CN101606116B - 键盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种键盘，所述键盘具有多个键，所述键具有由用于显示所述键的各自标签的柔性显示器覆盖的键开关，从而能够通过键盘的适当控制在键盘的操作期间改变所述标签。所述柔性显示器预成型为非平面的形状以装在键开关的顶部，从而能够通过压下显示关注的键开关的键标签的柔性显示器的区域来激活每个键开关。每个键可以具有拥有透明上表面的键帽，并且柔性显示器装在键帽下边，用于显示通过所述键帽的透明上表面可见的所述键的各自标签。所述键盘提供与常规高品质键盘相似的触觉反馈。

Description

键盘

本发明涉及一种键盘，所述键盘例如用于计算机、电子游戏、乐器、自动提款机(money dispenser)、售货终端、或其它终端等，所述键盘具有键上的标签(labels)，所述标签在键盘操作期间可以被改变，例如以便于在标签中显示表示键盘中各键的当前功能的符号或图标。

几乎与当今个人计算机相关的每件事物都在进行重大发展。处理器能力(processor power)、平板显示器(flat screens)、及无线接口的正在进行的发展是这种发展的明显实例。然而，计算机键盘似乎构成了例外。尽管已经引入了从一种语言到另一种语言的一些差异以及在专有布局(proprietary layout)中布置的一些功能键，但自从打字机发明以来，键盘设计在很大程度上仍保持不变。

典型地，用于计算机等的键盘具有用英语书写语言的字母标记的键。标签被以预定的布置以下面所述的键盘布局印刷或者模制。一些欧洲国家具有与英语语言相比，更大的字母和元音的范围，从而在一些国家中键盘具有不同键位的键。

本发明的目的在于提供一种具有改进的通用性的键盘。

根据本发明，通过具有下述多个键的键盘实现上述和其它目的，其中所述键具有被用于显示所述键的各标签的柔性显示器覆盖的键开关(key switch)，所述柔性显示器被预成型为非平面的形状以装(fit)在键开关的顶部，从而通过压下显示关注的键开关的键标签的柔性显示的区域来激活每个键开关。

因此，键盘具有由用于显示所述键的各标签的柔性显示器构成的上部。

在本发明的一个实施例中，具有由柔性显示器所显示的标签的每个键具有拥有透明上表面的键帽，并且柔性显示装在键帽下边，用于显示通过各自键帽的透明上表面可见的所述键的各自标签。

优选地，每个键具有上表面，例如平的上表面，其在键被压下时不或基本上不改变其形状，这与具有分别可压下的键的传统键盘相似。

优选地，当被键盘的使用者压下时，键盘的每个键被移位，即当被使用者激活时键被压下。

优选地，多个键的每个键开关具有拥有触点元件的基本上非柔性的组件，并且非柔性组件被布置为当相应键被压下时被移位，直至在触点元件与键盘的电路之间建立接触。非柔性组件可以利用弹性装置来偏置离开其被压下的位置。弹性装置可以是螺旋弹簧、平板弹簧、片弹簧等。

本发明的一个优点是键盘被使用者像传统的键盘一样操作。例如，根据本发明的键盘也提供在使用特定的常规键盘期间使用者所体验到的特定类型的触觉反馈。触觉反馈与压下键盘的键时的感觉如何相关，例如当被使用者压下时键是否产生“敲击(click)”以及该“敲击”感觉和听起来如何。触觉反馈也与当被使用者压下时键的线性移位的大小等相关。

优选地，键开关既不是锅仔片开关(dome switch)也不是薄膜开关(membrane switch)。

此外，由常规键盘提供的各种键布局也可以由根据本发明的键盘提供，例如使用者可以通过同时和/或按特定顺序激活键盘的各具体键来选择具体的键盘布局。

根据本发明，键盘被提供有用于在所述键的上表面上显示键盘标签的显示器，从而用能够在键盘操作期间通过合适的键盘控制来能够改变的标签取代通常固定的键标签。

优选地，显示器具有从例如在电视或计算机平板屏幕中使用的常规液晶显示器、发光二极管显示器、或等离子显示器中已知的常规显示能力，使其能够在键盘的每个键的上面显示几乎任何东西，并且在键盘的操作期间将当前显示在键标签中的东西改变成其它东西。以该方式，键标签也可以根据本发明而动态显示(animate)。

优选地，键的所显示的标签指示所述键的当前功能。例如当键盘被用作打字机键盘时，柔性显示器可以显示在所关注的国家中书写中使用的小写字母、数字和其它字符的常规布局。当按下“shift”键时，显示器将标签更改为大写字母、数字等，并且当按下“AltGr”键时，显示器相应地更改标签。因此，使用者被从记忆按下哪个键以打出特定用图表示的符号的任务中解脱出来。类似地，当键盘与具有使用各种功能键的文字处理器的计算机一起使用时，键盘可以在各键的激活时显示指示由文字处理器执行的功能键的各功能的符号。所述功能可以在文字处理器操作期间被改变。优选地，文字处理器允许使用者选择合适的键盘布局，例如各国家的各种布局可以是可选择的，并且Dvorak布局可以是可选择的。优选地，文字处理器允许使用者指定键盘的每个键的功能，从而创建个人的键盘布局。

根据本发明的键盘的重要优点是键盘的布局容易从一个字母表变为另一个和/或从一个国家的布局变为另一个。例如，根据本发明的键盘可以显示欧洲、日本、阿拉伯、俄罗斯、中国等的字母表的布局。

优选地，键盘具有用于显示键盘的所有键的标签的单个显示器；然而，所述显示器可以被划分成多个独立的显示单元。

键盘的一些键可以是具有固定标签的常规键。

优选地，显示器安置于柔性衬底上，所述柔性衬底成型为安装于在键盘操作期间被使用者按压的多个键触点上。

若干可以安置在柔性衬底上的显示技术目前是可用的。例如，有机发光二极管(OLED)显示器可以安置在柔性衬底上，例如非常柔韧的金属箔、柔性聚合箔等。OLED能够以与墨水在打印期间被喷到纸上一样的方式被印刷在柔性衬底上。因为OLED能够使用喷墨打印机技术被印刷到任何适合的衬底上，因此其在理论上能够具有显著低于LCD或等离子显示器的成本。

有机发光二极管(OLED)是一种特定类型的发光二级管，其中发射层包括某些有机化合物薄膜。最初，使用小分子有机发光二级管(SMOLED)，即当被电激励时发光的小有机分子；然而，今天的OLED通常利用有时被称为PLED(聚合物发光二极管)的用于发光的大聚合物分子。PLED具有可溶液(solution)加工的主要优势，并且能够因而使用例如喷墨印刷的技术而被应用于衬底。在OLED中也可以应用树枝状聚合物(Dendrimer)技术。树枝状聚合物是以高度的分枝为特征且能够被设计为提供特定性能特性的一类分子。特别地，在显示技术中，树枝状聚合物能够被用于小分子，以给他们一些聚合物系统的性质，例如可溶液加工。

在无源矩阵OLED(PMOLED)中，阴极和阳极被布置为相互垂直的条(strips)形。阴极和阳极的交叉点构成在其处发光的像素。外部电路将电流施加到所选择的阳极和阴极的条，确定哪个像素导通以及哪个像素保持关断。而且，每个像素的亮度与被施加的电流的量成比例。目前，PMOLED对于文本和图标是最有效的并且最适合于小屏幕(2到3英寸屏幕)，例如用于蜂窝电话、PDA和MP3播放器等的屏幕。

在有源矩阵OLED(AMOLED)中，阴极和阳极组成全层(fulllayer)，但是阳极层覆盖形成矩阵的薄膜晶体管(TFT)阵列。TFT阵列是确定哪个像素导通以形成图像的电路。因为TFT阵列需要的电能比外部电路少，所以AMOLED比PMOLED耗电少，从而AMOLED对于大显示器是有效的。AMOLED还具有适合视频的更快的刷新率。典型地，AMOLED被用在计算机监视器、大屏幕电视和电子标签或广告牌中。

OLED显示器相对于传统LCD显示器的大的益处之一是OLED不需要背光起作用。这意味着其消耗少得多的电能并且，当从电池供电时，能够在相同电量下运行更久。还已知的是，基于OLED的显示设备能够比液晶和等离子显示器更高效率地制造。

OLED技术目前被用于商业应用，例如用于移动电话和便携数字音乐播放器(MP3播放器)、汽车收音机和数字照相机的小屏幕，并且也用在用于头戴式(head-mounted)显示器的高分辨率微型显示器。

这种便携应用支持用于在日光下可读的OLED的高亮输出，同时低功率消耗。

电泳显示器、电润湿显示器、聚合物LCD显示器等是其它也可以安装在柔性衬底上的显示技术的示例。

显示器可以在每个透明键帽下边提供常规的点矩阵排列。

根据本发明，键盘能够表现每种书写语言的每个字母、数字和其它符号。

此外，键盘还能够显示与游戏和其它软件程序结合使用的功能键的功能的指示。

例如，键盘可以以在特定软件程序中引导使用者的方式来顺序地显示特定键标签，从而消除参考所述程序的手册的需要。

此外，键盘可以显示对应于文字处理器、电子数据表、数据库、CAD/CAM等的经常使用的功能的键标签，因而方便文字处理器、电子表格、数据库、CAD/CAM各自的使用。

此外，根据本发明的键盘的标签显示器灵活性可以用于减少用于例如移动电话、PDA计算机、或其它便携装置的键盘中的键的数量。

根据本发明的键盘可以有利地被用在例如汽车、火车、飞机、轮船、航天器等的任何交通运输工具中，例如用于控制交通运输工具。

以下将参考附图中示出的示例性实施例来更详细地描述本发明，其中

图1示意性地示出了根据本发明的键盘的分解视图，

图2示出图1中所示的键盘的细节，

图3示出图1中所示的键盘的各种使用，

图4示出图1中所示的键盘的更多使用，

图5示出图1中所示的键盘的更多使用。

以下将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以不同形式实施并且不应当认为本发明被限制于在这里描述的实施例。而是，提供这些实施例从而使得本公开详细和完整，并且将对本领域技术人员全面传达本发明的范围。在全文中相同的附图标记指相同的元件。

图1示出了根据本发明的键盘10的基本部件的分解视图。示出的键盘10包括具有排列为具有5行键开关14的常规计算机键盘阵列的键开关14的印刷电路板12。如本领域公知地，信号线16用于扫描键开关14以检测被按压的键开关14。组成键的上部的柔性显示器18被预成型以装在键开关14的顶部并且在键帽20的下面。键帽20的上表面22是透明的，从而使用者能通过各透明键帽20来观察显示的键标签。信号线24用于控制显示器18。

图2更详细地示出键开关14中的一个以及在所述键的标签中显示电话符号的显示器18，其中所述标签能够被通过键帽20的透明上表面22观察。

在示出的实施例中，每个键具有扁平的上表面，所述上表面当键被按压时不改变其扁平形状，与具有的独立可按压的键的常规键盘相似。

示出的实施例的每个键开关14具有拥有触点元件(不可见)的基本上非柔性的组件26。非柔性组件26被布置为当相应键被按压时被移位，直至建立触点元件与键盘的电路之间的接触。通过键盘的控制电路检测所述接触。示出的实施例的非柔性组件以常规键盘公知的方式来利用螺旋弹簧偏置。

键的线性位移优选地在1mm到5mm的范围内，诸如从2mm到5mm，例如大约3.5mm。

以这种方式，键盘在使用期间提供的触觉反馈与使用者从例如与计算机结合使用的高品质常规键盘已知的触觉反馈相对应。常规高品质键盘不包括锅仔片或薄膜开关。相反地，由通过弹簧装置偏置的可移位组件提供通常由使用者感觉到的作为高品质的标志的期望的触觉反馈。

在根据本发明的键盘中，可以调节由弹簧装置提供的偏置力，以补偿柔性显示器的回弹力，从而使用者所体验到的每个键的最终偏置力基本上类似于使用者从常规高品质键盘中所已知的值。

在图3中，下面一行示出了根据本发明的用作计算机键盘并且以与常规丹麦语计算机键盘相对应的方式显示键标签的键盘。图像32示出了当“Shift”键34没有被按压时显示的小写标签，包括斯堪的纳维亚语元音“”、“

”、“

”。图像36示出了当“Shift”键34被按压时显示的大写标签，类似地，图像38示出了当“AltGr”键40被按压时显示的标签。

应该注意根据本发明的键盘简化了使用者的操作，因为当前显示的标签以清楚明确的方式指示各自键的当前功能，与常规键盘相反，常规键盘的一些键具有三个可选符号，从而使用者必须记住激活哪个其它键以选择关注的键的符号中的一个。

图3的上面一行示出了根据本发明的用作计算机键盘并且以与常规法语计算机键盘相对应的方式显示键标签的键盘。图像42示出了当“Shift”键34没有被按压时显示的小写标签。图像44示出了当“Shift”键34被按压时显示的大写标签，类似地，图像46示出了当“AltGr”键40被按压时显示的标签。

本发明的一个重要优点是一个键盘可以制造成用于所有语言。而且，访问外国以在那工作的人能够容易地将键盘布局改变成为他或她的通常的布局。

为进一步示出根据本发明的键盘的通用性，图4示出了如在日本使用的显示各种典型键盘布局的键盘。

图5示出了根据本发明的显示标准Dvorak布局50的键盘。Dvorak布局便于简单和快速键入，因为5个使用最多的元音和辅音(英语中)被定位在形成使用者手指的开始位置的行中。在其它语言中的相应布局易于由根据本发明的键盘提供。中间的布局是右手Dvorak布局，下方的布局是左手Dvorak布局。

Claims (15)

1.一种键盘，所述键盘具有多个键，所述键具有键开关，所述键开关以常规的计算机键盘阵列布置，并由用于显示所述键的各自标签的柔性显示器覆盖，所述柔性显示器被预成型为非平面的形状以装在所述键开关的顶部，从而通过压下显示关注的键开关的键标签的柔性显示器的区域来激活每个键开关，并且其中所述多个键的每个键开关具有拥有触点元件的基本非柔性组件，并且其中所述非柔性组件被布置为当相应键被压下时移位，直至建立在所述触点元件与键盘的电路之间的接触，键的线性位移在1mm到5mm的范围内。

2.根据权利要求1所述的键盘，其中所述多个键中的每一个还具有拥有透明上表面的键帽，并且所述柔性显示器装在所述键帽下边，用于显示通过各键帽的透明上表面可见的所述键的各自标签。

3.根据权利要求1或2所述的键盘，其中所述可移位组件由弹簧装置偏置，并且调节由弹簧装置提供的偏置力，以补偿柔性显示器的回弹力，从而使用者所体验到的每个键的最终偏置力基本上类似于使用者从常规高品质键盘中所已知的值。

4.根据权利要求1或2所述的键盘，其中所述显示器是OLED显示器。

5.根据权利要求1或2所述的键盘，其中所述显示器是电泳显示器。

6.根据权利要求1或2所述的键盘，其中所述显示器是电润湿显示器。

7.根据权利要求1或2所述的键盘，其中所述显示器是聚合物LCD显示器。

8.一种具有处理器的装置，所述处理器被连接到根据前面任一权利要求所述的键盘，并且所述处理器适于从所述键盘接收输入并且控制所述显示器来响应于使用者输入而显示键的标签。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述处理器还适于控制所述柔性显示器显示在所选择的国家中书写中使用的小写字母、数字和其它字符的常规布局，以及将标签更改为对应的大写字母、数字和其它字符。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述布局为Dvorak布局。

11.根据权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中所述布局为从由欧洲、日本、阿拉伯、俄罗斯和中国字母表组成的组中选择的字母表的布局。

12.根据权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中所述处理器还适于控制所述显示器显示如下符号，该符号表示在激活各键时由软件程序执行的功能键的功能。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述软件程序选自由文字处理器、游戏、电子数据表、数据库、CAD/CAM程序组成的组。

14.根据权利要求12所述的装置，其中所述处理器还适于控制所述显示器以在特定软件程序中引导使用者的方式来顺序地显示特定键标签，从而消除参考所述程序的手册的需要。

15.根据权利要求8-10中的任一项所述的装置，其中所述处理器适于执行编辑器，该编辑器允许使用者定义键盘布局。

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