专利名称：具有显示功能的键输入装置和具有该装置的便携式电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有显示功能的键输入装置和具有该装置的便携式电子 设备，更具体地说，涉及这样一种具有显示功能的键输入装置和具有该装置 的便携式电子设备，所述键输入装置通过设置在显示面板上的多个杠杆键(lever button)中包括的窗口来显示图像，并且尽管所述键输入装置很薄， 但其仍为用户提供良好的输入感觉。
背景技术：
通常，键输入装置响应于用户的按键操作而产生开关信号并且输出该产 生的开关信号。当用户按键时，键输入装置通过弹性构件来检测用户的输入， 其中，所述弹性构件向下运动然后恢复到其初始位置。圓顶形的金属通常被 用作弹性构件。近来，已经提出了具有显示功能的键输入装置。但是，当键输入装置较 薄时，其很难为用户提供良好的输入感觉，而当键输入装置较厚时，虽然用户具有良好的输入感觉，但是由于该键输入装置的厚度或者复杂的结构，难 以装配该键输入装置。发明内容技术问题本发明提供一种具有显示功能的键输入装置，所述键输入装置很薄并且 提供良好的输入感觉。本发明还提供一种具有所述键输入装置的便携式电子设备。 技术方案根据本发明的一方面，提供了一种具有显示功能的键输入装置，其响应 于用户的按键产生开关信号，所述装置包括多个杠杆键，在所述杠杆键的 至少一部分上具有透明窗口 ，每个透明窗口的一边被固定，而每个透明窗口的另一边被弹性地竖直地偏置；开关基底，被设置在所述多个杠杆键的下方，包括分别对应于透明窗口的开口 ，并且通过被设置为分别与杠杆键的弹性部 分对应的多个开关，根据所述多个杠杆键的任一个的运动产生开关信号；显 示面板，在对应于每个透明窗口的区域中提供图像，所述显示面板的至少一 部分被设置在所述多个杠杆键的下方。所述多个杠杆键可包括多个键，各自分开；弹性板，为设置在所述多 个键的下方的板状构件，并且包括多个弹性部分，弹性板的对应于所述多个 键的一部分被部分地切开，所述多个弹性部分的每个具有对应于各个透明窗 口的开口 。所述多个弹性部分的每个可包括沿着每个4定的外轮廓被部分地切 开的自由边和未被切开的固定边，其中，当键被按压时，自由边运动。弹性 板可由金属、塑料或橡胶板制成。所述多个杠杆键可包括一个键板，所述一个键板被划分为多个键区，每 个键区的一边被固定而另 一边被部分切开。所述多个杠杆键还可包括键垫， 所述键垫被设置在键板的下方并具有分别与所述多个杠杆键的透明窗口对应 的多个开口 。在所述键垫的背面可设置有分别对应于所述多个开关的多个突起。所述多个杠杆键可包括多个键，各自分开；支撑结构，用于支撑所述 多个键的每个的固定边。所迷多个杠杆键还可包括键垫，所述键垫被设置在 所述多个键的下方并具有分别与所述多个杠杆键的透明窗口对应的多个开 口，其中，支撑结构是开关基底的一部分，所述一部分被设置在键垫的下方 并且支撑键垫的与所述多个键的固定边对应的那部分。在所述键垫的背面可 设置有分别对应于所述多个开关的多个突起。开关基底可被设置在所述多个杠杆键和显示面板之间，并且具有分别与 所述多个杠杆键的透明窗口对应的开口。所述装置还可包括加强板，所述加 强板被设置在开关基底和显示面板之间并具有对应于所述窗口的开口 ，并且 通过支撑开关基底的背面而保护显示面板。开关基底可被设置为与显示面板的外围毗邻。所述装置还可包括加强结 构，所述加强结构被设置在开关基底的下方，并且支撑开关基底的背面。根据本发明的一方面，提供了一种便携式电子设备，该便携式电子设备 包括多个杠杆键，在所述杠杆键的每个的至少一部分上具有透明窗口，透 明窗口的一边被固定，而透明窗口的另一边被弹性地竖直地偏置；开关基底， 被设置在所述多个杠杆键的下方，包括分别对应于所述透明窗口的开口 ，并且通过被设置为分别与杠杆键的弹性部分对应的多个开关，根据所述多个杠 杆键的任一个的运动产生开关信号；显示面板，在对应于每个透明窗口的区域中提供图像，所述显示面板的至少一部分被设置在所述多个杠杆键的下方； 键显示控制器，在对应于透明窗口的显示面板的区域中显示根据开关信号而 变化的图像。 有益效果根据本发明，键输入装置的部件的厚度和数量可被显著地减小，同时为 用户提供良好的输入感觉。因此，可降低具有显示功能的键输入装置以及具 有所述装置的便携式电子设备的装配和制造成本。
图1是根据本发明实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图； 图2是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图；图3是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图；图4是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图；图5是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图；图6是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图；图7A和图7B显示了根据本发明实施例的包括具有显示功能的键输入装 置的便携式电子设备。
具体实施方式
现在，将参照附图更加彻底地描述本发明，在附图中显示了本发明的示 例性实施例。图1是根据本发明实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图。 图1中所示的键输入装置包括键盘200，多个键201按照相同的水平面设 置于该键盘200中；弹性板210，设置于键盘200的下方；开关基底(switchsubstrate) 250,设置于弹性板210的下方；显示面板280,设置于开关基底 250的下方。在当前实施例中，由独立地设置的多个键201和具有分别与所 述多个键201对应的多个弹性部分230的弹性板210构成多个杠杆键。所述多个键201的每个包括由透明塑料物质形成的透明窗口 202。键201 的其余部分可由塑料或金属物质制成。弹性板210设置于键盘200的下方。弹性板210包括通过部分地切开对 应于所述多个键201的部分而形成的多个弹性部分230,弹性部分230的每 个具有对应于透明窗口 202的开口 240。当特定的键201被按压时，被按压 的键201的底部推动对应的一个弹性部分230的自由边231,使得弹性部分 230相对于固定边232弯曲，从而弹力被施加到被按下的《建201。弹性板210可由具有良好的弯曲弹性的塑料、橡胶或金属板制成。由于 具有显示功能的键输入装置应该很薄，因此弹性板210应该很薄，并且应力 必然集中于由于开口 240的存在而具有窄的宽度的固定边232。因此，弹性 板210可由具有高强度和长寿命的金属板制成。金属板的材料的示例有不锈 钢、铝合金、镁合金等。开关基底250包括分别与窗口 202对应的多个开口 270,并且可包括^皮 设置为与键201的窗口 202的周围对应(更具体地说，与弹性部分230的自 由边231对应)的多个开关260。对于开关260来说，可以使用任何类型的 开关，只要该开关能够检测到与自由边231的接触。在当前实施例中，每个 开关260可以是弹性圓顶开关，其包括在外面的圓顶式弹性构件和在圓顶里 面的碳才妾角虫件(carbon contact, 未示出)。显示面板280的至少一部分(例如，用于显示通过具有窗口 202的所述 多个键201突出的图像的那部分)被设置在开关基底250的下方。换句话说， 用于所述显示功能的显示面板280可单独地预备，或者可将电子设备的主显 示面板的一部分设置在开关基底250的下方，以执行所述显示功能。为了使用户看见显示在显示面板280上的图像，键201的窗口 202由透 明物质制成，并且弹性板210中包括的开口 240和开关基底250中包括的开 口 270沿竖直方向依次地设置于窗口 202的下方。现在，将描述键盘200、弹性板210和开关基底250响应于用户的按压 而产生开关信号的操作。当用户按压在键盘200中包括的键201之一时，位 于所述被按压的键201的下方的弹性部分230相对于固定到框架220的固定边232弯曲，并且自由边231由于压力而被推动。键盘200可由塑料材料制 成，而弹性板210可由具有良好的弯曲弹性的塑料或金属板制成。具体地说， 当键输入装置很薄时，为了提供足够的弹力，弹性板210可由不锈钢、铝合 金、镁合金或其它类似的材料制成。当弹性部分230弯曲时，在开关基底250中包括的开关260中的位于弯 曲的弹性部分230的下方的那一个被按压，并且开关基底250产生对应于被 按压的开关260的开关信号。对应于被按压的开关260的开关信号的值可为 T 。当用户释放被按压的键201时，弯曲的弹性部分230恢复到其初始位置， 使得被按压的开关260恢复到其初始位置。根据开关260恢复到其初始位置， 对应于被按压的开关260的开关信号的值可为'0'。根据本发明实施例的包括具有显示功能的键输入装置的便携式电子设备 还包括提供根据上述开关信号的变化而变化的图像的显示控制器(未示出)。 所述显示控制器可将显示面板280划分为与被包括在键盘200中的键201的 数量相同数量的区域，并且在每个划分的区域中显示图像。在显示面板280 上显示的多个图像通过开关基底250的开口 270、弹性板210的开口 240和 透明窗口 202分别,皮显示在4建201上。图2是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视图。图2中显示的键输入装置与图1中显示的键输入装置基本相同。但是在 开关基底250和显示面板280之间还可包括用于支撑开关基底250的背面并 保护显示面板280的加强板290。与弹性板210和开关基底250的情况相同， 加强板290包括与键201的窗口 202对应的开口 292。图3是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视 图。图3中显示的键输入装置包括设置在单一的键板300的一部分上的多个 杠杆键301。键板300可以是用于覆盖便携式电子设备的主显示区域的前盖。 键板300被划分为多个键区，每个键区的一边被固定，而其另一边被部分地 切开，从而每个自由边331弹性地运动。所述多个杠杆键301的每个包括透 明窗口 302,并且可在所述多个杠杆键301的背面附着键垫310。键垫310包 括分别对应于窗口 302的开口 312。键垫310可由例如硅或聚氨酯的物质制 成，以在杠杆键301的操作中提供软垫的感觉，并且防止杂质通过切开部分进入。包括被设置为与窗口 302周围的按压部分(即，自由边331)对应的多 个开关350的开关基底340被设置在杠杆键301的下方。在4建垫310的背面 310'可包括分别对应于所述多个开关350的多个突起315。在这种情况下，开 关350可以是弹性圓顶开关，其由于键301的操作而可被向下按压，然后恢 复到其初始位置。在具有弹性的圓顶式结构中可包括碳接触件(未示出)，并 且圓顶式结构的材料通常采用金属。但是，开关350不限于圓顶开关，而是 可为其它类型的开关，只要它们是按压感库开关。显示面板380被设置在开关基底340的下方。另外，用于支撑开关基底 340的背面的加强结构360可被设置在开关基底340的下方。这里，开关基 底340可被设置在与显示面板380的外围毗邻的区域382上。在这种情况下， 显示面板380的内部的边缘区域可通过4建301的窗口 302突出，并且4建301 的自由边331可对应于设置在开关基底340上的开关350。图3中所示的键输入装置还可包括提供根据开关信号的变化而变化的图 像的显示控制器(未示出)。所述显示控制器可将显示面板380划分为主显示 区域和键显示区域，更具体地说，键显示区域被划分为与键301的数量相同 数量的区域，并且在每个划分的区域中显示图像。在键显示区域上显示的多 个图像通过键垫310的开口 312和透明窗口 302被分别显示在键301上。图4是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视 图。在当前实施例中，杠杆键可包括多个独立分离的键401和用于支撑所述 多个键401的每个固定边的支撑结构。杠杆键还可包括设置在所述多个键401 的下方的键垫410,其中，支撑结构是设置在键垫410的下方的开关基底440 的一部分444，并支撑4建垫410的一部分414,所述一部分414与所述多个4建 401的每个固定边对应。所述多个键401可由透明塑料板制成，并且在其至少一部分上包括透明 窗口 (未示出)。另外，^t垫410包括分别对应于窗口的开口 412。 4定垫410 可由例如硅或聚氨酯的材料制成，以在键401的操作中提供软垫的感觉，并 且防止杂质通过键401周围的缝隙进入。可在键垫410的背面设置分別与开 关基底440上的多个开关450对应的多个突起(未示出)。开关基底440可被设置在键垫410和显示面板480之间。在这种情况下， 开关基底440可包括分别与键401的窗口和键垫410的开口 412对应的开口442。用于保护显示面板480的加强板可被设置在开关基底440的背面。现在，将根据当前实施例描述杠杆键的操作。当用户按压键401之一时， 在键垫410中包括的相关开口 412的周围部分413和414被按压。 一部分414 被设置在键垫410的背面的开关基底440的对应部分444支撑，而另一部分 413按压设置在开关基底440的对应部分上的开关450。图5是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视 图。图5中显示的键输入装置包括设置在单一的键板500的一部分中的多个 杠杆键501。键板500可为用于覆盖便携式电子设备的主显示区域的前盖。 键板500被划分为多个键区，每个键区的一边532被固定而另一边被部分切 开，从而每个自由边531弹性地运动。多个杠杆4建501的每个包括透明窗口 502，并且键垫510可附着到所述多个杠杆键501的背面。键垫510包括分别 对应于窗口 502的开口 512。键垫510可由例如硅或聚氨酯的材料制成，以 在键501的操作中提供软垫的感觉，并且防止杂质通过键板500的切开部分 进入。显示面板580被设置在杠杆键501的下方，并且开关550可被设置为与 显示面板580的外围毗邻。这里，开关基底540可与用于驱动显示面板580 的印刷电路板(PCB)形成为一体。杠杆键501的窗口 502对应于显示面板 580的显示区域，并且窗口 502的周围部分的按压部分(即，自由边531)对 应于与显示面板580的外围相邻地设置的开关550。在键垫510的背面上可 设置分别对应于开关550的多个突起(未示出)。在这种情况下，如果开关 550中的一个由于对应的键501的操作而被按压然后被释放，则被按压的开 关550可自然地恢复。可应用包括上述弹性圓顶开关的各种按压感应开关。图6是根据本发明另一实施例的具有显示功能的键输入装置的分解透视 图。根据当前实施例，杠杆^t可包括具有多个开口 612的《建垫610和由透明 物质制成并各自分开的多个键601。键601的第一边632从窗口 602延伸并 且在键垫610的正面与开口 612的外围的一边614重叠，而位于第一边632 的相对位置的第二边631从键垫610的背面延伸到外部。与图5的实施例一样，显示面板680被设置在杠杆键的下方，并且多个 开关650被设置为与显示面板680的外围毗邻。开关基底640可与用于驱动 显示面板680的PCB形成为一体。在这种情况下，所述多个开关650被设置 为分别与所述多个《t 601的第二边631对应。图7A和图7B显示了根据本发明实施例的包括具有显示功能的键输入装 置的便携式电子设备，例如，移动通信终端。现在，将描述通过每个键201 的窗口显示各种图像的简单示例。在图7A所示的移动通信终端的初始模式 下，如果用户按压显示了指示通话功能的图像的键201,则在键201上可显 示用于输入电话号码的整数0至9和指示通话开始功能的图像以及指示通话 结束功能的图像，如图7B所示。如上所述，根据本发明，键输入装置的部件的厚度和数量可被显著地减 小，同时为用户提供良好的输入感觉。因此，可降低具有显示功能的键输入 装置以及具有所述装置的便携式电子设备的装配和制造成本。虽然已经详细地显示并描述了本发明的示例性实施例，但是本领域普通 技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况 下，可在此做出形式和细节上的各种改变。
权利要求
1、一种具有显示功能的键输入装置，其响应于用户的按压产生开关信号，所述装置包括多个杠杆键，在所述杠杆键的每个的至少一部分上具有透明窗口，杠杆键的每个在透明窗口的一侧的一边被固定，而杠杆键的每个在透明窗口的相对一侧的另一边弹性地竖直地运动；开关基底，被设置在所述多个杠杆键的下方，包括分别对应于透明窗口的开口，并且通过被设置为分别与杠杆键的弹性部分对应的多个开关，根据所述多个杠杆键的任一个的运动产生开关信号；显示面板，在对应于每个透明窗口的区域中提供图像，所述显示面板的至少一部分被设置在所述多个杠杆键的下方。
2、 如权利要求l所述的装置，其中，所述多个杠杆键包括 多个键，各自分开；弹性板，为设置在所述多个键的下方的板状构件，并且包括多个弹性部 分，弹性板的对应于所述多个键的一部分被部分地切开，所述多个弹性部分 的每个具有对应于每个透明窗口的开口 。
3、 如权利要求2所述的装置，其中，所述多个弹性部分的每个包括沿着 每个键的外轮廓被部分地切开的自由边和未被切开的固定边，其中，当键被 4姿压时，自由边运动。
4、 如权利要求2所述的装置，其中，弹性板由金属板制成。
5、 如权利要求2所述的装置，其中，弹性板由塑料或橡胶板制成。
6、 如权利要求l所述的装置，其中，所述多个杠杆键包括一个键板，所 述一个键板被划分为多个《建区，每个键区的一边被固定而另 一边被部分切开。
7、 如权利要求6所述的装置，其中，所述多个杠杆键还包括键垫，所述 键垫被设置在键板的下方并具有分别与所述多个杠杆键的透明窗口对应的多 个开口。
8、 如权利要求7所述的装置，其中，在所述键垫的背面设置有分别对应 于所述多个开关的多个突起。
9、 如权利要求l所述的装置，其中，所述多个杠杆键包括 多个键，各自分开；支撑结构，用于支撑所述多个键的每个的固定边。
10、 如权利要求9所述的装置，其中，所述多个杠杆键还包括键垫，所 述键垫被设置在所述多个键的下方并具有分别与所述多个杠杆键的透明窗口 对应的多个开口 ，其中，支撑结构是开关基底的一部分，所述一部分被设置在键垫的下方 并且支撑键垫的与所述多个键的固定边对应的那部分。
11、 如权利要求IO所述的装置，其中，在所述键垫的背面设置有分别对应于所述多个开关的多个突起。
12、 如权利要求1所述的装置，其中，开关基底被设置在所述多个杠杆 键和显示面板之间，并且具有分别与所述多个杠杆键的透明窗口对应的开口 。
13、 如权利要求12所述的装置，还包括加强板，所述加强板被设置在开 关基底和显示面板之间并具有对应于所述窗口的开口 ，并且通过支撑开关基 底的背面而保护显示面板。
14、 如权利要求1所述的装置，其中，开关基底被设置为与显示面板的 外围邮h邻。
15、 如权利要求14所述的装置，还包括加强结构，所述加强结构被设置 在开关基底的下方，并且支撑开关基底的背面。
16、 如权利要求14所述的装置，其中，开关基底与用于驱动显示面板的 印刷电路板(PCB)形成为一体。
17、 一种便携式电子设备，包括多个杠杆键，在所述杠杆键的每个的至少一部分上具有透明窗口 ，杠杆 键的每个的一边被固定，而杠杆键的每个的另一边被弹性地竖直地偏置；开关基底，被设置在所述多个杠杆键的下方，包括分别对应于所述窗口 的开口 ，并且通过被设置为分别与杠杆键的弹性部分对应的多个开关，根据 所述多个杠杆键的任一个的运动产生开关信号；显示面板，在对应于每个透明窗口的区域中提供图像，所述显示面板的 至少一部分被设置在所述多个杠杆键的下方；键显示控制器，在与透明窗口对应的显示面板的区域中显示根据开关信 号而变化的图像。
18、 如权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个杠杆键包括 多个键，各自分开；弹性板，为设置在所述多个键的下方的板状构件，并且包括多个弹性部 分，弹性板的对应于所述多个键的一部分被部分地切开，所述多个弹性部分 的每个具有对应于各个透明窗口的开口 。
19、 如权利要求18所述的便携式电子设备，其中，所述多个弹性部分的每个包括沿着每个键的外轮廓被部分地切开的自由边和未被切开的固定边， 其中，当键被按压时，自由边运动。
20、 如权利要求18所述的便携式电子设备，其中，弹性板由金属板制成。
21、 如权利要求18所述的便携式电子设备，其中，弹性板由塑料或橡胶 板制成。
22、 如权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个杠杆键包括 一个键板，所述一个键板被划分为多个键区，每个键区的一边被固定而另一 边—皮部分切开。
23、 如权利要求22所述的便携式电子设备，其中，所述多个杠杆键还包 括键塾，所述键垫被设置在键板的下方并具有分别与所述多个杠杆键的透明 窗口对应的多个开口 。
24、 如权利要求23所述的便携式电子设备，其中，在所述键垫的背面设 置有分别对应于所述多个开关的多个突起。
25、 如权利要求17所述的便携式电子设备，其中，所述多个杠杆键包括 多个键，各自分开；支撑结构，用于支撑所述多个键的每个的固定边。
26、 如权利要求25所述的便携式电子设备，其中，所述多个杠杆键还包 括键垫，所述键垫被设置在所述多个键的下方，并具有分别与所述多个杠杆^:的透明窗口对应的多个开口 ，其中，支撑结构是开关基底的一部分，所述一部分被设置在键垫的下方 并且支撑键垫的与所述多个键的固定边对应的那部分。
27、 如权利要求26所述的便携式电子设备，其中，在所述键垫的背面设 置有分别对应于所述多个开关的多个突起。
28、 如权利要求17所述的便携式电子设备，其中，开关基底被设置在所 述多个杠杆键和显示面板之间，并且具有分别与所述多个杠杆4定的窗口对应 的开口。
29、 如权利要求28所述的便携式电子设备，还包括加强板，所述加强板被设置在开关基底和显示面板之间，并具有分别对应于所迷透明窗口的开口 ， 并且通过支撑开关基底的背面而保护显示面板。
30、 如权利要求17所述的便携式电子设备，其中，开关基底被设置为与 显示面板的外围毗邻。
31、 如权利要求30所述的便携式电子设备，还包括加强结构，所述加强 结构被设置在开关基底的下方，并且支撑开关基底的背面。
32、 如权利要求30所述的便携式电子设备，其中，开关基底与用于驱动 显示面板的印刷电路板(PCB)形成为一体。
全文摘要
提供一种具有显示功能的键输入装置和具有该装置的便携式电子设备，所述键输入装置响应于用户的按压产生开关信号。所述键输入装置包括多个杠杆键，在所述杠杆键的每个的至少一部分上具有透明窗口，每个透明窗口的一边被固定，而每个透明窗口的另一边被弹性地竖直地偏置；开关基底，被设置在所述多个杠杆键的下方，包括分别对应于透明窗口的开口，并且通过被设置为分别与杠杆键的弹性部分对应的多个开关，根据所述多个杠杆键的任一个的运动产生开关信号；显示面板，在对应于每个透明窗口的区域中提供图像，所述显示面板的至少一部分被设置在所述多个杠杆键的下方。所述便携式电子设备包括键输入装置；键显示控制器，在分别对应于透明窗口的显示面板的区域中显示根据开关信号而变化的图像。
文档编号H01H13/70GK101238532SQ200680028665
公开日2008年8月6日 申请日期2006年8月3日 优先权日2005年8月4日
发明者任一明, 俞炳仁, 崔昌圭, 朴俊浩, 梁弘锡, 洪先基, 金喃佑, 金渊培, 金诚运, 黄光一 申请人:三星电子株式会社