CN102405139A - 可调节的人体工程学键盘 - Google Patents

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Abstract

一种可调节人体工程学键盘，其包括由接头(例如10，110)连接的键盘部分(例如6，8，106，108)，所述接头使所述键盘部分可以相对于彼此枢轴旋转。保持器(例如12，112)相对于底座支架固定相应的键盘部分，使所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并相对于所述底座支架横向移动。所述底座支架(例如14，14’，114)可以是便携式笔记本计算机底盘或机身的部分，或者可以是用于作为外围数据输入设备的键盘的独立底座。

Description

可调节的人体工程学键盘
技术领域
以下的发明基本上涉及键盘，更具体地说，涉及与独立底座或便携式计算设备集成的或可与之集成的可调节人体工程学键盘配置。
背景技术
用于计算机终端机的键盘类型通常包括其上附有字母数字键的单一板(unitaryboard)。这些传统键盘的缺点往往是使人类用户的手腕和/或手臂及肩部必须被扭曲成一定的形态，该形态可产生压力尤其是在长时间使用键盘后。使这问题发生的原因是在大部分传统的单一键盘设计和按键布置中，用户的手必须通过将手腕相对于前臂枢转而向外转，导致尺骨偏移。由手腕的旋前作用引起的用户不适也是这些传统键盘的一个问题。旋前姿势也可将压力传送到用户的脖子和肩部。
通常都希望能够减小在计算机键盘中手腕的旋前作用和尺骨偏移。为此，美国专利US6,984,081叙述了设有至少两个部分的可调节键盘，所述至少两个部分可以通过铰链或接头相对于彼此移动。通过移动所述部分，可以调整用户的手腕和手的定位以便减小手腕的尺骨偏移和旋前作用。与这样的设计基本上一致的成功商业实施方案包括Goldtouch
Figure BPA00001445847600011
的可调节键盘以及Goldtouch GO！TM的旅行键盘，它们均可以从KeyOvation有限公司，Ceder Park，得克萨斯州得到。
不幸的是，当可调节人体工程学键盘诸如上述的Goldtouch键盘(和竞争设计)对台式计算机用户提供实用的选择以减小与使用传统单一分离的键盘关联的旋前作用和尺骨偏移时，便携式计算设备(包括膝上型、笔记本或上网本型计算机)除了连接(例如，通过USB电缆)一个辅助的可调节人体工程学键盘之外几乎没有其它选择。对于一些用户来说，这可能不是一个有吸引力的解决方案。
因此，需要改进的解决方案。
发明内容
业已发现，使用能够使第一和第二键盘部分同时隆起和张开的设计可以提供一个集成而可调节的人体工程学键盘，其中在每个所述第一和第二键盘部分的表面上均包括相应的按键子集，所述按键子集一起限定了基本上完整的字母数字键盘。保持器分别从所述第一和第二键盘部分延伸，用于相对于底座支架保持所述相应的键盘部分。在一般的情况下，所述底座支架可包括独立台式平台或与便携式计算设备集成(或可集成)。各个保持器使所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并当所述键盘部分被保持时，所述键盘部分相对于所述底座支架横向移动。接头连接所述键盘部分并使所述键盘部分相对于彼此枢轴旋转。
所述接头的向上移动基本上使所述键盘部分倾斜或“隆起”，对应于所述隆起，所述保持器的至少一个使所述相应的键盘部分的外缘横向移动。所述接头的横向移动(通常在朝向人类用户的方向)使所述键盘部分张开，而每个所述键盘部分相应地围绕所述对应的一个保持器的轴旋转。所述接头和保持器的相互合作使所述键盘部分同时隆起和张开，而相对于所述底座支架被保持。尽管如上所述，如果需要的话，可以提供只隆起或只张开的实施方案或配置。
在一些实施方案中，所述键盘部分可以按照适合于与独立底座或便携式计算设备集成的配置被提供，而在另一些实施方案中，所述键盘部分可以在提供时已经与这样的底座或便携式计算设备集成在一起。
一般来说，会考虑多种的附件配置。例如，在一些实施方案中，通常将保持器固定到相应的键盘部分，使所述保持器的相对末端在适当地限定的通道中移动。例如，在一些实施方案中，在所述底座支架的上表面中限定通道，其中每个所述保持器的一个末端被连接到相应的一个所述键盘部分，且对应所述键盘部分的隆起，所述相应的一个通道允许所述相应的一个保持器横向移动越过所述上表面的一部分。在一些实施方案中，改为在所述键盘部分的下表面中限定合适的通道。在一些这样的实施方案中，所述相应的一个通道使所述键盘部分相对于所述相应的一个保持器横向移动，其中每个所述保持器的相对末端大致上被固定在所述底座支架上。如前所示，所述底座支架可包括独立台式平台或与便携式计算设备集成(或可集成)。
在一些实施方案中，在收藏位置中，被保持的所述键盘部分与所述上表面紧密地间隔第一距离，但是在一个或多个展开位置中，被保持的所述键盘部分与所述上表面相距超过所述第一距离的距离，所述距离适应所述键盘部分的隆起动作。在一些变型中，展开位置包括至少一个向前移的键盘位置。在某些情况下，所述保持器还可使所述键盘部分相对于支撑结构向前移或滑动。
在一些实施方案中，与所述保持器同心的弹簧用于将所述键盘部分从所述收藏位置推到所述至少一个展开位置。在一些实施方案中，在不需要弹簧或其它偏置装置的情况下所述键盘在收藏和展开位置之间是可移动的。在一些实施方案中，设有一个或多个插销以将所述键盘部分保持在所述收藏位置中。
在一些实施方案中，提供了一个大致平的表面，所述大致平的表面适合用于台式计算机或用于贴附到便携式计算设备的上表面，其中将所述保持器连接到所述大致平的表面。在某些情况下，所述大致平的表面被配置成键盘附着平台，所述键盘附着平台本身提供了收藏和展开位置。在某些情况下，在所述大致平的表面中限定一个或多个通道(如之前所述)，其中每个所述保持器的一个末端与所述相应的一个键盘部分连接。对应于所述键盘部分的隆起，所述相应的通道然后允许所述相应的一个保持器横向移动越过所述大致平的表面的一部分。在其它情况下，可改为在所述键盘部分的下表面中限定一个或多个通道。然后，所述相应的一个通道使所述键盘部分相对于所述相应的一个保持器横向移动，而每个所述保持器的相对末端与所述底座支架连接。
在一些实施方案中，每个保持器均在其第一末端包括摩擦地可接合表面以限制所述相应的保持器在相应的通道中移动。在一些实施方案中，锁定机构用于将所述摩擦地可接合的表面推到保持位置中，从而将所述键盘部分保持在隆起位置、张开位置或隆起和张开位置。所述保持器的摩擦地可接合表面可表现出至少部分地凸起的轮廓，尤其是如果希望(在相应的末端)适应至少一些自由转动的运动。同样地，每个所述保持器均在其第二末端包括至少部分地凸起的端盖，所述至少部分地凸起的端盖适用于将所述相应的保持器连接到所述底座支架，同时仍允许对应所述键盘部分的隆起动作的进行自由转动的运动。
本发明的另一个方面涉及一种便携式计算设备，所述便携式计算设备包括机身部分；包括盖部分的屏幕，所述盖部分铰接到所述机身部分。所述机身部分呈现出大致平的键盘附着表面或底座支架，所述大致平的键盘附着表面或底座支架具有在其中限定的通道，用于接收保持器，所述保持器朝向相应的第一和第二键盘部分向上延伸，所述第一和第二键盘部分枢轴地连接于接头。所述通道适于保持所述保持器，而对应于所述键盘部分的隆起和张开而使所述保持器相对于所述键盘附着表面作横向移动。每个所述键盘部分均在其上表面上包括相应的按键子集，所述按键子集一起限定了一个基本上完整的字母数字键盘。
在一些实施例中，所述相应的保持器允许所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并当被保持后相对于所述键盘附着表面横向移动。
本发明的另一个方面涉及一种装置，所述装置包括第一和第二键盘部分，在每个所述第一和第二键盘部分的上表面上均包括相应的按键子集，所述按键子集一起限定了基本上完整的字母数字键盘。保持器分别从所述第一和第二键盘部分延伸，用于相对于底座支架保持所述相应的键盘部分。所述相应的保持器使所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并使所述被保持的键盘部分的至少一个相对于所述底座支架横向移动。接头连接所述键盘部分并使所述键盘部分相对于彼此枢轴旋转。
在一些实施例中，所述接头的向上移动使所述键盘部分隆起，以及对应于所述隆起，所述保持器的至少一个使所述相应的键盘部分的外缘相对于所述底座支架横向移动。所述接头的基本横向移动使所述键盘部分张开，而使每个所述键盘部分相应地围绕所述对应的一个保持器旋转。
在某些情况下，所述底座支架是便携式计算设备的上表面。在所述底座支架限定了至少一个通道，其中每个所述保持器均被连接到相应的一个所述键盘部分，其中对应所述键盘部分的隆起，所述相应的通道允许所述相应的保持器横向移动越过所述底座支架的一部分。
在一些实施例中，至少一个所述保持器包括在其第一末端的、与所述底座支架摩擦或匹配地可接合的表面，以限制所述相应的保持器在相应的通道中移动。
在一些实施例中，所述底座支架是独立的底座，所述装置被配置作为外围输入设备。
在一些实施例中，第一和第二数据输出连接器分别定位在与所述相应的保持器相邻的所述第一和第二键盘部分上。在某些情况下，所述相应的保持器和所述数据输出连接器均基本定位在所述相应的键盘部分的上-外象限中。
在一个特定的实例中，所述键盘部分被配置成允许张开约30度和隆起约30度中的至少一个。
本发明的另一个方面涉及一种便携式计算设备，所述携式计算设备包括机身部分和包括盖部分的屏幕，所述盖部分铰接到所述机身部分。所述机身部分呈现出键盘附着表面，所述键盘附着表面具有在其中限定的至少一个通道，用于接收相应的第一和第二键盘部分之一的保持器，所述第一和第二键盘部分枢轴地连接于接头，所述通道适于对应于所述键盘部分的隆起和张开而使所述保持器相对于所述键盘附着表面作横向移动。
在一些实施例中，相应的保持器允许所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并相对于所述键盘附着表面横向移动。
在一些实施例中，所述键盘被配置成允许张开约30度和隆起约30度中的至少一个。
在一些实施例中，将包含屏幕的笔记本计算机盖闭合可以使所述键盘返回到收藏位置。在一些实施例中，当所述键盘在展开位置时可以防止所述笔记本计算机盖闭合。
在一些实施例中，所述键盘设于笔记本计算机机身中的凹槽内，以致于所述键盘的边缘设于所述笔记本计算机机身的上部分附近或在所述笔记本计算机机身的上部分下面。在某些情况下，挡板(bezel)包围或部分封闭保持在所述笔记本计算机机身中的所述键盘。
虽然前面描述了本发明的某些用作说明的实施方案，可以理解的是，本发明的特征由附带的权利要求限定，而且额外的实施方案是可预期的并可落在本发明的范围内。本发明的一些方面，特别是本文所述的一些示例性的用于连接第一和第二键盘部分同时允许所述隆起和张开动作的球窝接头的枢轴旋转运动将通过参考美国专利US6,984,081而被理解。
附图说明
通过参照附图，本领域的技术人员可更好地理解本发明，而其众多的目的、特征和优点也会变得明显。
图1A，图1B，图2-图5所示为根据本发明的一些实施例的集成在笔记本计算机应用中的可调节人体工程学键盘的不同位置。图1A所示为所述可调节集成人体工程学键盘在收藏位置。图1B所示为所述可调节集成人体工程学键盘在释放但解锁位置。图2所示为所述可调节集成人体工程学键盘在隆起和锁定位置。图3所示为所述可调节集成人体工程学键盘在隆起，张开和锁定位置。图4所示为可调节集成人体工程学键盘在所述笔记本计算机机身中的凹槽内的隆起和锁定位置。图5所示为可调节集成人体工程学键盘在隆起，张开和锁定位置部分地延伸超过所述笔记本计算机机身中的凹槽。
图6A和图6B所示为保持末端的配置，其中所述配置适合于允许在本发明的一些实施例中使用的保持器在通道中横向移动和/或进行自由转动的运动。
图7所示为通道的顶视图，对应于根据本发明的一些实施例的可调节集成人体工程学键盘的收藏，隆起和张开位置，在适应保持器的横向移动和/或自由转动的运动的表面中限定所述通道。
图8和图9的分解细节所示为根据本发明的一些实施例和配置的可调节集成人体工程学键盘在收藏位置中键盘部分、保持器和通道之间的位置关系。
图10和图11的分解细节所示为根据本发明的一些实施例和配置的可调节集成人体工程学键盘在释放但解锁位置中键盘部分、保持器和通道之间的位置关系。
图12和图13的分解细节所示为根据本发明的一些实施例和配置的可调节集成人体工程学键盘在隆起和锁定位置中键盘部分、保持器和通道之间的位置关系。
图14和图15的分解细节所示为根据本发明的一些实施例和配置的可调节集成人体工程学键盘在隆起，张开和锁定位置中键盘部分、保持器和通道之间的位置关系。
图16所述为与根据本发明的一些实施例和配置的可调节集成人体工程学键盘一起使用的可扩张和向上展开的键盘底座表面。图17所示为根据本发明的一些实施例和配置收藏所述键盘底座表面。
图18，图19，图20和图21所示为根据本发明的一些实施例与底座(用于台式计算机)集成的可调节人体工程学键盘的不同位置。图18所示为所述可调节集成人体工程学键盘在收藏位置。图19所示为所述可调节集成人体工程学键盘在释放但解锁位置。图20所述为所述可调节集成人体工程学键盘在隆起和锁定位置。图21所示为所述可调节集成人体工程学键盘在隆起，张开和锁定位置。
具体实施方式
参照图1A，图1B，可调节人体工程学键盘2与便携式计算机或笔记本计算机4集成。键盘2包括第一和第二键盘部分6，8。键盘部分6，8通过铰链或接头10在顶部分相互连接，以致于部分6，8是彼此可枢轴旋转的。接头10在部分6，8之间提供了多自由度的运动。有利的是，接头10适于允许在所述相邻的连接的键盘部分6，8的水平和垂直面两者中枢轴旋转。接头10可以是球窝接头、活动铰链，或适合于连接所述部分6，8而带有所述的自由度的接头或结构的组合。
参照图1A，在运输笔记本计算机4期间或在以传统的键盘位置方式使用键盘2期间可以将键盘2嵌入或保持在第一收藏位置“A”中。参照图1B，键盘2由贮藏位置“A”可移动到部分地展开位置“B”，其中部分6，8与笔记本计算机4的机身隔开有足够的间隙以允许在部分6，8之间于所述水平和/或垂直面中枢轴旋转。例如，可以使键盘2可从笔记本计算机4的机身“弹出”一段初始距离到部分地展开位置“B”来提供这种间隙。可通过例如释放弹簧收藏锁定机构(spring loaded stowedlocking mechanism)来提供这种“弹出”展开。在一些实施例中，所述笔记本计算机机身提供了足够用于隆起和/或张开的间隙而不需要初始“弹出”间隙。
在部分地展开位置“B”中，可调节人体工程学键盘2是在待自由移动到所希望的操作位置的解锁位置。在替代的实施例中，所述笔记本计算机4的机身可被配置成使部分6，8直接从贮藏位置枢轴旋转，例如通过从围绕键盘2的笔记本计算机机身轮廓提供足够的间隙。
应当注意的是，在一些实施方案中，诸如图2-图3所示般，所述笔记本计算机机身的表面轮廓可适应在贮藏和展开位置之间的运动。这种表面轮廓可包括例如在键盘2的边缘的锥形或圆形切口和/或在与键盘2的边缘相邻的所述笔记本计算机机身中的凹槽。
在一些实施例中，诸如图4-图5所示般，有利的是，使键盘2(或所述笔记本计算机机身)适于允许初始隆起运动，然后提供用于张开运动的额外间隙。例如，参照图4，键盘2最初从在所述笔记本计算机机身中的凹槽的收藏嵌入位置内可移动到在所述凹槽内的隆起位置C。参照图5，然后键盘2从隆起位置C可移动到隆起和张开位置D。在所述隆起和张开位置D中，所述键盘的一部份延伸超过了在所述笔记本计算机机身中的凹槽并越过所述笔记本计算机机身的一部分，当在收藏位置时，所述笔记本计算机机身的所述一部分与所述键盘相邻。因此，键盘2可移动到部分地延伸越过沿所述键盘2的外缘设置的挡板、笔记本计算机覆盖或其它结构。在某些情况下，例如在所述收藏位置，所述键盘的一部分可延伸到相邻的挡板或覆盖部分之下以帮助在所述收藏位置中锁定所述键盘。
在某些情况下，与键盘2相邻的所述表笔记本计算机机身盖或挡板的一部分的表面轮廓可包括例如在键盘2的边缘的锥形或圆形轮廓以提供用于张开所述键盘部分的间隙。如前所述，垂直键盘部分运动还可用于提供用于张开所述键盘部分的间隙。
继续参照图2，部分6，8在垂直面内可枢轴旋转，使得键盘2的中心被升高或倾斜成“隆起”位置“C”。隆起位置“C”减小了旋前作用并减小了在用户的手腕和前臂中的拉力。接头10可以是在垂直和水平面两者中提供运动范围的球窝接头。在一个特定的实施例中，接头10允许在底座支架14与部分6，8之间隆起至少约三十度。同样地，接头10允许在部分6，8之间张开约三十度。
设有接头10的键盘最好是使用户能够在完全符合人体工程学的可接受范围内选择所希望的隆起和张开位置的组合。在一些实施例中，用户可另外从可用的不连续垂直和水平位置的组合选择一个操作的键盘位置。可以通过使用多个接头来提供不连续的自由度来达到这样的定位。可以通过棘轮接头等等的组合提供进一步不连续的定位。另外，接头可以是一个在互补窝中的酒窝球，其被布置成在不考虑不连续位置或更有限的自由度的情况下以任何所希望的隆起和张开位置的组合提供部分6，8的可变定位。因此，接头10可以是任何适合于连接所述部分6，8并提供足够的用于隆起和张开所述部分6，8的运动范围的连接头。
参照图3，部分6，8是可枢轴旋转的，以致于键盘2的前边缘可在至少基本水平面扩张到“张开”位置“D”。所述张开位置“D”减小了在键盘用户中的尺骨偏移。在所示的配置中，键盘2既隆起又张开，虽然在一些实施方案中，键盘部分6，8可在纯粹地张开或纯粹地隆起的位置。
继续参照图3，键盘部分6，8通过保持器12可移动地固定到在笔记本计算机4的上表面上的底座支架14。底座支架14限定了一个或多个保持通道，所述保持通道被布置成接收在所述底座支架中的相应的保持器12。保持器12和通道16的配合使部分6，8从收藏位置“A”运动到隆起位置“C”和张开位置“D”。
本文所使用的术语“保持器”是指任何适合于将键盘部分6，8固定到底座支架14的结构。保持器12可被固定或以一个或多个相对于键盘部分6，8或底座支架14的自由度可移动且仍然能够适当地保持部分6，8。保持器防止部分6，8从底座支架14分离，并可使部分6，8同时保持到底座支架14。
在一些说明的实施方案中，保持器12限定了一个垂直或柱状范围。然而，在许多实施方案中(没有个别地说明)，保持器12具有最小的垂直范围，而且特征在于一种低姿态(low profile)的保持器部件，其被布置成将键盘部分6，8连接到底座支架14。例如，可以在互补窝以及在键盘部分6，8和底座支架14上的通道中使用沙漏型或双叶型保持器，在所述双叶型保持器的所述叶之间设有最小距离。同样地，保持器12的头部可在通道16内被接收并呈现一个凸起，所述凸起通过卡扣或其它合适的连接可连接到键盘部分6，8。因此，保持器12并不限于柱状的、拉长了的或其它已说明或已描述的配置，而可以是任何适合于将键盘部分6，8保持到底座支架14的形状或结构。
虽然底座支架14被描述为限定两个通道16，每个通道16均与部分6，8的其中一个对应，应当理解的是在底座支架14中的单一个通道16能够提供足够的横向运动以将部分6，8隆起。因此，多个通道的叙述或描述可被理解为还通常应用于具有单一个通道的实施例。在某些情况下，多个通道可提供关于键盘2相对于笔记本计算机4的机身在收藏位置或操作位置的视觉对称的设计好处。在某些情况下，单一个通道的设计可通过使用户能够用一只手操纵接头10并将保持器12手动地锁定在单一个通道16内来提高使用便利性。
本文所使用的术语“通道”是指一种适合于在至少一个方向中限制保持器12，同时允许保持器12在另一个方向运动的结构。例如，通道16可以是一个狭槽、凹槽、导轨或轨道(在所述词的传统意义上)，但并非仅限于此。通道16可以是例如一个窝，它防止保持器12从所述窝分离，同时允许在所述窝中枢轴旋转或转动运动。
现参照图6A和图6B，在底座支架14中限定通道16，16’以接收保持器12，12’，并使保持器12，12’横向移动和/或允许保持器12，12’的运动的转动自由。底座支架14可以是底盘表面或笔记本计算机4的机身面板表面，或任何适合于在展开和使用期间作为键盘2的部分6，8的支撑结构或机座的结构。因此，虽然底座支架被描述为笔记本计算机4的大致平的上表面，横向的笔记本计算机表面和其它结构也可以是合适的。例如，底座支架14可以是可插入到在笔记本计算机4的机身上限定的凹槽中的面板或框架结构。另外，底座支架14可以是被构造成独立底座的面板或框架结构，使得键盘2改为用作为独立的外围输入设备，例如用于连接到台式计算机。
底座支架14具有在其中限定的、被构造成接收保持器12，12’的一个或多个通道16，16’，所述保持器附加到相应的键盘部分6，8。通道16，16’被构造成在垂直面中限制保持器头部18，18’，从而将部分6或8保持到底座支架14。通道16，16’还被构造成提供间隙，用于当键盘部分6，8张开时使保持器12，12在所述通道中旋转，以及当部分6，8隆起时使保持器12，12在所述通道中滑动。在某些情况下，不到一英寸的横向滑动间隙便足以使部分6，8完全运动到隆起位置“C”中。
同样地，可以将在通道16，16’内保持器12，12’的转动限制到适合于使部分6，8完全运动到张开位置“D”中的不连续范围。虽然保持器头部18和18’被描述为是基本对称形状，在一些实施例中，保持器头部18可限定一个偏心的形状，例如凸轮的形状(cammed shape)，以致于在预定旋转范围的一个或两个极尽头压紧通道16的侧壁。在一些实施例中，偏心或凸轮状保持器头部18配置可有利于在通道16内的固定位置中锁定或限制保持器12。例如，手动或动力的致动器可使保持器头部18压紧通道16的侧壁。因此，保持器头部18，18’可被构造成在第一定向中提供在通道16，16’内的自由横向运动和/或转动以及在第二定向中限制横向运动和/或转动。
参照图7，通道16”可提供不同的用于保持器12的不连续位置或位置路径或网络，以达到键盘2的隆起和张开位置的范围。因此，通道16不需要被限制为单一个路线(single course)或为线性或均匀的配置，而可以是弯曲的、倾斜的、锥形的等等的配置。同样地，保持器12可以是任何数量的对称或不对称的形状，并可包括有弹性或接合部件以便于位置的锁定。例如，有弹性的保持器头部或凸起的保持器头部可提供与通道16的锥形上表面的摩擦接合。另外，锯齿形的保持器头部表面可与在通道表面上的互补凹槽确实地接合。因此，可以使用任何数量的摩擦、匹配或确实地接合的部件来限制在通道16内保持器12的运动。
参照图8和附图9的分解细节，键盘部分6，8是在与底座支架14紧密间隔的收藏位置，而保持器12相应地定位在通道16内。虽然使用了特定的柱状保持器来说明一种摩擦可接合配置，本发明并非仅限于此，也可以使用任何数量的合适的保持器配置，包括低姿态保持器。键盘2可以通过保持器12或者通过单独的闭锁机构保持在收藏位置中。适当的闭锁机构可通过磁力、卡扣、互补部件的确实接合等等来提供可释放连接。
参照图9，在一些实施例中，键盘部分6，8可向一个展开位置偏置。例如，弹簧20可促使键盘部分6远离底座支架14到部分地展开位置中。弹簧20可被布置成与保持器12同心，或者可适当地布置在部分6和底座支架14之间。
在一些实施例中，保持器头部18可通过弹簧20向在通道16顶或底表面偏置以限制在所述通道内保持器12的运动。例如，弹簧可将保持器12的运动限制在第一默认位置中，并可通过手动或动力推动的启动来克服以释放在通道16内的保持器12。另外，可以使用弹簧使保持器12向一个自由地可移动的位置偏置，并可通过手动或动力推动的启动来克服以限制在通道16内保持器12的运动。弹簧20还可用作为离合机构，使得如果有太大的压力施加在键盘部分6，8上，弹簧20允许在保持器12和通道16之间滑动。合适的弹簧可包括任何合适的机械弹簧、有弹性的弹性材料或其它已知的偏置机构。在某些情况下，机械或电动致动器可用作为促使保持器12和/或部分6，8朝向展开和/或收藏位置。在一些实施例中，所述键盘在收藏和展开位置之间是可移动的，而无需弹簧、偏置装置或致动器。例如，这种运动可纯粹以手动完成。
参照图10和图11的分解细节，键盘部分6，8是在部分地展开位置中，其中保持器12在通道16内是可移动的。图中所示的保持器12是在释放和解锁位置中，所述保持器允许通过用户将人体工程学键盘2调节到所希望的隆起和张开位置。
参照图12和图13的分解细节，键盘部分6，8通过保持器12保持在隆起位置“C”，它们被横向地限制在通道16内。在图10所示的所述部分地展开位置与所述隆起位置“C”之间的运动通过在通道16内的一个或多个保持器12的向内横向运动来完成。当部分6，8从释放、部分展开位置运动到隆起位置“C”后，所述用户可接合锁定机构22以限制在通道16内的一个或多个保持器12的向外横向运动。
参照图11和图13，锁定机构22被描述为在保持器12之上作用的杠杆凸轮。在图11所示的第一位置中，锁定机构22被启动以克服弹簧20和将保持器头部18从通道16的顶摩擦表面隔开。在图13所示的第二位置中，锁定机构22稍微缩回以允弹簧20再次促使保持器头部18以摩擦接触或匹配接触的方式与通道16的表面接触。摩擦接触可以在保持器12和通道16的任何部分之间提供。“匹配接触”是指合作部件的确实接合以向运动提供抗剪力。
所述可枢轴旋转或杠杆凸轮机构只是锁定机构22的一个例子。可以使用任何数量的手动可启动机构诸如杠杆、按钮、转盘、滑块、电缆等等以选择性地限制保持器12的运动，从而限制部分6，8相对于底座支架14的运动。动力推动的致动器诸如螺线管、蜗杆传动、齿轮组等等也可用来选择性地限制保持器12的运动。应当理解的是，锁定机构22可被布置在键盘2或者底座支架14上以适当地限制保持器12在通道16内。同样地，虽然保持器12通常被描述为从键盘2延伸接纳在底座支架14中形成的通道16内，保持器12可改为从底座支架14延伸接纳在键盘2中形成的通道16内。
因此，虽然一些实施方案被描述为包括锁定机构22和与保持器12相关的弹簧20，应当理解的是，其它的实施方案并非仅限于此。例如，弹簧可被省略，或可以提供锁定机构而不是接头10。同样地，接头10可以是自锁式，例如由于接头摩擦或其它合适的阻力。
在一些实施例中，锁定机构结构包括在相邻的锁定板中限定的基本可对准的孔，其中一块或两块所述锁定板是可移动的以使所述孔基本不重合形成绑定，从而锁定在其中设置的保持器。在某些情况下，所述锁定板的相对定位确定了保持器的定位，从而确定了键盘展开位置。
在一些实施例中，所述保持器包括一个球，在收藏位置中所述球可以固定在凹槽中。所述保持器球可从所述凹槽脱离(unseated)以将所述部分移动到展开位置中。例如，张开致动器和/或隆起致动器例如杠杆或电缆使所述保持器球在所述底座支架和键盘部分中的其中一个上形成的通道内滑动。弯曲的通道或非平坦的通道可有助于同时提供隆起和张开动作。
在一些实施例中，致动器可在所述接头10上作用，而保持器12跟踪或响应于接头10的运动。
在一些实施例中，姆指轮或其它旋转致动器有助于使所述键盘部分在收藏位置和展开位置之间移动。例如，所述保持器可以是被限制在一个通道内的轮的轴。沿所述通道滚动导致所述键盘部分隆起和/或张开。
另外，保持器12可包括螺纹旋钮，所述螺纹旋钮可被旋转以选择性地允许和防止键盘部分运动。例如，可以松开一个或多个保持器旋钮以调节所述键盘部分的张开和倾斜的其中一个或两者。
还在一些实施例中，可以使用下层支架例如枢轴旋支柱或圆柱以将所述键盘部分保持在所希望的展开位置。在一个特定的实施例中，所述下层支架设于所述键盘部分之间的所述接头。
在一些实施例中，通过对接头10本身的限制使部分6，8可附加地或可选择地保持在隆起和/或张开的位置中。接头10可被压缩成摩擦限制状态，或者否则被限制在所希望的位置中。例如，在接头10的球表面和互补窝表面的其中一个上的弹性表面可以响应于来自酒窝互补表面的局部压迫而变形。另外，在相对的接头表面上的互补凸起和/或酒窝可通过干涉配合、弹簧、插销或其它合适的锁定机构来保持匹配接合。
参照图14和图15的分解细节，键盘部分6，8被保持在张开位置“D”中。通过在通道16内保持器12的旋转，保持器12允许从部分地展开位置或者甚至从隆起位置运动到张开位置“D”。部分6，8的张开包括保持器12的旋转运动以及平移运动。当接头10朝向所述用户向前移动时绕接头10张开部分6，8导致保持器12向内运动。当键盘部分6，8的外下象限响应于接头10的向前运动而向外摆动时，张开进一步导致保持器12的旋转或绕保持器12旋转。
在一些实施例中，锁定机构22被构造成抵抗在通道16内保持器12的平移和旋转。在一些实施例中，可以提供单独的锁定机构以个别地抵抗每个运动。例如，在一些实施例中，可以对保持器12的旋转提供恒定阻力，足以在正常打字操作期间抵抗接头10的向前或向后运动，但取决于在展开和收藏位置之间接头10的直接手动操纵。这种限制滑动或离合布置可通过在弹簧20的力或其它合适的机构的作用下保持器12和通道16的摩擦接合或其它接合来达到。另外，可以在接头10本身内提供足够的旋转阻力。例如，接头10可以是有足够干涉配合的球窝接头以仅仅在预定的手动力程度的作用下允许运动。另外，接头10可例如通过由手动致动器释放在接头10内的压配合来选择性地抵抗。
进一步有利的是，当例如在突然关闭笔记本计算机盖部分的键盘2期间施加预定的向下压力后，提供所述锁定机构的滑动或释放。在一些实施例中，笔记本计算机盖的闭合释放了锁定机构以使键盘2返回收藏位置。另外，在一些实施例中，当键盘2被展开时，笔记本计算机盖无法闭合或可接收额外的闭合阻力。在某些情况下，电缆、杠杆、推针或其它合适的机械或电动致动器可与笔记本计算机盖或盖铰链关联，以在笔记本计算机盖闭合期间作用在键盘锁定机构上。同样地，这种致动器可用于在打开笔记本计算机盖期间将键盘2推到展开位置。例如，可通过笔记本计算机盖的运动使电缆被拉长以促使保持器12朝向展开或收藏位置的其中一个。
参照图16，向上可展开的键盘底座24有助于将键盘2的至少一部分升高超过底座支架14’。如果支撑连锁26保持在于底座支架14’中形成的通道16”的一端。如图17所示，可以通过压扁连锁26以使弹簧28在通道16”内被压缩来收藏键盘底座24。
在一些与笔记本计算机集成的实施方案中，部分6，8是以并联的方式独立地电连接到笔记本计算机4。在其它的实施方案中，部分6，8是以串联的方式电连接以提供单一个输出到笔记本计算机4。因此，部分6，8可以任何合适的方式电连接到笔记本计算机4或与笔记本计算机4集成。在一些实施方案中，有利的是或所希望的是将所述电连接例如数据电缆设置于保持器12附近，以将适应键盘部分6，8的隆起和/或张开所需的电缆长度或电缆运动减到最小。
参照图18、图19、图20和图21，可调节人体工程学键盘102包括设置在独立底座支架114上的键盘部分106和108。键盘102被配置成例如与台式计算机104一起使用的外围数据输入设备。通过接头10连接键盘部分106，108且通过保持器112将键盘部分106，108固定到底座支架114。如前所述，接头10允许用于键盘102的多自由度的隆起和张开。
参照图18，可调节人体工程学键盘102可贮藏在收藏位置“A”中。在收藏位置“A”中，键盘部分106，108以基本平坦的、并排布置的方式定位在底座支架114附近。当然，在某些情况下，一些用户可以选择使用在所述贮藏位置中的键盘102。
底座支架114可以被配置成有足以支撑部分106，108的最小厚度和质量。这种薄而轻的设计对于轻便或风格的考虑是有利的或所希望的。例如，轻的铝或塑料面板或框架可提供用于底座支架114的合适的部分106，108。在一些台式计算机的应用中，对于一些用户来说更坚固的底座是有利的或所希望的。
底座支架114无需与键盘部分106，108共同扩张以提供足够的支撑。例如，底座支架114可仅仅延伸在保持器112之间的部分106，108的一部分下面。在一些实施例中，部分106，108可包括较低保护面板或覆盖并可被布置成当键盘102在所述张开和/或隆起位置时直接接触办公桌的上表面。因此，在一些实施例中，底座支架114有助于保持保持器112的相对位置，而不考虑在底座支架和任何下层表面之间的接触。
包括底座支架114的键盘102可包括任何数量的数据端口或外围设备。例如，可通过USB端口、PS2端口或其它数据端口将指向装置或大容量存储装置连接到键盘102。同样地，可使用任何合适的连接或通讯设备例如通过蓝牙
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技术、射频、红外线等的无线通信将键盘102连接到计算器104。可将这些数据端口和通信硬件收藏在底座支架114上。例如，底座支架114可包括沿上边缘部分的用于任何必要的硬件、电池、数据端口等等的壳体部分。
键盘部分106，108可被电连接使得数据从单一个数据端口从所述一对部分输出。例如，可在接头10附近，部分106，108之间提供易弯的数据电缆或其它合适的接触或电连接器。此外，可以使用红外线、无线电或其它电磁或光学信号将信号从所述键盘传输到所述计算设备，而不需要电缆或其它物理连接。
另外，每个部分106，108均可包括单独的数据输出连接。例如，每个键盘部分106，108均可有效地被视作一个单独的外围设备。例如，可将一个小型USB插座设置在底座支架114上以从在相应的部分106，108上的单独的USB连接器接收输入并提供单一个输出到计算器104。有利的是，将所述数据输出连接器定位在保持器112附近以使在键盘部分位置之间的所述数据输出连接器的长度和运动减到最小。这种连接器可被配置成适应不到一英寸的横向保持器移动以及在隆起和张开位置的范围中键盘部分移动的预定弧度。另外，电连接器和数据输出可完全地处于部分106，108上，而没有电连接到底座支架114。但USB只是有线连接性的其中一个例子，可以使用任何数量的其它标准来连接键盘102作为外围或集成设备。在某些情况下，底座支架114在没有任何与部分106，108电连接的情况下支撑部分106，108。在其它情况下，底座支架114携带数据电缆或其它电通信设备。
参照图19，键盘102处于释放、解锁或部分地展开位置“B”。在部分地展开位置“B”中，键盘部分106，108可移动到所希望的隆起或张开位置。从收藏位置“A”到部分地展开位置“B”的运动可包括一个简单的解锁动作，而无需包括键盘部分106，108从底座支架114的实质相对运动或分离。在某些情况下，部分106，108从收藏位置的释放提供了键盘部分106，108距底座支架114的足够间距以允许在所述键盘部分和底座支架之间插入用户的手指以操纵部分106，108到如图20-图21所示的位置。在一些实施例中，键盘部分106，108可向至少一个部分地张开位置和一个部分地隆起位置偏置，以致于从收藏位置“A”释放部分106，108导致部分地张开和/或部分地隆起位置。
参照图20，键盘部分106，108处于隆起位置“C”。隆起位置“C”是通过接头110的向上运动和至少一个保持器112沿在底座支架114中形成的通道116的向内运动来达到。
参照图21，键盘部分106，108处于张开和隆起的位置。张开位置“D”是通过接头110的向前运动，至少一个保持器112沿在底座支架114中形成的通道116的运动以及部分106，108绕相应的保持器112的旋转来达到。可以将键盘部分106，108锁定以抵抗从位置“C”和“D”的运动。有利地，在一些独立式或台式机的实施例中，键盘102可更稳固地固定在位置“C”和“D”中，因为与便携式笔记本计算机的实施例比较，其较少需要重复设置键盘。同样地，在没有存在于便携式笔记本计算机的实施例中的其它考虑的情况下，整平隆起位置“C”的键盘102的阻力可更大。
键盘部分106，108可于与底座支架114或下层表面接触的点包括摩擦垫(frictionpads)以在打字期间对运动提供额外的阻力。可以在部分106，108的较低最外端点(lower outermost extremities)设置例如橡胶脚垫等等以与底座支架114或办公桌摩擦接合并当受到向下压力时，例如在打字期间，抵抗部分106，108的向外运动。
在一些实施例中，可以通过一个锁定机构对整平隆起的键盘部分106，108提供阻力以及通过另一个机构对张开部分的反方向旋转提供阻力。例如，可通过任何合适的在保持器112之间的张力结构，例如刚性或半刚性的底座或者甚至是电缆，对整平提供阻力。可通过在一个或多个保持器112和接头110的阻力对张开部分的反方向旋转提供阻力。在一个特定的实施例中，在每个保持器112和接头110对部分106，108的旋转提供阻力，在选定的保持器112或接头110的其中一个释放阻力允许手动转动部分106，108。在一些实施例中，可由接头10或110独自提供足够的阻力以保持位置“C”和/或“D”。
在一些实施例中，底座支架114可包括表面部件，所述表面部件被配置成提供不连续的定位或增加的阻力点。例如，可在底座支架14或114上提供一连串的凹部(depression)或脊(ridges)以更确实地接合所述部分106，108的相应接触表面。
在一些实施例中，可在部分106，108之间提供连接板(web)，以在张开位置“D”提供中心键盘连续性。这种连接板可从所述下面部分106，108滑动地展开并可有助于对运动提供阻力。
在一些实施例中，底座支架14，114是可调节的以便于使键盘部分运动到位置“C”或“D”。例如，底座支架可以是可折迭的以使保持器112互相靠近以达到隆起位置“C”。
在每一种情况下，应当理解的是，在部分6，8，106，108上的按键的配置可以是任何合适的形式，允许适当的手使用相应的部分6，8，106，108，而无需是如图1所示的配置。
同样地，部分6，8，106，108可包括虚拟按键，例如在接触式屏幕面板、薄膜显示器或其它合适的显示器上显示的按键，除了传统的纵向可操作接触式按键之外。例如，作为传统的机械开关的替代，键盘输入可包括压力传感器、静态传感器、位置传感器、电容传感器或其它合适的接触式或非接触式传感器。例如，部分6，8，106，108可仅仅是与激光和红外线投射的虚拟键盘一起使用的投影表面。在一些实施方案中，部分6，8，106，108是薄膜键盘、按键开关键盘、剪刀脚键盘(scissor-switchkeyboard)、电容式键盘、机械式键盘、座屈式键盘(buckling-spring keyboard)，霍尔效应式键盘或激光键盘的一部分。因此，可以将任何合适的手动数据输入系统呈现在部分6，8，106，108上，所述部分待由用户布置成隆起和/或张开位置。
应当意识到的是，部分6，8，106，108的张开是为了防止或减小用户的手和手腕的尺骨偏移，而部分6，8，106，108的倾斜或“隆起”运动是为了以防止或减小用户的手腕的旋前作用。
在一些实施例中，如果需要的话，通常可以在所述铰链或接头10，110下面提供一个任选的支架(图中未有显示)使得所述键盘2，102的中心区域保持在凸起的预选水平。
现在描述本发明的键盘2，102的操作和控制。当希望设置键盘部分6，8，106，108相对于彼此的一个新位置，允许将保持器12，112和/或接头10，110移动，例如平移和/或旋转，以适应张开和/或隆起键盘位置。当达到所希望的部分6，8，106，108相对于彼此的定位后，所述部分通过在至少一个保持器12，112和/或接头10，110的阻力被定位。在锁定的位置中，键盘102基本保持在正常输入条件下的布置。
虽然前面描述了本发明的不同实施方案或实施例，可以理解的是，本发明的特征由下面的权利要求限定，而且这里没有具体描述的其它实施方案也落在本发明的范围内。

Claims (36)

1.一种装置，包括：
第一和第二键盘部分，在每个所述第一和第二键盘部分均包括在其上表面上的相应的按键子集，所述相应的按键子集一起限定了基本上完整的字母数字键盘；
分别从所述第一和第二键盘部分延伸的保持器，用于相对于底座支架保持所述相应的键盘部分，各个保持器使所述相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并使所述被保持的键盘部分的至少一个相对于所述底座支架横向移动；以及
接头，所述接头连接所述键盘部分并使所述键盘部分相对于彼此枢轴旋转。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接头的向上移动使所述键盘部分隆起，以及对应于所述隆起，所述保持器的至少一个使所述相应的键盘部分的外缘相对于所述底座支架横向移动。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接头的基本横向移动使所述键盘部分张开，而每个所述键盘部分相应地围绕所述对应的一个保持器旋转。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于，所述接头和所述保持器被配置成使所述连接的键盘部分同时地隆起和张开，而相对于所述底座支架被保持。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座支架是便携式计算设备的上表面。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
在所述底座支架中限定的至少一个通道，
其中每个所述保持器被连接到相应的一个所述键盘部分，以及
其中对应于所述键盘部分的隆起，所述相应的通道允许所述相应的保持器横向移动越过所述底座支架的一部分。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
在相应的键盘部分的下表面中限定的至少一个通道，所述通道被配置成允许所述相应的键盘部分相对于所述相应的保持器横向移动，以及
其中每个所述保持器大致上被固定在所述底座支架上。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在收藏位置中，被保持的所述键盘部分与所述底座支架紧密地间隔第一距离，以及
在一个或多个展开位置中，被保持的所述键盘部分与所述底座支架相距超过所述第一距离的距离，所述距离适应所述键盘部分作隆起动作。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述一个或多个展开位置包括至少一个向前移的键盘位置。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括与所述保持器的至少一个同心的弹簧，以将所述相应的键盘部分从所述收藏位置推到至少一个展开位置。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括一个或多个插销以将所述键盘部分保持在所述收藏位置中。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座支架包括适合于贴附到便携式计算设备的上表面的大致平的表面，其中将所述保持器连接到所述大致平的表面。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述大致平的表面被配置为具有至少一个收藏位置和一个展开位置的键盘附着平台。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
在所述大致平的表面中限定的至少一个通道，
其中每个所述保持器的一个末端与相应的一个所述键盘部分连接，以及
其中对应于所述键盘部分的隆起，所述相应的通道允许相应的保持器横向移动越过所述大致平的表面的一部分。
15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
在至少一个所述键盘部分的下表面中限定的至少一个通道，
所述相应的通道使所述相应的键盘部分相对于所述相应的保持器横向移动，以及
所述保持器与所述大致平的表面连接。
16.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个所述保持器包括在其第一末端的、与所述底座支架摩擦或匹配地可接合的表面，以限制所述相应的保持器在相应的通道中移动。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
锁定机构，所述锁定机构被配置成将所述摩擦或匹配地可接合的表面推到保持位置中，从而将所述键盘部分保持在以下的其中一个位置：
隆起位置；
张开位置；以及
隆起和张开位置。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述锁定机构包括在相邻的锁定板中限定的基本可对准的孔，其中至少一块所述锁定板是可移动的以使所述孔基本不重合形成绑定，从而锁定在其中设置的保持器。
19.如权利要求1所述的装置，其特征在于，每个所述保持器在其第二末端包括至少部分地凸起的末端部分，所述至少部分地凸起的末端部分适用于将所述相应的保持器连接到所述底座支架，同时仍允许对应于所述键盘部分的隆起动作进行自由转动的运动。
20.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座支架是独立的底座，所述装置被配置作为外围输入设备。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述装置还包括被配置成用于无线连接到计算机的无线通信单元。
22.如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述键盘部分是可叠置的，所述底座被配置成绕所述叠置的键盘部分形成保护外壳。
23.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括旋转致动器，所述旋转致动器被配置成将所述键盘部分的其中一个相对于所述底座支架平移以实现所希望的张开或隆起的键盘部分位置。
24.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括可调节的张开致动器和分别地可调节的隆起致动器。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述张开致动器和所述隆起致动器的至少一个是手动可调节的。
26.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述张开致动器、所述隆起致动器、和其中一个所述保持器中的至少一个包括可滑动地接纳在所述底座支架和键盘部分之一上形成的通道内的球。
27.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述装置还包括在所述底座支架上的至少一个可调节支架，所述可调节支架被配置成在张开与隆起的键盘部分位置的范围内支撑在所述底座支架上的所述键盘部分的至少一个。
28.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述底座支架是可调节的，在张开与隆起的键盘部分位置的范围内支撑所述键盘部分。
29.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一和第二数据输出连接器，所述第一和第二数据输出连接器分别定位在与所述相应的保持器相邻的所述第一和第二键盘部分上。
30.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相应的保持器和所述数据输出连接器均基本定位在所述相应的键盘部分的上-外象限中。
31.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置被配置成允许张开约30度和隆起约30度中的至少一个。
32.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个保持器包括基本刚性的锚，所述刚性的锚基本上固定到所述底座支架和所述相应的键盘部分的其中一个，并相对于所述底座支架和所述相应的键盘部分中的另一个可滑动或可枢轴旋转。
33.如权利要求1所述的装置，其特征在于，至少一个保持器基本上固定到所述相应的键盘部分和所述底座支架，并且是足够柔韧的以允许所述键盘部分张开和隆起。
34.一种便携式计算设备，包括：
机身部分；
包括盖部分的屏幕，所述盖部分铰接到所述机身部分；
所述机身部分呈现键盘附着表面，所述键盘附着表面具有在其中限定的至少一个通道，用于接收相应的第一和第二键盘部分之一的保持器，所述第一和第二键盘部分枢轴地连接于接头，所述通道适于对应于所述键盘部分的隆起和张开而使所述保持器相对于所述键盘附着表面作横向移动。
35.如权利要求34所述的便携式计算设备，其特征在于，相应的保持器允许相应的被保持的键盘部分绕所述保持器旋转并相对于所述键盘附着表面横向移动。
36.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述装置被配置成允许张开约30度和隆起约30度中的至少一个。
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