可显示键盘、键区或其它用户输入设备的透光键开关机构的制作方法
【专利摘要】键开关机构通常用于将用户输入传递到计算设备。键开关机构在用户对其进行致动时为用户提供即时的触觉反馈。与触摸屏界面不同，传统键盘的现有的键开关机构不为用户提供动态可变的界面。描述一种键开关机构，其包括电路模块、键帽和用于基本沿行进轴线引导所述键帽的行进的连接件机构。所述连接件机构包括定位板和能枢转地内联接所述定位板和所述键帽的主连接件。所述主连接件在所述键帽沿着所述行进轴线从松开位置移动到压下位置期间基本上阻止所述键帽倾斜远离所述行进轴线，在所述松开位置，所述键帽被偏压，在所述压下位置，生成控制信号。
【专利说明】可显示键盘、键区或其它用户输入设备的透光键开关机构
【技术领域】
[0001]本公开总的来说涉及键开关机构，其包括键帽、电路模块和包含定位板和一组主连接件的连接机构。键帽包括透光部分并利用连接机构，在用户实现或用户指引所述键帽的致动或移位时用户可体验到触觉反馈。所述键帽包括设置在所述键帽的周界处的用于接触与所述电路模块电联接的开关的突起。通过接触所述开关，可激发电信号。
【背景技术】
[0002]键开关机构为计算机或诸如键盘的机器操作设备的组成部分。传统上，键开关机构被用于促进、实现或传递用户输入至计算设备(例如，台式计算机或笔记本电脑)。键开关机构具有在用户致动机构上的键时向用户提供即时或大体即时的触觉反馈的功能或优点。传统的键开关机构典型地具有成排布置的多个键，并代表不同的文字数字字符。
[0003]键帽典型地为由计算机键盘承载的小塑料盖。传统上，键帽被用于指示或显示与其对应的文字数字字符或与其关联的功能。通常，用户实现的键帽的移位或压下导致定位在所述键帽下方的对应键开关的致动。近来，存在对键盘、键开关机构以及键帽的若干更改。例如，已经开发出如下键盘或键开关机构:该键盘或键开关机构被配置为允许光照射通过键盘或键开关机构的特定部分或区域。键盘上的特定键帽或特定区域的照明可帮助将键盘的不同区域以及键盘上不同的键帽彼此区分开。美国专利U.S.4，449，024公开了一种被照明键盘，其允许光照射通过特定键帽。另外，美国专利申请U.S.9/755，062公开了带有键帽的键盘，每个键帽具有不同的透明的文字数字指示。U.S.9/755，062中的键盘的每个键帽具有不透明壳体和透明的文字数字指示。光仅能透射通过透明的文字数字指示，由此使由键盘承载的不同键能够区分开。
[0004]与传统的键盘关联的显著的缺点或局限在于由所述键盘的单独键帽显示的静态信息，例如静态字母或数字。与触摸屏界面不同，现有的传统键盘不向用户提供动态变化的界面，经由该动态变化的界面，用户可引入输入、指令和/或命令。
[0005]触摸屏界面正变得越来越普及。包含触摸屏的计算机和其它电子产品(例如苹果的iPhone?)为用户提供相对更直观的方式来控制(例如，提供输入给)所述计算机。另外，触摸屏界面允许程序员提供定制化界面，这在特定的应用中是需要的和/或有利的。然而，与传统触摸屏界面关联的常见的缺点在于缺少对用户的强有力的触感或触觉反馈来确认用于引导的触摸屏输入。
[0006]触感触摸屏界面(即，在触摸屏输入时为用户提供触觉反馈的触摸屏界面)已经引起了越来越多的商业关注。例如LGt和Samsung1已经推行了包含基于振动的触感反馈系统的手机和移动电话。然而，这种基于振动的触感反馈系统制造、装配和/或维护起来相对复杂且昂贵。另外，基于振动的触感反馈系统可能不适于快速和/或短持续时间的多次连续的用户输入。
[0007]美国专利申请U.S.11/388，224公开了一种罩结构，其可相对于触摸屏界面定位，例如在触摸屏的表面上定位，以便向用户提供触觉反馈。该罩结构可被成形和配置为将用户的手指引导至触摸屏上的期望位置。然而，存在与U.S.11/388，224的罩结构关联的人体工程学缺点或问题。另外，对于经由触摸屏提供与特定个别用户输入关联的快速和/或准确的触觉反馈而言，U.S.11/388，224的罩结构是不够强固的。
[0008]另外，美国专利申请U.S.10/235，162公开了一种触摸屏触觉反馈系统。利用U.S.10/235，162的触摸屏触觉反馈系统，包括键的键盘与触摸屏面板机械地连接。键盘的键可通过用户进行物理移位，以便接触触摸屏面板，并由此经由所述触摸屏面板实现用户指引的输入。键的物理移位为用户提供与用户指引的输入关联的触觉响应或反馈。
[0009]然而，现有的触摸屏通常不能支持、适应或跟上快速的用户致动或输入，例如用户实现的每分钟多于100次致动或输入的连续的致动。因此，触摸屏的使用可能不适于如下应用，在该应用中，快速的用户致动或输入是惯常的需要的和/或期望的，例如用于游戏应用。
【发明内容】
[0010]本公开某些示例性方面的目的之一在于解决前面提到的示例性问题和/或克服通常与在此描述的透光键开关机构关联的示例性缺陷。相应地，例如，在此提供示例性透光键开关机构的某些示例性实施例。
[0011]根据本公开一个方面，提供一种键开关机构。该键开关机构包括电路模块、键帽和连接机构，所述键帽具有顶部和从所述顶部延伸的侧壁，所述连接机构用于引导所述键帽大体上沿着行进轴线在压下位置和松开位置之间行进。所述连接机构包括:定位板，在空间上从所述电路模块移位，所述定位板限定孔口，该孔口被成形和定尺寸成用于接收穿过其的所述键帽；和主连接件，被能枢转地联接到所述定位板，所述主连接件进一步被能枢转地联接到所述键帽的所述侧壁的外部，所述主连接件用于在所述键帽行进通过所述定位板的所述孔口期间大体上阻止所述键帽倾斜远离所述行进轴线。所述电路模块将所述键帽偏压朝向所述松开位置，并在所述键帽被移位到所述压下位置时生成控制信号。
[0012]在一些实施例中，所述主连接件为包括两个端部的刚性线，该两个端部终止于在所述键帽的所述侧壁中限定的对应的两个孔口，两个腔被成形并内部对准以便围绕其枢转所述主连接件。
[0013]在其它一些实施例中，所述连接机构进一步包括第二主连接件，该第二主连接件被能枢转地联接到所述定位板和所述键帽的所述侧壁的外部，所述主连接件和所述第二主连接件与所述键帽成平行配置，以便进一步阻止所述键帽从所述行进轴线倾斜。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]在下文中，参照附图描述本公开的实施例，其中:
[0015]图1A示出包括键帽、电路模块和包含定位板和一组主连接件的连接机构的键开关机构。
[0016]图1B示出键开关机构在第一平面上的二维视图。
[0017]图2A为包括顶部和与顶部相对的底部的键帽的俯视图。
[0018]图2B为包括顶部和与顶部相对的底部的键帽的立体图。
[0019]图2C示出相对于包括电子电路的电路模块定位的键帽。
[0020]图2D示出键开关机构的示意图，其包括多个透光触觉键帽，该多个透光触觉键帽被联接到对应的显示屏、由对应的显示屏承载或相对于对应的显示屏设置，该对应的显示屏由电路模块承载或被包含到电路模块中。
[0021]图3A示出电路模块的限定一开口的基部的俯视图，该开口包括对应的开关。
[0022]图3B示出键帽与电路模块的立体图，电路模块包括开口与对应的致动器。
[0023]图3C示出处于第一位置(松开位置)的键帽与电路模块的侧剖视图。
[0024]图3D示出处于第二位置(压下位置)的键帽与电路模块的侧视图。
[0025]图4A示出定位板与键帽的俯视图。
[0026]图4B示出定位板与键帽的侧视图。
[0027]图4C示出限定孔口的定位板，孔口被成形并被定尺寸成用于接收两个键帽。
[0028]图4D为从定位板的底侧延伸的至少一个搭扣的简图。
[0029]图5A示出键帽与一组主连接件的俯视图。
[0030]图5B示出处于第一位置且通过两个主连接件被紧固到定位板的搭扣的键帽的侧视图。
[0031]图5C示出处于第一位置且通过一个主连接件被紧固到定位板的搭扣的键帽的侧视图。
[0032]图为处于第二位置的键帽的侧视图。
[0033]图6A示出成交错阵列构造布置的键帽。
[0034]图6B示出包括键帽和两个臂的悬臂键帽机构。
【具体实施方式】
[0035]本公开的实施例涉及键开关机构，其包括键帽、电路模块和连接机构，该连接机构包括定位板和一组主连接件。键帽包括顶端和从顶端延伸的侧壁。键帽进一步包括透光部分或区域(也被称为光能穿透或透光部分或区域)。从电路模块空间移位的定位板被成形并定尺寸成接收穿过其的键帽。该组主连接件被能枢转地联接到定位板。连接机构被构造为在对键帽进行用户实现的、用户控制的或用户指引的致动或移位时向用户提供触觉反馈。
[0036]键帽包括从侧壁远离侧壁的内部延伸的突起。突起被定位或设置在键帽的周界或周边，例如沿着键帽的侧部或边缘或者在键帽的角部，或者在远离键帽一距离处。键帽可被联接到透光表面或屏(或光学显示屏或表面)、由透光表面或屏承载、被组装或布置到透光表面或屏、相对于或横过透光表面或屏设置、或者与透光表面或屏一起使用。光学显示屏可为刚性显示屏(例如基于IXD或LED的屏)或者柔性显示屏(例如被构造为有机LED (OLED)屏的基于聚合物的屏)。键帽也可被联接到定位板、由定位板承载、被组装或布置到定位板上，相对于或横过定位板设置，或者将与定位板一起使用，定位板承载或支撑键帽。
[0037]每个键帽，更具体地每个键帽的突起，可对应于电路模块的一个致动器。致动器被联接到开关，开关被电联接到电路模块的电子电路。特定键帽通过致动器相对于所述键帽的对应开关的移位能够触发、实现或引起所述开关的激活或致动。所述开关的激活或致动能导致通过所述开关生成电信号。所生成的电信号能传输到与电路模块的电子电路联接的电子或计算设备(例如，台式计算机或膝上型计算机、游戏控制台或移动电话)。
[0038]在多个实施例中，键帽，更具体地键帽的顶侧包括或包含透光(或光能穿透)表面、部分、区域或窗口。透光或光能穿透表面、部位、部分、区域或窗口可被称为观察区或观察窗口(例如，图像观察区或图像观察窗口)。在键帽邻近或相对于发光表面(例如，诸如LCD屏的显示屏或表面)设置或定位的场合，更具体地在键帽被设置或定位在发光表面上或上方的场合，键帽的光能穿透部分或表面允许从发光部分或表面(更具体地从发光表面的与键帽的光能穿透部分或表面对应的部分或区域)发射的光透射通过。光通过键帽的光能穿透部分或表面的透射允许用户观察或看到由下层表面(例如，诸如IXD屏的显示屏或表面)，更具体地由下层表面的与键帽的光能穿透部分或表面对应的区域显示的图像(例如，图标、图片和字母数字字符)。
[0039]键帽(更具体地键帽的突起)例如相对于光学显示屏或表面能移位。更具体地，键帽并且由此键帽的突起能相对于对应的致动器和/或开关移位。键帽可相对于光学显示屏或表面在第一位置和第二位置之间移位，其中第二位置被定位为比第一位置更靠近光学显示屏或表面。
[0040]在许多实施例中，一组主连接件被成形和/或配置为将键帽偏压至第一位置(也被称为静止位置、静止状态或初始位置)。键帽通过施加到或传递至键帽的力而能从第一位置致动(例如，移位或移动)至或朝向第二位置(也被称为致动位置或致动状态)。键帽的移位，例如从第一位置至第二位置的移位促进或实现通过致动器对开关的相应移位。在许多实施例中，键帽在第二位置的移位相应地使致动器移位，以促进或实现对应开关的致动。例如，键帽在第二位置的移位可实现所述键帽的致动器和所述键帽的对应开关的接触。这种接触能促进或实现所述开关的激活或致动，并由此通过所述开关实现的电信号的生成。
[0041]在致动或移位所述键帽(例如，从第一位置移位到第二位置)时或期间提供给键帽的用户的触觉反馈可以是期望的、有利的、重要的和/或有用的，特别是在被应用到需要和/或期望对键致动的快速、可识别、容易和/或准确的触觉反馈、获知和/或确认的特定功能时(例如，游戏应用)。由本公开的实施例的键帽提供的即时或大体上即时的反馈，即触觉感知或反馈形式的反馈对用户的总体游戏体验可以是非常有用且有利的。各实施例的键帽支持其迅速的连续的致动或移位(例如，每分钟至少50、100、150或更多次致动或移位)，用于接触对应的开关(例如，电子机械开关)并生成能传输到计算设备的电信号。这意味着键帽可与短或非常短的开关致动反应时间或持续时间相关联，例如，开关致动反应时间或持续时间小于大约2ms、lms、0.5ms或更少。
[0042]另外，本公开多个实施例提供以使观察窗口的面积最大的方式相对于键帽配置和/或定位主连接件和/或突起的能力。也就是说，突起和/或主连接件可被配置和/或定位成使通过光能穿透区域或表面透射的光的阻碍或障碍最小化。
[0043]键开关机构，特别是被配置为在用户实现所述键帽的致动或移位时提供触觉反馈的键帽的代表性方面，在下文中参照附图被详细描述，附图中，相同或类似的元件或过程部分以相同或类似的附图标记编号。
[0044]键开关机构
[0045]图1A示出根据本公开若干实施例的键开关机构10。键开关机构10可构成键盘或键区的一部分。如本领域普通技术人员理解的，键盘或键区通常被用于人与计算机的交互。例如，键盘或键区可被用作游戏体验的一部分。相应地，键盘或键区可由多个键开关机构10形成。换言之，键盘或键区由多于一个键开关机构10制成或构成。
[0046]键开关机构10包括键帽100、电路模块200和连接机构300，连接机构300包括定位板350和一组主连接件400。定位板350具有顶侧352和与顶侧352相对的底侧354。为简单起见并助于理解，图1A例示键开关机构10的空间定向。键开关机构10具有顶侧12和与顶侧12相对的底侧14。在许多实施例中，顶侧12和底侧14为大体上平坦的。
[0047]本公开的键开关机构10在对所述键帽100进行用户实现的、用户控制的或用户指引的致动或移位时向用户提供触觉反馈。在许多实施例中，键开关机构10可被配置为提供与键帽100的移位关联的阻力或抗力。键帽100包括用于激发电信号的突起或致动器130。键帽100包括光能穿透部分150。
[0048]电路模块200包括电子电路210、基部220、开口 230和联接到开关242的对应的致动器240。电子电路210被设置在基部220上，并被配置为在被激活时提供或生成电信号。在许多实施例中，电子电路210被电联接到计算设备，以便与其进行信号通信。致动器240通过开关242被电联接到电子电路210。通过使基部220具有开口 230，键开关机构10能被放置在显示屏250上。显示屏250的动态性在于，显示屏250上的图像能周期性地或响应于用户输入而改变。在许多实施例中，开口 230被成形和定尺寸成使得，能通过开口 230观察显示屏250上的图像。具有光能穿透部分150，键帽100允许显示屏250上的图像的一部分能观察到。
[0049]在操作时，键开关机构10被定向为使得，顶侧12包括定位板350，底侧14包括基部220。如图1A中所示，定位板350限定孔口 356，孔口 356被成形和定尺寸成用于接收穿过其的对应的键帽100。至少一个搭扣360被能松开地联接到定位板350。一组主连接件400被能松开地联接到至少一个搭扣360。
[0050]图1B示出在第一平面16上的键开关机构10的二维视图。基部220被空间移位远离定位板350,以便容纳键帽100的任何机构和部分。定位板350限定被成形和定尺寸成用于接收键帽100的孔口 356。孔口 356与电路模块200的开口 230对准，从而可通过键帽100经由光能穿透部分150观察图像。在许多实施例中，每个键帽100与对应的开口230协同起作用。每个键帽100邻接电路模块200的致动器240的一部分。当致动器240被激活(即，被压下)时，电信号与可导致信号传输的通信。如后面将进一步讨论的，键帽100的移位使突起130移位抵靠致动器240，以通过压下(激活)致动器240而激发相应的电信号。键帽100沿着垂直于或正交于顶侧12的平坦表面的行进轴线18移位。键帽100沿着行进轴线18能枢转地移位。
[0051]键帽方面
[0052]图2A和2B示出根据本公开一些实施例的键帽结构100。为简单起见，键帽结构100也被称为键帽100。具体而言，图2A是键帽100的俯视图，图2B是键帽100的立体图。根据本公开各方面，键帽100包括顶部102和与顶部102相对的底部104。在许多实施例中，顶部102和底部104是平坦的表面。
[0053]图2A例示关于本公开的实施例限定的空间定向。下面描述具有侧部或边缘的键帽100。为简单起见，键帽100的每个侧部或边缘均将被称为侧部。在一些实施例中，键帽100具有第一侧106、与第一侧106相对设置的第二侧108以及在第一侧106和第二侧108之间延伸的第三侧110和第四侧112。第一侧106大体上垂直于第三侧110和第四侧112。相应地，第二侧108垂直于第三侧110和第四侧112。顶部102的空间定向与底部104的空间定向类似。相应地，下面与第一侧、第二侧、第三侧和第四侧中的每个的空间定向相关的描述应用于底部104。
[0054]第一侧106、第二侧108、第三侧110和第四侧112中的每个具有从顶部102和底部104延伸的对应的壁，从而第一侧106、第二侧108、第三侧110、第四侧112及其由此延伸的对应壁、顶部102和底部104形成立方体或立方结构。为了便于理解并为简单起见，从第一侧106延伸的壁被称为第一壁114，从第二侧108延伸的壁被称为第二壁116，从第三侧110延伸的壁被称为第三壁118，从第四侧112延伸的壁被称为第四壁120。键帽100的尺寸可根据设计规范和用户要求而变化。
[0055]为了便于键帽100移位，一组主连接件400被联接到键帽100。在许多实施例中，键帽100在第三壁118中限定至少一个孔口 160，并在第四壁120上限定至少一个孔口 160。第三壁118和第四壁120中的孔口被对准，从而一组主连接件400被保持或紧固就位。孔口 160被形成在第三壁118和第四壁120的外部，以便枢转地联接该组主连接件400。在一些实施例中，凹进或凹部被形成在孔口 160的位置，其中凹进具有足够的深度来接合和/或枢转该组主连接件400。
[0056]键帽100包括突起130。在许多实施例中，每个键帽100的突起130从键帽100的周界或周边延伸，例如从键帽100的边缘或角部延伸。为节省空间，突起130的尺寸小于键帽100的尺寸。在若干实施例中，突起130为微小(micro-range)的尺寸。在各实施例中，键帽100包括从第一壁114远离其内部延伸的突起130。在下面将进一步讨论突起130的目的。如将由本领域普通技术人员理解的，键帽100在围绕与顶侧102的平坦表面相垂直或正交的第一轴线18从第一位置压下或移位至第二位置时被激活。在各实施例中，键帽100的移位促进或实现突起130的相应移位，以便接触电路模块200的至少一个致动器230。
[0057]图2C示出相对于包括电子电路210的电路模块200定位的键帽100。电路模块200包括在基部220中的开口。在许多实施例中，电路模块200与显示屏250协同起作用。键开关机构10或电路模块200可被放置在显示屏250上，从而由显示屏250显示的图像能通过开口 230观察到。在下面讨论电路模块200的描述。在许多实施例中，键帽100是透光的。键帽100可包括被配置为允许光透射通过的透光或光能穿透表面、部位、部分或区域150。光能穿透表面、部位、部分或区域150可被称为观察区或观察窗口。键帽100可被联接到开口 230、设置在开口 230上、由开口 230承载、放置到开口 230上，或者相对于开口 230定位或设置。通过这样做，由显示屏250显示的图像可被投射或透射通过键帽100的光能穿透部分150。键帽100的光能穿透部分或表面150具有周界，该周界形成光能穿透部分或表面150的边框。可通过键帽100的对应的光能穿透部分150观察到显示屏250的部分或区域。在本公开中描述的键帽100为透光触觉键。
[0058]透光键帽100促进光和/或光图像(未示出)从显示屏250穿透、透过和/或传播通过键帽100。在许多实施例中，光能穿透部分150包括键帽100的顶部102的总面积的至少50%。在一些其它实施例中，键帽100的顶部102的总面积的100%为透光的。在又一些其它实施例中，第一壁114、第二壁116、第三壁118和第四壁120中的至少一个的至少一部分为透光的。
[0059]在多个实施例中，突起130被成形、定尺寸和/或配置用于最小化通过键帽100的光能穿透部位150的光透射的阻碍或障碍。突起130在键帽100的周界或者甚至远离键帽100或在键帽100外部的定位能最小化、减少或防止通过键帽100的光能穿透部位150的光透射的阻碍或障碍。
[0060]前述讨论描述了键帽100的结构、外观和/或构造。本领域普通技术人员应该理解，根据设计规范，可配置多与一个键帽100。这在图2D中被例示。
[0061]图2D示出键开关机构10的示意图，其包括多个透光触觉键帽100。透光触觉键帽100被联接到对应的显示屏250、由对应的显示屏250承载或者相对于对应的显示屏250设置，对应的显示屏由电路模块200承载或者被包含到电路模块200中。
[0062]在具有多个键帽100被联接到对应的显示屏250、由对应的显示屏250承载或相对于对应的显示屏250设置的实施例中，显示屏250的多个部分或区域可通过键帽100的对应的多个光能穿透部位150被观察到或看到。
[0063]各个实施例的键帽100支持其快速连续的致动或移位(例如，每分钟至少50、100、150或更多次致动或移位)，以接触对应的致动器240 (例如，电子机械开关)并生成能传输到计算设备的电信号。这意味着键帽100可与短或非常短的开关致动反应时间或持续时间关联，例如少于大约2ms、lms、0.5ms或更少的开关致动反应时间或持续时间。
[0064]电路樽块方面
[0065]图3A示出根据本公开各方面的电路模块200的基部220的俯视图。基部220限定开口 230，并且开口 230包括对应开关242。电子电路210被设置在基部220上。虽然该描述涉及的基部220具有一个开口 230及其对应开关242，但是本领域普通技术人员应该理解，基部220可包括具有对应开关242的多个开口 230 (即，两个或更多开口)。
[0066]开口 230被成形并定尺寸成使得，来自显示屏250的图像可被投射或透射通过开口 230。显示屏250包括刚性显示表面(例如基于IXD或LED的显示表面)和柔性显示表面(例如被配置为有机LED(OLED)表面的基于聚合物的显示表面)之一。在许多实施例中，显示屏250被称为光学显示表面或屏。显示屏250 (例如，IXD屏)被配置为动态显示图像(例如，图标、图片和文字数字字符)。显示屏250或者显示表面或屏250的特定部分、区域或部位可被配置为以特定、预定或不同的时间间隔可变地显示图像。在若干实施例中，显示屏250被联接到计算系统，该计算系统被配置为运行与一个或更多应用程序对应的所存储的程序指令。显示屏250可动态例示或显示图像。例如，显示屏250可根据程序指令的一或更多部分的运行而被刷新。当运行电子游戏软件时，显示屏250可响应于用户输入而改变。
[0067]相应地，显示屏250可被配置为根据一个或更多应用程序而可变地显示图像。在若干实施例中，在显示屏250的不同部分、部位或区域上显示的视觉信息(例如，图像、图标、文本和光学信号)可取决于所运行的应用程序。前述公开描述了与显示屏250协同工作的键帽100。应该理解，对于键开关机构10，可具有多于一个键帽100。在许多实施例中，键帽100与对应的显示屏250联接。
[0068]图3B示出键帽100与电路模块200的透视图，电路模块200包括开口 230与对应的致动器240。键帽100的突起130邻接致动器240。开口 230被定位在显示屏250上方，从而显示屏250上的图像的至少一部分可被投射或透射通过开口 230。在若干实施例中，键帽100的顶部102可被配置和/或定位为使得，其可被设置或定位为平行或大体平行于开口 230。通过这样做，键开关机构10的用户可清楚地看到由显示屏250显示的图像。由键帽100和光能穿透部分限定的视场不被开口 230阻挡。在许多实施例中，致动器240与开关242接触或被联接到开关242。开关242随后被电联接到电路模块200的电子电路210。
[0069]图3C示出处于第一位置(松开位置)的键帽100和电路模块200的侧剖视图，图3D示出根据本公开各方面的处于第二位置(压下位置)的键帽100和电路模块200的侧视图。致动器240被联接到开关242，开关242随后被电联接到电路模块200的电子电路210。用于致动器240的材料包括诸如橡胶的弹性材料。致动器240可为橡胶穹罩(dome)、金属穹罩、板簧、螺旋弹簧和弹性结构之一。在许多实施例中，电路模块200，特别是致动器240将键帽100偏压朝向松开位置(第一位置)，并在键帽100被移位到压下位置(第二位置)时生成控制信号。致动器240被进一步成形为当被压下或致动时将触觉“点击”响应传送给用户。
[0070]本公开的实施例的键帽100包括、包含、承载或能联接到致动器240。致动器240随后被联接到开关242，开关242接着被电联接到电路模块200的电子电路210。在本公开的许多实施例中，每个键帽100具有对应的致动器240。每个致动器240通过开关242而能够使得对应的电信号成为可能、促进或激发对应的电信号。致动器240可为电子机械开关致动器或电子机械接触元件。为清楚起见，在部分下面的描述中，致动器240将被描述为电子机械开关致动器或电子机械接触元件。随着致动器240通过开关242被联接到电子电路210，键帽100的突起130和致动器240之间的接触可激活致动器240，并触发电信号的生成。本公开的许多实施例提供的键帽100包括、包含或能联接到突起130。键帽100能移位，以相应地移位突起130，由此实现突起130和至少一个致动器240之间的接触。键帽100也被配置为向与用户实现的键帽100的移位以及突起130的对应移位相关联的用户或者在用户实现的键帽100的移位以及突起130的对应移位期间的用户提供触觉反馈。
[0071]键帽100可相对于开口 230或显示屏250移位，例如在至少第一位置和第二位置之间相对于开口 230或显示屏250移位。第二位置可被定位为更接近开口 230。换言之，第一位置为默认位置，在第一位置，键帽未被压下或激活，第二位置为键帽100处于压下位置的位置。相应地，键帽100相对于开口 230能移位到各种不同的距离。施加到键帽100的力(例如，用户控制或用户实现的力)可促进或实现键帽100的移位至或朝向开口 230的移位(例如，相对于显示屏250从第一位置至或朝向第二位置)。键帽100的移位(例如从第一位置至或朝向第二位置)可由用户控制或实现。与用户控制的或用户实现的键帽100从第一位置至或朝向第二位置的移位关联的、在进行用户控制的或用户实现的键帽100从第一位置至或朝向第二位置的移位时或期间的由键帽100提供的阻力，为用户提供与键帽100的移位关联的触觉反馈。这种与键帽100的移位或移动关联的触觉反馈给予用户或为用户提供确认或获知用户输入的措施，更具体地用户实现的键帽100的致动或移位。触觉反馈通过将在下面讨论的连接机构而被促进。致动器240也用于将键帽100偏压朝向松开位置(第一位置)。例如，当键帽100被压下(第二位置)时，致动器240可用作弹簧以偏压或驱使键帽100朝向松开位置(第一位置)。在一些实施例中，电路模块200可包括磁结构，用于将键帽100排斥远离第二位置，由此将键帽100偏压朝向第一位置。
[0072]如上讨论的，光透射通过光能穿透部位150的能力允许显示在显示屏250上的图像被用户经由开口 230看到或观察到。更具体地，显示屏250的与键帽100的所述光能穿透部分、区域或表面150对应(例如，位于或直接设置在键帽100的所述光能穿透部分、区域或表面150下方)的区域或部分可被用户观察到。显示屏250被配置为，例如根据由联接至显示屏的计算系统运行的应用程序，输出可变图像(或光学信号)。这种由显示屏250输出的可变图像(或光学信号)可被透射通过键帽100的光能穿透部位、部分、区域或表面150。
[0073]键帽100的光能穿透部位或表面150可被成形、定尺寸和/或配置为增大或最大化允许光透射通过键帽100的区域。增大能透光部位150的面积可导致或提供键帽100的更大的区域，用户能够通过该区域观察由显示屏250显示的图像。
[0074]如在前述公开中讨论的，可存在多个键帽100，并且对于这种配置，对于每个键帽100将存在对应的开口 230。
[0075]显示屏250上显示的图像，例如根据联接有显示屏250的计算设备(例如，台式计算机或膝上型计算机)上发生的游戏相关的场景和/或基于先前用户的输入、致动或选择，是可动态变化或改变的。显示屏250可包括或被联接到存储器或存储器存储单元以及适当的显示屏电路，以促进或使得能够由显示屏250的部分静态和/或动态地呈现图像数据。由显示屏250或显示屏250中被选择的部分输出或显示的图像数据(例如，光信号)可根据一组程序指令(例如，对应于应用程序、一组设备驱动器和/或固件)而被选择和/或改变。
[0076]定位板
[0077]图4A和4B示出根据本公开各实施例的定位板350与键帽100。图4A是定位板350和键帽100的俯视图，图4B是其侧视图。定位板350具有顶侧352和背离顶侧352的底侧354。顶侧352和底侧354 二者均为大体平坦的。定位板350可由聚碳酸酯和塑料中的至少一种制成，并可具有大约在5mm至1mm之间的厚度。
[0078]定位板350适于承载或支撑键帽100。在许多实施例中，定位板350在空间上从电路模块200移位。定位板350用于将键帽100保持在其相应位置中。这可通过至少一个搭扣360枢转地将联接到键帽100的一组主连接件400固定就位来实现。在许多实施例中，至少一个搭扣360被能松脱地联接到底侧354。在后面将进一步对此进行讨论。定位板350限定孔口 356，孔口 356被成形和定尺寸成用于接收穿过其的键帽100。根据实施例的细节，定位板350可包括多个孔口 356。多个孔口 356中的每个均被成形和定尺寸成用于接收穿过其的对应的键帽100。为易于理解并便于进一步讨论，带有如下孔口 356的定位板350被称为第一构造，其中每个孔口 356被成形和定尺寸成用于接收单个键帽100。
[0079]如将由本领域普通技术人员理解的，键帽100可突出穿过对应的孔口 356，其中键帽100的顶侧102突出到定位板350的顶侧352上方。通过使键帽100突出到定位板350的顶侧352上方，键开关机构10的用户能够容易地压下键帽100。进一步，对使用着而言，反馈体验增强了整体游戏体验。为了便于键帽100的容易压下，孔口 356的尺寸成比对应的键帽100大，从而在孔口 356和对应的键帽100之间存在间隙358。间隙358可在大约Imm至5mm之间。在一些实施例中，键帽100的顶侧102可与定位板350的顶侧352齐平或在其下方。
[0080]图4C示出本公开的定位板350的实施例。定位板350限定孔口 356，孔口 356被成形和定尺寸成用于接收两个键帽100。如将由本领域普通技术人员理解的，孔口 356可被成形和定尺寸成用于接收多个键帽(即，多于两个键帽)。根据实施例细节，定位板350可具有用于单个键帽100的孔口 356和用于多个键帽100的孔口的组合。为易于理解并便于进一步讨论，带有如下孔口 356的定位板350被称为第二构造，孔口 356被成形和定尺寸成用于接收多个键帽100。
[0081 ] 图4D是根据本公开各实施例的至少一个搭扣360的简图。该至少一个搭扣360从定位板350的底侧354延伸。搭扣360包括远离底侧354伸出的两个臂362。每个臂362均是相同的。每个臂362均具有背离外表面366的内表面364,并且每个臂均在内表面364上限定至少一个紧固部分368，该至少一个紧固部分368被成形和定尺寸成用于接收一组连接件400。为简单起见，由紧固部分368形成的空间被称为紧固空间370。紧固空间370被成形和定尺寸成使得，其能牢固地固定并紧固一组连接件400的一部分。在许多实施例中，两个臂362可被成形和定尺寸成使得开口 372被限定。在许多实施例中，开口 372的宽度小于紧固空间370的宽度。通过使开口 372的宽度小于紧固空间370的宽度，一组连接件400可被搭扣360牢固地紧固、固定和/或定位。如在后面将描述的，紧固空间370有助于该组连接件400相对于紧固空间370自由枢转。
[0082]连梓机构
[0083]图5A示出键帽100和一组主连接件400的俯视图。该组主连接件400有助于或被用于引导键帽100大体上沿着行进轴线18在压下位置(B卩，第二位置)和松开位置(即，第一位置)之间行进。该组主连接件400被配置用于大体上阻止键帽100在键帽行进通过定位板350的孔口 356期间倾斜远离行进轴线18。通过主连接件400，键帽100被配置为对键帽100至或朝向显示屏250的移位，例如从第一位置至或朝向第二位置的移位，提供抵抗力或阻力。相应地，键帽100被配置为向用户提供在对键帽100进行用户实现的移位时或与用户实现的键帽100的移位关联的触觉反馈。如前面讨论的，键帽100的移位可实现键帽100的突起130的相应移位。突起130可被移位至或朝向由显示屏250承载的或相对于显示屏250设置的对应致动器240。致动器240与开关242接触或被联接到开关242。开关242接着被电联接到电路模块200的电子电路210。突起130和开关242之间经由致动器240的所述接触可导致生成电信号，该电信号能传输到计算设备，并由此将用户输入提供到所述计算设备中。
[0084]在下面的讨论中，键帽100的第一位置和第二位置的定向、位置与图3C和图3D的类似。该组主连接件400被配置为在对键帽100进行用户控制的或用户实现的移位或致动时向用户提供触觉反馈。该组主连接件400可被配置和/或定位为将键帽100偏压在第一位置并提供与键帽100从第一位置至或朝向第二位置的移位关联的阻力或抵抗力。第二位置可被定位为更接近显示屏250。相应地，该组主连接件400可被配置为提供与键帽100朝向显示屏250的移位关联的阻力或抵抗力。该组主连接件可包括一个或更多个主连接件402 (第一主连接件、第二主连接件等)。在使用多于一个主连接件402的实施例中，主连接件将被称为第一主连接件、第二主连接件等等。
[0085]主连接件402可被成形和定尺寸和/或配置为在键帽100的周界或沿着其周界联接到键帽100，例如至少键帽100的在第一壁114、第二壁116、第三壁118或第四壁120处或至少沿着键帽100的第一壁114、第二壁116、第三壁118或第四壁120联接到键帽100。进一步，主连接件402可被成形、定尺寸和/或配置为联接到键帽100的数个壁，从而键帽100的光能穿透部位150位于或大体上位于由主连接件402限定的区域或周边内。主连接件402可以以最小化或减小光透射通过键帽100的光能穿透部位的阻碍或障碍的方式被配置和/或定位。
[0086]基本上，主连接件402由展示类似的弹性和强度的钢或其它材料中的至少一种制成。例如,主连接件可为刚性线。主连接件402具有两个端部，第一端404和与第一端404相对的第二端406。当主连接件402在使用中时，第一端404大体上面向第二端406。主连接件402的第一端404和第二端406被插入由键帽100的第三壁118和第四壁120限定的孔口 160中。主连接件402的直径芯可为圆形的、正方形的和六边形的，并可有大约Imm至2mm之间的大小。
[0087]在许多实施例中，主连接件402包括在两个支撑部分410之间的枢转或中间部分408。枢转部分408被能枢转地安装到定位板350。枢转部分408包括至少一个紧固部分412，紧固部分412通过定位板350的搭扣360被紧固。枢转轴线414被限定在或通过主连接件402的枢转部分408。在许多实施例中，枢转部分408被定位为沿着键帽100的周边(即，沿着键帽100的第一壁114)。紧固部分412用作沿着枢转轴线414的枢转点，其中在键帽100从第一位置移动到第二位置期间或从第二位置移动到第一位置期间，键帽100从第一位置至第二位置的移位由紧固部分412的枢转而被促进。在一些实施例中，主连接件402包括两个或更多分离部分。例如，每个主连接件402的各个紧固部分412均与相同的所述主连接件402的另一紧固部分412分离。
[0088]枢转部分408被定位为远离或在键帽100的光能穿透部分150的外部。光能穿透部分150远离枢转部分408的定位最小化或减小由枢转部分408引起的对光透射通过光能穿透部位150的阻碍。
[0089]用户实现的键帽100的移位(例如，通过用户将力施加到键帽100上)可促进或实现主连接件402的相应移位，更具体地，主连接件402的至少一部分围绕枢转轴线414的枢转或旋转。键帽100可在对键帽100进行用户实现的移位时围绕枢转轴线414枢转或旋转。键帽100相对于枢转轴线414的移位，更具体地围绕枢转轴线414的枢转或旋转可实现键帽100从第一位置至或朝向第二位置的移位。键帽100从第一位置至第二位置的移位，更具体地枢转或旋转，可触发或导致被联接到显示屏250、由显示屏250承载或者相对于或邻近显示屏250设置的致动器240的致动或激活。
[0090]致动器240与开关242接触或被联接到开关242，开关242被电联接到电路模块200的电子电路210。通过将键帽100移位至第二位置，键帽100的突起130通过致动器240激活开关242。在许多实施例中，键帽100的移位，更具体地枢转或旋转对突起130进行移位，并通过致动器240实现突起130和开关242之间的接触。致动器240被联接到显示屏250、由显示屏250承载或相对于或邻近显示屏250设置。130和致动器240之间的接触引起或触发开关242的致动，并由此引起电信号的生成和所生成的电信号至与开关242联接的计算设备的传输。
[0091]图5B和图5C示出键帽100的侧视图，其中键帽100处于第一位置且通过主连接件402被紧固到定位板350的搭扣360。如图5B和图5C所示的，键帽100的突起130被设置在搭扣360和致动器240之间。根据实施例细节，每个键帽100可由一个或两个主连接件402支撑或紧固。图5B示出键帽100的侧视图，其中两个主连接件402 (第一主连接件和第二主连接件)被使用，图5C示出键帽100的侧视图，其中单个主连接件402被使用。本领域普通技术人员将理解，对于键帽100和一个主连接件402 (图5C)而言，第一构造(见对图4A和图4B的描述)将更适合。对于键帽100和两个主连接件402 (图5B)而言，第二构造将是适合的，由于第二主连接件402提供更多支撑以将键帽100保持就位。类似于第一主连接件，第二主连接件被能枢转地联接到定位板350和键帽100的侧壁的外部。第一主连接件和第二主连接件与键帽100为平行配置，以便进一步阻止键帽100从行进轴线18倾斜。
[0092]主连接件402通过搭扣360被紧固到定位板350。主连接件402的每个端部均被插入键帽100的对应孔口 160中。如图5B所示的，每个第二主连接件402大体上彼此平行。通过具有两个主连接件402，键帽100在键帽100从第一位置(松开位置)移位至第二位置(压下位置)期间被牢固地紧固。
[0093]图是图5B的键帽100处于第二位置的侧视图。在图5B所示的第一位置，主连接件402大体上平行于键帽100的第三侧110。当在第二位置时，每个主连接件402相对于第一位置以大约45度朝向第二位置移位。
[0094]图6A示出本公开的以交错阵列构造布置的键帽100。在键帽100的布置中，该组主连接件400提供空间效率。例如，该组主连接件400允许键帽100以交错阵列构造布置，其不能够以诸如悬臂构思的其它键开关机构构思实现。图6B示出悬臂键帽机构500，其包括键帽502和两个臂504。如图6B所示,两个臂504向外并远离键帽502延伸。交错阵列构造不能与悬臂键帽机构500 —起操作，因为臂会阻碍其它相邻的键帽。
[0095]键开关机构的应用
[0096]根据本公开若干实施例的键开关机构10可以许多方式被利用。例如，键开关机构10可起到用于显示器的键开关的作用。在一些其它应用中，多个键开关机构10可结合以形成键盘或键区。可替代地，键开关机构10可形成手持设备的一部分。
[0097]键开关机构10并且特别地电路模块200可被联接到包括处理器和存储器的计算系统。计算系统被配置为运行对应于一个或更多应用程序的所存储的程序指令。基于应用程序的运行，背景、状况或状态、视觉信息(例如，图像、图标、文本和光学信号)可被生成或检索，并被引导至显示屏250的一个或更多部分、区域或部位。例如，在运行游戏应用程序的游戏环境中，在显示屏250的特定部分、区域或部位显示的视觉信息可依赖于应用程序的运行、背景、状况或状态。
[0098]因而，已经示出和讨论了键开关机构的各实施例，其实现了本公开的目的和所追求的优点。然而，在考虑本说明书以及附图和权利要求书之后，本领域技术人员将明白本公开的许多改变、更改、变化以及其它使用和应用。所有这种未背离本公开的键开关机构的精神和范围的改变、更改、变化以及其它使用和应用被认为由本公开的实施例涵盖，其仅由所附权利要求书限制。
[0099]以前述方式，本公开的各实施例被描述用于解决至少一个前述缺点。这种实施例意欲由所附权利要求书包含，并不被限制于所描述的部件的具体形式或布置，并且本领域技术人员由本公开将明白可做出许多改变和/或更改，其也意欲被所附权利要求书包含。
【权利要求】
1.一种键开关机构，包括电路模块、键帽和连接机构，所述键帽具有顶部和从所述顶部延伸的侧壁，所述连接机构用于引导所述键帽大体上沿着行进轴线在压下位置和松开位置之间行进，所述连接机构包括: 定位板，在空间上从所述电路模块移位，所述定位板限定孔口，所述孔口被成形和定尺寸成用于接收穿过其的所述键帽；和 主连接件，被能枢转地联接到所述定位板，所述主连接件进一步被能枢转地联接到所述键帽的所述侧壁的外部，所述主连接件用于在所述键帽行进通过所述定位板的所述孔口期间大体上阻止所述键帽倾斜远离所述行进轴线， 其中所述电路模块将所述键帽偏压朝向所述松开位置，并在所述键帽被移位到所述压下位置时生成控制信号。
2.如权利要求1所述的键开关机构，所述键帽的所述顶部为光能穿透的。
3.如权利要求1所述的键开关机构，所述主连接件为包括两个端部的刚性线，所述两个端部终止于在所述键帽的所述侧壁中限定的对应的两个孔口，两个腔被成形并内对准以便围绕其枢转所述主连接件。
4.如权利要求3所述的键开关机构，所述主连接件进一步包括被能枢转地安装到所述定位板的中间部分。
5.如权利要求1所述的键开关机构，所述连接机构进一步包括第二主连接件，该第二主连接件被能枢转地联接到所述定位板和所述键帽的所述侧壁的外部，所述主连接件和所述第二主连接件与所述键帽成平行构造，以便进一步阻止所述键帽从所述行进轴线的倾斜。
6.如权利要求1所述的键开关机构，所述电路模块包括磁结构，用于将所述键帽排斥远离所述压下位置，由此将所述键帽偏压朝向所述松开位置。
7.如权利要求1所述的键开关机构，所述电路模块包括致动器，用于将所述键帽偏压朝向所述松开位置。
8.如权利要求7所述的键开关机构，所述致动器为橡胶穹罩、金属穹罩、板簧、螺旋弹簧和弹性结构之一。
9.如权利要求7所述的键开关机构，所述键帽进一步包括从所述侧壁远离所述侧壁的内部延伸的突起，所述突起邻接所述致动器。
10.如权利要求9所述的键开关机构，所述定位板包括搭扣，所述主连接件被接收在所述搭扣内以便枢转联接到所述搭扣，所述键帽的所述突起被设置在所述搭扣和所述致动器之间。
【文档编号】G06F3/02GK104054148SQ201180076276
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2011年11月29日 优先权日:2011年11月29日
【发明者】李明, 刘国强 申请人:雷蛇(亚太)私人有限公司