滑动机构、按钮机构、磁性锁存机构和按键机构的制作方法_3

文档序号:10094483阅读:来源:国知局
致动时),由该一对磁体125_1、126_1产生的排斥力可以提供触觉阻力。第二,该一对磁体125-1、126-1之间的排斥力也可以提供锁存力,一旦按钮被致动,该锁存力保持按钮121-1按下。
[0053]图5A描述了对于如图4A-B所示具有磁性锁存器的按钮机构的示例触觉响应。特别地,图5A描述了触觉响应曲线500,其表示为力F随致动距离X而变化。在图5B的示例图中,当按钮在上位置或未压下时,致动距离X为0,并且当按钮被按压或处于压下状态时,致动距离X增加。如在前面的例子中,力F的正值代表从用户或外部对象的角度观察到的阻力。
[0054]如图5A中的曲线500所示,该一对磁体被构造为产生阻力,该阻力阻止在将按钮从上位置(图4A)向下位置(图4B)移动时的致动或压下运动。特别地,当按钮被朝向中间位置510按压时,该一对磁体产生增加的阻力。该阻力在紧接在中间位置510之前的点511达到局部最大阻力。如图5A所示,在按钮经过中间位置510之后,该一对磁体帮助将按钮拉入到下位置或压下位置中。在一些情况下,当按钮被一直向下拉时,这导致正的触觉初始阻力,其后伴随着肯定的啪嗒声或喀哒声。这可以提供正的反馈给用户,并且指示该致动已经完成以及接触已经完成。
[0055]在一些情况下,该按钮还包括弹簧,该弹簧可以在用户移开他或她的手指后提供返回力以将按钮回复到未压下状态或上位置。在一些情况下,弹簧力足够强,以克服由该一对磁体提供的锁存力。虽然弹簧可能减小净的锁存力,但是当按钮被致动通过其全行程时,用户仍然可以感知到触觉啪嗒或喀哒声。此外,在一些情况下,磁体中的一个磁体可以是电磁体,其能够被选择性地致动。在一个例子中,当按钮被压下时,该电磁体被结合或可操作。在按钮被压下之后,该电磁体然后可以被选择性地脱离或关闭,从而允许按钮在用户抬起他或她的手指时回到在上位置或未压下状态。
[0056]将图5A中的代表具有一对磁体的按钮的力曲线500和图5B中的代表具有传统的圆顶开关的按钮的力曲线550进行比较。如图5B所示,具有圆顶开关的按钮还提供初始阻力,该初始阻力增加到局部最大值551。当圆顶开关被压下经过最大值点时,圆顶可能弯曲和/或逆向,这在按钮行程的底部产生肯定的喀哒声或啪嗒声。因此,如示例力曲线500和550所示,具有一对磁体的按钮能够被构造为模拟具有圆顶开关的传统按钮的触觉响应。
[0057]如图4A-B所示的磁体操作按钮的一个附加优点是该触觉响应可以通过选择适当的磁体强度和/或在按钮机构内的磁体位置来被调整或优化。此外,如果上述磁体中的一个或两者是电磁体,通过使用控制器或其它电子电路,该按钮的触觉力可以是可变的或定制的。更进一步,如上关于滑块机构所讨论的,可以使用多于一对磁体来产生取决于附加磁体对的相对位置的多个局部最大值或平稳触觉反馈。
[0058]可替换地,磁体对也可以用来为按钮组件提供捕获装置。图6A-B描述了具有磁性捕获装置的示例按钮机构120-2。如图6A-B所示,按钮机构120-2可以包括相对于壳体101或基体可滑动地结合的按钮121-2。如在前面的例子中那样,按钮121-2被构造为在偏移位置(图6A)和下位置或压下位置(图6B)之间移动。
[0059]按钮机构120-2还包括一对磁体125-2和126_2,其被构造为用作捕获装置。特别地,第一磁体125-2相对于壳体101被固定,并且具有第一极性取向。如图6A所示,当按钮处于紧接在完全在上位置或最大延伸位置之下的偏移位置时,第二磁体126-2可以位于第一磁体125-2附近。在本例中,第二磁体126-2具有与第一极性取向相同的第二极性取向。因此,该一对磁体125-2和126-2产生吸引力,并且可以用来帮助将按钮121-2维持在如图6A所示的偏移位置中。注意,由于按钮121-2和壳体的限位特征部之间的间隙,按钮121-2可以从图6A所示的偏移位置进一步向外延伸。
[0060]当按钮位于如图6A所示的偏移位置(两个磁体125-2、126-2彼此最接近的位置)时,图6A-B描述的磁体构造代表固有稳定机构。如前建议地,磁体125-2、126-2中的一个磁体的极性可以被反向,以将该机构变成锁存机构,该锁存机构可能在磁体125-2、126-2彼此最接近的位置处是固有不稳定的。
[0061]在如图6A-B描述的构造中,按钮机构120-2也可以提供期望的触觉响应。特别地,如图7所示,按钮机构具有一对如图6A-B所示的磁体,可以产生由力曲线700代表的触觉响应。如图7所示,按钮机构可以在位置711处具有最大力。当用户施加力以致动该按钮时,该力可能增加到最大力(位置711),然后力可能逐渐减小。在一些情况下,当磁体移动经过位置711时,按钮产生轻微的释放,从而提供按钮已经被致动的触觉指示。在一些情况下,按钮组件还包括弹簧,该弹簧在用户提供的力被移除后帮助将按钮返回到偏移位置。
[0062]如图6A-B所示的按钮构造120-2的另一个潜在好处是,按钮的偏移或未压下位置可以被更精确地控制。在一些情况下,第一磁体125-2通过使用高精度制造技术相对于壳体101被固定。例如,第一磁体125-2可以被附连到加工到或模压到壳体101中的腔体上。与使用例如圆顶开关或硬挡块的高度来放置按钮121-2的其他技术相比,这可以提高相对于壳体101放置按钮121-2的准确性。此外,第一磁体或第二磁体125-2、126-2可以被调节以便为按钮121-2提供可调节的偏移位置。
[0063]图7描述了对于如图6A-B所示具有磁性捕获装置的按钮机构的示例触觉响应。特别地,图7描述了触觉响应曲线700,其表示为力F随致动距离X而变化。在图7的示例图中,当按钮在上位置或未压下时,位置X为0,并且当按钮被按压或处于压下状态时,位置X增加。
[0064]如图7的曲线700所示,该一对磁体被构造以在位置711处产生最大阻力。如图7所示,由该一对磁体产生的阻力初始增加,并且随后在按钮被朝向下位置或完全致动位置按压时减小。在一些情况下,当按钮更容易移动到位置711之后的下位置或致动位置中时,该减小的阻力导致轻微的释放。触觉释放可以被用户感知并且指示用户滑块被完全关闭以及动作已经完成。
[0065]在一些实施例中,磁体对也可以用来为键盘的按键提供期望的触觉响应或致动。如同下面关于图8A-B和图9更详细说明的那样,一个磁体对可以被构造为类似于磁性锁存器或磁性捕获装置,以提供特定的触觉响应。
[0066]图8A-B描述了具有磁性锁存器构造的示例键盘按键机构。特别地,图8A-B描述了具有相对于基体或壳体801可滑动地结合的按键811的示例按键机构810。按键和壳体之间的结合被描述为键轴,该键轴被构造为相对于壳体801内的配合孔滑动。这作为一个简化的示例被提供,并且其他的可滑动结合构造也是可能的。例如,连杆或膜片可以附加或替代地用来将按键相对于壳体801可滑动地结合。该按键机构810还包括弹簧818,其在本例中被描述为螺旋压缩弹簧。然而,在其他的实施例中,弹性膜片、膜、橡胶圆顶或其他构件也可以被用作弹簧。按键机构810还包括用来产生电连接以及用来感测按键811的致动的一对触点。为了清楚,该触点从图8A-B中被省略,但是可以根据传统的键盘技术被集成到按键机构810中。
[0067]如图8A-B所示,按键811被构造为在上位置或未压下位置(图8A)和下位置或压下位置(图8B)之间移动。如图8B所示,一对磁体815、816可以被构造为用作锁存机构,并且在按键811被移动时还提供触觉反馈给用户。类似于上文关于滑块机构和按钮机构(图2A-B和图4A-B)所描述的那样,该一对磁体815、816可以具有相反的极性,并且当按键被致动时可以被布置为滑动经过彼此。磁体815、816产生的排斥力与弹簧818产生的弹簧力的组合可以向用户提供令人满意的触觉阻力。
[0068]按键机构810的第一磁体815和第二磁体816的构造可以与上文关于图2A-B中的滑块机构110所描述的那样类似。也就是,第一磁体815可以具有取向基本上垂直于按键811的致动方向的第一极性取向,第一磁体相对于壳体801被固定,并且位于按键811附近。类似地,第二磁体816具有基本上与第一磁体815的第一极性取向相反的第二极性取向,并且相对于按键811被固定。如图8A-B所示,第二磁体816被构造为当按键811位于上位置和下位置之间的中间位置时离第一磁体815最近。如先前所讨论的,中间位置可以是不稳定的平衡位置。同样如先前所讨论的,磁体815、816中的一个磁体的极性可以被反向或翻转以提供固有稳定机构,该固有稳定机构也被称为磁性捕获装置。下文关于图10A-B提供了具有磁性捕获装置的另一示例机构。
[0069]如图8A-B所描述的磁体构造可以提供对于键盘操作而言是期望的触觉或力响应。图9描述了对于如同在上文中相对于图8A-B所描述的具有一对磁体和弹簧的按键机构的示例触觉响应900。如图9所示,当用户按压按键时,阻力在紧接在磁体被对齐之前增加到最大阻力911。一旦用户按压经过该对齐位置,在剩余的按键行程中阻力大幅度降低。弹簧(例如,图8A-B中的零件818)提供的增加的力可以阻止力变为负值,并且还阻止按键卡在下位置中。在一个替代实施例中,磁体中的一个或两者是电磁体,该电磁体能够被选择性地操作以提供特定的触觉反馈和/或能够被关闭以允许按键返回到上位置。
[0070]图10A-B描述了具有磁性捕获装置构造的示例键盘按键。特别地,图1
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