无控制器的快速触感反馈键盘的制作方法
【专利说明】无控制器的快速触感反馈键盘
【背景技术】
[0001] 键盘是用于向各种计算设备提供输入的重要和普遍的输入机制。尽管开发了诸如 触摸屏、语音识别和手势识别的各种替代人类输入技术，键盘和小键盘仍然是用于人类输 入到计算设备的最常用设备。能够W中到高速（即，大约每分钟50字或W上)打字的大多数 训练有素的打字员倾向于依赖触觉反馈（即，触摸或触感反馈），所述触觉反馈向打字员指 示键已被压下。具有可机械移动的键的键盘(在本文中称为"机械键盘"）通常通过向使键盘 的运些弹黃加载的、可移动的键致动的用户提供某种形式的自然发生的触觉反馈而满足了 该需要。例如，用于在传统的机械键盘中提供触觉反馈的一种普遍的机构是每个键下面的 "屈曲弹黃"机构，其当用户使键致动时在来自用户的手指的足够的压力下屈曲。弹黃的屈 曲引起卡扣动作，运向用户提供了触感感觉，W指示键已被致动。
[0002] 随着计算设备已随着计算机技术的进步而变得更小和更便携，传统的机械键盘已 变得不那么普遍，特别是对于具有较小的形状因素的计算设备来说。运是因为，机械键盘中 采用的技术可W提供对键盘的最大薄度的设计约束。关屯、他们的设备的便携性的制造商已 经通过开发不采用可机械移动的键的替代键盘技术解决了运个问题。其结果是，具有所谓 的"非致动"键的运些键盘可W被制作得甚至比最薄的机械键盘更薄和更光滑（~3毫米 厚）。例如，压敏键盘不需要可机械移动的键或部分。因此，对压敏键盘的厚度的主要约束是 键盘的部件层的用于提供结构和感应功能的材料。运些替代键盘技术实现了更便携的计算 设备和键盘。
[0003] 然而，具有非致动键（即，通常不机械致动的键)的较薄的键盘不能提供触感反馈。 使用运样的键盘的打字员只能在键的表面上感觉到他们的手指，但是无法感觉到键的任何 运动。在没有触觉反馈的情况下，训练有素的打字员变得不确定击键是否被记录，并且他们 被迫诉诸于通过检查手指的放置的视觉反馈，运会减慢打字速度。
【发明内容】
[0004] 本文描述的是用于在不使用控制器的情况下提供快速触觉反馈的技术，该触觉反 馈对于各个非致动键(例如，薄键盘或者小键盘的键)来说是本地的。触觉反馈可W具有针 对被用户按压的单独的键的模拟的"键点击"反馈形式，W使得用于按压键的手指感觉到触 感感觉。触觉反馈模仿机械键(例如，屈曲弹黃、弹出式圆顶键开关等）的触感感觉，W给予 用户他们已经使可机械移动的键致动的感知。
[0005] 提供了本
【发明内容】
，W便W简化的形式介绍下面在【具体实施方式】中进一步描述的 一些构思。本
【发明内容】
不是旨在标识要求保护的主题的关键特征或者必要特征，也不是旨 在用于限制所要求保护的主题的范围。
【附图说明】
[0006] 参照附图描述了【具体实施方式】。在附图中，附图标记的最左侧的数字标识其中该 附图标记第一次出现的图。不同图中的相同附图标记指示相似或相同的项目。
[0007] 图I示出了包括用于局部化触觉反馈的压电致动器的示例致动器开关的分解透视 图。
[0008] 图2A示出了致动器开关的沿图1的剖面线A-A的局部侧视横截面图，其包括被配置 为响应于触摸压力而弯曲的柔性膜。
[0009] 图2B示出了在触摸压力被施加到柔性膜而引起膜电极接触上侧的压电电极之后 的致动器开关的沿图1的剖面线A-A的局部侧视横截面图。
[0010] 图3示出了实现致动器开关的示例性计算设备。
[0011] 图4示出了针对键盘的致动器开关的输入检测的框图。
[0012] 图5示出了针对键盘的致动器开关的输入检测的框图。
[0013] 图6示出了各种致动器的开关的时序。
[0014] 图7示出了包括用于局部化触觉反馈的压电致动器的示例致动器开关的分解透视 图。
[0015] 图8A示出了致动器开关的沿图7的剖面线A-A的局部侧视横截面图，其包括被配置 为响应于触摸压力而弯曲的柔性膜。
[0016] 图8B示出了在触摸压力被施加到柔性膜而引起膜电极接触上侧的压电电极之后 的致动器开关的沿图7的剖面线A-A的局部侧视横截面图。
[0017] 图9示出了键盘的键盘编码器和致动器开关的框图。
[0018] 图IOA示出了针对致动器开关的输入检测的框图。
[0019] 图IOB示出了针对致动器开关的输入检测的框图。
[0020] 图IOC示出了针对致动器开关的输入检测的框图。
[0021] 图11示出了使用电容性开关并且包括用于局部化触觉反馈的压电致动器的示例 致动器开关的分解透视图。
[0022] 图12A示出了致动器开关的沿图11的剖面线A-A的局部侧视横截面图，其包括被配 置为响应于触摸压力而弯曲的柔性膜。
[0023] 图12B示出了在触摸压力被施加到柔性膜而引起膜电极接触上侧的压电电极之后 的致动器开关的沿图11的剖面线A-A的局部侧视横截面图。
[0024] 图13A示出了电容性基本键推动检测的框图。
[0025] 图13B示出了电容性基本键推动检测的框图。
[0026] 图14示出了包括用于局部化触觉反馈的压电致动器的示例致动器开关的分解透 视图。
[0027] 图15A示出了致动器开关的沿图14的剖面线A-A的局部侧视横截面图，其包括被配 置为响应于触摸压力而弯曲的柔性膜。
[0028] 图15B示出了在触摸压力被施加到柔性膜之后的致动器开关的沿图14的剖面线A-A的局部侧视横截面图。
[0029] 图16示出了在实现触觉反馈组件的键盘上提供的局部化触觉反馈。
[0030] 图17是提供根据一些实现方式的触觉反馈的示例过程的流程图。
【具体实施方式】
[0031] 除其它方面之外，本公开内容的实施例针对用于在不使用控制器的情况下提供快 速触觉反馈的技术和系统，该触觉反馈对于物理键盘或者小键盘的各个非致动键来说是本 地的。如本文所使用的，术语"键盘"可W包括适于包括非致动键的任何类型的键盘、小键盘 或者输入设备。本文所公开的实施例在与平板触摸或者平板计算机、笔记本电脑或者膝上 型计算机等集成的、或者被用作其外围设备的键盘中获得特定应用。具体地，本文公开的实 施例通过提供具有改善的便携性(运对于触摸打字员也是实用的）的、相对薄的键盘而使便 携式计算设备获益。然而，应当明白的是，所公开的实施例还可W用于其它应用，其包括用 于电视机或类似设备的远程控制输入设备、游戏系统控制器、移动电话、汽车用户输入机 审IJ、家庭自动化(例如，嵌入家具、墙壁等中的键盘)等等。
[0032] 本文所公开的技术和系统利用压电式致动器(压电致动器)作为具有非致动键的 键盘中的致动器开关的部分。压电致动器响应于电流使形状变形并且改变，运导致触感感 知。虽然在本文中描述了压电致动器，但是可W使用对电流产生用于提供触觉反馈的合适 的物理响应的任何其它类型的致动器。各种天然和合成材料表现出压电效应。用于压电致 动器的合适的材料包括但不限于陶瓷材料、晶体材料等。
[0033] 可W将多个致动器开关放置在与键盘的非致动键的布局大致对应的布局中。在一 些说明性的例子中，由每个致动器开关产生的机械力对于键盘的每个非致动键而言可W是 分离的和局部化的。触觉反馈可W在按压在单独的非致动键上的用户的手指上创建局部化 的、触感的键点击感觉。
[0034] 可W W多种方式来实现本文中所描述的技术和系统。下面参照W下附图提供示例 实现方式。
[0035] 示例致动器开关
[0036] 图1示出了包括用于局部化触觉反馈的压电致动器102的示例致动器开关100的分 解透视图。压电电极104在压电致动器102的顶表面上，并且膜电极106在柔性膜108的底表 面上。压电致动器102的底表面在导电基底平面110的顶表面上，导电基底平面110可W由铜 或任何其它合适的导电材料制成。膜电极106连接到高电压信号源化VP)。基底平面110连接 到信号地(SG)。压电电极104连接到高阻抗输入检测器(DT)。导电粘合剂可W用于将压电致 动器102禪合到基底平面110。然而，可W采用将压电致动器102附着到基底平面110的任何 合适的方