CN105637606A - 键区的双预加载偏转腹板 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子设备的键区，该键区包括：基板，包括圆顶元件的阵列；间隔片的阵列；机械键的阵列，被布置于在间隔片之间交织的行中；第一偏转腹板，可支撑地被布置为与所述基板相邻；以及第二偏转腹板，被布置于所述间隔片和所述键与所述第一偏转腹板之间。该基板被配置为向着键预加载第一和第二偏转腹板。

Description

键区的双预加载偏转腹板

背景技术

本发明的方案涉及手持电子设备，更具体地涉及包括针对集成键区模块的双预加载偏转腹板的手持电子设备。

当前正在使用多种类型的手持电子设备。示例手持电子设备包括个人数字助理(PDA)、手持计算机、双向寻呼机和蜂窝电话。许多表征了无线通信能力和/或是无需与其它设备通信就能够起作用的单机设备。

手持电子设备通常意图是便携的，许多足够小以适合放在衣袋内、皮带套、公文包或钱包内。随着这种设备的形状因子已经缩小以提高便携性，诸如键盘或键区之类的组件的尺寸也缩小了。键盘或键区包括在驱动时充当输入条目的开关的键。为了进一步促进这些组件的小型化，一种一般方法涉及使用采取可电传导并在电路板上布置的弹性圆顶状元件的形式的电子键。

在最简单的形式中，这种圆顶元件是空球体的平滑扇区。当向圆顶元件的顶点施加驱动力时，圆顶元件塌陷以由此实现电子电路。塌陷的圆顶元件向手持电子设备的用户提供触觉反馈。这种简单的球体分段通常对于它们的预期目的是有效的，但触觉反馈经常察觉不到。

因此，圆顶元件通常具有提供改进的触感或增加圆顶元件的触感的弹性或柔性层。然而，由于各组件的小尺寸，很难产生弹性或柔性层使得它们适合装入键盘或键区的键及其他结构元件。这导致了过小的弹性或柔性层，从而导致会损坏底层组件的湿气渗入。

附图说明

为了更全面地理解本公开，现在参照结合附图和详细描述所进行的以下简要说明，其中类似的参考符号代表类似的部分。

图1A是电子设备的前视图；

图1B是图1的电子设备的处理器的示意图；

图2是图1的电子设备的键区的透视图；

图3是图2的键区的部分的放大图；

图4是根据实施例的键区的中间装配阶段的双预加载偏转腹板的侧视图；

图5是根据实施例的单个偏转腹板的透视图；

图6是根据实施例的另一单个偏转腹板的透视图；以及

图7是根据备选实施例的键区的双预加载偏转腹板的侧示意视图。

具体实施方式

参照图1A、1B、2和3，提供了电子设备4。如图1A中所示，电子设备4可以是手持电子设备(例如，便携电话、智能电话、移动计算设备等)，并包括外壳6、输入装置8、输出装置12和处理器16，处理器16布置在外壳6上或外壳6中。输入装置8向处理器16提供输入，并且处理器16向输出装置12提供输出信号。

输入装置8可以包括充当导航输入的键区20。键区20包括多个键28和多个间隔片29，多个键28中的每个键可驱动以向处理器16提供输入。多个键28可以布置按照与间隔片29交织的多行键28来布置。间隔片29可以分别扩展为跨越外壳6的前部的单块元件。键区20还可以充当光学板、轨迹板、电容输入或轨迹球，以向处理器16提供导航及其他输入。因此，键区不需要任何分离的元件来提供这些功能，虽然它们也可以包括在电子设备4中。输出装置12可以包括显示器32，例如液晶显示器、LED显示器、电子墨水显示器等，并且可以由玻璃或透明聚合物覆盖。

键28中的许多可以被指派多个字母(例如，语言元素)。例如，键28之一可以代表字母“A”和“S”中的一个或更多个，而另一个键28可以代表字母“Q”和“W”中的一个或更多个。可以在QWERTY配置或缩减的QWERTY配置中提供示例键区20的字母。本文中未明确示出的其他输入组件的示例可以包括例如用于作出菜单输入选择的鼠标、触控笔和在外壳6上布置的硬按钮等。

如图1B中所示，处理器16包括处理单元36和存储器40。处理单元36可以是(例如)微处理器(μP)或与存储器40接口连接的其他电子电路。存储器40可以是各种类型的内部和/或外部存储介质中的任意一个或更多个，例如RAM、ROM、EPROM、EEPROM和FLASH，提供用于数据存储的存储寄存器(即机器可读介质)。存储器40可以是易失性或非易失性存储器。存储器40具有采取机器或计算机可读可执行指令的多个例程44，多个例程44存储在存储器40中并却可在处理单元36上执行。

每个间隔片29包括延长主体290，其具有面向输出装置12的第一侧面、背对输出装置12的第二侧面、正常情况下看不到的底部和面向用户的上表面。延长主体290可以具有弯曲或圆滑边缘的基本矩形的横截面，使得上表面呈现间隔片29的迷人外观和舒适感，使得用户能够沿着间隔片29的表面舒适地滑动他的指尖。在外壳6的侧壁处，上表面可以(但不要求)弯曲远离用户，使得外壳6的侧壁也可以具有舒适感。最下面的间隔片29可以被提供作为与外壳6的外观匹配的平板291。

除了键28的最下行以外，键28中的每一个被布置在具有主体290的一对间隔片29之间。可以在具有主体290的间隔片29与被提供作为平板291的间隔片之间提供最下行的键28。键28从上到下的长度比间隔片29之间的距离稍短，宽度足以允许每个键28在键区20上有空间。大多数键28具有相近的尺寸，但一个或更多个键可以具有较大的尺寸(例如空格键)。如图3中所示，每个键具有侧壁、下表面和上表面，侧壁面向相邻键28或间隔片29的互补侧壁，下表面在正常情况下看不到。通过每个键28的侧壁与上表面之间的连接而形成的边缘可以是圆的或弯曲的，并且通常彼此共面，并且与间隔片29的上表面的平面共面。每个键28的上表面具备形成凸起边缘280的角部。凸起边缘280突出到间隔片29的上表面的平面以上。可以形成凸起边缘280，以提供键28的舒适触感。

在如上述配置键28和间隔片29的情况下，用户可以用以下描述的方式按下任意键28，或平滑且舒适地跨越键区20的表面滑动指尖。键28的凸起边缘280和间隔片29的主体290的平面度应当用于帮助用户识别用户的手指所位于的键区20上的位置，而不需要用户看键区20。

如图3中所示，在多个键28和多个间隔片29下方是双预加载腹板偏转结构50。双预加载腹板偏转结构50包括基板60，可以在基板60上布置刚性元件61。刚性元件61可以是框架的一部分(例如柱)。刚性元件61通常可以沿着间隔片29，并且因此可以定义键28在非偏转位置与偏转位置之间行进的路径。由于双预加载腹板偏转结构50的配置，通常使键28偏置，以假设非偏转位置。然而，可以朝向基板60选择性地按下键28中的至少一个或更多个，以牵动电子设备4的至少一个或更多个电路。

电容传感器层70可操作地插入键28与间隔片29之间，以指示电容元件(例如用户的手指)跨越28和间隔片29的移动。因此，如上所述，用户不需按下键28以牵动电子设备4的电路的开关。事实上，用户可以备选地跨越键区20滑动他的指尖，以向处理器16输入导航或选择命令。然后，该滑动可以被翻译为(例如)输出装置12的显示器中的光标移动。

仍参照图3，双预加载偏转结构50包括第一偏转腹板80和第二偏转腹板90。第一偏转腹板80被布置在至少键28(以及，在一些情况下，间隔片29)与基板60之间，并被配置为给键28提供对于足以将至少一个键从非偏转位置移动至偏转位置的偏转力的触觉响应。第二偏转腹板90被布置在键28与第一偏转腹板80之间，并被配置为形成防潮阻板。根据实施例，第二偏转腹板90可以由防潮防渗材料(例如，聚合物、橡胶或类似材料)形成。第一偏转腹板80通常比第二偏转腹板90更硬并且柔性更小，第二偏转腹板90是由更软且柔性更大的材料形成的。

参照图4，现在将根据实施例描述双预加载腹板偏转结构50和第一及第二偏转腹板80和90的配置。如图4中所示，基板60包括一个或更多个圆顶元件62，在位置上分别与键28中的至少一个或更多个相关联。也就是说，圆顶元件62可以被布置在刚性元件61与间隔片29之间。此外，键28中的至少一个或更多个可以包括按压元件281(例如键柱)，沿着与凸起边缘280相反的方向从相应键28的底面向下延伸。

第一偏转腹板80包括横臂801、纵臂802、按压部件803和带状件804。横臂801可以与刚性元件61的顶面黏合地耦接，并且纵臂802可以与刚性元件61的侧面黏合地耦接。带状件804将按压部件803在相应键位置处悬挂在横臂801与纵臂802之间。带状件804包括窄部，其允许带状件804在朝向和远离相应圆顶元件62的方向上偏转。按压部件803是单块元件，其从按压元件281的最下面垂直地向相应圆顶元件62延伸。按压部件803还可以包括凸缘805，凸缘805被配置为容纳按压元件281的最下面。

第二偏转腹板90延伸穿过间隔片29(第二偏转腹板也可以如图7的实施例中那样在间隔片29周围延伸)，并至少初始地被提供作为键28与第一偏转腹板80之间的平面元件。更具体地，第二偏转腹板90包括凸缘部分901和基部902。凸缘部分901与键28的肩部黏合地耦接，并被形成为限定相应键位置处的表面特征903。用于将凸缘部分901与键的肩部耦接的黏合剂可能需要容纳在与每个键28的按压部件803相邻的区域中，使得可以对键28和第二偏转腹板90进行偏转。黏合剂的容纳是由在凸缘部分901中形成的表面特征903来实现的，或作为从键28的底面的延伸。表面特征903可以是在凸缘部分901的表面中的凹陷。具体地，表面特征903防止黏合剂不期望地背向每个键28的按压单元281而流动。在图4的实施例中，基部902延伸几乎完全穿过间隔片29。

在图4的装配的开始阶段中，实际上尚未在非偏转位置中布置键28。第一偏转腹板80尚未被预加载，并且第二偏转腹板90也尚未被预加载或变形。在图4中，这可以由第二偏转腹板90的凸缘部分901与基部902的共面看出。为了完成该装配，基本垂直穿过间隔片29的紧固部件100在朝向基板60的方向上收紧。该收紧使得基部902接近并最终接触刚性部件61，刚性部件61进而向下拉凸缘部分901和键28。

键28的向下移动增加了按压元件281与按压部件803之间的接触力。根据实施例，由第一和第二偏转腹板80和90二者覆盖的距离由于收紧而大于按压部件803的最下面的表面与圆顶元件62的上表面之间的距离。因此，持续的收紧使得第一和第二偏转腹板80和90变得由圆顶元件62预加载。也就是说，在持续收紧期间，在由第一和第二片偏转腹板80和90行进的距离的一端，每个按压部件803的最下面的表面与每个相应圆顶元件62的上表面接触。超出这点的进一步收紧使得间隔片29在第一方向上预加载第一和第二偏转腹板，所述第一方向朝向远离键28的方向，并使得圆顶元件62在第二方向上预加载第一和第二偏转腹板80和90，第二方向是与第一方向相反并朝向键28的方向。

参照图5，第二偏转腹板90可以被提供作为具有连续主体91的统一或单块特征。连续主体91被形成为限定第一通孔910和第二通孔911，每个键28的按压元件281延伸穿过第一通孔910，间隔片的管脚292延伸穿过第二通孔911。如图5中所示，间隔片29包括夹在第二偏转腹板90之间的上部293和下部294，使得随着安装并配备了间隔片29，可以如上所述迫使第二偏转腹板90朝向基板60行进。

在安装和装配之前，第二偏转腹板90可以被提供为平坦的形状，并由相对易于铸造、切割并粘附到其它特征的材料形成。因此，第二偏转腹板90相对易于铸造、定位以及粘附到键28和间隔片29，以及在需要第一通孔910和第二通孔911的位置处切割。

参照图6，电容传感器层70可以被提供为与第一偏转腹板80相邻布置的统一或单块元件，如上所述第一偏转腹板80可支撑性地布置在刚性元件61上。可以形成电容传感器层70以限定第三通孔71，所述第三通孔71与按压部件803和圆顶元件62相邻。第三通孔71允许键28和第一和第二偏转腹板80和90偏转，而不影响由电容传感器层70产生的读数并且不存在损坏电容传感器层70的风险。

电容传感器层70还可以包括在键区20任意一端或两端的传感器尾部。传感器尾部可操作地与电容传感器层70耦接，并且可以被配置为与处理器16耦接，或更具体地与电子设备4的主印刷电路板(PCB)耦接。用这种方式，可以将电容传感器层70产生的电容信号发送给处理器16。

作为双预加载偏转结构50的装配中的最后阶段，键28和间隔片29、第二偏转腹板90和第一偏转腹板80可以是热熔接的。热熔接涉及局部提高各特征的温度，使得第一和第二偏转腹板80和90接合在一起，并且第二偏转腹板90接合到键28和间隔片29。热熔接可以通过将热熔接管脚穿过至少第二偏转腹板90朝向第一偏转腹板80而插入双预加载偏转结构50来实现。

参照图7，提供了根据备选实施例的双预加载偏转结构50的布置。如图7中所示，在间隔片29周围形成了第二偏转腹板90，与上述穿过间隔片29延伸相反。在图7的实施例中，可以形成第二偏转腹板90以定义孔912，孔912可以被形成为大小适合环绕在间隔片29。此外，第二偏转腹板90可以包括按压区域904和在按压区域904周围的基本垂直的臂905。基本垂直的臂905可以被配置为附接于每个键28的下表面。根据进一步的实施例，第一偏转腹板80的带状件804支撑按压部件803并且具有在按压区域904周围的成角度的表面806。类似地，第二偏转腹板90可以在周围具有成角度的表面906。形成这些成角度的表面以定义空气间隙110，并允许第一和第二偏转腹板80和90偏转并因此由相应圆顶元件62预加载。第一和第二偏转腹板80和90可以在空气间隙110周期彼此粘附。

以下具体描述各示例。根据示例A，提供了一种电子设备4的键区20，并且包括：基板60，包括圆顶元件62的阵列；间隔片29的阵列；机械键28的阵列，被布置于在间隔片29之间交织的行中；第一偏转腹板80，可支撑地被布置为与与基板60相邻；以及第二偏转腹板90，被布置于间隔片29和键28与第一偏转腹板80之间，基板60被配置为向着键28预加载第一和第二偏转腹板80和90。根据可以与示例A组合的示例B，基板60可以包括刚性元件62，第一偏转腹板80粘附到刚性元件62。根据可以与示例A或B组合的示例C，第二偏转腹板90可以粘附到第一偏转腹板80。根据可以与示例A、B或C组合的示例D，第二偏转腹板90在间隔片29周围延伸。根据可以与示例A、B、C或D组合的示例E，第二偏转腹板90可以延伸穿过间隔片29。根据可以与示例A、B、C、D或E组合的示例F，键区20还可以包括黏合剂，第二偏转腹板90通过黏合剂粘附到键28。根据可以与示例A、B、C、D、E或F组合的示例G，黏合剂可以靠近键28的垂直构件。根据可以与示例A、B、C、D、E或F组合的示例H，键28的下表面和第二偏转腹板90中的至少一个可以被形成为限定表面特征903，表面特征903被配置为将黏合剂容纳在第二偏转腹板90的预定区域中。根据可以与示例A、B、C、D、E、F、G或H组合的示例I，第一偏转腹板80包括与键28相关联的第一偏转部分，并且第二偏转腹板90包括与键28相关联的第二偏转部分。根据可以与示例A、B、C、D、E、F、G、H或I组合的示例J，第一和第二偏转部分被形成为限定空气间隙110。根据可以与示例A、B、C、D、E、F、G、H、I或J组合的示例K，在空气间隙110之间第二偏转腹板90可以粘附到第一偏转腹板80。根据可以与示例A、B、C、D、E、F、G、H、I、J或K组合的示例L，第二偏转腹板90可以是由比第一偏转腹板80的材料柔性更大的材料形成的。根据可以与示例A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K或L组合的示例M，第二偏转腹板90可以是由防潮防渗材料形成的。

根据示例N，提供了一种电子设备4的键区20，键区20包括：第一腹板80，在键位置处可偏转；第二腹板90，被布置为与第一腹板80相邻，第二腹板90在键位置处可偏转，第一和第二腹板80和90在非键位置处是沿着偏转方向预加载的；以及第一和第二腹板80和90在键位置处是沿着与偏转方向相反的方向预加载的。

根据示例O，提供了一种电子设备4的键区20，键区20包括：基板60，包括圆顶元件62的阵列；间隔片29的阵列；机械键28的阵列，被布置于在间隔片29之间交织的行中；第一偏转腹板80，可支撑地被布置为与基板60相邻；以及第二偏转腹板90，被布置于间隔片29和键28与第一偏转腹板80之间，间隔片29被配置为背离键28预加载第一和第二偏转腹板80和90；以及基板60被配置为向着键预加载第一和第二偏转腹板80和90。

尽管已经在本公开中提供了若干实施例，应当理解所公开的系统和方法可以用许多其它形式实现，而不偏离本公开的范围。本发明的示例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节。例如，可以在另一系统中组合或集成各种元件或组件，或者可以省去或不实现特定特征。

在各实施例中被描述并示意为离散或分离的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法组合或集成，而不偏离本公开的范围。被示出或讨论为彼此耦接或直接耦接或通信的其他项目可以通过特定接口、设备或中间组件间接耦接或通信(采取电气、机械或其他形式)。本领域技术人员可以在不偏离本文公开的范围的前提下发现改变、替换和变型的其他示例。

Claims (20)

1.一种电子设备的键区，包括：

基板，包括圆顶元件的阵列；

间隔片的阵列；

机械键的阵列，被布置于在所述间隔片之间交织的行中；

第一偏转腹板，可支撑地被布置为与所述基板相邻；以及

第二偏转腹板，被布置于所述间隔片和所述键与所述第一偏转腹板之间，

所述基板被配置为向着键预加载所述第一偏转腹板和所述第二偏转腹板。

2.根据权利要求1所述的键区，其中所述基板包括刚性元件，所述第一偏转腹板粘附到所述刚性元件。

3.根据权利要求1所述的键区，其中所述第二偏转腹板粘附到所述第一偏转腹板。

4.根据权利要求1所述的键区，其中所述第二偏转腹板在所述间隔片周围延伸。

5.根据权利要求1所述的键区，其中所述第二偏转腹板延伸穿过所述间隔片。

6.根据权利要求5所述的键区，还包括黏合剂，所述第二偏转腹板通过所述黏合剂粘附到所述键。

7.根据权利要求6所述的键区，其中所述黏合剂靠近所述键的垂直构件。

8.根据权利要求6所述的键区，其中所述键的下表面和所述第二偏转腹板中的至少一个被形成为限定表面特征，所述表面特征被配置为将所述黏合剂容纳在所述第二偏转腹板的预定区域中。

9.根据权利要求1所述的键区，其中所述第一偏转腹板包括与所述键相关联的第一偏转部分，并且所述第二偏转腹板包括与所述键相关联的第二偏转部分。

10.根据权利要求9所述的键区，其中所述第一偏转部分和所述第二偏转部分被形成为限定空气间隙。

11.根据权利要求10所述的键区，其中，在所述空气间隙之间所述第二偏转腹板粘附到所述第一偏转腹板。

12.根据权利要求1所述的键区，其中所述第二偏转腹板是由比所述第一偏转腹板的材料柔性更大的材料形成的。

13.根据权利要求1所述的键区，其中所述第二偏转腹板是由防潮防渗材料形成的。

14.一种电子设备的键区，包括：

第一腹板，在键位置处可偏转；

第二腹板，被布置为与所述第一腹板相邻，所述第二腹板在所述键位置处可偏转，

所述第一腹板和所述第二腹板在非键位置处是沿着偏转方向预加载的；以及

所述第一腹板和所述第二腹板在键位置处是沿着与偏转方向相反的方向预加载的。

15.根据权利要求14所述的键区，其中所述第二偏转腹板粘附到所述第一偏转腹板。

16.根据权利要求14所述的键区，其中所述第一偏转腹板包括与所述键位置相关联的第一偏转部分，并且所述第二偏转腹板包括与所述键位置相关联的第二偏转部分。

17.根据权利要求16所述的键区，其中所述第一偏转部分和所述第二偏转部分被形成为限定空气间隙。

18.根据权利要求17所述的键区，其中在所述空气间隙之间所述第二偏转腹板粘附到所述第一偏转腹板。

19.根据权利要求14所述的键区，其中所述第二偏转腹板是由比所述第一偏转腹板的材料柔性更大的防潮防渗材料形成的。

20.一种电子设备的键区，包括：

基板，包括圆顶元件的阵列；

间隔片的阵列；

机械键的阵列，被布置于在所述间隔片之间交织的行中；

第一偏转腹板，可支撑地被布置为与所述基板相邻；以及

第二偏转腹板，被布置于所述间隔片和所述键与所述第一偏转腹板之间，

所述间隔片被配置为背离所述键预加载所述第一偏转腹板和所述第二偏转腹板；以及

所述基板被配置为向着所述键预加载所述第一偏转腹板和所述第二偏转腹板。