键盘组件和键盘组件的键叠层的制作方法

键盘组件和键盘组件的键叠层的制作方法
【专利摘要】本发明涉及键盘组件和键盘组件的键叠层。本发明的实施例的一个目的在于提供用于电子装置的键盘组件的多功能键叠层。具体而言，一种键盘组件的键叠层，包括：基座；键帽；与所述键帽耦接的电路模块；和与所述基座以及所述键帽和电路模块中的至少一个耦接的支撑机构，其中，所述支撑机构被配置为允许所述键帽和电路模块相对于所述基座移动。本发明的实施例的一个技术效果在于提供用于电子装置的键盘组件的多功能键叠层。
【专利说明】键盘组件和键盘组件的键叠层
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于多功能键盘组件的系统和方法，特别是涉及用于提供用于电子装置的键盘组件的多功能键叠层的系统和方法。
【背景技术】
[0002]诸如台式计算机、膝上型计算机、笔记本和平板计算机的电子装置一般包括有利于用户与电子装置的交互作用的一个或更多个用户输入机构。这种用户输入机构包括键盘、鼠标和游戏杆等。常规上，键盘包含由层叠或分层的部件形成的键的阵列。当用户按压键时，这种键盘中的各键叠层常常仅能够执行一个简单的任务，诸如向电子装置提供输入。
实用新型内容
[0003]本申请的实施例的一个目的在于提供用于电子装置的键盘组件的多功能键叠层。
[0004]公开了用于电子装置的多功能键叠层。多功能键叠层可通过各种方式改善键盘键的功能。例如，除配有用于在被用户按压时向电子装置提供特定的第一输入的第一独立输入部件以外，多功能键叠层可包括可向电子装置提供第二相异输入的第二独立输入部件和/或可向用户提供独立的视觉反馈的独立输出部件。
[0005]根据一些实施例，各多功能键叠层可包含键帽、与键帽耦接的电路模块、支撑机构和基座。电路的部件可包含例如光导板(“LGP”)、至少一个光源、柔性电路板(“柔板”)和/或开关。基座可支撑键叠层的其它部件，并且可与键盘和/或电子装置的外壳操作耦接。
[0006]可至少部分透明的键帽可与支撑机构的顶部耦接，该支撑机构可支撑基座之上的键帽，并且可允许键帽相对于基座垂直行进(例如，用于激活/去激活可对于电子装置提供键叠层特定输入的机械开关)。此外，电路模块可与键帽耦接，使得电路模块也可相对于基座与键帽一起垂直行进。在一些实施例中，柔板可被加入电路模块中，并且，柔板尾部可从柔板延伸，以允许电路模块与可位于键叠层外面的一个或更多个各种系统部件(例如，电子装置的一个或更多个处理器)之间的通信。
[0007]根据一些实施例，电路模块可包含于可包含电子视觉显示器(“显示器”)的各键叠层中。电子视觉显示器可完全替代电路模块的其它电路部件(例如，LGP)或者被设置在其上面或下面。显示器可与柔板的顶侧操作耦接，使得用户可通过键帽的透明部分观察在显示器上呈现的信息。附加地，或者，作为替代方案，一个或更多个键叠层的电路模块可包含用于感测由用户在键盘的各键上或者跨着多个键提供的单一或多触摸手势的电容传感器。可在电路模块的一个或更多个其它的电路部件下面(例如，在LPG上面或下面)层叠电容传感器。
[0008]在一些实施例中，键帽可以是刚性和耐久性的材料，为了减少键叠层的总厚度，制成的该键帽可比典型的键盘键帽薄。例如，键帽可由玻璃形成。因此，刚性和耐久性的键帽可比常规的键帽薄和强，同时还提供希望的透明特性(例如，用于从其中通过来自键叠层的LGP的光)并且/或者提供希望的导电性(例如，用于实现键叠层的传感器的电容感测)。可以包含各种子结构，以在键叠层内支撑和保持刚性和耐久性的键帽。
[0009]本申请的实施例的一个技术效果在于提供用于电子装置的键盘组件的多功能键叠层。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]结合附图考虑以下的详细描述，本申请的以上和其它方面、其性质和各种特征将变得更加明显，在这些附图中，类似的附图标记可始终表示类似的部分，并且其中:
[0011]图1是根据一些实施例的具有键盘组件的电子装置的透视图；
[0012]图2是根据一些实施例的键叠层的示意性断面图；
[0013]图3是根据一些实施例的键叠层的顶部透视图；
[0014]图4是根据一些实施例的图3的键叠层的断面图；
[0015]图5是根据一些实施例的图3的键叠层的第二断面图；
[0016]图6根据一些实施例的图3?5的键叠层的上部的底侧的透视图；
[0017]图7是根据一些实施例的图3?6的键叠层的底部的透视图；
[0018]图8是根据一些实施例的框架的顶视平面图；
[0019]图9是根据一些实施例的键叠层的透视图；
[0020]图10是根据一些实施例的图9的键叠层300的断面图；
[0021]图11是根据一些实施例的键叠层的断面图；
[0022]图12是根据一些实施例的键叠层的断面图；
[0023]图13A和图13B表示键的一部分的透视图，图13A和图13B表示根据一些实施例的键1300的一部分的透视图；以及
[0024]图14和图15表示根据一些实施例的键帽的子结构的透视图。
【具体实施方式】
[0025]在这里公开的一些实施例可采取用于电子装置或计算装置的键盘组件的形式。键盘组件可向电子装置传送用户输入，并且可包含可代表对于电子装置的不同输入的键、按钮和/或开关的阵列。例如，键中的每一个可包含字形(glyph)。如这里使用的那样，字形可以是可在键的键帽上并且/或者通过其可见的图案或符号(例如，一个或更多个数字字母符号或单词)。可在键被按压或者以其它的方式被致动时在电子装置内启动相应的输入。键盘可与电子装置通信，并且可与电子装置一体化或者处于其外面。在一些实施例中，键盘可与电子装置的外壳操作连接。
[0026]另外，键盘的各键可包含可独立通过电子装置的一个或更多个处理器寻址的专用电路。因此，可在常规的键盘键的功能上明显增加各键的功能。例如，各键可能能够向用户提供独立的视觉和/或触觉信息并且/或者从用户接收独立的触觉信息。也可有利于附加的输入模式，该模式可利用各键的独立可寻址电路。
[0027]用于键盘的各键的键叠层的顶部可包含可从键盘的外面由用户访问的键帽和与键帽耦接的电路模块。在一些实施例中，电路模块可在柔板与键帽之间包含与柔板的顶侧耦接的一个或更多个光源(例如，一个或更多个LED)和LGP。另外，或者，作为替代方案，开关(例如，可压缩圆顶开关)可与柔板的底侧耦接。柔板尾部可从柔板的主要部分延伸，并且可与电路模块的柔板部分通信耦接，该柔板部分可与键帽的底部耦接，以用于在键叠层的部件和与键盘耦接的电子装置的一个或更多个处理器之间双向传送信号。
[0028]键叠层的底部可在键帽下面并且以与其平行的方式固定于X-Y平面中。底部可包含安装于基座上的特征板。基座可以是刚性的平坦表面，该表面可跨过键盘组件的整体或子集。在一些实施例中，基座可以是键盘组件或者整个电子装置的外壳。与基座类似，特征板可跨过键盘组件的整体或子集。例如，各键叠层可包含与基座耦接的单独的特征板，或者，整个键盘的每个键叠层可共享单个特征板。特征板可包含用于接合或保持包含于各键叠层内的支撑机构的锚定部分的锚定特征。在一些实施例中，特征板和基座可以是单个的单一部件。
[0029]支撑机构可以是用于有利于键帽相对于特征板(例如，沿Z轴)的垂直移动的任何适当的机构。例如，支撑机构可以是可均匀地将键帽上的压力转换成键叠层的顶部向键叠层的底部的垂直移动的“剪刀”或“蝴蝶”支撑机构。根据各种实施例，特征可包含于用于与支撑机构耦接的键帽和/或电路模块(例如，LGP)上。这些特征中的一些可允许向键叠层的外周传送从电路模块的光源发射的光，以在键帽周围产生光环效果。
[0030]各键叠层的底部还可包含与特征板和/或基座耦接的一个或更多个柔板电路。各柔板电路可有利于电子装置的处理器与键盘的各键叠层(例如，各键叠层的电路模块)之间的双向通信。在一些实施例中，单个柔板电路可被键盘的各键叠层共享，使得柔板电路的一部分专用于各键叠层并通过柔板尾部与柔板电路的剩余部分通信耦接。可用层叠于各柔板电路之上的外壳针对环境封盖和保护各键叠层的底部。外壳可与柔板电路物理耦接(例如，通过粘接剂)，或者，作为替代方案，外壳可位于柔板电路顶部或者在其上面浮动。
[0031]根据一些实施例，在键帽上或者通过其可见的字形可以是静止的，并且被包含于键叠层内的一个或更多个光源照射。例如，可包含于键叠层内的LGP可包含可允许从光源发射的光通过键叠层向上以预定的图案传播的一个或更多个孔隙。因此，可由从光源发射并通过LGP传播的光通过键帽照射字形。另外，或者，作为替代方案，LGP可扩散从光源发射的光。在其它的实施例中，允许光选择性地通过键帽的透明部分传播可导致照亮的静态字形。
[0032]在键的键帽上或者通过其可见的字形还可以是动态的。在一些实施例中，可通过使用多个光源和键叠层内的电路部件的滤光片，产生动态字形。例如，可通过使用可发射第一波长(例如，在红色波长上)的光的第一光源产生第一字形(例如，大写字母‘A’)，并且，可通过使用可发射第二波长(例如，在蓝色波长上)的光的第二光源产生第二字形(例如，小写字母‘a’)。可包含一个或更多个滤光片以选择性地允许光从光源中的每一个传播以照射希望的字形。两个光源之间的切换可导致第一或第二字形被照亮。也可使用包含于键叠层内的显示器以产生动态字形。
[0033]在一些实施例中，键叠层的电路模块可包含可被配置为感测用户什么时候选择或按压键的感测部件。感测部件可位于电路模块的柔板的底面上，并且可被布置为与键叠层的开关交互作用。例如，开关可以是可在键被按压(例如，沿Z轴向着基座和/或特征板)时与感测部件交互作用的可压缩圆顶开关。感测部件可转送按压键的信号通过柔板，并到与键盘耦接的电子装置的一个或更多个处理器。
[0034]另外，或者，作为替代方案，键叠层的电路模块可包含可被配置为检测电容的变化的感测部件。在一些实施例中，这种感测部件可包含可位于键叠层内以检测用户什么时候触摸或者接近触摸键帽的顶面(例如，沿键帽的X-Y平面，与检测用户什么时候沿Z轴按压键相对)的电容传感器。在这种实施例中，键盘可能能够检测以下中的任一种或全部:键帽接近基座；改变向键帽施加的力；和各种键帽上的一个或更多个用户手指的位置和/或有无。包含于各键叠层中的电容传感器还可被配置为将单触摸或多触摸手势指令传送给电子装置的处理器，由此可能不需要附加的输入机构，诸如，例如，单独的鼠标、跟踪球、跟踪板或触摸屏。
[0035]转到附图，并且，如上所述，键盘可被加入电子装置中。图1是包含键盘组件12的电子装置10的透视图。电子装置10可以是任意类型的电子装置，诸如，例如，膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、智能电话或便携式游戏装置。另外，应当注意，虽然键盘组件12在图1中可被示为与电子装置10 —体化，但是，键盘组件12可与电子装置10分开并与其通信耦接。例如，键盘组件12可以是自含的独立的单元，该单元可包含用于向和从电子装置10传送数据的通信装置(例如，电缆或无线接口)。
[0036]在一些实施例中，装置10还可包含可包围键盘组件12的外壳14。外壳14可限定多个孔隙，孔隙中的每一个可接收键盘组件12的键16。但是，在其它的实施例中，外壳14可限定单个孔隙或比键的数量少的孔隙，使得可在单个孔隙内接收所有的键16，或者，可通过单个孔隙接收一组键16。
[0037]键16可具有不同的尺寸和/或形状。另外，键16中的每一个可包含在键帽的顶面上或者通过其可见的字形。例如，可通过键16的键帽的孔隙或透明部分油漆、蚀刻或照亮各键16的符号(未不出)。各键16可代表一个或更多个不同的输入,并且，按压键可向装置10的处理器或其它的部件提供与该键相关联的输入。例如，各键16可包含用于检测它什么时候被按压的传感器和向装置10内的处理器传送指示键16已被按压或者以其它的方式被致动的信号的传感器。在其它的实施例中，当键16被按压时，它可完成指示键被选择的开关电路。
[0038]图2是根据一些实施例的键叠层100的示意性断面图。键叠层100可例如与图1的键16对应并且可包含电路模块101、键帽102、基座120和支撑机构130。当向键帽102的顶面施加压力(例如，沿Z方向)时，支撑机构130可有利于电路模块101与键帽102两者的垂直移动(例如，沿Z方向向基座120)。S卩，电路模块101和键帽102可在被支撑机构130支撑的同时沿与基座120的平面垂直的方向一起行进。根据各种实施例，电路模块101可以是可包含诸如例如刚性或柔性印刷电路板(“PCB”)、机械开关、光源、光导板、电子视觉显示器和/或电容传感器的部件的任何适当的电子电路。本领域技术人员可以理解，电路模块101可代表任何适当的电子电路部件或电子电路部件的任意适当的组合。
[0039]图3?7表示根据一些实施例的键叠层200。图3是根据一些实施例的键叠层200的透视图。键叠层200可包含键帽202、基座220、支撑机构230、以及电路模块，该电路模块可包含LGP204、光源206以及可包含柔板尾部209的柔板208。电路模块的部件可与图2的电路模块101对应。
[0040]键帽202可至少部分透明，以允许可通过键帽202的顶侧202a看到从光源208发射并且/或者透过LGP204的光。因此，键帽202可以是诸如例如玻璃或塑料的至少半透明材料。如参照图9A?11描述的那样，例如，键帽202可包含特征，或者可与用于与支撑机构230耦接的可包含特征的子组件耦接。例如，键帽202 (或与键帽202耦接的子组件)可包含一系列的钩件、扣件或用于接合支撑机构230的耦接特征的其它适当的特征。并且，键帽202可具有斜切、削角、修圆或其它适当地成形的边缘。
[0041]根据一些实施例，键帽202的至少一部分可不透明，以阻挡从键叠层200的光源206、LGP204和/或任何其它的部件发射的光。例如，如图3所示，光源206可与LGP204的切口共面并被设置在其中。如果键帽202的在光源206之上的部分不透明，那么从光源206发射的光可直接通过键帽202传播，由此限制通过LGP204引导的光的比例，这会导致光源206的可能不希望的直接观察。
[0042]因此，可通过使用例如油漆使得键帽202的外周不透明。键帽202的不透明部分可从键帽202的边缘至少延伸到键帽202的可位于LGP204正上方的部分。但是，本领域技术人员可以理解，键帽202的任何适当的部分可不透明。作为一个例子，为了防止光从LGP204的边缘上泄漏出去，键帽202的不透明部分可沿键帽202的直接沿LGP204侧定位的部分延伸。作为另一例子，除了特殊成形的孔隙(例如，限定要通过键帽202照射的字形的孔隙)以夕卜，键帽202的整个表面可不透明。
[0043]LGP204可以是用于重定向和/或修改从光源206发射的光的任何适当的部件。根据一些实施例，LGP204可包含用于分散从光源206发射的光的板。分散通过光源206发射的光可产生光源具有LGP204的尺寸的印象，而发射的光在LGP204的表面区域上均匀散布。因此，即使仅设置一个光源206，也可在键叠层200中产生悦目的均匀发射光源。如图3所示，即使光源206偏离中心，高度分散LGP204也可提供光的均匀发射。高度分散的光源可有利于背照键叠层200的一个或更多个部件(例如，键帽202)。
[0044]键叠层200的电路模块101的至少一部分(例如，LGP204)可与键帽202物理耦接。根据一些实施例，LGP204可通过诸如例如热塑性压力敏感粘接剂(“PSA”)的粘接剂与键帽202直接耦接。使用的粘接剂可对于通过光源206产生的光的波长透明，使得从LGP204发射并入射到键帽202的底侧的光轮廓可由从LGP204的特性控制。也就是说，从LGP204发射的光可在不明显改变的情况下穿过粘接剂。在其它的实施例中，可以选择包含但不限于厚度和颜色的粘接剂的属性，以进一步改变由LGP204发射并入射到键帽202的底侧的光。
[0045]LGP204还可包含用于允许光在没有明显的分散的情况下传播的一个或更多个孔隙206。孔隙可以是LGP204的任何适当的部分，这些部分可对于由光源206产生的光透明。根据各种实施例，孔隙可以是从LGP204切割、加工或者以其它的方式去除的物理孔隙。这种孔隙可根据希望的光轮廓完全或部分地贯穿LGP204延伸。例如，对于清楚地划界的光轮廓，物理孔隙可一直贯穿LGP204延伸，而仅部分贯穿LGP204延伸的孔隙可给出更软、更漫射的光轮廓。由包含孔隙的LGP产生的光轮廓可导致可通过键帽202看到的照亮字形。
[0046]在其它的实施例中，LGP204中的孔隙可由可对于由光源206产生的波长的光透明的材料形成。即，LGP204可由两种不同的材料形成，一种材料可阻挡或扩散从光源206产生的光，而一种材料可对于从光源206产生的光透明。可通过从均勻LGP去除材料(例如，通过加工或者锯切)并用第二材料填充这些区域，来形成双材料LGP。
[0047]光源206可以是任意类型的光源(例如，LED、激光、白炽灯或气体放电灯)。但是，由于空间限制，LED可能是最合适的选择。并且，LED十分便宜，易于安装到柔性电路板上，并且可能能够发射范围较宽的颜色的光。[0048]如图3所示，光源206可被安装到柔板208的顶面上，并且可被设置在形成在LGP204中的切口 203中。通过允许光源206被布置为大致与LGP204共面而不是在单独的层中层叠光源206和LGP204，LGP204中的切口 203可有助于减小键叠层200的总厚度。在一些实施例中，柔板208可与LGP204的底侧直接耦接。如果键帽202的分层于光源206正上方的部分不透明，那么从光源206发射的光可被引入LGP204中并且如上面描述的那样被重定向并被操作。
[0049]根据一些实施例，可设置两个或更多个光源206，每一个具有用于照射键帽202中的不同的字形的不同波长。也可设置用于选择性地阻挡从光源206发射的光的两个或更多个滤光片。作为一个特定的例子，第一光源可发射红光，而第二光源可发射蓝光。在键叠层200内分层(例如，在LGP204与键帽202之间)的第一滤光片可被配置为阻挡红光而允许蓝光传播；并且，第二滤光片可在键叠层200内(例如，在第一滤光片与键叠层200之间)被分层，该第二滤光片可被配置为阻挡蓝光而允许红光传播。包含于第一滤光片中的孔隙可允许红光选择性地通过第一滤光片传播。光然后可通过第二滤光片并到达键帽202的底面，由此照射通过使用第一滤光片中的孔隙形成的字形。类似地，从第二光源发射的蓝光可通过第一滤光片传播，并且，包含于第二滤光片中的孔隙可允许蓝光选择性通过第二滤光片传播，由此照射通过使用第一滤光片中的孔隙形成的字形。
[0050]柔板208可以是可包含键叠层200的电路30模块101的各种部件(例如，光源206)的一个或更多个安装点和用于在这些部件之间路由信号的导电印迹的柔性印刷电路板。导电印迹还可在安装于柔板208上的部件与键盘(图1的键盘12)和/或与键盘通信耦接的电子装置(例如，图1的电子装置10)内的部件之间路由信号。可通过使用任何适当的材料(例如，Cu或Au金属箔)在柔板208上形成导电印迹。由于柔板可明显比常规的刚性PCB薄，因此，将柔板加入键叠层200中可明显减小键的总厚度。
[0051]此外，柔板208可以是键叠层200的可相对于基座220垂直(例如，沿Z轴)行进的上部的一部分，该基座220可相对于键盘组件的剩余部分(例如，在X-Y平面中)保持固定。因此，柔板208的主要部分可与键叠层200的上部的一个或更多个部件(例如，LGP204和/或键帽202和/或支撑机构230的上部)固定耦接。柔板208可通过包含例如粘接剂(例如，PSA)、焊接接头或机械紧固件(例如，钩件、扣件、螺栓或铆钉)的任何适当的方式与这些部件耦接。
[0052]柔板尾部209可以是柔板208的在第一端处从柔板208的主要部分延伸开并且在第二端处不会与键叠层200的可移动上部的任何其它部件固定耦接的部分。事实上，柔板尾部209可从柔板208延伸到键叠层200的可固定的下部(例如，在X-Y平面中)的一个或更多个部件，诸如基座220。因此，由于柔板208可连同键叠层200的上部垂直行进(例如，连同键帽202并且连同电路模块101的其它部分，诸如LGP204和光源206)，柔板尾部209的第一端209a可与柔板208耦接，使得第一端209a也可垂直行进，而柔板尾部209的第二端209b可与键叠层200的可保持固定的底部耦接。柔板尾部209可包含用于从键叠层200的上部中的部件向键叠层200的下部中的部件路由信号的一个或更多个导电印迹。
[0053]柔板尾部209可从柔板208的主要部分沿任何适当的方向延伸。作为一个例子，并且,如图3所示，柔板尾部209可从柔板208的一侧垂直延伸，进行两个90°弯曲，并且垂直延伸到基座220的一侧。这种实施例可能是有利的，原因是它可在键叠层200的顶部垂直行进时减少柔板尾部209的聚束(例如，使得尾部209可在键叠层200的顶部垂直移动时沿Z轴延伸)。因此，将柔板尾部209容纳在键叠层200内所需要的总厚度可减小。作为另一例子，柔板尾部209可从柔板208的主要部分垂直延伸，形成环路，并且，垂直延伸到基座220的一侧。本领域技术人员可以理解，柔板尾部209在键叠层200内的其它配置是可能的，以能够实现尾部209沿Z轴的延伸，从而允许键叠层200的顶部相对于键叠层200的底部垂直移动。
[0054]键叠层200的上部(例如，键帽202和电路模块101 (例如，LGP204、光源206和柔板208))可被支撑机构230的顶部支撑。支撑机构230可通过在可由支撑机构230限定的空腔250 (以下参照图4?6表示和讨论)内定位的开关支撑键叠层200的基座220之上的部分。根据各种实施例，开关可由电路模块101提供(例如，参见下面的图4，其中，开关210与柔板208的底面耦接)，或者，开关可与基座220的处于柔板208下面的部分耦接(例如，参见下面的图12)。
[0055]以下参照图4更详细地讨论支撑机构230。简言之，支撑机构230的顶部可与键叠层200的可移动顶部(例如，与键帽202和/或电路模块202)操作耦接，并且，支撑机构230的底部可与键叠层200的固定底部(例如，与基座220)操作耦接。支撑机构230可响应键帽202上的向下力向下垂直平移键叠层200的上部，并且/或者响应键帽202上的向下力的结束而垂直向上平移它。在一些实施例中，支撑机构230可与键帽202、LGP204或键叠层200的上部的任何其它适当的安装点的底表面操作耦接，使得，当在键帽202上施加力时，力还可被传送到支撑机构230。另外，支撑机构230可通过使用一个或更多个锚定部件(未示出)固定于基座220上。因此，支撑机构230可垂直移动，而其横向移动基本上被限制。
[0056]可以使用任何适当结构以提供支撑机构230。一个例子可以是在美国专利系列N0.61/578687 (代理人案号N0.13161USP1)中公开的由刚性材料产生的剪刀机构，在这里加入其全部内容作为参考。第二例子可以是蝶形机构。
[0057]在一些实施例中，由于键叠层200的上部可与基座220操作耦接(例如，通过支撑机构230和柔板尾部209)，因此，基座220可将键叠层200操作耦接到外壳240上。基座220可包含用于支撑键盘组件内的多个键叠层的基板222。特征板224可与基板222的顶面耦接，并且可包含可将支撑机构230的底部固定于基座220上的一个或更多个锚定部件。在又一些实施例中，基座220可由可在键盘组件的全部或一部分之间共享的特征板形成，并且，键叠层200的其它部件可通过诸如例如PSA的粘接剂与基座220物理耦接。
[0058]图4是根据一些实施例的沿图3的线4-4切取的键叠层200的断面图。特别地，图4示出通过粘接剂207 (例如，PSA)与LGP204耦接的键帽202、与柔板208操作耦接的LGP204和光源206以及操作耦接于柔板208与基座220之间的柔板尾部209。另外，图4示出可在键叠层200的上部与基座220之间分层的一般的支撑机构230。
[0059]如图4所示，外壳240可限定其中可定位改进的键叠层200的键孔隙242。键孔隙242的尺寸可比键帽202的尺寸稍小，使得键帽202可重叠外壳240的至少一部分。在其它的实施例中，键孔隙242可比键叠层200稍大，使得包含键帽202的键叠层200可在键孔隙242内垂直自由移动。在一些实施例中，键叠层200可具有静态或者通常位置，在该位置时，键帽202的位置可与外壳240的顶面244齐平或者比其稍高。当用户按压键叠层200的键帽202 (例如，沿-Z方向)时，键叠层200的上部可相对于外壳240的顶面244向下平移。
[0060]此外，图4还可示出开关210，该开关210可与柔板208的底侧操作耦接。开关210可由电路模块101提供，并且可以是能够响应用户向下移动键帽202向键叠层200提供输入的任何类型的装置。在一些实施例中，开关210可包含可与柔板208的底侧接合或者以其它的方式耦接的可压缩圆顶212。例如，当用户在键帽202上提供向下的力时，可压缩圆顶212可在柔板208与键叠层200的另一部分(例如，基座220或基板222)之间机械压缩。在其它的实施例中，如后面参照图12描述的那样，开关210可与基座220操作耦接。
[0061]输入的第二相异模式可具有包含于电路101内的电容传感器,该电容传感器可感测键帽202的顶部仅被触摸或者被划过时的输入。在后面参照图10更详细地描述这种实施例。
[0062]根据一些实施例，开关210可与电路模块101的传感器膜片层214操作连接。在这些实施例中，开关210可向传感器膜片214提供输入，该输入可指示键叠层200已被选择20 (例如，被按压)。例如，当键帽202被用户按压时，开关210可完成传感器膜片214内的电路或开关。在附加或替代性的实施例中，开关210可与感测部件通信，该感测部件可检测开关210的位置的变化。在一些实施例中，开关210还可诸如例如通过在被压缩时提供增大的电阻、咔哒声或振动向用户提供触觉反馈。
[0063]图5是根据一些实施例的沿图3的线5-5切取的键叠层200的断面图。特别地，图5示出通过粘接剂207 (例如，PSA)与LGP204耦接的键帽202、与柔板208操作耦接的LGP204以及耦接于柔板208与基座220之间的柔板尾部209。另外，图4示出可通过相应的锚定机构234与键叠层200的锚定特征232耦接的一般支撑机构230。由于柔板尾部209是柔性材料，因此，键叠层200的顶部，包含键帽202、LGP204、柔板208、锚定特征232和锚定机构234，可相对于基座220垂直行进(S卩，沿Z方向)。
[0064]图6是根据一些实施例的键叠层200的上部的底侧的透视图。如图所示，开关210可被安装在柔板208的主要部分的底侧，光源206和LGP204可被安装在柔板208的主要部分的顶部，并且，柔板尾部209可从柔板208的主要部分延伸到框架226(例如，框架226可以是固定基座220的一部分)。例如，键帽202的可通过粘接剂与LGP204或电路模块101的任何其它适当部分固定耦接的部分也可如图6所示。
[0065]柔板尾部209可通过紧固件(例如，螺栓或铆钉)、粘接剂(例如，PSA)和/或电连接(例如，焊接接头)的任意适当组合与框架226操作耦接。因此，柔板尾部209的第二端20%可均与框架226固定耦接和通信/电气耦接。框架226又可包含用于通过柔板尾部209中的导电印迹向和从柔板208路由信号的导电印迹。
[0066]根据一些实施例，框架226可包含用于在键叠层与键盘外面的部件之间(例如，在各键叠层的电路模块101的柔板208与使用键盘组件的电子装置的一个或更多个处理器之间)路由信号的导电印迹。在一些实施例中，各键叠层200可包含其自身的框架226,该框架226可直接与电子装置的一个或更多个处理器电气耦接。
[0067]作为替代方案，框架226可以是柔板电路的可在键盘组件的一部分或者整个键盘组件上延伸的一部分，使得两个或更多个相异键叠层200中的每一个可与同一框架226电气耦接(例如，通过其自身的尾部209)，并且，这种共享的框架226可将所有这些相异的键叠层200电气耦接到一个或更多个共享的处理器上，这些处理器可位于键盘组件212内或者电子装置10内的其它位置(例如，如后面参照图7更详细地描述的那样)。在一些实施例
中，柔板208、柔板尾部209和框架226可均为同--体化形成的柔板电路的部分,并且,框
架226可具有与图3的外壳240相同或类似的形状。另外，框架226可通过粘接剂(例如，图4的粘接剂227)与外壳物理耦接。
[0068]LGP204或电路模块101的任何适当部分可包含用于将支撑机构(例如，图2的支撑机构230)的相应的锚定部件锚定到键叠层200的上部的一个或更多个锚定特征232。锚定特征232可根据支撑机构的锚定部件的性质和定位采取任何适当的形式。如图6所示，锚定特征232可被配置为在LGP204的四个拐角中的每一个处支撑锚定部件。在一些实施例中，锚定特征232可与LGP204或电路模块101的任何其它部分和/或键帽202的任何部分一体化形成。但是，本领域技术人员可以理解，锚定特征232可单独形成，或者可与LGP204或键叠层200的另一部件(例如，键帽202)物理耦接。
[0069]图7是根据一些实施例的键叠层200的底部的顶部透视图。特别地，图7示出包含安装于基板222之上的特征板224的基座220。特征板224可通过包含粘接剂(例如，PSA)和/或紧固件(例如，螺栓或铆钉)的任何适当方式与基板222耦接。
[0070]键叠层200还可包含偏置板228，该偏置板228可在固定基座220中提供可允许在键帽230被按压时激活开关210通过支撑机构230的坚实表面。在一些实施例中，偏置板228可以是基板220的一体化形成的部分。但在其它的实施例中，偏置板228可以是单独形成的结构，该结构通过紧固件和粘接剂的任意适当的组合与基座220的一部分固定耦接。作为替代方案，开关210可与基座220的一部分(例如，偏置板228、特征板224和/或基板222)耦接，并且可在键帽202被按压时与电路模块101的底部或键叠层200的可移动顶部的任何其它适当的部分接合。
[0071]特征板224可包含被配置为接合和保持支撑机构230的下部的锚定部件236的数个锚定特征223。在图7所示的实施例中，支撑机构230可以是具两个翼部的蝶型支撑机构，这两个翼部可在键叠层200的键帽202被按压或释放时与特征板224的锚定特征223一起围绕锚定部件236旋转。支撑机构230还可在支撑机构230的上部处包含用于接合LGP204 (如图5所示)或键帽202或键叠层200的顶部的任何其它适当部件(未示出)的锚定特征232的锚定部件234。
[0072]图8是根据一些实施例的框架226的顶视平面图。框架226可以是跨过整个键盘(例如，图1的键盘12)并且有利于键盘的单个键与外部电路(例如，电子装置的一个或更多个处理器)之间的连接的柔板。框架226可包含允许与键盘的键的阵列电连接的导电印迹。各键可包含键叠层,其中柔板208可以是键叠层的一部分。各键叠层的柔板208可通过柔板尾部209与框架226的主要部分耦接。在其它的实施例中，框架226、柔板208和柔板尾部209不需要一体化形成。例如,各键叠层可包含单独的柔板208和柔板尾部209，并且，框架226可以是通过使用例如焊接接头经由柔板尾部209而与柔板208电气和物理耦接的独立电路(例如，PCB)ο框架226的顶侧可通过粘接剂227与外壳240耦接，而框架226的底侧可通过粘接剂225与特征板224耦接。
[0073]图9是根据一些实施 例的键叠层300的透视图。除了电路模块101以外，键叠层300可与键叠层200类似。即，图9的电路模块101可包含与柔板308的顶侧耦接的显示器306。显示器306可以是任何适当的显示器类型，包括例如有机发光二极管(“0LED”)显示器、LED显示器、液晶显示器(“IXD”)、等离子显示器、电子墨水显示器(“e-1nk”)或任何其它适当的薄膜显示器。键叠层300还可包含与图3的键帽202、基座220和支撑机构230对应的键帽302、基座320和支撑机构330。
[0074]显示器306可能能够显示字形305。但本领域技术人员可以理解，显示器306可能能够显示任何可呈现的图像或一系列的图像。因此，显示器306可例如基于来自与显示器306耦接的处理器向用户显示动态字形、图像、电影片段等。
[0075]图10是根据一些实施例的沿图9的线10-10切取的键叠层300的断面图。特别地，图10示出通过粘接剂307 (例如，PSA)与电路模块101耦接的键帽302。电路模块101可包含与显示器306耦接的图像改变层304的一个或更多个层、显示器306和与柔板308操作耦接的背光303、以及耦接于柔板308与基座320之间的柔板尾部309。另外，图10示出可在键叠层300的上部与基座320之间分层的一般支撑机构330。除了可包含显示器306和图像改变层304以替代光源206和LGP204的电路模块101以外，图10可一般与图4对应。在显示器306自身不发光的实施例(例如，如果显示器306是IXD)，可包含背光303以照射显不器306。
[0076]图像改变层304可包含改变由显示器306产生的图像的任何适当的层。例如，在一些实施例中，图像改变层304可包含用于澄清、减少眩光或者另外改善由显示器306产生的图像的一个或更多个滤光片(例如，偏光滤光片)。另外，或者，作为替代方案，图像改变层可包含选择性地阻挡从显示器306发射的光的一个或更多个滤光片。例如，图像改变层304可包含具有选择性地允许光入射到键帽302的后侧的孔隙的一个或更多个滤光片。因此，这种滤光片可产生在键帽302上或者通过其可见的照亮的字形(例如，字形305)。
[0077]图11是根据一些实施例的键叠层400的断面图。特别地，图11示出通过粘接剂407 (例如，PSA)与电路模块101耦接的键帽402。电路模块101可包含与柔板408和操作耦接于柔板408与基座420之间的柔板尾部409操作耦接的电容触摸传感器406。另外，图11示出可在键叠层400的上部与基座420之间分层的一般的支撑机构430。除了可包含电容触摸传感器406以替代光源206和LGP204的电路模块101以外，图10可一般与图4对应。
[0078]电容触摸传感器406可提供第二输入模式(与当用户启动在键帽402上的向下移动(即，沿-Z方向)时产生的输入不同)。因此，电容触摸传感器406可能能够感测包含例如键帽402上的轻的触摸或者跨着它的挥击的更微妙的输入。键盘中的各键叠层400的第二输入模式可大大增加用户可向与包含键叠层400的键盘耦接的电子装置发送的输入的数量和类型。例如，跨着多个键叠层400的电容触摸传感器406可有利于跨着键盘的单触摸或多触摸手势。仅作为一个例子，跨着一系列的键(例如，L-K-J键)从右到左的挥击可向在电子装置上运行的eBook (例如,可从Apple Inc.0f Cupertino, CA得到的iBooks)启动‘前翻30页’命令。
[0079]根据一些实施例，电容触摸传感器406可与电路模块101的一个或更多个其它的部件组合。例如，电容触摸传感器406可在图4的光源206和LGP204下被分层。因此，电容触摸传感器可被加入以上参照图3?7讨论的实施例中。类似地，电容触摸传感器406可被加入以上参照图9和图10公开的实施例中，该实施例包含显示器306。S卩，显示器306可以是触摸敏感显示器。[0080]根据一些实施例,显不器306可以是在玻璃基板上生长的OLEO显不器。玻璃基板，包含显示器306可以被锯切、切割或者另外被切成键帽302的形状。在这些实施例中，显示器306可能不需要从第一生长基板被传送到键帽302。
[0081]图12是根据一些实施例的键叠层500的断面图。除了开关不是电路101的部件以外，键叠层500可与图4的键叠层200相同。如图12所示，开关510可与基座220操作耦接。根据各种实施例，开关510可与基座220、特征板224和/或基座220的偏置板228操作耦接。
[0082]开关510可包含圆顶开关512和传感器膜片214。如图所示，传感器膜片214与柔板208的底侧耦接，因此，它在用户按压键帽202时垂直行进。在其它的实施例中，传感器膜片214可被安装在圆顶开关212下面的基座220的部件上。在这些实施例中，可能在基座220上需要附加的导电印迹以将来自传感器膜片214的信号传送到键叠层200外面。
[0083]图13A和图13B表示根据一些实施例的键1300的一部分的透视图。键1300可包含键帽1302和子结构1360。例如，键帽1302可与图3的键帽202对应。因此，例如，键帽1302可由诸如玻璃的刚性和耐久性的材料形成。但是，在不背离在这里公开的实施例的精神的情况下，可代以使用诸如塑料或金属的其它材料以形成键帽1302。
[0084]子结构1360可以是可附接于键帽1302上以有利于键帽1302与支撑机构(例如，图4的支撑机构130)的耦接的任何适当的结构。子结构1360可形成围绕键帽1302的周边并且固定保持键帽1302。键1300的后侧可包含用于接合支撑机构的锚定机构的锚定特征1332。例如，锚定特征1332可与图6的锚定特征232对应。
[0085]图14和图15表示根据一些实施例的子结构1460和1560的透视图。除了子结构1460和1560可通过例如诸如PSA的粘接剂直接固定于键帽(例如，图3的键帽202)的后侧以外，子结构1460和1560可与子结构1360类似。在一些实施例中，子结构1460和1560可与图6的LGP204对应。子结构1360、1460和1560可由包含例如金属(例如，不锈钢)或塑料的任何适当的材料形成。
[0086]虽然描述了用于提供多功能键盘组件的系统和方法，但应理解，在不背离本申请的精神和范围的情况下，可在这里提出许多的变化。现在或者以后获知的在本领域技术人员看来相对于要求权利的主题没有实质性的变化的方案明显被设想为等同地处于权利要求的范围内。因此，本领域技术人员现在或者以后获知的明显的替代被限定为处于限定的要素的范围内。
[0087]本申请的描述的实施例是出于解释而不是限定的目的给出的。
【权利要求】
1.一种键盘组件的键叠层，其特征在于，包括: 基座; 键帽； 与所述键帽耦接的电路模块；和 与所述基座以及所述键帽和电路模块中的至少一个耦接的支撑机构，其中，所述支撑机构被配置为允许所述键帽和电路模块相对于所述基座移动。
2.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，还包括开关，其中，所述开关被配置为通过所述键帽和电路模块相对于所述基座的移动被激活。
3.根据权利要求2的键叠层，其特征在于，其中，所述开关与所述基座耦接。
4.根据权利要求2的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块包含所述开关。
5.根据权利要求4的键叠层，其特征在于，其中: 所述电路模块还包含柔板，并且 所述开关与所述柔板电气耦接。
6.根据权利要求 5的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块还包含光源。
7.根据权利要求6的键叠层，其特征在于，其中: 所述光源与所述柔板的顶侧耦接；并且 所述开关与所述柔板的底侧耦接。
8.根据权利要求6的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块还包含光导板，用于分散由在所述键帽的表面下面的所述光源提供的光。
9.根据权利要求5的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块还包含传感器，被配置为检测沿所述键帽的表面的触摸手势。
10.根据权利要求9的键叠层，其特征在于，其中: 所述传感器与所述柔板的顶侧耦接；并且 所述开关与所述柔板的底侧耦接。
11.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块还包含光源。
12.根据权利要求11的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块还包含光导板，用于分散由在所述键帽的表面下面的所述光源提供的光。
13.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块包含传感器，被配置为检测沿所述键帽的表面的触摸手势。
14.根据权利要求13的键叠层，其特征在于，其中，所述传感器包含至少一个电容传感器。
15.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，其中，所述键叠层中的至少一个能够接收至少两种相异类型的输入，或者，所述键叠层能够接收至少一种类型的输入并提供至少一种类型的输出。
16.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，其中: 所述基座包含具有至少一个导电印迹的框架；并且 所述电路模块包含与所述电路模块的电气部件并与所述导电印迹电气耦接的尾部。
17.根据权利要求1的键叠层，其特征在于，其中，所述电路模块包含至少一个电子显示器。
18.一种键盘组件，其特征在于，包括: 第一键叠层，该第一键叠层包含: 第一基座； 第一键帽； 与所述第一键帽耦接的第一电路模块；和 与所述第一基座以及所述第一键帽和第一电路模块中的至少一个耦接的第一支撑机构，其中，所述第一支撑机构被配置为允许所述第一键帽和第一电路模块相对于所述第一基座移动； 第二键叠层，该第二键叠层包含: 第二基座； 第二键帽； 与所述第二键帽耦接的第二电路模块；和 与所述第二基座以及所述第二键帽和第二电路模块中的至少一个耦接的第二支撑机构，其中，所述第二支撑机构被配置为允许所述第二键帽和第二电路模块相对于所述第二基座移动；和 与所述第一电路模块和第二电路模块电气耦接的处理器，其中，所述处理器被配置为独立地控制所述第一电路模块的功能和所述第二电路模块的功能。
19.根据权利要求18的键 盘组件，其特征在于，其中: 所述第一基座包含具有第一导电印迹的第一框架； 所述第一电路模块包含与所述第一电路模块的第一电气部件并与所述第一导电印迹电气耦接的第一尾部； 所述第二基座包含具有第二导电印迹的第二框架；并且 所述第二电路模块包含与所述第二电路模块的第二电气部件并与所述第二导电印迹电气耦接的第二尾部。
20.根据权利要求19的键盘组件，其特征在于，其中，所述第一框架和第二框架是单一的柔板。
【文档编号】H01H13/705GK203588894SQ201320675414
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】C·C·利翁, J·J·牛, J·M·布洛克, K·J·汉德恩, 小T·W·威尔逊, B·K·安德烈, M·西尔万托, D·C·马修 申请人:苹果公司