组件的阵列按照基本上类似于这里所讨论的凝胶点210的方式运作即可。
[0103]在图3的非限制性实例中包括可形变凝胶点210的阵列可以帮助检测施加到电子设备100的接触部分104的力(F)。在一个非限制性实例中，其中顺应层208包括可形变凝胶点210的阵列，力(F)可以更加局部化或者集中在与力(F)对准的那些凝胶点210上(例如在接触部分104的被施加力的部分下方或其附近)。在该非限制性实例中，不处在力(F)下方或者通过其他方式与力(F)对准的凝胶点210可能不会形变。此外，可形变凝胶点210不会把力(F)分散或者以其他方式扩散到顺应层208的周围节段上。这样可以提高由用户施加到电子设备100的接触部分104的力(F)的准确性和/或响应时间，这是因为仅有所选的一组可形变凝胶点210可以受到力(F)并且作为结果发生形变。
[0104]所述层叠结构还可以具有位于电子设备100的接触部分104与基底部分106之间的支撑件212的集合(例如一个或多个支撑件)。如图2和3中所示，每一个支撑件212的至少一部分可以位于顺应层208内。此外，支撑件212可以被分布在电子设备100的整个接触部分104上，以便为接触部分104提供结构支撑。在一个非限制性实例中，可以遍及电子设备100放置支撑件212，以便为接触部分104提供结构支撑，从而在未由用户施加力(F)时基本上防止或者最小化接触部分104中的不合期望的弯曲或屈曲，或者在用户施加的力下减小弯曲或屈曲(例如移位)。处于支撑件212上方和/或附近的接触部分104的区域可能是不可由用户弯曲的，因此在无法由输入结构200检测到输入时可能是“死区(dead zone)”。所述支撑件212的集合可以由能够支撑接触部分104的任何适当的材料形成。在一个非限制性实例中，支撑件212可以由例如塑料之类的聚合物或者金属形成。在任一个实例中，所述支撑件可以是类似于外壳102的接触部分104和/或基底部分106或者与之集成地形成的材料。
[0105]在图2所示的非限制性实例中，所述支撑件212的集合可以位于感测层204与驱动层206之间的顺应层208内。如图2中所示，支撑件212的集合可以接触感测层204和驱动层206当中的每一个，邻近顺应层208，或者可以延伸到基底和接触部分全部二者。在该非限制性实例中，支撑件212的集合可以通过感测层204为接触部分104提供支撑。也就是说，支撑件212可以阻止接触部分104的形变(至少在每一个支撑件的局部化区段内)，并且防止接触区段(例如接触部分)屈曲或弯曲超出特定点。在一些实施例中，所述支撑件从而可以限制接触区段的运动，从而使其运动对于在接触区段上施加力的用户是不可感知的，只要该力不足以使得接触区段发生永久性翘曲或形变即可。换句话说，接触区段可以是零移位区段，至少局部地在支撑件附近是如此。在一些实施例中，接触区段可以在全部或者基本上全部区段(或结构)上是零移位区段(并且/或者输入结构可以是零移位结构)。在其他实施例中，所述支撑件可以仅在接触区段的外部形成，从而使其不会与接触区段的任何部分中的力感测发生干扰，但是仍然提供足够的支撑以使得接触区段是零移位的。
[0106]在如图3中所示的另一个非限制性实例中，支撑件212可以位于电子设备100的接触部分104与基底部分106之间的顺应层208内。如图3中所示，支撑件212的集合可以接触电子设备100的接触部分104和基底部分106全部二者。此外，每一个支撑件212可以被形成在顺应层208、感测层204和驱动层206内以及/或者被放置成穿过顺应层208、感测层204和驱动层206。支撑件212可以被形成在接触部分104内，形成在接触部分的外部，或者同时形成在接触部分的内部和外部。
[0?07] 如图2和3中所不，输入结构200的层叠结构还可以包括位于电子设备100的外壳102的感测层204与接触部分104之间的光导层218。光导层218可以位于感测层204与接触部分104之间，以便向接触部分104提供光。在图2和3中所示的非限制性实例中，光导层218可以被利用来向穿过电子设备100的接触部分104形成的一组微穿孔或孔洞220提供光。在一些实施例中，孔洞220可以利用光学透明的密封剂(或者任何其他适当的密封剂)来密封，以便减少碎肩和/或液体的进入，同时允许光穿过孔洞220。正如在后面关于图10-12更加详细地讨论的那样，可以遍及输入区域202形成孔洞220，并且孔洞220可以连同光导层218—起被利用来形成、提供和/或显示按键边界、输入设备边界以及/或者按键图形符。
[0108]虽然在图2和3的具体配置中示出，但是应当理解的是，形成输入结构200的层叠结构可以按照不同的顺序或指向来形成。在一个非限制性实例中，感测层204和驱动层206可以在层叠结构内被翻转或切换。在另一个非限制性实例中，光导层218可以被放置得邻近基底部分106。在其中光导层218被放置得邻近基底部分106的非限制性实例中，层叠结构中的其余各层(例如顺应层208)可以由具有基本上透明的属性和/或特性的材料形成，以便允许光穿过输入结构200的层叠结构。
[0109]在另一个非限制性实例中，基底部分106可以被形成为对应于输入结构200的层叠结构中的单独一层，而不是作为电子设备100的外壳102的一部分。在该非限制性实例中，基底部分106可以是层叠结构中的另一单独层，并且可以由例如钢之类的非常坚硬的材料形成。
[Ο??Ο]图4不出了电子设备100和输入结构200的一部分的底视图。电子设备100的基底部分106在图4中被移除，以便更加清楚地示出输入结构200。如图4中所示，光导层218可以延伸超出输入结构200的层叠结构的其他层，例如驱动层206。此外，一个或多个光源222可以位于光导层218上、位于光导层218附近或者邻近光导层218。光源222可以是任何适当的光源，比如LED，其可以向光导层218中发光，光导层218随后可以引导光穿过接触部分104的孔洞220以便照亮输入区域202d的某些部分，正如这里所讨论的那样。
[0111]如图4中所示，输入结构200的层叠结构还可以包括与输入结构200的各层电通信的电路连接器224。电路连接器224可以与感测层204和驱动层206电通信，以便在力被施加到电子设备100的接触部分104时检测和/或确定输入结构200中的电容改变。电路连接器224可以被配置成任何适当的电通信管道或线路，其中包括而不限于电花线(electricalflex)或电迹线。
[0112]此外，电路连接器224可以与电子设备100的各种不同组件电通信。在图4中所示的非限制性实例中，电路连接器224可以与电子设备100的触觉反馈模块226电通信。在该非限制性实例中，电路连接器224可以将触觉反馈模块226电耦合到输入结构200的层叠结构。如图4中所示，触觉反馈模块226可以位于形成输入结构200的层叠结构上或者与之对准，其中基底部分106如这里所讨论的那样由单独一层形成。触觉反馈模块226还可以与至少部分地位于输入区域202d内或者邻近输入区域202d的(多个)触觉致动器227(未示出)通信。触觉反馈模块226通过(多个)触觉致动器227可以向包括输入区域202d的外壳102的接触部分104提供触觉信号。正如这里所讨论的那样，由于没有用于向输入结构200的用户提供触觉反馈的按钮，因此触觉反馈模块226可以通过与输入结构200的层叠结构进行通信来辨识用户的输入，并且可以随后通过由触觉致动器227生成的触觉信号(例如超声波)向用户提供触觉反馈。正如这里所讨论的那样，所述触觉信号模拟按下传统键盘上的按钮或者在传统跟踪板上进行点击的触感。
[0113]图5-7示出了被固定和/或耦合在电子设备100的外壳102内的输入结构200的层叠结构的非限制性实例。在图5所示的非限制性实例中，输入结构200的层叠结构可以被直接贴附和/或层压到外壳102的接触部分104的内表面118。所述层压可以在将输入结构200的层叠结构的各层耦合在一起之后发生，并且输入结构200被放置在内表面118上。可以在输入结构200的层叠结构以及接触部分104的内表面118的一部分之上部署层压材料228。为了确保所期望的结合并且为了在电子设备100的操作寿命内保持所期望的结合，在一些实施例中，层压材料228可以完全覆盖输入结构200的层叠结构，并且覆盖围绕输入结构200的接触部分104的内表面118的一部分。在图5的示例性实施例中，输入结构200可以悬在电子设备的外壳102内。其结果是，输入结构200可以主要受到层压材料228的支撑，从而将输入结构层压到接触部分104。输入结构200可以次要地受到被放置得邻近驱动层206的基底部分106的支撑。
[0114]在图6和7的示例性实施例中，驱动层206可以主要负责把输入结构200固定在电子设备100的外壳102内。在所述示例性实施例中，正如这里所讨论的那样，形成输入结构200的层叠结构的各层可以利用粘合剂彼此耦合，从而使得输入结构200的层叠结构是由多个结合层或组件形成的单一结构。在如图6所示的示例性实施例中，输入结构200的驱动层206可以在电子设备100的基底部分106的整个表面之上延伸并且与之耦合。粘合剂230可以被用来把驱动层206耦合到基底部分106。不同于图5中的实例，在图6所示的实例中，输入结构200的层叠结构可以仅受到电子设备100的外壳102的基底部分106的支撑。此外，通过把整个驱动层206耦合到基底部分106的表面，基底部分106的刚性材料可以支撑输入结构200的层叠结构。尽管在图6中被显示成在基底部分106的整个表面之上延伸，但是应当理解的是，驱动层206可以在基底部分106的仅仅一部分之上延伸并且/或者覆盖基底部分106的仅仅一部分。
[0115]在图7所示的非限制性实例中，输入结构200的驱动层206可以被部署在电子设备100的基底部分106的一部分之上并且与之耦合。如图7中所示，驱动层206可以在驱动层206的每一个角落親合到电子设备100的基底部分106。粘合剂230可以被用来将驱动层206f禹合到基底部分106。类似于图6，在图7所示的实例中，输入结构200的层叠结构可以受到电子设备100的外壳102的基底部分106的支撑。通过仅在驱动层206的角落处将驱动层206耦合到基底部分106，可以减少被用于把输入结构200耦合在外壳102内的材料。此外，通过仅在驱动层206的角落处将驱动层206耦合到基底部分106，当用户通过施加力向电子设备100提供输入时，感测层204和顺应层208可以具有增大的偏转。所述增大的偏转可以确保电子设备100接收到由用户提供的输入。虽然在图7中被显示成利用粘合剂320来把驱动层206耦合到基底部分106，应当理解的是，可以使用其他适当的耦合和/或结合组件。在一些非限制性实例中，驱动层206可以利用胶带、层压等等耦合到基底部分106。
[0116]正如这里所讨论的那样，输入结构200的感测层204和驱动层206可以电容性地检测从用户输入得到的力(F)。图8示出了感测层204、驱动层206以及位于其间的顺应层208的一部分。在图8所示的非限制性实例中，感测层204可以由传感器像素232的阵列形成，并且驱动层206可以由驱动像素234的阵列形成。这里所使用的“像素”不一定指代显示设备的像素(例如显示器的独立可照明区段)，而是指代形成传感器或感测区域的一部分的分立电极或其他分立电元件。
[0117]感测层204的每一个传感器像素232可以对应于驱动层206的单一驱动像素234，其中感测层204和驱动层206的相应像素可以对准并且位于顺应层208的相对侧。因此，每一对感测和驱动像素可以被视为一个电容器。如在该非限制性的示例性实施例中所示，传感器像素232和驱动像素234可以在对应的层内对准，并且可以被直接放置和/或耦合到顺应层208。在另一个非限制性实例中，感测层204的传感器像素232和驱动层206的驱动像素234可以耦合到基板(未示出)，其用于将电极放置在输入结构200的单独一层上。正如这里所讨论的那样，单一传感器像素232和相应的驱动像素234可以由输入结构200的单一输入组件或按钮使用，或者传感器像素232的一个阵列和相应的驱动像素234可以由单一输入组件或按钮使用。当传感器像素232与驱动像素234之间的距离作为接触部分104中的形变的结果而发生改变时，可以检测到电容改变。所述电容改变可以表明由向电子设备100提供输入的用户所施加的力。此外，发生电容改变的位置可以表明由用户施加的力的位置。也就是说，这里所描述的实施例可以通过确定处在施加力的位置下方或者通过其他方式与之相对应的一对像素来对力进行定位。因此，这里所描述的实施例不仅可以感测力，而且还可以感测施加力的位置，从而感测触摸或力的位置。在另一个实施例中，可以仅使用一层或者一个阵列的像素;所述像素关于邻近像素可以是相互电容性的。这一互电容的改变可以被用来检测力的位置和数量当中的任一项或全部二者，正如前面所描述的那样。
[0118]在如图9中所示的另一个非限制性实例中，感测层204可以由设置在第一方向上的多个传感器电容性列236形成。此外，在该非限制性实例中，驱动层206可以由在不同于第一方向的第二方向上设置的多个驱动电容性行238形成。虽然没有示出，但是形成输入结构200的感测层204和驱动层206的对应的电容性列236和电容性行238可以通过顺应层208分开，正如这里所讨论的那样。当感测层204利用传感器电容性列236并且驱动层206由驱动电容性行238形成时，传感器电容性列236与驱动电容性行238的交点处的电容改变可以表明由向电子设备100提供输入的用户所施加的力。为了检测交点处的电容改变，可以在预定序列中通过每一个传感器电容性列236或驱动电容性行238反复提供电荷或电流。当所检测到的电容从稳定或未压缩状态电容发生改变时，可以检测施加到感测层204的力的位置和/或数量。可以按照类似于前面关于图8描述的方式来确定触摸的位置;这例如是通过确定对应于正在经历或报告最大电容改变的驱动行与感测列的交点的位置而实现的。
[0119]图10示出了包括输入结构200的电子设备100的顶视图。如图10中所示并且在这里关于图2和3所讨论的那样，外壳102可以具有穿过接触部分104形成的一组微穿孔或孔洞220(用假想图示出)。在该非限制性实例中，可以在电子设备100的预定输入区域202a、202b、202c、202d中穿过接触部分104形成孔洞220。每一个输入区域202a、202b、202c、202d可以包括一组孔洞220。此外，正如这里所讨论的那样，输入区域202a、202b、202c、202d在被配置时可以具有通过被照明的孔洞220所定义的边界。虽然被显示成设置在栅格几何结构中，但是应当理解的是，穿过接触部分104形成所述一组孔洞220可以被放置在接触部分104内的任何几何结构或配置中。此外还应当理解的是，可以在接触部分104的整个表面之上形成孔洞220;但是正如这里所讨论的那样，当由光导层218和/或光源222提供光时，只有形成在输入区域202a、202b、202c、202d种的那些孔洞220才可以被用户看到。
[0120]图11示出了被配置成对应于特定输入设备或结构的特定输入区域的电子设备100和输入结构200的顶视图。如图11中所示，并且继续参照图10，输入区域202a、202c、202d(参见图10)可以被配置成与电子设备100的用户交互，其中每一个输入区域202a、202c、202d被配置成不同的输入设备。输入区域202b(参见图10)可以不被配置成输入设备，因此可以对于电子设备100被停用或者选择性地不可操作。此外，每一个输入区域可以是接触部分和/或输入结构200的不同的独有部分;任何或者所有此类区段的尺寸、形状或其他规格可以彼此不同并且与总体的输入结构和/或接触部分不同。相应地，所述输入结构可以被视为规格可配置的，这是在于形成在其上的不同输入区域的规格可以有所不同，并且这样的规格可以根据输入区域的功能和/或用户优选项而改变。
[0121]在图11所示的非限制性实例中，可以由光导层218和/或光源照明穿过活跃输入区域202a、202c、202d中的接触部分104形成的所选孔洞220，以便通过视觉方式向用户表明这些输入区域是交互式的。举例来说，如果形成在输入区域202a下方的输入结构200(参见图1O)被配置成QWERTY键盘输入设备239 (在后文中称作“QWERTY键盘239” )，则可以照明接触部分104的所选孔洞220以形成输入区域边界240和各个单独的键帽边界242，从而形成QWERTY键盘239的各个单独的输入按键244。输入区域边界240可以表明输入区域202a在何处结束，并且键帽边界242可以向用户表明QWERTY键盘239的每一个输入按键244在输入区域202a内所处的位置。
[0122]简要参照图12，其中示出了在输入区域202a内形成的输入结构200的放大部分12(参见图11)。还可以对穿过电子设备100的接触部分104形成的所选孔洞220进行照明，以便向电子设备100的用户提供按键图形符246。如图12中的非限制性实例所示，每一个被照明的输入按键244可以具有对应于在输入区域202a中形成的QWERTY键盘239的对应的输入按键244的被照明的按键图形符246。为了清楚起见，在图11中未示出被照明的图形符246微穿孔。
[0123]回到图11，输入区域202c、202d(参见图10)还可以被配置成使用输入结构200的不同输入设备。在该非限制性实例中，从输入结构200形成的输入区域202c可以被配置成跟踪板248。如图11的非限制性实例中所示，位于输入结构200的输入区域202c内的孔洞220可以提供对应于跟踪板248的跟踪板边界250。跟踪板边界250可以为用户提供关于跟踪板248的功能部分在电子设备100的接触部分104上结束的位置的视觉指示。此外还应当认识到，数据区域202c、202d具有不同于输入区域202a的规格。
[0124]在图11中所示出的另一个非限制性实例中，输入区域202d(参见图10)可以被配置成数字小键盘252。在该非限制性实例中，并且正如前面关于QWERTY键盘239和输入区域202a类似地讨论的那样，数字小键盘252可以具有通过选择性地照明接触部分104的孔洞220而定义的单独的键帽边界254，从而形成数字小键盘输入按键256。数字小键盘输入按键256可以包括对应于数字以及/或者例如加法、减法、乘法等数学运算的按键。不同于QWERTY键盘239的输入区域边界240和跟踪板248的跟踪板边界250，在输入区域202d中形成的数字小键盘252可以不包括区域边界指示器。也就是说，如图11中所示，数字小键盘252可以仅包括对应于每一个数字小键盘输入按键256的键帽边界254，并且可以不包括表明输入区域202d在电子设备100的接触部分104上结束的位置的边界。
[0125]正如这里所简短讨论的那样，触觉反馈模块226(参见图4)可以与形成在电子设备100内的输入结构200的每一个输入区域202a、202b、202c、202d电通信。触觉反馈模块226可以向电子设备100的输入区域202a、202b、202c、202d和/或接触部分104提供触觉信号，以便由电子设备100的用户感觉或体验。提供到接触部分104的触觉信号可以取决于由输入结构200配置的包括在输入区域202a、202b、202c、202d中的输入设备的类型，以及/或者在输入区域202a、202b、202c、202d内检测到的用户的动作。
[0126]在一个非限制性实例中，触觉反馈模块226(参见图4)可以在用户按下QWERTY键盘239的输入按键244以便与电子设备100进行交互时向输入区域202a和/或接触部分104提供触觉信号。由触觉反馈模块226提供的触觉信号可以模拟按下传统键盘中的按键套件的感觉。当用户按下数字小键盘252的输入按键256时，可以由触觉反馈模块226向接触部分104和/或输入区域202d提供类似的触觉信号。此外，当用户按下跟踪板248以提供输入时，可以由触觉反馈模块226向接触部分104和/或输入区域202c提供触觉信号。
[0127]触觉反馈模块226(参见图4)还可以向接触部分104提供触觉信号以作为表明用户接近该用户正与之交互的输入区域202a、202b、202c、202d的边界的指示或警告。在图11所示的非限制性实例中，当用户将其手指移动到对应于跟踪板248的跟踪板边界250附近和/或其上时，触觉反馈模块226可以向接触部分104和/或输入区域202c提供触觉信号。一旦触觉信号被感觉到，用户可以在离开输入区域202c并且与接触部分的落在输入区域202c之外的部分进行交互之前在跟踪板248内重新定位其手指。
[0128]虽然被显示成不同的输入设备，但是输入结构200可以被配置成辨识对应于其他输入设备的输入。在图11的非限制性实例中，形成输入区域202a中的QWERTY键盘239的输入结构200可以被配置成辨识使用在输入区域202c中的跟踪板248上的触摸和/或手指运动。输入结构200的感测层204和驱动层206(参见图2)可以感测用户的至少一个手指沿着被配置成QWERTY键盘239的输入区域202a中的接触部分104的扫动运动，其形式或方式类似于被配置成跟踪板248的输入区域202c。其结果是，电子设备100的用户可以不需要将其手指从输入区域202a移动到输入区域202c，而是可以使用输入区域202a作为QWERTY键盘239和跟踪板248。
[0129]输入结构200可以基于电子设备100的操作模式动态地改变输入设备的规格和/或配置。在另一个非限制性实例中，如图13A中所示，与输入区域202a对准的输入结构200可以最初被配置成QWERTY键盘239，并且类似于这里关于图11讨论的输入结构200。被配置成QWERTY键盘239的输入结构200例如可以包括方向按钮258。如图13A中所示，当电子设备100被使用在传统的操作模式下或者利用传统的程序(例如字处理、互联网浏览等等)来使用时，QWERTY键盘239的方向按钮258可以位于输入区域202a的下方部分，并且与字母数字和符号输入按键244相对。
[0130]但是当电子设备100被用于独有的操作模式或者独有的程序时，输入结构200可以基于所述独有的操作模式或程序动态地改变其形状和/或配置或者其他规格。继续图13A的非限制性实例，图13B可以描绘出被用来运行可以仅利用方向按钮258的独有程序(例如交互式游戏)。其结果是，输入结构200可以被重新配置成仅向电子设备100的用户显示和/或提供方向按钮258。如图13B中所示，输入结构200可以调节其配置以便仅仅显示方向按钮258，并且可以将方向按钮258重新定位到输入区域202a的中心。此外，在该非限制性实例中并且与图13A进行比较，输入结构200还可以放大方向按钮258。对于输入结构200的方向按钮258的重新配置、重新定位以及/或尺寸调整可以通过修改或调节可由输入结构200照明的接触部分104的所选孔洞220来实现，正如这里所讨论的那样。
[0131 ]在图14所不出的另一个非限制性实例中，电子设备100的接触部分104可以被模制。与图11进行比较，电子设备100的接触部分104可以不包括孔洞220(参见图11)，而是可以被模制以便在接触部分104上显示出输入结构200的特征。在图14所示出的非限制性实例中，接触部分104可以包括式样260，其用以示出输入区域边界240以及单独的键帽边界242，从而在输入区域202a中形成输入按键244(参见图10)。此外，在该非限制性实例中，接触部分104可以被模制260，从而在输入区域202c中形成对应于跟踪板248的跟踪板边界250(参见图10)。接触部分104的式样260可以利用任何适当的技术或处理来形成，其中包括而不限于蚀刻、浇铸、模塑、沉积、研磨、铣削等等。
[0132]正如这里所讨论的那样，输入结构200可以被配置成用于电子设备100的多种不同的可互换输入设备。在图15A和15B所不出的非限制性实例中，电子设备100的单一输入结构200可以被配置成具有两种不同的操作模式或输入设备，其中输入结构200的每一个输入设备是不同的输入设备。如图15A中所示，输入结构200可以被配置在第一操作模式下或者被配置成第一输入设备，其中第一输入设备可以对应于或者可以将输入结构200配置成QWERTY键盘239。与此不同，图15B示出了被配置在第二操作模式下或者被配置成第二输入设备的电子设备100的输入结构200，其不同于图15A中所不出的输入结构200的第一输入设备。输入结构200的第二操作模式或第二输入设备可以对应于或者被操作成跟踪板248。
[0133]可以利用模式按键262在第一输入设备和第二输入设备之间切换或转换输入结构200。如图15A和15B中所示，包括在电子设备100中的模式按键262可以与输入结构200电通信。基于用户对于输入结构200的操作需求，模式按键262可以被用来在第一操作模式或第一输入设备(例如图15A的QWERTY键盘239)与第二操作模式或第二输入设备(例如图15B的跟踪板248)之间转换或切换输入结构200。虽然在图15A和15B中被显示成不同于输入结构200的按钮或按键，但是应当理解的是，模式按键262可以被合并为包括在输入结构200中的输入按键。
[0134]出于解释的目的，前面的描述使用了特定的命名法来提供关于所描述的实施例的透彻理解。但是本领域技术人员将认识到，不需要所述具体细节来实践所描述的实施例。举例来说，这里所描述的实施例可以被合并到鼠标或其他输入设备中，以便为此类输入设备提供前面所描述的功能。因此，前面对于这里所描述的具体实施例的描述是出于说明和描述的目的而给出的。其目标不是进行穷举或者把所述实施例限制到所公开的确切形式。本领域技术人员将认识到，根据前面的教导可能有许多修改和变型。
【主权项】
1.一种输入结构，其特征在于，包括: 定义用户输入表面并具有微穿孔阵列的可形变基板； 动态可配置的照明层，其配置成基于动态可配置的照明层的配置经由所述微穿孔在所述用户输入表面处显示符号集合； 设置在所述可形变基板下方并配置成响应于所述基板的形变而产生电气响应的输入结构；以及 配置成基于所述电气响应生成用户输入信号的处理器，所述用户输入信号对应于所述符号集合中的相应符号。2.根据权利要求1所述的输入结构，其特征在于: 所述符号集合为第一符号集合;并且 所述动态可配置的照明层进一步配置成经由所述微穿孔在所述用户输入表面处显示第二符号集合。3.根据权利要求2所述的输入结构，其特征在于，所述用户输入信号对应于所述第一符号集合中的符号或者所述第二符号集合中的符号。4.根据权利要求2所述的输入结构，其特征在于，所述配置对应于所述第一符号集合或者所述第二符号集合。5.根据权利要求1所述的输入结构，其特征在于，所述输入结构包括: 感测层；以及 电容性耦合到感测层的驱动层。6.根据权利要求5所述的输入结构，其特征在于，所述基板的形变使得所述感测层相对于所述驱动层平移。7.根据权利要求6所述的输入结构，其特征在于，所述感测层相对于所述驱动层的平移引起在所述感测层和所述驱动层之间测量的电容的改变。8.一种键盘，其特征在于，包括: 外壳，其包括: 定义用户输入表面的接触部分；以及 耦合到接触部分的基底部分； 位于接触部分与基底部分之间的输入结构，所述输入结构配置成检测在所述外壳的接触部分处接收到的力以及力的位置;以及动态可配置的照明层，其配置成: 根据第一配置照明所述用户输入表面； 根据第二配置照明所述用户输入表面，所述第二配置具有与所述第一配置不同的照明式样。9.根据权利要求8所述的键盘，其特征在于，对所述接触部分处接收到的力以及力的位置的检测是基于在输入结构处测量的电容。10.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于，所述电容的测量的位置对应于在所述接触部分处接收到的力的位置。11.根据权利要求9所述的键盘，其特征在于，所述电容的量值对应于在所述接触部分处接收到的力。12.根据权利要求8所述的键盘，其特征在于，所述接触部分还包括穿过所述用户输入表面延伸的一组孔洞。13.根据权利要求12所述的键盘，其特征在于: 所述一组孔洞的第一子集定义所述第一配置;并且 所述一组孔洞的第二子集定义所述第二配置。14.根据权利要求8所述的键盘，其特征在于，所述输入结构的表面被直接贴附到所述接触部分的内表面。15.根据权利要求14所述的键盘，其特征在于，所述接触部分的形变使得所述输入结构的表面发生形变。16.—种电子设备，其特征在于，包括: 具有可形变的接触部分的外壳； 位于所述外壳下方并且配置成响应于所述接触部分的形变来检测电容变化的输入结构； 设置在所述外壳内的照明层；以及 操作上连接到所述输入结构和所述照明层的处理器，其中所述处理器配置成: 选择性地激活所述照明层以显示所述接触部分处的第一配置的标记； 选择性地激活所述照明层以显示所述接触部分处的第二配置的标记；以及 响应于对所述接触部分的形变的检测，基于来自所述输入结构的输出生成用户输入信号。17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述第一配置的标记不同于所述第二配置的标记。18.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述第一配置的标记或者所述第二配置的标记定义下列至少之一: 所述接触部分上的单个按键边界；以及 所述接触部分上的单个符号。19.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述输入结构包括: 感测层；以及 电容性耦合到感测层的驱动层。20.根据权利要求19所述的电子设备，其特征在于，顺应层位于所述感测层和所述驱动层之间。21.根据权利要求19所述的电子设备，其特征在于: 所述感测层包括第一像素阵列;并且 所述驱动层包括第二像素阵列。22.根据权利要求21所述的电子设备，其特征在于，所述第一像素阵列的像素和所述第二像素阵列的像素定义驱动感测像素对，所述驱动感测像素对协作来感测施加在接触位置上的力的位置。23.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，还包括触觉反馈模块，其操作上连接到所述处理器并且配置成响应于所述接触部分的形变来提供触觉反馈信号。
【文档编号】G06F3/02GK205485954SQ201620238700
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年9月29日
【发明人】J·B·莫雷尔, R·A·霍普金森, P·M·阿诺德, M·M·西尔瓦托, W·F·勒盖特
【申请人】苹果公司