CN104471514A - 具有可变按键显示器的键盘系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有可变按键显示器的键盘系统(100)，其包括键盘，所述键盘具有带透明外壳的多个按键(1)；多个显示面板(3)，每个所述显示面板内设有每个按键(1)的透明壳体，所述显示面板(3)能基于使用者触发的控制信号显示不同组标记；第一印刷电路板(PCB)膜(5)，使用柔性连接器(7)连接至所述显示面板(3)，所述第一印刷电路板膜(5)接收与所述按键显示的标记有关的数据信号并且对所述显示面板(2)将要显示的所述数据信号进行处理；系统控制器(9)，连接至所述第一印刷电路板膜(12)，所述系统控制器(9)具有数字控制器(11)和存储器(13)，所述数字控制器(11)处理所述控制信号并且检索与来自所述存储器(13)内存储的数据库的标记相关的数据，并且所述数字控制器(11)进一步发送所述数据信号给所述第一印刷电路板膜(5)；以及显示控制器(15)，连接至所述系统控制器(9)，所述系统控制器允许使用者通过操作发送给所述系统控制器(9)的所述控制信号来改变他们希望的按键显示。

Description

具有可变按键显示器的键盘系统
[技术领域]
本发明总体上涉及键盘。更具体地讲，本发明涉及一种具有可变按键显示的键盘系统，所述可变按键显示器能够由显示控制器来改变不同组标记的显示。
[背景技术]
在计算中，键盘是充当机械手柄或电子开关以允许使用者输入字母或符号到具有按键板的计算机中的硬件组件。尽管发现替代的输入设备，例如鼠标、触控屏、光笔、轨迹球、操纵杆和语音识别装置，但是键盘仍然是最为广泛使用并且用于直接输入计算机中的最通用的外设。键盘一般在按键印刷有或刻有字母。在大部分情况下，每单个按键与单个书写的字符对应。然而，在一些情况下，为了输入一些符号需要同时或依次按下并按住多个键。尽管大部分键盘的按键产生字母、数字或符号，其他按键或同步按键可以产生某些计算机命令或其他动作。
键盘布局涉及键盘的多个键在机械布局、功能布局和视觉布局方面的布置方式。机械布局属于键盘上的按键的物理布置和形状。然而，功能布局属于键盘的所有按键键意关联的布置，依赖于用于确定这种布置的软件。最近，视觉布局属于键盘的按键上的图标或标志的布置。在按键上存在众多类型布置的字母、数字和标点符号。这些不同类型的键盘布局布置大有需求，因为不同的用户群体要求容易够到不同的符号来输入不同语言的文字，或者在计算机编程、数学和统计或其他目的领域中专用的布局。
不限于具体地理区域的键盘上的按键的最普通的布局和物理布置是“QWERTY”布局。大部分操作系统具有允许使用者改变键盘区域设置(例如，从普通的QWERT键盘布局改变成阿拉伯键盘布局)的键盘布局软件。通常，在计算机屏幕上存在符号提示使用者当前选择的是何种键盘区域设置。然而，当选择不同的区域设置时按键自身没有视觉标记。因此，使用者不知道当按下特定的英语按键时在计算机屏幕上会出现什么阿拉伯字母，除非使用者记住了键盘上所有阿拉伯字母的位置。
因此，存在在单个键盘上属于不同语言字母的视觉标记问题，因为单个键盘可以具有至多一种或两种语言的字母，这限制了键盘上可用的语言的数量。因此，制造商无法满足全球所有使用者对他们所需的语言的需求。这个问题要求制造商使用不同的生产线来在制造的键盘上印刷每种截然不同的语言的字母以便满足全球市场的需求。
因此，希望提供一种具有可变按键显示器的键盘系统，所述可变按键显示其能改变不同组标记的显示以供不同的语言输入或其他目的。
[发明内容]
因此，本发明的主要目的是提供一种具有可变按键显示的键盘系统，其包括：具有多个按键的键盘，所述按键具有透明壳体；多个显示面板，每个所述显示面板内设有每个按键的透明壳体，所述显示面板能基于使用者触发的控制信号显示不同组标记；第一印刷电路板(PCB)膜，使用柔性连接器连接至所述显示面板，所述第一印刷电路板膜接收与所述按键显示的标记有关的数据信号并且对所述显示面板将要显示的所述数据信号进行处理；系统控制器，连接至所述第一印刷电路板膜，所述系统控制器具有数字控制器和存储器，所述数字控制器处理所述控制信号并且检索与来自所述存储器内存储的数据库的标记相关的数据，并且所述数字控制器进一步发送所述数据信号给所述第一印刷电路板膜；以及显示控制器，连接至所述系统控制器，所述系统控制器允许使用者通过操作发送给所述系统控制器的所述控制信号来改变他们希望的按键显示。
本发明的另一个目的是提供显示面板，该显示面板是图形液晶显示(GLCD)面板或电子纸。
本发明的另一个目的是提供透明壳体，该透明壳体包括键帽和底盖以包围用于在其中容纳显示面板的键帽。
本发明的另一个目的是提供键垫，所述键垫沿着其上表面具有多个凸起的凸部，每个所述凸起的凸部设置在所述压力脚与所述第一印刷电路板膜之间，所述凸起的凸部在所述压力脚被压下时塌陷。
本发明的又另一个目的是提供设置在第一印刷电路板膜下方的第二印刷电路板(PCB)膜和第三印刷电路板(PCB)膜，在所述第二印刷电路板膜与所述第三印刷电路板膜之间具有间隙，当对应的按键被压下时，施加的力会推动压力脚并且使得所述键垫的所述凸起的凸部塌陷，并且所述第二印刷电路板膜和所述第三印刷电路板膜的电子电路会接触以完成它们的连接从而产生对应的按键输出信号。
本发明的又另一个目的是提供连接至第二印刷电路板膜和第三印刷电路板膜的输入控制器，所述对应的按键输出信号在对应的按键被按下时被发送给所述输入控制器，所述输入控制器用于处理并转换成操作系统能够解释的代码，操作系统具有软件应用程序，额外数据通过软件应用程序下载，并且输入控制器接收来自操作系统的额外数据并将额外数据发送到数字控制器以存储在存储器的数据库内。
本发明的当前优选的实施例由以下附图完整描述并图示且在所附权利要求书中特别指出的部分的组合和新型特征构成；应当理解，本领域技术人员在不脱离本发明的范围或者牺牲本发明的任何优点的情况下可以设想细节的各种变化。
[附图说明]
当结合以下详细描述、所附权利要求书和附图时会更全面地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的键盘系统的分解透视图；
图2是根据本发明的一个实施例的键盘系统的按键的剖视图；
图3是根据本发明的一个实施例的按键结构的透视图；
图4是根据本发明的一个实施例的键盘系统的组件的互连的示意图；
图5a是图示根据本发明的一个实施例的显示布局(英语)实例的键盘的平面图；
图5b是图示根据本发明的一个实施例的显示布局(阿拉伯语)实例的键盘的平面图；并且
图5c是图示根据本发明的一个实施例的显示布局(法语)实例的键盘的平面图。
[具体实施方式]
本发明涉及一种键盘系统。以下将根据本发明的优选实施例并参照所附描述和附图描述本发明。然而，应当理解，对本发明的优选实施例的描述和附图的限制仅仅是便于讨论本发明并且设想本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求书的范围的情况下设计各种修改。
如图1所示，本发明的键盘系统100包括几层组件。第一层组件是由耐用材料制成的盖板2。盖板2具有多个通孔，多个按键1穿过这些通孔并保持在位。第二层组件是按键1的板，每个按键具有单个透明壳体。壳体的整个区域可以是透明的或者壳体的部分区域可以是透明的，例如壳体的顶面是透明的。第三层组件是多个显示面板3，每个显示面板必须设置在每个按键1的透明壳体内侧。显示面板3的外观可以透过透明壳体观察到并且由控制装置进行变化，用于在计算机操作系统或程序中输入不同输入的需求。第四层组件是第一印刷电路板(PCB)膜5。第一PCB膜5是由柔性材料制成的柔性PCB膜，这种柔性材料可以是保形的并且/或者弯曲的。第五层组件是一层按键垫，沿着这层按键垫的上表面具有多个凸起的凸部25，凸起的凸部25在受到压下力的作用时会塌陷。第六层组件是第二印刷电路板(PCB)膜27。第七层组件是塑料分离器32。第八层组件是第三印刷电路板(PCB)膜29。塑料分离器32的功能是分离第二PCB膜27和第三PCB膜29以在按键1没有受到压下力的作用时避免第二PCB膜27与第三PCB膜29之间的电气接触。塑料分离器32沿着其长度具有多个孔以在按键1受到压下力的作用时允许第二PCB膜27与第三PCB膜29电气接触。第九层组件是用于覆盖底层28顶部上的组件的底层28。
参照图2，图示了本发明的键盘系统100的按键1的剖视图。按键1具有透明壳体，在按键1的透明壳体内设有显示面板3。透明壳体包括键帽17和底盖19，底盖用于围住在键帽17中容纳显示面板3的键帽。两对紧固装置18，例如夹子，被设置从而将键帽17的底端和底盖19的侧端固定在一起以形成壳体。显示面板3能基于用户触发的控制信号显示不同组标记。至少两个夹持器3均反向地附接到键帽17的侧壁上用于在按键1的壳体内侧水平地夹持显示面板3。第一印刷电路板(PCB)膜12连接至具有柔性连接器4的显示面板2，第一PCB膜12接收与按键显示的标记有关的数据信号并且处理数据信号以通过显示面板3来显示数据信号。压力脚23附接至按键1的底盖19以在使用者压下按键1时传递压下运动。键垫在沿着其上表面处具有多个凸起的凸部25，每个凸起的凸部25设置在压力脚23与第一PCB膜12之间，凸起的凸部25在压力脚23被压下时会塌陷。第二印刷电路板(PCB)膜27和第三印刷电路板(PCB)膜29设置在第一PCB膜12下方，在两者之间具有间隙，由此当对应的按键被压下时，施加的力会推动压力脚23并且使得凸起的凸部25塌陷，并且第二PCB膜27和第三PCB膜29的电子电路会接触以完成它们的连接从而产生对应的按键输出信号。
现在参照图3，图示了本发明的键盘系统100的按键结构的透视图。显示面板3水平地躺在按键1的壳体内部，与键帽17的顶面下方有很小的距离。优选地，显示面板3的尺寸稍微大于键帽17的顶面。优选地，显示面板3是图形液晶显示(GLCD)面板或电子纸显示面板。显示面板3由又薄又轻的柔性材料制成，这种柔性材料可以保形、弯曲并且/或者卷起以允许可以进一步具有柔性的多种显示形状。优选地，GLCD面板是玻璃衬底芯片(COG)类型的图形液晶显示器。例如，GLCD面板是128X64图形矩阵COG LCD模块显示器。图形LCD给使用者提供更高程度的柔性。图形LCD由布置成多行多列的像素组成。每个像素可以单独处理文字、图形或两者的组合。玻璃衬底芯片(COG)是在薄膜衬底上直接连接IC(集成电路)组件的覆晶技术。IC是未包装的裸露芯片并且凸部的间距可以根据使用者的要求缩小。这种技术使组装面积减小到最可行的包装密度并且在空间节省苛刻的应用中实施。这允许高性价比地安装驱动芯片，因为不再需要集成的柔性PCB。IC直接结合在玻璃衬底上并且适于处理高频或高速信号。因此，COG GLCD面板非常节省空间并且可以薄至2mm。COG GLCD面板的性价比很高因为需要更少的IC。
本领域的技术人员可以理解电子纸为便携的可重复使用的存储及显示介质，这种介质看起来像纸张但是电子装置可以在上面重复书写(刷新)成千上万次。Gyricon版本由单片透明塑料组成，其在充油袋中包括上百万个细小的双色度(双色)玻璃珠。文字和图像通过响应于电脉冲而发生的玻璃珠旋转：完全旋转显示为黑色或白色，并且部分旋转显示为灰色阴影。类似于传统的纸张，Gyricon具有并不需要轻质组分。本文提供的“电子纸”可以被理解为包括已知为“电纸”、“电子墨”、“电墨”或“无线电纸”的产品以及同样具有相同性能的具有其他名称的技术。
现在参照图4，图示了本发明的键盘系统100的组件的互连的示意图。键盘系统100具有布置成阵列的多个按键1。系统控制器9分别连接至按键1的第一PCB膜12。系统控制器9具有数字控制器11和存储器13，数字控制器11处理控制信号并且从存储在存储器13内的数据库检索与有待显示的标记相关的数据，并且数字控制器11进一步发送数据信号给第一PCB膜12。数字控制器可以是微控制器或处理器。数字控制器中包括用于操作按键的显示面板所显示的标记的顺序和布置的算法。该算法确保与标记对应的显示面板在按键布局上的所需位置正确地显示每个标记。第一PCB膜12处理数据信号并且将数据信号发送到用于显示标记的显示面板3。显示控制器15连接至系统控制器9，该系统控制器允许使用者通过操作发送给系统控制器9的控制信号来改变他们希望的按键显示。如图5a至图5c所示，显示控制器15本身包括：显示模块14，该显示模块显示显示控制器15正在设置的标记的类型/种类；以及多个控制按钮16，以允许使用者改变正在设置成有待显示的标记的类型/种类。当控制按钮16受压时，控制信号会被发送到数字控制器11，用于改变将要从存储器13恢复的数据。将要发送给第一PCB膜12的数据信号会发生变化并且显示面板3会自动显示显示控制器15操作的标记的类型/种类。
再参照图4，输入控制器31连接至第二PCB膜27和第三PCB膜29，对应的按键输出信号会被发送到输入控制器31用于处理并转换成计算机的操作系统30能够解释的代码。优选地，输入控制器31使用通用串行总线(USB)电缆连接至操作系统30。操作系统30具有软件应用程序，额外的数据可以通过软件应用程序下载，由此输入控制器31接收来自操作系统30的额外数据并且将额外数据发送到系统控制器9以存储在存储器13的数据口内。优选地，软件应用程序可以由使用者操作以通过输入控制器31发送控制信号给系统控制器9，供使用者改变他们希望的按键显示。软件应用程序可以是显示控制器15的替代方式以通过操作发送给系统控制器9的控制信号来改变所需的按键显示。然而，键盘系统100不限于并入计算机键盘中，系统100可以并入其他设备中，包括但不限于移动电话、PDA、便携式互联网设备、远程控制器和其他电子设备。
现在参照图5a，图示了显示布局(英语)实例的键盘的平面图。优选地，显示控制器15位于键盘的右上部分，显示控制器15具有表示的显示模块，这是多个显示按键1当前显示的标记类型。显示按键1还能表示其他外国字母，例如，法语、阿拉伯语、汉语、日语、韩语和泰米尔语。图5b示出了显示布局(阿拉伯语)实例的键盘的平面图。显示控制器15具有表示符号的显示模块14，这是多个显示按键1当前显示的标记类型。另外，图5c示出了显示布局(法语)实例的键盘的平面图。显示控制器15具有表示符号“FRANCAI”的显示模块14，这是多个显示按键1当前显示的标记类型。

Claims (15)

1.一种具有可变按键显示器的键盘系统(100)，包括：
键盘，具有多个按键(1)，所述多个按键具有透明壳体；
多个显示面板(3)，每个所述显示面板内设有每个按键(1)的透明壳体，所述显示面板(3)能基于使用者触发的控制信号显示不同组标记；
第一印刷电路板(PCB)膜(5)，使用柔性连接器(7)连接至所述显示面板(3)，所述第一印刷电路板膜(5)接收与所述按键显示的标记有关的数据信号并且对所述显示面板(2)将要显示的所述数据信号进行处理；
系统控制器(9)，连接至所述第一印刷电路板膜(12)，所述系统控制器(9)具有数字控制器(11)和存储器(13)，所述数字控制器(11)处理所述控制信号并且检索与来自所述存储器(13)内存储的数据库的标记相关的数据，并且所述数字控制器(11)进一步发送所述数据信号给所述第一印刷电路板膜(5)；以及
显示控制器(15)，连接至所述系统控制器(9)，所述系统控制器允许使用者通过操作发送给所述系统控制器(9)的所述控制信号来改变他们希望的按键显示。
2.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，其中所述显示面板(3)是图形液晶显示(GLCD)面板或电子纸显示面板。
3.根据权利要求2所述的键盘系统(100)，其中所述图形液晶显示面板是玻璃衬底芯片(COG)类型的图形液晶显示器。
4.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，其中所述透明壳体包括键帽(17)和底盖(19)，围住用于在其中容纳所述显示面板(3)的所述键帽(17)。
5.根据权利要求4所述的键盘系统(100)，进一步包括至少两个夹持器(21)，每个所述夹持器均反向地附接到所述键帽(17)的侧壁上用于在按键(1)的壳体内侧水平地夹持所述显示面板(3)。
6.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，进一步包括压力脚(23)，所述压力脚附接到所述按键(1)的所述底盖(19)上以在使用者压下所述按键(1)时传递压下运动。
7.根据权利要求6所述的键盘系统(100)，进一步包括键垫，所述键垫沿着其上表面具有多个凸起的凸部(25)，每个所述凸起的凸部设置在所述压力脚(23)与所述第一印刷电路板膜(5)之间，所述凸起的凸部(25)在所述压力脚(23)被压下时塌陷。
8.根据权利要求6或7所述的键盘系统(100)，进一步包括设置在第一印刷电路板膜(5)下方的第二印刷电路板(PCB)膜(27)和第三印刷电路板(PCB)膜(29)，在所述第二印刷电路板膜与所述第三印刷电路板膜之间具有间隙，由此当对应的按键被压下时，施加的力会推动压力脚(23)并且使得所述凸起的凸部(25)塌陷，并且所述第二印刷电路板膜(27)和所述第三印刷电路板膜(29)的电子电路会接触以完成它们的连接从而产生对应的按键输出信号。
9.根据权利要求8所述的键盘系统(100)，进一步包括连接至所述第二印刷电路板膜(27)和所述第三印刷电路板膜(29)的输入控制器(31)，所述对应的按键输入信号在所述对应的按键被压下时被发送给所述输入控制器(31)用于处理并转换成操作系统(30)能够解释的代码。
10.根据权利要求8所述的键盘系统(100)，进一步包括设置在所述第二印刷电路板膜(27)与所述第三印刷电路板膜(29)之间的塑料分离器(32)。
11.根据权利要求9所述的键盘系统(100)，其中所述操作系统(30)具有软件应用程序，额外数据通过所述软件应用程序下载，由此所述输入控制器(31)接收来自所述操作系统(30)的所述额外数据并且将所述额外数据发送给所述系统控制器(9)以存储在所述存储器(13)的数据库内。
12.根据权利要求11所述的键盘系统(100)，由此搜软件应用程序由使用者操作以通过所述输入控制器(31)发送控制信号给所述系统控制器(9)，供使用者改变他们希望的按键显示。
13.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，其中所述键盘是计算机键盘、移动手机键盘或其他类型的键盘。
14.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，其中所述标记是字母、符号、图标、文字、标志和/或图像。
15.根据权利要求1所述的键盘系统(100)，其中所述标记对每组按键显示具有相同的语言。
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