CN104272412A - 电子设备的键盘机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种被配置为与计算设备进行通信的输入设备，所述输入设备包括至少一个键帽；支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；以及特征板，所述特征板可操作地连接到所述支撑机构。所述支撑机构包括第一支撑件和第二支撑件。所述第一支撑件和所述第二支撑件各自连接到所述至少一个键帽和所述特征板。所述第一支撑件和第二支撑件枢转以允许所述键帽的垂直移动，但限制所述第一支撑件和第二支撑件的侧向移动。

Description

电子设备的键盘机构
相关申请的交叉引用
本专利合作条约专利申请要求于2011年12月21日提交的名称为“Keyboard Mechanisms for Electronic Devices”的美国非临时专利申请No.61/578,687的优先权，该专利申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及电子设备，更具体地讲，涉及电子设备的输入设备。
背景技术
计算机和其他电子设备通常包括一个或多个输入设备，例如鼠标、键盘、操纵杆等等，以便用户可以更容易地与所讨论设备进行交互。通常，这些输入设备可与相关联的电子设备集成到一起或集成到相关联的电子设备中。例如，膝上型计算机可包括键盘，该键盘可操作地连接到膝上型计算机的内部系统并容纳在其外壳内。类似地，膝上型计算机也可包括触控板或其他基于运动的输入设备，所述触控板或其他基于运动的输入设备也可与外壳集成到一起。
在一些情况下，可能有利的是减小一些计算机或其他电子设备的尺寸。例如，智能电话和膝上型计算机可被设计成尽量小和尽量轻。然而，许多输入设备可消耗相关联计算设备的大量内部空间。例如，许多常规键盘具有机械剪式机构和其他机械层，所述机械剪式机构使每个键垂直平移预定的距离，所述其他机械层共同形成键层叠结构(key stack)。因此，键的垂直行进范围以及键层叠结构的厚度或高度可限制设备外壳的高度。
发明内容
被配置为与计算设备进行通信的输入设备包括至少一个键帽；支撑机构，其可操作地连接到键帽并被配置为使键帽从第一位置移动到第二位置；以及特征板，其可操作地连接到支撑机构。支撑机构包括第一支撑件和第二支撑件。第一支撑件和第二支撑件各自连接至至少一个键帽和特征板。第一支撑件和第二支撑件枢转以允许键帽的垂直移动，但第一支撑件和第二支撑件的侧向移动被限制。
在各种具体实施中，第一支撑件和第二支撑件可由刚性材料构成。刚性材料可比塑料具有更强的刚性，并可由玻璃填充的塑料、金属涂覆的塑料、铸造金属、金属注塑材料、金属、机加工金属或其他此类材料构成。第二支撑件可嵌套在第一支撑件内。
第一支撑件和第二支撑件可连接在一起以形成枢转点。在一些具体实施中，第一支撑件和第二支撑件可通过锁定构件连接。锁定构件可阻止第一支撑件和第二支撑件相对于彼此侧向移动但可允许垂直移动。在其他具体实施中，第一支撑件和第二支撑件可各自包括接合部，并可由连接接合部并充当枢转点的转向节连接在一起。另外在其他具体实施中，第一支和第二支撑件可通过销轴连接，以提供至少一个销轴接合部。
在一些具体实施中，第一支撑件和第二支撑件可为开环。在其他具体实施中，第一支撑件和第二支撑件可为矩形结构。在各种具体实施中，第一支撑件可包括具有非圆形横截面和圆形横向构件的支撑构件，所述支撑构件可旋转地连接至特征板的一个或多个锚定构件。第二支撑件可包括具有非圆形横截面和圆形横向构件的支撑构件，所述支撑构件可旋转地连接至从键帽底部延伸的一个或多个固定特征。在各种其他具体实施中，第一支撑件可包括将第一支撑件连接至特征板的第一接合构件，使得第一支撑件能够操作以围绕第一轴线而不是围绕第二轴线和第三轴线旋转。第二支撑件可包括将第二支撑件连接至键帽的第二接合构件，使得第二支撑件能够操作以围绕第一轴线而不是围绕第二轴线和第三轴线旋转。
附图说明
图1为包括键盘的计算设备的透视图。
图2A为包括键盘的一个键的计算设备的一部分的透视图。
图2B为图2A中键的顶部平面图。
图3为沿图2A中的线303截取的键的横截面视图。
图4A为具有支撑机构的第一实施例的键的顶部平面图。
图4B为图4A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图5为沿图4A中的线5-5截取的键的横截面视图。
图6A为处于常规位置或静止位置的键的透视图。
图6B为处于按下位置的键的透视图。
图7A为具有支撑机构的第二实施例的键的顶部平面图。
图7B为图7A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图7C为支撑机构的第一侧构件的局部视图。
图8为沿图7A中的线8-8线截取的键的横截面视图。
图9A为具有支撑机构的第三实施例的键的顶部平面图。
图9B为图9A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图10A为具有支撑机构的第三实施例的键的顶部平面图。
图10B为图10A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图11为沿图10A中的线11-11截取的键的横截面视图。
图12A为具有照明面板和特征板的键的顶部平面图。
图12B为图12A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图12C为图12A的键的顶部平面图，其中键帽和支撑机构被移除以示出某些特征。
图13为沿图12A中的线13-13截取的键的横截面视图。
图14为一行有三个键的照明面板和特征板的透视图。
图15A为图12A的键的第一实施例的横截面视图，其中为清楚起见而将某些特征隐藏。
图15B为图12A的键的第二实施例的横截面视图，其中为清楚起见而将某些特征隐藏。
图15C为图12A的键的第三实施例的横截面视图，其中为清楚起见而将某些特征隐藏。
图16A为具有框架的键的透视图，该框架至少部分地围绕照明面板。
图16B为图16A的键的顶部平面图。
图16C为图16A的键的顶部平面图，其中键帽被移除以示出某些特征。
图17为沿图16B中的线17-17截取的键的横截面视图。
图18为框架的顶部平面图，其中照明面板从键中被移除。
图19为具有结合有照明机构的感测机构的键的横截面视图，其中为清楚起见而将某些特征隐藏。
图20A为具有感测机构的第二实施例的键的顶部平面图。
图20B为图20A的键的顶部平面图，其中键帽被隐藏以示出某些特征。
图21为沿图20A中的线21-21截取的键的横截面视图。
图22为示出了粘合剂层的键的横截面视图，其中为清楚起见而将某些特征隐藏。
具体实施方式
综述
本文中所描述的一些实施例可采用电子设备或计算设备的键盘的形式；这两个术语通常可以互换使用。键盘可提供到计算设备的用户输入，并可包括可表示到计算设备的不同输入的不同的键、按钮或开关。例如，每个键可包括图例或符号，诸如字母数字符号和/或单词；按下键时可在计算设备内启动相应的输入。键盘可与计算设备进行通信，并且可与计算设备集成到一起或在计算设备的外部。在一个实施例中，键盘能够可操作地连接到计算设备的外壳。
键盘的每个键可由键层叠结构构成，该层叠结构可包括特征板或锚定板、光导或照明面板、传感器膜、顶层、支撑机构、触觉设备以及键帽。特征板可支撑键，并且在一些情况下，能够可操作地连接到计算设备的外壳。键帽可坐置在支撑机构的顶部上，该支撑机构将键帽支撑在特征板的上方，并且允许键帽相对于特征板垂直行进。当向键帽提供输入时，触觉设备可向用户提供反馈。例如，触觉设备可以是在键上为用户提供触感的可压缩圆顶。照明面板可为键和/或键盘提供照明。传感器膜可向已按下键的计算设备提供输入。
在一些实施例中，键盘的键可具有相对于计算设备外壳的垂直行进运动。当用户在键帽上提供向下的力时，键帽可在由支撑机构支撑的同时向下行进。在一个实施例中，支撑机构可为相互连接在一起的一个或多个支撑件。在一些实施例中，支撑机构的支撑件可由刚性材料形成，以基本防止在键帽的部分区域或整个区域上施加向下的力时键帽发生弯曲或倾斜。在这些实施例中，支撑件可允许键帽在保持基本上平行于特征板的同时垂直移动。在这些实施例中，支撑机构可具有转化为键帽的垂直运动的一些侧向运动。例如，在一个实施例中，支撑机构的第一支撑件可相对于第二支撑件滑动，因此当键帽垂直行进时，支撑机构同时在侧向和垂直方向上行进。
支撑件或剪式机构的侧向运动可允许键盘具有相比于常规键盘更小的厚度。这是因为如果在边缘或拐角处按下键帽，常规键盘的剪式机构通常受到一定程度的扭转。因此，如果用户按下键帽的拐角，则该拐角可比键帽的其他部分(诸如相对的拐角)向下行进更多。该扭转或弯曲运动可能需要键帽和特征板之间的增加的行进距离，以防止拐角在记录输入之前触底反弹。由于当前公开的支撑机构可减少或消除弯曲，并且将一些垂直力转化为支撑机构的侧向运动，因此可缩短行进距离，从而允许减小键盘的厚度。
键盘的其他实施例可包括键盘的照明面板(例如，光导)和/或照明机构。在一个实施例中，照明面板可光学耦合到光源并定位在功能(或锚定)板的上方。在典型的发光键盘中，特征板定位在照明机构的上方，以在按下特定键时更好地为键提供键机械连接以及更好地感测。
特征板可包括键的电子连接件，例如在按下键时用于记录输入的开关。然而，在常规键盘中，特征板可阻挡本来照亮一个或多个键帽的光的大部分。因此，如在本公开的一些实施例中，照明面板可定位在特征板的上方或与特征板集成到一起，以便光线可具有朝向照明所需区域(例如，键帽的后表面)的更直接路径。因此，只需更少的光线即可提供相同量的照明，这可为键盘提供电力节约。此外，照明面板和/或光源可更有效的，因为更大比例的光线可直接照向目标表面，而不必须绕过障碍行进或重新引导。
另外在其他实施例中，键盘可包括在用户选择或按下键时用于感测的感测构件。感测构件可无需机械驱动，以便检测用户输入。例如，感测构件可被配置为检测电容的变化。在一个实施例中，电容传感器层可定位在键层叠结构中，以便在用户按下或碰触键帽时进行检测。在这些实施例中，键盘可能够检测以下项中的任何一种或全部：键帽接近特征板；施加到键帽的压力的变化；以及手指在各个键帽上的位置或存在。
具体实施方式
转到附图并如上文简述，键盘可与计算设备结合。图1为具有结合于其中的键盘102的计算设备100的透视图。计算设备100基本上可为任何类型的计算设备100，诸如膝上型计算机、台式计算机、智能手机、便携式游戏设备等。此外，应该指出的是，尽管键盘102在图1中被示出为与计算设备100集成在一起，但在其他实施例中，键盘102可与计算设备100分离。例如，键盘102可为独立单元并且基本上为整装的。在这些实施例中，键盘102可包括通信设备(例如，电缆、无线接口)，用于向计算设备100传输数据以及从其接收数据。
在一些实施例中，计算设备100还可包括基本上围绕键盘102的外壳104。在键盘可物理地与计算设备分离的实施例中，外壳102可至少部分围绕键盘102，并能够可操作地连接到键盘10、2，将在下文结合图22进行更详细的讨论。在一些实施例中，外壳104可限定多个孔，每个孔可容纳键盘102的一个或多个键106。然而，在其他实施例中，外壳104可限定单独的孔或少于键数的孔，以便可从单独孔中容纳整个键盘102或可通过成组的孔容纳成组的键。
键盘102可包括多个不同尺寸和/或形状的键106。此外，键106中的每一者在键帽的顶表面上可包括符号或指示符。例如，每个键106的符号(未示出)可为喷涂的、蚀刻的或穿过孔或透明部分通过键帽106照亮。键106中的每一者可表示一个或多个不同的输入，并且在用户按下每个键106时，键106可提供到计算设备100的输入。例如，键106可包括传感器以检测其何时被按下，并且该传感器感可向计算设备100中的处理器传输指示键106被按下或以其他方式被选择的信号。在其他实施例中，在按下键时，其可组成指示该键已被选择的开关电路。
现在将更详细地讨论键盘102的键106。图2A为从键盘102和计算设备100中移除的键106的透视图。图2B为键106的顶部平面图。图3为沿图2A中的线3-3截取的键106的横截面视图。如上文所简述的那样，外壳104可限定键106定位在其中的键孔128。外壳104还可围绕键106，但如图3所示，键孔128可略大于键106，以便键106可能够在键孔128中垂直移动。在一些实施例中，键106可具有静止或常规位置，其中键帽108可被定位为齐平于或略高于外壳104的顶表面132。当用户按下键106时，键106可如图3所示相对于外壳104的顶表面132按箭头D的方向向下平移。
参见图3，键106可包括由支撑机构110支撑的键帽108。支撑机构110将键帽108支撑在基座134上方，其中触觉设备116定位在键帽108下方的由支撑机构110限定的空腔中。将结合图4A-12对支撑机构110或剪式机构进行更详细的讨论。简言之，支撑机构110可包括均能够可操作地连接到基座134的第一支撑件112和第二支撑件114。响应于键帽上的向下的力，支撑件112、114配合以使键帽108在键孔128内垂直地平移。在一些实施例中，支撑机构110能够可操作地连接到键帽108的底表面，以便在对键帽108施加力时，所述力可同样传递到支撑机构110。此外，支撑机构110可通过将支撑机构110锚固到基座134的另一个的锚定构件136附接至基座134。因此，第一支撑件和第二支撑件112、114可垂直移动，而且可基本上阻止或至少一定程度地限制侧向运动。
触觉设备116基本上可为能够响应于用户触碰和/或向键106施加力而向用户提供反馈的任何类型的设备。在一个实施例中，触觉设备116为可压缩圆顶，其可以粘接或以其他方式连接到基座134的一个或多个层上。例如，当用户在键帽116上提供向下的力时，圆顶可被机械压缩，从而向用户提供反馈。在一个实施例中，触觉设备116可操作地连接到传感器膜层122。在这些实施例中，触觉设备116也可起到向传感器膜122提供指示键106已被选择的输入的作用。例如，触觉设备116可组成传感器膜122和/或照明面板120内的电路或开关。或者，如结合图21更详细地讨论的那样，触觉设备116可与可检测触觉设备116的位置变化的感测构件通信。
基座134可以通过紧固件126和/或粘合剂124可操作地连接到外壳104(将在下文结合图22进行更详细的讨论)。在一些实施例中，当键106可操作地连接到基座134(通过支撑机构110和/或触觉设备116)时，基座134可将键106可操作地连接到外壳104。基座134可包括特征板118、照明面板120和/或传感器膜122。基座13的各个元件可以彼此连接或独立地连接至键盘102的其他元件。此外，在一些实施例中，一个或多个层可与基座134的一个或多个其他层结合。例如，如图13所示，照明面板120可与特征板118结合，以减小基座134与键盘层叠结构130的高度。
特征板118可形成键层叠结构130的底部，并且可以将键106可操作地和/或可通信地连接到计算设备100。例如，特征板118可包括用于传输电信号的触点(未示出)。此外，特征板118也可包括将支撑机构110固定在适当位置的锚定构件136。例如，锚定构件136可固定到支撑件112、114中的一者或两者上。
照明面板120可为键106和/或键盘102的其他部分提供照明，将在下文结合图14A-20进行更详细的讨论。在一些实施例中，照明面板120可定位在特征板118的上方和传感器膜122的下方。换句话讲，照明面板120可形成基座134的中间层。另外，在一些实施例中，照明面板120可进一步结合一个或多个传感器，以在基座134内形成传感器层。在这些实施例中，传感器膜122可在照明面板120内形成传感器的顶层。另外在其他实施例中，可省略照明面板120并且可以包括传感器层(与传感器膜122结合或从其分开)。
传感器膜122可形成基座134的顶层。在一些实施例中，传感器膜122可在照明面板120中的传感器之间形成保护层(或如果不需要照明，则形成中间层)。另外，在一些实施例中，传感器膜122可包括用于检测用户是否已选择了键106的一个或多个传感器。现在将更详细地讨论键盘的各个元件。
支撑机构
现在将更详细地讨论支撑机构110。图4A为键106的顶部平面图，其包括已从外壳104移除的支撑机构110的第一实施例。图4B为键106的顶部平面图，其中为清楚起见，将键帽108和触觉设备116移除。图5为图4A的键106的横截面视图。该实施例中的支撑机构210可包括第一支撑件212和第二支撑件214。支撑件212、214可以通过锚定构件136可操作地连接到特征板118。锚定构件136可延伸穿过在照明面板120内形成的孔138，以与支撑件212、214中的每一者进行交互，从而将其固定到特征板118。支撑件212、214也可可操作地连接到键帽108。
在一些实施例中，支撑件212、214中的每一者可由一般刚性材料制成，例如但不限于玻璃填充的塑料、金属涂覆的塑料、铸造金属、金属注塑材料或机加工金属。在这些实施例中，支撑结构210可基本上比通常使用塑料制成的常规剪式机构更坚硬。由于支撑结构210比常规剪式机构更坚硬，因此在对顶表面施加力时，键帽108更不容易倾斜。当键帽108在外壳104的容纳孔128内行进时，这可允许基本上的平面运动。此外，还可减少充分支撑键帽108所需的与键帽108接触的量。例如，塑料构成的剪式机构可需要与键帽108有更多的接触表面积，以提供相比于金属或其他更硬材料相同的力。减小的支撑结构210的表面积可允许更多光线(例如，来自照明板120或其他光源的光线)传输穿过键帽108而不被支撑结构210的一部分阻挡。
与常规键盘剪式机构相比，支撑结构210也可允许更严格的公差。这是因为只需具有更小的表面积(允许更小的直径)即可提供施加在键帽108上的相同的力。此外，与典型塑料组构件技术相比，某些金属材料的制造技术可允许更小的公差。
参见图4B和5，第一支撑件212可为基本上正方形或者矩形形状，并且可包括支撑构件230和横向构件216。横向构件216可在支撑构件的230的两个边缘231、233之间跨越。支撑构件230可具有两个侧构件232、234，这两个侧构件通过底部构件235相互连接在一起。在一个实施例中，由于支撑构件从侧构件232、234过渡至底部构件235，以及由于侧构件232、234朝向端部231、233过渡，支撑构件230可具有四个圆角226。底部构件235可以例如通过卡扣配合、粘合剂或其他连接机构可操作地连接到键帽108的底表面。在一个实施例中，底部构件235可以在两个独立但相邻的位置处连接到键帽108。在该实施例中，键帽108可在两个分立的位置处获得支撑，所述两个分立的位置可定位在键帽108的两个拐角的附近，以更好地支撑键帽108的整个表面。
可基本上彼此平行的两个侧构件232、234可限定朝相对侧构件232、234向内延伸的连接构件220。连接构件220还可包括将第一支撑件212可操作地连接到第二支撑件214的锁定构件228。在一个实施例中，连接构件220可以是从侧构件232、234的内表面延伸的肩部，并且锁定构件228可以是挂钩或其他固定构件。
锁定构件228可以形成两个支撑件212、214的枢转点。例如，锁定构件22可基本防止两个支撑件212、214相对于彼此侧向移动，但可允许垂直移动。在一个实施例中，支撑件212、214可以“X”构型互相连接在一起，其中锁定构件228在“X”的中点处将两个支撑件连接在一起。
继续参见图4B和5，在一些实施例中，支撑构件230可具有非圆形横截面。例如，支撑构件230可具有正方形、矩形、“I”形或“T”形横截面。在这些实施例中，支撑构件230的横截面区域可提高支撑结构210刚度，同时也会降低支撑键帽108区域所需的支撑件212的宽度。例如，支撑构件230可具有理想的横梁或“I”形横梁形状，以在减少材料和宽度的量的情况下相对于弯曲和剪切力提供有效支撑。通过减小侧构件230-233的宽度，可同样减小支撑结构210的宽度，从而允许更多来自照明面板120(或其他源)的光线传输穿过并围绕键帽108，因为支撑结构可不遮挡键帽108的全部表面区域。
与支撑构件230相反，横向构件216可具有大致圆形或环形的横截面。此外，由于横向构件216可连接到锚定构件136，因此其能够可操作地连接到特征板118。例如，如图5所示，锚定构件136可为可缠绕横向构件216的至少一部分的“L”、“J”或其他挂钩形状构件。在该实施例中，横向构件216的环形或圆形横截面可允许第一支撑件212垂直移动键帽108。例如，横向构件216允许支撑构件230枢转，同时由于锚定构件136而使支撑构件230基本侧向保持在相同的位置。此外，横向构件22的圆形或环形横截面可为支撑机构210提供更好的扭转，从而允许其更好地将施加在键帽108上的力转化成键帽108的垂直运动。
第二支撑件214可嵌套在第一支撑件212内，并通过锁定构件228可操作地连接在其上。当平放在照明面板120或传感器膜122上时，第二支撑件214由于可具有大致正方形或矩形结构而在形状上一定程度地类似于第一支撑件212。第二支撑件214可包括在支撑构件224的两端238、240之间相互连接的横向构件222。支撑构件224可被大致成形为具有平坦底部的“U”形，即，支撑构件224可具有大致平行的侧构件，所述侧构件具有底部构件。此外，支撑构件224可由于两个平行的侧构件过渡以形成底部构件而具有圆角236。
支撑构件224能够可操作地连接到特征板118。在一些实施例中，支撑构件224可包括可操作地连接到锚定构件136的连接部分244。连接部分244可具有大致圆形的横截面区域，使得支撑构件224可在连接部分244或端部238、240处从非圆形横截面过渡至圆形横截面。然而，在一些实施例中，连接部分244可为平坦、圆形或平坦和圆形的组合(例如，具有圆形的边缘或拐角的平坦表面)。此外，连接部分244还可具有滑动表面或圆形表面，以允许过渡和旋转。此外，在一些实施例中，支撑构件224能够可操作地连接到第一支撑构件212。例如，两个平行的侧构件能够可操作地连接到连接构件220，并且锁定构件228可围绕侧构件的一部分延伸。通过该连接，两个支撑件212、214可基本上连接在一起，使得移动支撑件212、214的其中一个会使另一个也随之移动。
在一些实施例中，横向构件222能够可操作地连接到键帽108的底表面。例如，横向构件222可与一个或多个从键帽108的底表面延伸的固定特征242进行交互。横向构件222可具有大致环形或圆形的横截面，支撑构件224可具有非圆形横截面，诸如“T”形、“I”形或矩形横截面。圆形或环形横截面可允许横向构件222在固定特征242中旋转，使得第二支撑件214可相对于特征板118枢转而同时保持固定到特征板118。
现在转到键106的运动，当对键帽108施加力时，支撑机构210可允许键帽108在键孔128内垂直移动。图6A为处于常规位置或静止位置的键106的透视图。图6B为处于按下位置的键106的透视图。当按下键帽108时，键帽108将垂直行进，并且支撑结构210的高度会降低。
现在参见图4B和5，当键106处于静止位置时，键帽108的底边248可定位在距离基座134的顶表面的高度H1处。由于支撑构件230连接到键帽108(定位在特征板上方)，并且横向构件222可操作地连接到特征板118，因此第一支撑件212可从键106的第一侧到键106的第二侧向上成一定角度。类似地，第二支撑件214可从键106的第二侧到键106的第一侧向上成一定角度。这是因为第二支撑件214的横向构件222可操作地连接到键帽108，并且支撑构件230可操作地连接到特征板118。
在一些实施例中，如图4B所示，可将每个支撑件212、214的拐角226、236定位为邻近键帽108的内角边缘。与常规的键盘键相比，这些拐角226、236可基本上远离键帽108的中心，从而可更好地阻止键帽108的倾斜。例如，如果用户按下键帽108的拐角，由支撑件212、214所提供的支撑可阻止键帽108的拐角部分倾斜。这可能因此允许键帽108具有比常规的键盘基本上更平坦的行进移动，如上文所述，这可帮助减小键层叠结构130的高度。
在键106的常规位置中，第一支撑件212的两个侧构件232、234可以穿过或以其他方式形成与支撑构件224的相应平行侧构件的“X”交叉。这是因为两个支撑件212、214均在相对侧连接到键帽108，并且在键106的相对侧连接到特征板118，并从特征板118向上成一定角度以连接到键帽108的底部，而不是连接到特征板118。
当向键帽108施加力时，支撑件212、214枢转以允许键帽108向下朝特征板118垂直移动。然而，当支撑件212、214连接到特征板118时，可基本上减少支撑件212、214的侧向移动。因此，当用户向键帽108施加力时，键帽108可基本上平行于特征板118平移，继而可导致支撑件塌陷和键帽下降。当按下键帽108时，触觉设备116可压缩以提供反馈和/或提供键106已被选择的信号。
参见图4B和5，在键106的该实施例中，可将光源定位在下方的键孔128内并使其对准键帽108的一部分。光源140可与照明面板120结合使用或单独使用。例如，如图4B所示，光源140可操作地连接到中间层141，该中间层可为光源140提供电力和/或信号。光源140可为键106提供照明，将在下文结合图14进行更详细的讨论。
现在将讨论支撑结构310的第二实施例。图7A为包括支撑结构310的键106的顶部平面图。图7B为键106的顶部平面图，其中为清楚起见，将键帽108移除。图8为沿图7A中的线8-8截取的图7A的键106的横截面视图。在该实施例中，支撑结构310可包括第一支撑件312和嵌套在第一支撑件312内的第二支撑件314。支撑件312、314可具有基本上相同的形状，不同的是，第二支撑件314可具有比第一支撑件312小的直径。
第一支撑件312可具有大致矩形的周边，并包括圆形的拐角326。在该实施例中，基本上整个第一支撑件312可具有大致圆形或环形的横截面。第一支撑件312可具有四个侧构件340、341、342、343，其中第一侧构件340基本上平行于第三侧构件342，第二侧构件341基本上平行于第四侧构件343。第四侧构件343可以通过锚定构件136可操作地连接到特征板118。
第一侧构件340和第二侧构件342能够可操作地连接到第二支撑件314，从而允许第一支撑件和第二支撑件312、314一起移动。图7C为第一侧构件340的局部视图。第二侧构件342可基本上与第一侧构件340相同。如图7C所示，侧构件340、342的主体346可从大致圆形的横截面变得平坦，以形成接合部320。接合部320可具有非圆形横截面，并可限定由此限定的转向节孔322。
参见图7B-7C，第二支撑件314可基本上与第一支撑件312相同。例如，第二支撑件314可具有四个侧构件350、351、352、353，所述四个侧构件相互连接在一起形成大致矩形或正方形的周边。此外，第二支撑件314在侧构件350、351、352、353之间的过渡处可具有大致圆形的拐角336。与第一支撑件312类似，第二支撑件314可包括用于连接到转向节338的接合部320。尽管图7C示出的是第一支撑件312，但第二支撑件314可基本上与之相同。因此，接合部320还可在平坦部分内限定转向节容纳孔322。此外，第二支撑件314可具有大致圆形的横截面区域，横截面区域可变得平坦和更线性的接合部320处除外。
参见图7B，可将两个转向节328定位在第一支撑件312和第二支撑件314之间。转向节328可用于将两个支撑件312、314隔开，同时也可将它们连接在一起。此外，转向节328充当枢转点以允许支撑件312、314相对于彼此移动。转向节328可被容纳在每个接合部320中的转向节孔322内。在转向节328的连接处，支撑件312、314可以相对的方向延伸彼此远离。例如，与锁定构件228类似，转向节328可形成“X”的中点，其中两个支撑件312、314相对于转向节328形成某个角度。当支撑件312、314响应于键帽108上的力而移动时，两个支撑件312、314之间形成的角度可减小，从而使键帽108朝特征板118下降。
在图7B所示的实施例中，转向节328可形成支撑机构310的两个枢转点。因此，支撑件312、314可基本上锚定到特征板118上，例如，通过锚定构件136分别可操作地连接到侧构件343、351。
在一些实施例中，支撑件312、314可形成“开环”，因为支撑构件312、314可限定每个支撑件312、314的相对端之间的空间。图9A为包括支撑机构310的键106顶部平面图。图9B为图9A的键106的顶部平面图，其中键帽108被移除。第一支撑构件312的第四侧构件343可端接在两个相对的边缘360、362中。类似地，第二支撑件314的第四侧构件353可端接在两个相对的边缘364、366中。两组边缘360、362、364、366可分别限定侧构件343、353的每个端部之间的空间368。
在图9A和9B示出的实施例中，支撑件312、314可形成开环，这可需要更少的材料以形成支撑机构310。此外，开环构型可提高键盘102的装配和制造容易性。在该开环构型下，支撑件312、314可更易于定位在锚定构件136内，以及连接到键帽108的固定特征142。此外，通过限定空间368，可从照明面板120或其他光源向键帽108和/或键帽108周围空间传输更多的光线，以照亮键106和键106的周边。
在另一个实施例中，支撑结构可包括将支撑件的相对边缘互连在一起的单独的接合构件。图10A为具有支撑结构410的键106的顶部平面图，其中接合构件438横跨在每个支撑件412、414的边缘之间。图10B为图10A的键106的顶部平面图，其中键帽108被移除。图11为沿图10A的线11-11截取的图10A的键106的横截面视图。支撑机构410可包括用于将键帽108支撑在基座134上方并将键帽108连接到基座134的支撑件412、414。
支撑件412、144可基本上为相同的形状，其中第二支撑件414至少部分地嵌套在第一支撑件412内但与第一支撑件412间隔开。如在图10B中最佳所示，支撑件412、414可为基本上“U”形，不同的是支撑件412、414可具有基本上平直的底部。每个支撑件412、414可包括两个平行的侧构件440、442、450、452，以及横跨在两个平行侧构件440、442、450、452之间的底部构件441、451。第一支撑件412的侧构件440、442可包括端接边缘460、462。类似地，第二支撑件414的侧构件450、452可包括端接边缘464、466。此外，支撑件412、414可具有非圆形横截面(例如，“I”形梁，矩形或正方形形状)，以便为支撑构件410的弯曲和扭转提供附加的刚性。
第一接合构件438可横跨在第一支撑件412的端接边缘460、462之间。第二接合构件439可横跨在第二支撑件414的端接边缘464、466之间。在一个实施例中，接合构件438、439可具有大致圆形或环形的横截面，因此可为每个支撑件412、414提供销轴接合部。此外，第一接合构件438可以通过锚定构件136可操作地连接到特征板118。例如，如图11所示，第一接合构件438可被容纳在由锚定构件136的“钩形”或L形状所限定的腔体内。第二接合构件439能够可操作地连接到键帽108的保持特征143。接合构件338、439允许支撑构件412、414绕一条轴线旋转而同时阻止在其他两个上的运动。换句话讲，当键帽108垂直平移时，支撑件412、414可绕Y轴旋转，同时支撑件412、414基本上保持沿X轴和Z轴(侧向和垂直)固定。
参见图10B，支撑件412、414可以通过一对销轴430、431可操作地连接在一起。第一销轴430可操作地连接第一侧构件440、450，第二销轴431可操作地将第二侧构件442、452连接在一起。销轴403、431提供销轴接合部，以允许支撑件412、414连接在一起并相对于彼此旋转。销轴430、431可类似于图7B中的转向节328，因为它们可以穿过由支撑件412、414的侧构件形成的X的中点。
如图10B所示，具有圆形横截面的接合构件438、439可定位在键帽108的相同侧。在这些实施例中，支撑件412、414可以可旋转地支撑键帽108和键帽108单侧上的特征板118。该构型可允许键帽108更好地垂直移动，同时基本上阻止键帽108的侧向运动。
照明
再次参见图3，在一些实施例中，键盘102可包括一个或多个照明机构，以照亮键106或键盘100。例如，照明机构可提供光线以照亮键帽108上的符号和/或可照亮键帽108的周边。所述照亮可允许键106在暗光线条件下具有更好的可视性，另外可为键盘102提供美学作用。此外，照明机构可向用户提供反馈，可在键盘102上创建发光图案等等。
具有照明机构的典型键盘可使机构定位在特征板的下方。这是因为特征板的典型用途是将键的元件固定到外壳，以及为键提供电连接。典型的是，可不为键的电子组件或附接机构提供照明机构，因此照明机构定位在特征板的下方。然而，这种设置可使来自照明机构的光线至少部分地被特征板阻挡，或可使光线以非直接方式朝键帽108行进。
在一些实施例中，键盘102可包括定位在特征板118顶部上照明面板120。图12A为键106的顶部平面图，该键具有定位在特征板118上方的照明面板120。图12B为键106的顶部平面图，其中键帽108被移除。图12C为键106的顶部平面图，其中支撑机构110被移除以便于清晰示出某些元件。图13为沿图12A中的线13-13截取的图12A的键106的横截面视图。在该实施例中，照明面板120能够可操作地连接到特征板118的顶表面612。特征板118和照明面板120能够可操作地连接到传感器膜122，其可定位在一个或两个照明面板120和特征板118的至少一部分上方。如上所述，参见图3，传感器膜122可以通过粘合剂124和/或紧固件126可操作地连接到外壳104。
图14为从键盘102中移除的特征板118和照明面板120的透视图。如图14所示，特征板118和照明面板120被示出为具有用于支撑三个键106和相应的键层叠结构130的长度。因此，可改变特征板118和照明面板120的长度，以用于更少或更多的键106。在一些实施例中，可存在用于每行键106、每个键106或用于整个键盘102的单个特征板118和/或照明面板120。
参见图13和14，特征板118可具有基座构件604，该基座构件具有以某个角度从基座构件604向上延伸两个成角度延伸部606。两个延伸部606经过渡以形成基本上平行于基座构件604延伸的腿部608或肩部。基座构件604可至少部分地从腿部608凹陷，并可限定通道614，所述通道被配置为容纳照明面板120的至少一部分。
每个腿部608可包括一个或多个固定孔602，所述固定孔用于将特征板118固定到外壳104和/或键层叠结构130的其他部分。在一个实施例中，在每个腿部208上可存在彼此隔开的四个固定孔602。
锚定构件136可从通道614的顶表面向上延伸。如上所述，锚定构件136可为钩形构件，所述钩形构件可具有可允许支撑机构110的支撑件112、114固定到特征板118的“L”形、“J”形或其他形状。根据支撑件112、114的位置和方向，锚定构件118可在特征板118上具有不同的方向和位置。然而，在一些实施例中，可存在用于每个支撑件112、114的两个锚定构件136；因此，可存在用于每个键106的四个锚定构件136。
照明面板120可以例如通过粘合剂、紧固件等可操作地连接到特征板118。如在图14中最佳所示，锚定构件136延伸穿过照明面板120。因此，锚定构件136也可协助将照明面板120可操作地连接到特征板118。同样地，在一些实施例中，锚定构件136可为照明面板120和特征板118之间的唯一连接机构。
照明面板120可为用于导光和/或发光的设备。在一些实施例中，照明面板120可为光导、光导管等。在这些实施例中，一个或多个光源140可光学连接到照明面板120，以使光线通过照明面板120传输。例如，参见图14，两个光源140定位在照明面板120的相对端。可为发光二极管的光源140将光线发射到照明面板120。所述光线然后可通过照明面板120在特征板118的整个长度上传输。所述光线可被配置为在基本上任何方向发射；然而，在一些实施例中，所述光线可从照明面板120的顶表面发射。
在其他实施例中，照明面板120可为光源，例如有机发光二极管，发光二极管等。在这些实施例中，光源140可以省略，或可为键106提供额外的光线。
照明面板120也可包括集成于其内的一个或多个传感器(未示出)，所述传感器用于感测键106的输入。例如，照明面板120可包括电容传感器、开关机构等。将在下文结合图19-21对这些传感器进行更详细的讨论。
参见图13，照明面板120可定位在特征板118的通道614内。在一些实施例中，在照明面板120的边缘与腿部608的顶角以及延伸部606构件之间可存在空间610。在其他实施例中，照明面板120的边缘可以一定角度基本上随延伸构件606的形状向上移动，并且空间610可被省略。在通道614内，照明面板120可基本上平行于基座604并与其共延。
支撑机构110的支撑件112、114能够可操作地连接到锚定构件136，并且在一些位置中，支撑件112、114可邻近或抵靠在照明面板120的一部分上。触觉设备116可定位在照明面板120上方，并且在一些实施例中，能够可操作地连接到可定位在照明面板120上方的传感器膜122。
在图12A-14所示的键盘102实施例中，与包括照明机构的常规键盘相比，可减少键层叠结构130的总垂直高度。这是因为，通常，功能或锚定板定位在照明机构上方，以便最好地将键固定到外壳，以及为处理器或其他组件提供来自键的输入信号的准确通信。然而，当锚定构件136延伸穿过照明板120时，可能需要固定到特征板118的键106的各个组件可固定于其上，同时仍允许来自照明面板120的大多数光线被朝向键帽108和/或键帽108的周边引导。因此，特征板118可以直接附接到照明面板120下方，而无需可增加键盘102厚度的附加紧固件或连接层。
此外，当照明面板120定位在特征板118上方时，可增加照明面板120和/或光源140的效率。如上文中简述的，通常，特征板可阻挡相当大部分导向自照明面板的光线和/或可使照明面板必须以非垂直或非直接的方式发射光线(例如，要避开特征板)。例如，在一些键盘中，特征板可包括单个孔以允许朝键帽引导来自照明机构的光线。当照明面板120定位在特征板118上方，并且基本上在键帽108下方并与之平行时，情况相反。因此，照明面板120可发出基本上直射并垂直于照明面板120表面的光线。这允许照明面板120发射比常规键盘更少的光线，同时仍形成相同的照明效果，例如亮度和颜色。这归因于以下事实：可透过更多光源所发射的光线，而不被阻挡、反射或反射。
在操作中，对于一些实施例，光源140可将光线发射到照明面板120上。照明面板120可在整个特征板118上并垂直向上地朝键帽108传输光线。当从照明面板120传输光线时，光线可离开键帽108周围(例如，穿过外壳104与键帽108之间的空间)，或光线可传输穿过键帽108。
如上文所简述的，特征板118和/或照明面板120可被配置为具有可沿多个键的长度延伸的长度。在一些实施例中，特征板118和/或照明面板120的长度可被配置为覆盖整个键106行的长度。在这些实施例中，可存在用于每行键的照明面板120和/或特征板118，其可沿键盘102的行定位。在一些实施例中，照明面板120在键盘102中可具有不同尺寸和/或不同位置，下文将对此进行更详细的讨论。
图15A为键102的横截面视图，该图示出了照明面板120定位在相对于特征板118和每个键106行的行中。应该指出的是，在图15A中，为更清楚地示出其他功能之间的关系，已将选择功能隐藏。如图15A所示，锚定构件136可从基座604向上延伸，并可形成照明面板120的阻隔壁。在该方式中，锚定构件136可将来自照明面板120的光线反射回照明面板或朝向键帽108反射。这可在键帽108下聚集来自照明面板120的光线，以便可更好地照射键帽108并可阻止光线围绕键帽108的侧部发射。
如图15A所示，可增加照明面板120与由延伸部606和腿部608形成的角之间的空间210，因为照明面板120可基本上限制在锚定构件136内。在这些实施例中，照明面板120可具有比其他实施例更小的宽度。例如，照明面板120可横跨在锚定构件136之间，而且可被限制在锚定构件136内。在这些实施例中，锚定构件136可延伸到照明面板120的侧部周围，而不是穿过照明面板120。
在图15A所示的实施例中，特征板118的腿部608可以通过粘合剂124可操作地连接到传感器膜122。粘合剂124还可将膜122可操作地连接到外壳104。
在其他实施例中，支撑机构110的支撑件112、114可定位在邻近照明面板120的位置。图15B为键106的横截面视图，其示出了延伸穿过传感器膜122并接触照明面板120的支撑件112、114。在这些实施例中，照明面板120可包括用于检测用户何时按下键帽108的传感器。这可减少键层叠结构130的垂直高度，因为支撑件112、114仍可为键帽108提供相同的垂直延伸部，而且可定位在键层叠结构130内较低的位置，从而减少键层叠结构130的总体垂直高度。
此外，如图15B所示，在一些情况下，一个或多个粘合剂124层可被紧固件126替换。在这些实施例中，紧固件126可连接到特征板118和传感器膜122，但不能可操作地连接到照明面板120。当照明面板120可成行定位且可由锚定构件136界定时，紧固件126的高度可与照明面板120的垂直高度共享。换句话讲，因为紧固件126可不必延伸穿过照明面板120的厚度，即紧固件126的垂直高度(当耦合到键层叠结构130时)。因此，相比于常规键盘，键层叠结构130可具有减小的垂直高度，其中紧固件可能必须穿过照明机构和特征板，以将每个组件固定在一起。
在一些实施例中，紧固件126可定位在键106的两个相对侧上。例如，紧固件126可延伸穿过界定键106的外壳104的侧部。紧固件126可为基本上任何类型的紧固构件，例如但不限于铆钉、钉子、螺丝等。然而，在一些实施例中，紧固件126可为无螺纹的或自锁紧固件，例如铆钉。在这些实施例中，紧固件126可压配在键层叠结构130内，或用平行作用的挤压力插入。这样可允许比常规键盘更快的装配时间，常规键盘可需要必须拧入到位的螺纹紧固件。此外，在无螺纹的情况下，紧固件126无需特殊孔准备即可插入键层叠结构130，例如倒角和去毛刺。一旦插入后，紧固件126可基本上与特征板118底边齐平，以便进一步降低与常规键盘相比的键层叠结构130的垂直高度。
如上文所简述的，在一些实施例中，照明面板120可延伸经过键行或各个键。例如，在一些情况下，照明面板120可沿键盘102的整个区域延伸。在这些实施例中，照明面板120可在键和键行之间延伸。图15C为键盘的横截面视图，其示出了在键106的行之间延伸的照明面板129。此外，如图15C所示，在这些实施例中，特征板118也可在行之间延伸。例如，特征板118的基座604可基本上沿多组行为平坦的，并且腿部606可被省略或仅从特征板118(在键盘102的边缘处)的端接端(未示出)延伸。
参见图15C，在这些实施例中，照明面板120可定位在特征板118的上方。例如，低粘合剂124层能够可操作地连接特征板118的顶表面605上方的照明面板120。然而，如可在图15C中看到的那样，锚定构件136仍可延伸穿过照明面板120，以便将支撑机构110(未示出)连接到特征板119。在这些实施例中，光源140可定位在特征板118和照明面板120之间，并可从下方照亮照明面板120。然而，在其他实施例中，光源140可定位在照明面板120的侧部上(如图14所示)，或照明面板120本身可包括光源。
如上文所简述的，在一些实施例中，照明面板120可被配置为定位在各个键106的下方。图16A为从键盘102中移除的键706的透视图。图16B为键706的顶部平面图。图16C为键706的顶部平面图，其中键帽108被移除。图17为沿图16B中的线17-17截取的键706的横截面视图。键706可基本上与键106类似。然而，在该实施例中，特征板118可被省略。如图17所示，可为印刷电路板等的支撑板718可用于支撑键706的元件。此外，可在照明面板720的周围提供框架422，其可帮助更好地包含和引导从照明面板720的照出光线。
在该实施例中，键706可包括支撑板718、照明面板720、光源140和框架722。支撑板718可形成键706的底部，并且还可将输入信号(例如，从传感器发出的指示用户输入的信号)发送到计算设备100的组件。支撑板718可为印刷电路板或其他基板以支撑电子连接件。在这些实施例中，传感器和/或照明机构可与支撑板718集成以进一步减小键层叠结构130的垂直高度。
照明面板720可基本上与照明面板120相同。然而，在这些实施例中，照明面板720可被配置为具有与键帽108基本上相同的面积。因此，照明面板720可能够更好地仅朝键帽108引导光线，使得更少的光线围绕键帽108的边缘发射或发射穿过外壳104中的孔等。
框架722可围绕照明面板720，并可有助于防止光线照射到穿过或朝向除键帽108外的其他方向。图18为定位在照明面板720周围的框架722的顶部平面图。如可在图18中看到的那样，框架722可大致围绕照明面板720的外周边，并可包括另外的保持特征724以将照明面板720固定在适当位置。在一些实施例中，框架722可为被配置为基本上防止光线传输穿过其中的材料。因此，框架722可防止光线传输到框架722周围，并且所述光线可离开框架722反射向键帽108或照明面板120。
在一个实施例中，光源140可沿照明面板720的一个边缘定位在框架722内。因此，每个键706可包括其自有的照明面板720和光源140。在与框架722结合的情况下，照明面板720和光源140可基本上仅照射键帽108。这可防止光线泄漏到键帽108周围，即，“光晕”效果。因此，可更易于读取键帽108上的任何符号，因为光线不会逃逸到键帽108的边缘周围，这可妨碍光线发射穿过键帽108。
感测构件
在一些实施例中，键盘102可包括一个或多个传感器，以感测特定键106或某些键的用户输入。图19为键106的简化横截面视图。键106可包括键帽108、支撑机构110以及特征板118。此外，键106可包括感测构件820，该感测构件可集成到照明面板120内，或可从其分离。感测构件820可为可检测电容变化的电容传感器。例如，感测构件820可为氧化铟锡(ITO)或掺杂锡的氧化铟，其可定位在光导、光导管或其他光源的顶部(即，照明面板120)。在一个实施例中，感测构件820可为层合在有机发光二极管(OLED)的膜上的ITO。在这些实施例中，感测构件820可检测以下所有项中的任何项：键帽108的位置、键帽108上的力量值、键帽108上的用户手指位置和/或其他参数可由感测构件820通过相应的传感器822检测。
感测构件820可定位在键层叠结构130的多个不同位置中，具体取决于待感测的所需输入。例如，感测构件820可定位在键帽108的下方(如图19所示)以检测用户按下键帽108的时间。在其他实施例中，感测构件820可定位在触觉设备116中，这可允许感测构件820检测触觉设备116的压缩。另外在其他实施例中，感测构件820可定位在外壳104的内表面上，或定位在向内面向键106的键层叠结构130的其他部分上。
类似地，根据感测构件820位置，键106可包括屏蔽构件，以更好地将输入与感测构件820隔离。例如，在一些情况下，感测构件820可检测电容的微小变化。因为键盘102可包括被定位为靠近在一起的多个键106，其中键106极为贴近，除电容的微小变化之外，感测构件820难以区分用户是将他或她的手指801放在一个键还是下一个键上。因此，在一些实施例中，屏蔽或绝缘材料可将感测构件820与外部噪声或其他信号隔离。在一个实施例中，感测构件820可定位在锚定构件136之间朝向键106的内部部分，这可起到将感测构件820与一些噪声阻隔开的作用。作为另外一种选择或除此之外，感测构件820可定位在触觉设备116内，其可包括放置在其内的又一个屏蔽层，以至少部分地隔离感测构件820。
继续参见图19，感测构件820可与照明面板120集成到一起，而且可因此提供感测输入和照明输出两者。在这些实施例中，可基本上减小键层叠结构130的垂直高度。这是因为传感器膜122可被省略，并且感测构件820可直接定位在支撑机构110的下方。然而，在其他实施例中，感测构件820可定位在其他位置。
图20A为键的顶部平面图，所述键包括作为框架定定位在传感器膜122周围的感测构件820。图20B为图20A的键106的顶部平面图，其中键帽被移除。图21为沿图20A中的线21-21截取的键106的横截面视图。感测构件820可定位在感测膜122的顶表面上。在一些实施例中，感测构件820可与键106的各种特征(例如可包含金属等的部件)进行交互，以检测电容变化等。在其他实施例中，相应的传感器822可定位在键盘108的底边824和/或底表面826上。因此，当向下按下键帽108时，传感器822可更靠近感测构件820移动，从而导致用于感测构件820的电容变化。所述电容变化允许感测构件820检测输入。在该实施例中，如图20B所示，感测构件820可为定位在传感器膜122上方的框架(或基座134的其他组件)，以便与键帽108的底边824基本上对准。
在这些实施例中，传感器822可为感测材料层，所述感测材料层可与感测构件822交互以改变信号。例如，传感器820与感测构件822的组合可具有基于距离和/或在存在其他电容元件时而变化的一组电容。
在其他实施例中，传感器822可定位在触觉设备116的内部突出828上，并且感测构件820可定位在由触觉设备116限定的腔体内。当压缩键帽108时，触觉设备116可被相应地压缩，从而使传感器822更靠近感测构件820。在该实施例中，一个或多个屏蔽构件或层可定位在触觉设备116的外部或内部表面上，这可至少部分地将感测构件820与外部信号和/或噪声隔离。
另外在其他实施例中，传感器822能够可操作地连接到或集成到支撑机构110。例如，如果传感器机构110为金属或包含金属材料，则感测构件820可能够检测支撑件112、114的高度变化。类似地，键帽108也可为金属或包含金属材料，并且感测构件820可检测位置变化、定位在键帽108上的手指等。此外，触觉设备116可包含金属或金属材料，而且感测机构820可被设置为与触觉设备116进行通信，以检测触觉设备116的位置变化。
在传感器822和感测机构820感测电容变化的实施例中，可感测多种不同类型的键106的输入。在一个例子中，键盘102可确定用户是否用他或她的手扫过键106，其可用作计算设备100的输入手势。类似地，键106可感测用户何时将他或她的手指801放在键帽108的顶部，从而可检测手指位置，尽管用户可能未施加力以按下键帽108。此外，感测机构820可能够确定键108的下按速度、施加到键帽108的力的大小等。这些不同参数可通过键盘102提供不同的输出。例如，用户可对键盘102施加不同的手势，类似于施加到电容式触摸屏的手势，通过改变施加到键106的力，符号可被修改(例如，低于一定程度的力可对应于小写字母，超过一定程度的力可对应于大写字母)，等等。
此外，在利用感测构件820的实施例中，触觉设备和/或支撑构件110可被省略。例如，可无需机械地移动键帽108，以便检测用户输入。相反，感测构件820可检测键帽108的表面上的用户输入等。因此，用于容纳键106以及允许键帽108垂直移动的键孔128可被遮盖、减小和/或省略。机械连接件的缺乏可允许更快的键入(用户可不必施加向下的压力以选择键)，并且键盘102可具有更好的抗液体性。典型的键盘会受到液体的影响，因为键孔128可将传感器膜122、照明面板120以及其他电子组件暴露在漏出的或以其他方式存在于键盘102上的液体下。
粘接
在一些实施例中，基座134能够可操作地连接到外壳104。如上文所简述的，在一些实施例中，基座134的各个元件可通过紧固件或粘接方式附接到外壳104。图22为键106的简化横截面视图，其示出粘合剂层124可操作地将特征板118连接到外壳104。如上所述，特征板118能够可操作地连接到照明面板120和/或传感器膜122。因此，通过将特征板118可操作地连接到外壳104，其他层也能够可操作地连接到外壳104。作为另外一种选择或除此之外，还可通过粘合剂层124将另外的层附接到外壳104。
粘合剂124可减小键层叠结构130的垂直高度，因为与紧固件的垂直高度相比，粘合剂124可具有更薄的垂直厚度。这是因为粘合剂124的粘接可在已构成垂直高度的整个表面上侧向展开(例如，特征板118)，但可以稀薄地展开，以便不会明显增加键层叠结构130的厚度。此外，与可能需要紧固件的典型键盘相比，装配和制造键盘102可更为容易。例如，键层叠结构130的各个组件和层可压合或放置在彼此的顶部，并且粘合剂124可将其固定在一起。另外，与典型紧固件相比，粘合剂124可更易于适用于小的组件和/或具有复杂几何形状的组件。
上述描述具有广泛的应用。例如，虽然本文所公开的实例可能将重点放在了键盘上，但应当了解，本文所公开的概念可同等地适用于其他输入设备。类似地，尽管可结合键盘对各个实施例进行了讨论，但键盘的任何独立特征均可单独使用或集成到一起使用。因此，对任何实施例的讨论仅旨在作为例子，并非意图提出将本公开(包括权利要求书)的范围限制于这些例子中。

Claims (60)

1.一种被配置为与计算设备进行通信的输入设备，包括：
至少一个键帽；
支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；和
特征板，所述特征板可操作地连接到所述支撑机构；
其中所述支撑机构包括连接到所述至少一个键帽和所述特征板的第一支撑件，以及连接到所述至少一个键帽和所述特征板的第二支撑件，其中所述第一支撑件和第二支撑件枢转以允许所述键帽垂直移动，但所述第一支撑件和第二支撑件的侧向移动被限制。
2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件和所述第二支撑件包括刚性材料。
3.根据权利要求2所述的输入设备，其中所述刚性材料比所述塑料更具刚性。
4.根据权利要求2所述的输入设备，其中所述刚性材料包括下列中的至少一者：玻璃填充的塑料、金属涂覆的塑料、铸造金属、金属注塑材料、金属、或机加工金属。
5.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件和第二支撑件通过锁定构件连接，所述锁定构件形成所述第一支撑件和所述第二支撑件的枢转点。
6.根据权利要求5所述的输入设备，其中所述锁定构件防止所述第一支撑件和所述第二支撑件相对于彼此侧向移动但允许垂直移动。
7.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件包括第一横向构件和第一支撑构件，所述第一横向构件连接到所述特征板的至少一个锚定构件，并且所述至少一个锚定构件接合所述第一横向构件以允许所述第一支撑构件垂直枢转而同时限制侧向移动。
8.根据权利要求7所述的输入设备，其中所述第一支撑构件具有非圆形横截面。
9.根据权利要求8所述的输入设备，其中所述非圆形横截面包括下列中的至少一者：正方形横截面、矩形横截面、“I”形横截面或“T”形横截面。
10.根据权利要求7所述的输入设备，其中所述第一横向构件具有圆形横截面。
11.根据权利要求10所述的输入设备，其中所述至少一个锚定构件缠绕所述第一横向构件的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第二支撑件嵌套在所述第一支撑件内。
13.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件或所述第二支撑件中的至少一者包括矩形结构。
14.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第二支撑件包括第二横向构件和第二支撑构件，所述第二横向构件连接到从所述至少一个键帽的底表面延伸的至少一个固定特征，并且第二横向构件能够操作以在所述至少一个固定特征中旋转。
15.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件包括第一接合部，所述第二支撑件包括第二接合部，并且所述第一支撑件和第二支撑件由连接所述第一接合部和所述第二接合部的转向节连接，其中所述转向节用作枢转接合部，所述枢转接合部允许所述第一支撑件和第二支撑件相对于彼此移动。
16.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件或所述第二支撑件中的至少一者包括开环。
17.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件包括：
两个第一平行侧构件；
第一底部构件，所述第一底部构件横跨在所述两个第一平行侧构件的第一边缘之间；和
第一接合构件，所述第一接合构件横跨在所述两个第一平行侧构件的第二边缘之间，所述第一接合构件将所述第一支撑件连接到所述特征板，使得所述第一支撑件能够操作以围绕第一轴线旋转并防止其绕至少第二轴线旋转；
并且其中所述第二支撑件包括：
两个第二平行侧构件；
第二底部构件，所述第二底部构件横跨在所述两个第二平行侧构件的第一边缘之间；和
第二接合构件，所述第二接合构件横跨在所述两个第二平行侧构件的第二边缘之间，所述第二接合构件将所述第二支撑件连接到所述至少一个键帽，使得所述第二支撑件能够操作以围绕所述第一轴线旋转并防止其围绕至少所述第二轴线旋转。
18.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一支撑件和所述第二支撑件通过至少一个销轴连接以提供至少一个销轴接合部，所述销轴接合部允许所述第一支撑件和第二支撑件连接在一起并相对于彼此旋转。
19.一种被配置为与计算设备进行通信的键盘，包括：
至少一个键帽；
支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；
可操作地连接到所述支撑机构的板；并且
其中所述支撑机构包括连接到所述至少一个键帽和所述板的第一支撑件，以及连接到所述至少一个键帽和所述板的第二支撑件，其中所述第一支撑件和第二支撑件枢转以允许所述键帽垂直移动，但所述第一支撑件和第二支撑件的侧向移动被限制。
20.一种用于提供被配置为与计算设备进行通信的输入设备的方法，包括：
提供至少一个键帽和至少一个特征板；
将至少一个支撑机构连接到所述特征板，其中所述至少一个支撑机构至少包括连接到所述特征板的第一支撑件，以及连接到所述特征板的第二支撑件；以及
将所述第一支撑件连接到所述至少一个键帽，以及将所述第二支撑件连接到所述至少一个键帽，其中所述第一支撑件和所述第二支撑件枢转以允许所述键帽的垂直移动，但所述第一支撑件和第二支撑件的侧向移动被限制。
21.一种被配置为与计算设备进行通信的输入设备，包括：
至少一个键帽；
支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；
特征板，所述特征板具有可操作地连接到所述支撑机构的至少一个锚定机构；和
照明面板，所述照明面板可操作地连接到所述支撑机构并与所述至少一个键帽的至少一部分光学连通；其中
所述照明面板定位在所述至少一个键帽和所述特征板之间；并且
所述至少一个锚定构件延伸穿过所述照明面板的一部分。
22.根据权利要求21所述的输入设备，其中所述特征板还包括至少一个通道，并且所述照明面板定位在所述通道内。
23.根据权利要求22所述的输入设备，其中所述通道包括基座构件、以某个角度从所述基座构件的第一侧向上延伸的第一成角度延伸部、以某个角度从所述基座构件的第二侧向上延伸的第二成角度延伸部、附接到所述第一成角度延伸部的基本上平行于所述基座构件的第一腿部构件、以及附接到所述第二成角度延伸部的基本上平行于所述基座构件的第二腿部构件。
24.根据权利要求22所述的输入设备，其中第一空间被限定在所述照明面板的边缘和顶角之间，所述顶角由下列中的至少一者形成：所述第一成角度延伸部和所述第一腿部构件或所述第二成角度延伸部和所述第二腿部构件。
25.根据权利要求21所述的输入设备，其中利用粘合剂、至少一个紧固件或所述至少一个锚定构件中的至少一者将所述照明面板可操作地连接到所述特征板。
26.根据权利要求21所述的输入设备，其中所述至少一个锚定构件形成用于照明面板的至少一个阻隔壁，所述至少一个阻隔壁执行以下操作中的至少一者：将来自所述照明面板的光线反射回所述照明面板，或将来自所述照明面板的光线朝向所述至少一个键帽反射。
27.根据权利要求26所述的输入设备，其中所述至少一个阻隔壁执行以下操作中的至少一者：在所述至少一个键帽下聚集来自所述照明面板的光线，或防止来自所述照明面板的所述光线围绕所述至少一个键帽的侧部发射。
28.根据权利要求21所述的输入设备，其中所述照明面板包括至少一个传感器，所述至少一个传感器检测对于所述至少一个键帽的至少一个输入。
29.根据权利要求21所述的输入设备，其中所述照明面板引导或发射用于多个键帽的光线，所述多个键帽包括所述至少一个键帽。
30.根据权利要求21所述的输入设备，其中所述照明面板包括下列中的至少一者：用于引导由至少一个光源发射的光线的光导、用于引导由所述至少一个光源发射的所述光线的光导管、或光源。
31.一种被配置为与计算设备进行通信的输入设备，包括：
键帽；
支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；
支撑板，所述支撑板可操作地连接到所述支撑机构；和
照明面板，所述照明面板可操作地连接到所述支撑机构并与所述键帽的至少一部分光学连通，所述照明面板包括
光源；
光学耦合到所述光源的光导；和
基本上围绕所述光导的框架；其中
从所述光源照射出的光线由所述光导和所述框架朝所述键帽引导。
32.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述支撑板包括支撑至少一个电连接件的基板。
33.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述照明面板集成到所述支撑板内。
34.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述框架包括至少一种不透光的材料。
35.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述照明面板占用与所述键帽基本上相同的面积。
36.根据权利要求31所述的输入设备，还包括具有所述键帽的多个键帽，其中所述多个键帽中的唯一接收来自所述照明面板的光线的键帽是所述键帽。
37.根据权利要求36所述的输入设备，还包括至少一个附加照明面板，所述至少一个附加照明面板可操作地连接到除所述键帽外的所述多个键帽中的至少一个键帽，其中所述至少一个附加照明面板与除所述键帽外的所述多个键帽中的所述至少一个键帽的至少一部分光学连通。
38.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述框架防止光线从所述键帽周围泄漏。
39.根据权利要求31所述的输入设备，还包括将所述框架固定到所述照明面板的至少一个保持特征。
40.根据权利要求31所述的输入设备，其中所述框架向所述键帽或所述照明面板中的至少一者反射光线。
41.一种被配置为与计算设备进行通信的输入设备，包括：
至少一个键帽；
支撑机构，所述支撑机构可操作地连接到所述键帽并被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；
特征板，所述特征板可操作地连接到所述支撑机构；和
感测构件，所述感测构件被配置为检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、或手指的位置。
42.根据权利要求41所述的输入设备，其中所述感测构件为电容传感器。
43.根据权利要求42所述的输入设备，其中所述感测构件与所述输入设备的至少一个组件交互以检测电容的变化以便检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、或所述手指的位置。
44.根据权利要求43所述的输入设备，其中所述输入设备的至少一个组件包括金属或感测材料层中的至少一者。
45.根据权利要求43所述的输入设备，其中所述输入设备的所述至少一个组件包括至少一个传感器，并且其中所述至少一个传感器和所述感测构件之间的电容至少基于所述至少一个传感器和所述感测构件之间的距离而变化。
46.根据权利要求45所述的输入设备，其中所述至少一个传感器为下列中的至少一者：定位在所述至少一个键帽的下方，或结合到所述至少一个键帽中。
47.根据权利要求45所述的输入设备，其中所述输入设备还包括可操作地耦合到所述至少一个键帽的至少一个触觉设备，其中所述至少一个传感器为下列中的至少一者：定位在所述至少一个触觉设备的突出部上，或结合到所述至少一个触觉设备中，所述感测构件定位在由所述至少一个触觉设备限定的腔体内，所述至少一个触觉设备的压缩会改变所述至少一个传感器和所述感测构件之间的距离，并且所述感测构件通过检测所述至少一个触觉设备的压缩来检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、或手指的位置。
48.根据权利要求45所述的输入设备，其中所述至少一个触觉设备的所述压缩使所述至少一个传感器向所述感测构件靠近。
49.根据权利要求45所述的输入设备，其中所述至少一个传感器为下列中的至少一者：可操作地耦合到所述支撑机构，或结合到所述支撑机构中，并且所述感测构件通过检测包括在所述支撑机构中的至少一个支撑件的高度变化来检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、或手指的位置。
50.根据权利要求45所述的输入设备，其中位于所述至少一个传感器和所述感测构件之间的所述电容还至少基于至少一个附加电容元件的存在而变化。
51.根据权利要求42所述的输入设备，还包括至少部分地隔离所述感测构件的屏蔽构件。
52.根据权利要求51所述的输入设备，其中所述屏蔽构件包括至少一种绝缘材料。
53.根据权利要求51所述的输入设备，其中所述屏蔽构件包括可操作地耦合到所述至少一个键帽的至少一个触觉设备的至少一个屏蔽层。
54.根据权利要求42所述的输入设备，其中所述感测构件包括下列中的至少一者：氧化铟锡、掺杂锡的氧化铟、或层合在至少一个有机发光二极管膜上的氧化铟锡。
55.根据权利要求40所述的输入设备，其中所述感测构件被配置为检测所述手指的位置，并且所述感测构件能够操作以在不需要移动所述至少一个键帽的情况下检测所述手指的位置。
56.根据权利要求40所述的输入设备，其中所述感测构件为下列中的至少一者：定位在所述至少一个键帽的下方、定位在可操作地耦合到所述至少一个键帽的至少一个触觉设备中、或定位在所述特征板上方。
57.根据权利要求40所述的输入设备，其中所述感测构件集成到照明面板内，所述照明面板可操作地连接到所述支撑机构并与所述至少一个键帽的至少一部分光学连通。
58.根据权利要求40所述的输入设备，其中所述感测构件为下列中的至少一者：作为框架定位在感测构件周围，或定位在所述传感器膜的顶表面上。
59.一种被配置为与计算设备进行通信的键盘，包括：
至少一个键帽；
基板，所述基板可操作地连接到所述至少一个键帽；和
感测构件，所述感测构件被配置为检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、和手指的位置。
60.一种用于检测来自输入设备的输入的方法，包括：
提供输入设备，所述输入设备包括至少一个键帽和可操作地连接到支撑机构的特征板，所述支撑机构被配置为使所述键帽从第一位置移动到第二位置；
利用感测构件检测下列中的至少一者：所述至少一个键帽的位置变化、所述至少一个键帽的速度、施加到所述至少一个键帽的力的大小、或手指的位置。
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