CN107025004A - 用于输入装置的键板系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于输入装置的键板系统。一种输入装置包括壳体和被布置在壳体上的可按压键板。键板包括用户可使用的前部、枢轴支承部和后部。轴被布置在枢轴支承部中，其中，键板相对于轴旋转。力传感器被布置在壳体中并与键板的前部的底表面接触，并且响应于由键板的前部的底表面接收到预定力而启动。可按压键板响应于在顶表面上接收到预定按压力而被压下。偏置机构被布置在壳体中并且与键板的后部的底表面接触，以提供被调节成基本上等于预定按压力的向上力。

Description

用于输入装置的键板系统

相关申请的交叉引用

本申请是非临时申请，并且要求于2016年2月1日提交的题为“KEY PLATE SYSTEMFOR AN INPUT DEVICE”的美国临时申请第62/289,894号的权益和优先权，其全部内容通过引用被并入到本文中以用于所有目的。

技术领域

本发明总体上涉及输入装置，更特别地，涉及用于输入装置的改进的键板系统。

背景技术

输入装置在现代文化中是普遍存在的并且通常用于将模拟输入(例如触摸、点击、运动、触摸手势、按钮按压、滚轮旋转等)转换成用于计算机处理的数字信号。输入装置可以包括用于向计算系统提供数据并且控制信号的任何装置。输入装置的一些非限制性示例包括计算机鼠标、键盘、遥控器、游戏控制器、操纵杆、轨迹球等。计算系统的一些非限制性示例包括桌上型计算机、膝上型计算机、平板电脑和“平板手机”计算机、智能电话、个人数字助理(PDA)、可穿戴装置(例如智能手表)等。

一些输入装置被设计成符合人群对基本的低成本的功能设计的一般需要。然而，基本功能可能不会为更挑剔的用户提供足够的功能。计算机游戏社区中的人通常期望很高精度的输入装置以满足他们对功能、特征和人体工程学的期望。因此，需要具有在延长的使用期间保持一致性、可靠性和精度的功能的更高精度的输入装置。

发明内容

本发明的某些实施方式包括具有至少一个高精度按钮(例如键板)的输入装置(例如计算机鼠标)，该至少一个高精度按钮在数万小时或更长时间的使用期间表现出一致且可靠的性能特性。一些实施方式使用具有优异的尺寸稳定性的可旋转地耦接至铰链的键板以用于高度持久的低摩擦操作。键板的前部可以耦接至在被启动时生成控制信号(例如按钮点击)的开关(例如致动器、力传感器等)。在一些实施方式中，启动开关所需要的合力包括按压键板所需要的力加上按压开关所需要的力的量。偏置机构(例如弹簧)可以用于在键板的背部上提供力并且可以被调节以匹配或基本上匹配(例如在10％、5％、2％、1％等内)将键板按压在开关上所需要的力。因此，可以有效地消除按压键板所需要的力，而仅留下启动(例如按压)开关所需要的力。该结构布置可以在长期使用期间提供按钮启动方面的优异的一致性、准确性和稳定性。

在某些实施方式中，输入装置包括壳体和被布置在壳体上的可按压键板。键板可以包括：用户可使用的前部，其包括用于接收与顶表面垂直的用户力的顶表面和底表面；枢轴支承部；以及后部，其包括底表面。轴可以被布置在枢轴支承部中，其中，键板相对于轴旋转。在一些情况下，轴可以是金属轴，并且键板可以铰链耦接至键板。力传感器可以被布置在壳体中并且与键板的前部的底表面接触，其中，力传感器可以响应于由键板的前部的底表面接收到预定力而启动。输入装置还可以包括偏置机构，该偏置机构被布置在壳体中并且与键板的后部的底表面接触，以向键板的后部的底表面提供向上力，该向上力可以转化成力传感器上的向下力。在一些实施方式中，由偏置机构提供的力可以与按压键板所需要的力相同或基本相同(例如在5g至10g内)。在一些实施方式中，偏置机构可以是弹簧或用于储存机械能的其他装置。

可按压键板可以被配置成响应于在顶表面上接收到至少预定按压力而被压下，并且其中，由偏置机构提供的向上力基本上等于预定按压力。在一些情况下，预定按压力可以是在5g至25g之间的力并且在示例性实施方式中可以是20g的力。力传感器可以耦接(例如附接)至壳体并且可以是致动器。用于启动力传感器的预定力可以是在50g至70g之间的力并且在某些示例性实施方式中可以是60g的力。枢轴支承部可以由聚甲醛(POM)材料构成。POM可以改进键板系统的操作寿命，这是因为POM比在大多数传统输入装置(例如键结构)上发现的易于模制塑料的其他材料磨损小。

在替代实施方式中，偏置机构可以是可调节的，以在键板的后部的底表面上提供一定范围的向上力。一些实施方式可以包括用户可使用的控制件，以改变由可调节的偏置机构提供的向上力。输入装置可以包括用于控制力传感器的处理器。力传感器在被启动时可以生成启动信号，其中，处理器基于启动信号而生成控制信号以控制耦接至输入装置的计算装置(例如桌上型计算机、膝上型计算机或平板电脑)。

在某些实施方式中，一种计算机鼠标包括底座和被布置在底座中的键板。键板可以包括具有顶表面和底表面的前部、枢轴支承部以及包括底表面的后部。计算机鼠标可以包括附接至底座的枢轴支承板，枢轴支承板包括耦接至枢轴支承部的轴，其中，键板相对于轴旋转。开关可以附接至底座以响应于接收到由键板的前部的底表面提供的预定启动力而启动。偏置机构可以被布置在壳体中并且与键板的后部的底表面接触，以向键板的后部的底表面提供向上力。在一些情况下，键板响应于接收到基本上与顶表面垂直的至少预定按压力而被压下。由偏置机构提供的向上力可以基本上等于预定按压力。

在某些实施方式中，开关可以直接或间接地附接至底座。轴可以是用于提高强度、持久性并且减小摩擦的金属轴。如本领域普通技术人员所理解的那样，用于启动开关的预定启动力可以是60g的力或其他合适的启动阈值。枢轴支承板可以包括容纳轴的轴支承件，并且枢轴支承部可以由聚甲醛(POM)材料构成。在一些实施方式中，偏置机构可以是可调节的，以改变由偏置机构在键板的后部的底表面上提供的向上力，并且计算机鼠标可以包括用户可使用的控制件以调节由偏置机构提供的向上力。

在一些实施方式中，输入装置包括：底座；被布置在底座中的可按压键板，该键板包括前部和后部，其中，可按压键板响应于在键板的前部上接收到预定按压力而被压下；偏置机构，该偏置机构被布置在底座中，并且耦接至键板的后部以向键板提供基本上等于预定按压力的恢复力；以及附接至底座的开关，该开关在键板的前部而被压下时响应于由键板的前部接收到预定启动力而生成控制信号。键板可以包括中部，其中，底座包括穿过中部的金属轴，使得键板可旋转地耦接至金属轴。在一些情况下，该中部可以由聚甲醛(POM)材料构成。

附图说明

参照附图来阐述具体实施方式。

图1是根据某些实施方式的计算机系统的简化图。

图2是根据某些实施方式的被配置成操作输入装置的系统的简化框图。

图3示出了根据某些实施方式的输入装置。

图4A示出了根据某些实施方式的被布置在输入装置的壳体中的键板系统。

图4B以分离的放大视图示出了根据某些实施方式的键板系统。

图5示出了根据某些实施方式的施加有外力的键板系统。

图6示出了根据某些实施方式的用于对键板系统中的预加载偏置机构进行调节的调节机构。

图7A示出了根据某些实施方式的键板系统的前部的底表面与力传感器之间的接合面的近视图。

图7B示出了根据某些实施方式的键板系统的前部的底表面与力传感器之间的接合面的近视图。

图8示出了根据某些实施方式的键模块系统。

图9示出了根据某些实施方式的键模块系统。

具体实施方式

本发明的实施方式总体上涉及输入装置。更特别地，系统和装置涉及用于输入装置的改进的键板系统。

在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了许多示例和细节以便提供对本发明的实施方式的理解。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，可以在没有这些细节中的一些的情况下实践某些实施方式或可以使用某些实施方式的修改或等同方案来实践某些实施方式。

本发明的某些实施方式包括具有至少一个高精度按钮(例如键板)的输入装置(例如计算机鼠标)，该至少一个高精度按钮在数万小时或更长时间的使用期间表现出一致且可靠的性能特性。一些实施方式使用具有优异的尺寸稳定性的可旋转地耦接至金属铰链的键板以用于高度持久的低摩擦操作。键板的前部可以耦接至在被启动时生成控制信号(例如按钮点击)的开关(例如致动器、力传感器等)。启动开关所需要的合力可以包括按压键板所需要的力加上按压开关所需要的力的量。偏置机构(例如弹簧)可以用于在键板的背部上提供力，并且可以被调节以匹配或基本上匹配(例如在10％、5％、2％、1％等内)将键板按压在开关上所需要的力。因此，可以有效地消除按压键板所需要的力，而仅留下启动(例如按压)开关所需要的力。该结构布置可以在长期使用期间提供按钮启动方面的优异的一致性、准确性和稳定性。

图1是根据某些实施方式的计算机系统100的简化图。计算机系统100包括计算机110、显示器120、键盘130和输入装置140。在一些实施方式中，输入装置140可以是计算机鼠标、遥控装置、游戏控制器(例如游戏手柄、操纵杆、游戏控制器等)、移动装置或可以用于将模拟输入信号转换成用于计算机处理的数字信号的任何其他合适的装置。对于计算机系统100而言，输入装置140可以被配置成控制计算机110和显示器120的各个方面。

计算机110可以是任何合适的计算装置，其包括但不限于桌上型计算机、膝上型计算机、平板电脑或“平板手机”计算机、智能电话、PDA、可穿戴装置(例如智能手表)等。在一些实施方式中，输入装置140可以被配置成提供用于运动跟踪(例如平面表面上的xy运动、三维“空中”运动等)、触摸/手势检测、抬升检测、取向检测、电力管理方法、输入检测(按钮、滚轮等)、输出功能(LED控制、触觉反馈等)以及本领域普通技术人员将理解的主机的附加特征的控制信号。计算机110可以包括被配置成存储计算机代码例如鼠标驱动器软件的机器可读介质(未示出)，其中，计算机代码可以由计算机110的处理器(未示出)执行，以通过输入装置140和键盘130来影响对计算机110的控制。本文中所描述的各种实施方式通常将输入装置140称为计算机鼠标或类似的输入装置，然而，应当理解的是，输入装置140可以是任何合适的输入/输出(I/O)装置(例如用户接口装置、控制装置、输入单元等)。

图2是根据某些实施方式的被配置成操作输入装置140的系统200的简化框图。系统200包括(一个或更多个)处理器210、输入检测块220、运动跟踪块230、电力管理块240和通信块250。系统块220至250中的每一个可以与处理器210进行电通信。系统200还可以包括未示出或被讨论用于防止使本文中所描述的新颖特征混淆的附加系统。

在某些实施方式中，处理器210包括一个或更多个微处理器(μC)并且可以被配置成控制系统200的操作。替代地，如本领域的普通技术人员所理解的那样，处理器210可以包括具有支承硬件和/或固件(例如存储器、可编程I/O等)的一个或更多个微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等。替代地，MCU、μC、DSP等可以被配置在系统200的其他系统块中。例如，通信块250可以包括本地处理器，以用于控制与计算机110进行的通信(例如经由蓝牙、蓝牙LE、RF、IR、硬连线、紫蜂(Zigbee)、罗技优联(Logitech Unifying)或其他通信协议)。在一些实施方式中，多个处理器可以在系统200中提供增强的性能(例如速度和带宽)。应当注意，虽然多个处理器可以提高系统性能，但多个处理器不是本文中所描述的实施方式的标准操作所需要的。

输入检测块220可以控制对按钮启动(例如主按钮、侧按钮等)、滚轮操纵、滑动条、开关、触摸传感器(例如一维和/或二维触摸板)等进行的检测。在一些实施方式中，输入检测块220(或处理器210)可以在用足够的力按压键板310时对力传感器450的启动进行检测(下面参见图3和图4)并且生成随后的控制信号以控制耦接至输入装置的计算装置(例如计算机110)(例如检测到计算机鼠标按钮上的“左击”并且生成对应的控制信号)。替代地，输入检测块220的功能可以包括在处理器210中或与处理器210组合。

在一些实施方式中，输入检测块220可以被配置成对输入装置140上的一个或更多个触敏表面上的触摸或触摸手势进行检测。输入检测系统220可以包括一个或更多个触敏表面或触摸传感器。触摸传感器通常包括适于检测信号例如直接接触、电磁场或静电场或电磁辐射束的感测元件。触摸传感器通常可以被配置成检测接收到的信号的变化、信号的存在或信号的不存在。触摸传感器可以包括用于发射所检测的信号的源，或者信号可以由次级源生成。触摸传感器可以被配置成对下述的存在进行检测：在距参考区或点一定距离(例如<5mm)处的对象；与参考区或点的接触的对象；或在距参考区或点一定距离(例如<5mm)处的对象以及与参考区或点的接触的对象的组合。输入装置140的某些实施方式可以不使用触摸检测或触摸感测能力。

输入检测块220可以包括触摸和/或接近感测能力。可以使用的触摸/接近传感器的类型的一些示例包括但不限于电阻式传感器(例如基于装载碳的塑料的基于气隙4线的标准，装载碳的塑料具有取决于压力的不同电特性(FSR)、内插FSR等)、电容式传感器(例如表面电容、自电容、互电容等)、光学传感器(例如红外光栅矩阵、可以测量光路的飞行时间的与光检测器耦接的基于激光的二极管等)、声传感器(例如与一些麦克风耦接以对与触摸点有关的波传播模式的修改进行检测的压电蜂鸣器等)等。

运动跟踪块230可以被配置成跟踪输入装置140的运动。运动跟踪块230可以使用光学传感器例如发光二极管(LED)或光电二极管的成像阵列来检测输入装置140相对于下垫面的运动。输入装置140可以可选地包括使用相干光(激光)的运动跟踪硬件。在某些实施方式中，一个或更多个光学传感器被布置在输入装置140的底侧上(未示出)。运动跟踪块230可以提供位置数据(例如XY坐标数据)或抬升检测数据。例如，光学传感器可以检测用户何时将输入装置140抬离工作表面并且可以将该数据发送给处理器210以用于进一步处理。

在某些实施方式中，加速度计可以用于运动检测。加速度计可以是被配置成测量加速力(例如静态力和动态力)的机电装置(例如微机电系统(MEMS)装置)。一个或更多个加速度计可以用于检测三维(3D)定位。例如，3D跟踪可以使用三轴加速度计或两个双轴加速度计(例如在“3D空气鼠标”中)。加速度计还可以确定输入装置140是否已被抬离表面并且提供可以包括输入装置140的速度、物理取向和加速度的运动数据。在一些实施方式中，(一个或更多个)陀螺仪可以替代加速度计或与(一个或更多个)加速度计结合使用，以确定运动或输入装置取向。

电力管理块240可以被配置成对输入装置140的电力分配、再充电、电力效率等进行管理。在一些实施方式中，电力管理块240可以包括电池(未示出)、针对电池的基于USB的再充电系统(未示出)、电力管理装置(例如低压压差稳压器——未示出)以及用于向每个子系统(例如通信块250等)提供电力的系统200内的电网。在某些实施方式中，由电力管理系统240提供的功能可以被并入到处理器210中。替代地，一些实施方式可以不包括专用电力管理块。例如，电力管理块240的功能方面可以包括在另一个块(例如处理器210)中或与另一块组合。

根据某些实施方式，通信块250可以被配置成提供与计算机110或其他装置和/或外围装置进行通信的能力。通信块250可以被配置成向计算机110或其他无线装置提供无线连接(例如射频(RF)、蓝牙、BLE、红外、紫蜂、罗技优联等)。系统200可以包括到计算机110的硬连线连接(例如USB、火线(FireWire)等)。例如，输入装置140可以被配置成接收通用串行总线(USB)电缆以使能与计算机110或其他外部装置进行双向电子通信。一些实施方式可以使用不同类型的电缆或连接协议标准来建立与其他实体的硬连线通信。

虽然可能没有明确地讨论某些系统，但如本领域普通技术人员所理解的那样，某些系统应当被认为是系统200的一部分。例如，系统200可以包括用于向系统200中的不同系统传输电力和/或数据以及从系统200中的不同系统传输电力和/或数据的总线系统。在一些实施方式中，系统200可以包括存储子系统(未示出)。存储子系统可以存储要由处理器(例如在处理器210中)执行的一个或更多个软件程序。应当理解，“软件”可以指的是在由(一个或更多个)处理单元(例如处理器、处理装置等)执行时使系统200执行软件程序的某些操作的指令序列。指令可以被存储为驻留在只读存储器(ROM)中的固件和/或可以被读取到存储器中以由处理装置处理的存储在介质存储装置中的应用程序。软件可以被实现为单个程序或单独程序的集合并且可以被存储在非易失性存储装置中，并且在程序执行期间全部或部分地被复制到易失性工作存储器。处理装置可以从存储子系统中检索用于执行的程序指令，以便执行如本文中所描述的各种操作(例如弹簧自动校准等)。

应当理解，如本领域普通技术人员所理解的那样，系统200意味着是说明性的，并且许多变体和修改是可能的。系统200可以包括文中未特别描述的其他功能或能力(例如移动电话、全球定位系统(GPS)、电源管理、一个或更多个摄像装置、用于连接外部装置或配件的各种连接端口等)。尽管参照特定块(例如输入检测块220)描述了系统200，但应当理解，这些块被限定用于理解本发明的某些实施方式并且不旨在暗示实施方式限于组成部件的特定的物理布置。各个块不需要与物理上不同的部件对应。块可以被配置成例如通过对处理器进行编程或提供适当的处理来执行各种操作，并且各种块取决于如何获得初始配置可以是可重新配置的或可以不是可重新配置的。本发明的实施方式可以在包括使用电路和软件的任何组合实现的电子装置的各种设备中实现。此外，系统200的各方面和/或部分可以根据设计需要与其他子系统组合或由其他子系统操作。例如，电力管理240可以在处理器210内而不用作单独的实体进行操作。

图3示出了根据某些实施方式的输入装置300。输入装置300包括键板310(即左按钮)、键板320(即右按钮)、滚轮330和壳体340。壳体340可以是装置的键板310、320、滚轮330、LED(未示出)、(一个或更多个)PCB(未示出)可以直接或间接附接至的主体。壳体可以是底座或框架。键板310、320可以包括嵌入在壳体中的用户可使用部分和不可使用部分，并且如下面关于图4进一步讨论的那样可以经由轴而可旋转地耦接至壳体340。如本领域普通技术人员所理解的那样，输入装置300可以包括任何数目的附加输入部件(例如按钮、触摸板、开关、压板、触摸传感器、麦克风等)或输出部件(例如LED、触觉反馈系统、扬声器等)。

图4A示出了根据某些实施方式的被布置在输入装置300的壳体340中的键板系统400。图4B以分离的放大视图(即从壳体340中移除以便于观看)示出了键板系统400。键板系统400可以包括前部420、中部430以及后部440。前部420可以包括顶表面422和底表面424。在一些实施方式中，在图3的键板310中至少部分地示出前部420的顶表面422的用户可使用部。前部420可以被定位成用户可使用且可按压的例如以接收大致与顶表面422垂直的用户力。例如，键板系统400的一些实施方式可以是计算机鼠标上的左主按钮或右主按钮，以接收通过用户的拇指或手指的按钮启动力。虽然示出并描述键板系统400作为计算机鼠标的一部分，但是如本领域普通技术人员所理解的那样，键板系统400可以应用于任何类型的输入装置。应当理解，描述与键板系统400的顶表面422垂直的力不一定指示不存在其他力。例如，可以相对于顶表面422的法线以锐角来施加用户力。然而，由顶表面422经历该特定力的分量。特别地，用户力的一部分可以垂直于顶表面422。

键板系统400(例如前部420、后部340)的各方面可以由塑料(例如ABS)、复合材料、碳纤维或具有柔性特性的其他坚固材料构成。前部420被示出为具有长的弯曲的顶表面422和底表面424上的变化的拓扑结构，然而，前部420可以具有任何合适的形状、尺寸(例如长度、宽度)、轮廓或根据设计需要具有任何合适的表面特征的配置(例如相对于中部430和后部440的位置)。前部420被示出为搁置在开关450上并且具体地搁置在致动器455上。前部420可以响应于接收到用户的预定按压力例如“按钮点击”力而被压下。预定按压力可以是大约为5g至25g的力，并且在示例性实施方式中，预定按压力是20g的力。

中部430可以包括枢轴支承部465用于容纳可旋转轴460，使得键板系统400可以相对于轴460旋转。轴460可以由金属(例如钢、铝、合金等)或者当被布置在枢轴支承部465中时与塑料或其他传统材料相比提供改进的刚性、强度、低摩擦和持久性的其他合适材料(例如涂覆有特氟隆的材料、碳纤维等)构成。在一些实施方式中，轴460可旋转地耦接至键板系统400并且可旋转地或固定地耦接至壳体340。轴460可以被配置成当键板系统400弯曲和还原时像轴一样旋转，或者轴460在键板系统400相对于轴460旋转的情况下可以是固定的。轴460可以经由基座结构470耦接至壳体340，基座结构470可以将轴460固定在枢轴支承部465上的适当位置。替代地，壳体340可以包括结构部件以将轴460固定到壳体340(即执行基座结构470的功能)。在一些实施方式中，枢轴支承部465可以由聚甲醛(POM)材料构成。枢轴支承部465可以由表现出例如优异的模制和/或磨损性能的任何合适的材料如POM构成。一些替代材料可以包括聚氨酯-二甲基丙烯酸酯、高密度聚乙烯、具有共聚物的聚乙烯等。

后部440可以包括顶表面和底表面。偏置机构480(例如弹簧)可以被布置在壳体340中并且与后部440的底表面直接或间接接触以向后部440的底表面提供向上力。偏置机构480可以耦接至壳体340。一些实施方式可以包括多个偏置机构480。在一些实施方式中，虽然键板系统400可以可旋转地耦接至开关455，但是因为偏置机构480对后部440提供的向上力引起前部420直接接触力传感器450，所以可以不存在实际的旋转。在这种情况下，前部420上的向下力(例如用户点击力)间接地引起力传感器在键板系统400最小旋转(如果有的话)的情况下启动450。在一些情况下，前部420响应于向下力而弯曲，而其余部(中部430和后部440)保持静止或在几乎没有移动(例如小于1mm的行程)的情况下基本上保持静止。

力传感器450可以被布置在壳体340中并且与前部420的底表面424相邻。在一些实施方式中，力传感器450与前部420的底表面接触，并且响应于接收到预定力(阈值力)而启动。可以从前部420的底表面424接收作为施加到用户可使用的前部420的顶表面422的力的结果的预定力。例如，如本领域普通技术人员所理解的那样，当用户按压键板时，例如“左点击”或“右点击”计算机鼠标。力传感器450可以是任何合适的力感测装置(例如开关、力感测电阻器、压力板等)。在一些实施方式中，常用的力传感器可以是20M次寿命的微型开关。替代地，可以使用压力传感器以允许50gf至70gf的范围。图4示出了具有启动开关455的力传感器450以接收来自前部420的底表面424的力。在任何配置(例如具有或不具有启动开关)中，力传感器可以被配置成响应于接收到预定(阈值或启动)力而启动。预定力(“启动力”)可以处于任何合适的范围。在一些实施方式中，虽然其他范围也是可行的，但预定启动力可以是从50g到70g(示例性实施方式可以是60g)中的任何值。

力传感器450可以由处理器(例如处理器210)控制并且可以响应于接收到至少等于预定启动力的力而生成启动信号。如上面至少关于图2进一步讨论的，控制处理器可以基于启动信号来生成控制信号，以控制对应计算装置的方面。例如，处理器可以生成指示计算机鼠标上的左按钮按压的“左点击”控制信号，其中，控制信号对显示装置上的光标或功能进行控制。

在一些实现方式中，力传感器450可以直接耦接(例如附接)或间接耦接(例如通过中间结构附接)到壳体430。如下面进一步描述的，这可以降低整个键板系统400的系统公差。

图5示出了根据某些实施方式的施加有外力的键板系统400。示出了用户的手指505向键板系统400的前部420的顶表面422施加向下力550。力550可以通过前部420传递到力传感器450。偏置机构480可以向后部440的底表面提供预加载向上力520，从而使键板系统400相对于轴460旋转520，使得当键板系统400处于静止时(例如当没有施加外部用户力时)，底表面424接触力传感器450。前部420可以在操作(运动510)期间折曲或弯曲，并且可以引入可能需要克服附加力的电阻，该力可以被称为预定按压力。在一些实施方式中，偏置机构480被调节(例如在制造或用户控制时)以匹配预定按压力，使得将力传感器450启动所需要的仅剩余力为仅其自身的预定(阈值)启动力(例如50g至70g的力)或者基本上为仅其自身的预定(阈值)启动力(例如50g至70g的力)。在一些实施方式中，预定按压力通常可以是5g至25g的力。

键板系统可以包括多个运动部件、柔性材料以及将公差引入到键板系统400中有助于预定按压力的其他部件。在制造期间，偏置机构480可以被调节以匹配预定按压力，如本领域普通技术人员理解的那样，该预定按压力可以包括远超过由前部420引入的那些力的任何数目的阻力。

图6示出了根据某些实施方式的对键板系统400中的预加载偏置机构进行调节的调节机构。调节机构610可以是用户可使用的控制件，以对由偏置机构480提供的向上力的量进行控制。调节机构610可以是螺钉、旋钮、软件控制装置(例如伺服)或使得用户能够调节偏置机构480的压缩从而影响所得的向上力的其他合适的用户可使用控制件。在一些配置中，调节机构610可以被调节以匹配键板系统400所需要的预定按压力，以克服某些固有公差，如上面所讨论的，仅留下预定启动力来启动力传感器450。在一些实施方式中，可以不包括调节机构(例如偏置机构可以在制造期间被调节，并且在组装之后用户不可使用)。

在一些实施方式中，用户可以调节偏置机构480，使得向上力大于预定按压力。例如，力传感器可以具有60g的预定启动力。一些用户可能偏好更敏感的按钮启动设置。鉴于此，调节机构610可以被调节以克服前部410的预定按压力和来自力传感器450的例如20g的力二者，以有效地创建40g的新预定启动力。如本领域普通技术人员理解的那样，正偏移和负偏移二者都是可能的。

图7A示出了根据某些实施方式的前部420的底表面424与力传感器450之间的接合面的近视图700。根据某些实施方式，前部420和力传感器450可以彼此接触，使得在前部420与力传感器450之间不存在空间，从而当点击(启动)按钮(键板)时进行“无接触点击”。替代地，如果偏置机构480被调节为在预定按压力之下(参见图6)，则在前部420与力传感器450之间可能存在小的空间(例如<1mm)。在其他实施方式中，在前部420与力传感器450之间可以存在介于中间的结构，例如间隔件(未示出)。然而，这样的结构通常可以直接耦接(即附接)至前部420和力传感器450二者，以确保在两者之间力的有效传递。

图7B示出了根据某些实施方式的前部420的底表面424与力传感器450之间的接合面的近视图750。前部420可以通过粘合剂、超声波焊接或其他合适的材料或接合工艺附接至力传感器450。将前部420附接至力传感器450可以消除对预加载偏置机构关于促进从用户到力传感器的力的有效传递的需要。因为键板和力传感器是物理接触，所以在两个结构之间可以存在力的有效传递。然而，如上所述，这样的实施方式可能不是可调节的(或具有有限的调节)以适应键板系统中的固有公差。

图8和图9示出了根据某些实施方式的键模块系统800。图8的键模块系统800包括致动器组件(例如开关)，以及图9示出的键模块系统800没有致动器组件。键模块系统可以通过耦接机构来耦接(例如附接)到内部底座(例如壳体、基座)，耦接机构包括但不限于硬件(例如螺钉、突耳、螺栓等)、粘合剂(例如胶水)或其组合。键模块系统800可以包括将键模块系统800耦接至底座的两个螺钉即螺钉810、螺钉820，螺钉将键模块系统800固定到输入装置(例如计算机鼠标)本身。一些实施方式可以包括更多的螺钉或更少的螺钉(例如如图4的键板系统400中所示的1个螺钉)。键板系统800还可以包括防键弹出机构830如螺钉或其他硬件，以防止键板系统800在输入装置(例如至少90cm或90cm以上)掉落时弹出、不对准等。图9示出了相较于传统材料(例如塑料)可以提供改进的性能的几种不同材料(例如POM、金属等)的使用。例如，键板组件可以使用致动器垫以接触相应的致动器。与塑料相比，POM致动器垫840可以在寿命终止磨损设置之前与其致动器进行数千次接触。受益于本公开内容，本领域普通技术人员应认识到当针对系统800(或本公开中描述的任何系统)的各种组件使用POM时，多种修改、变型和替代是可行的。

因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。然而，显而易见地，在不脱离如权利要求所阐述的本公开的更广泛的精神和范围的情况下，可以对本公开进行各种修改和变型。

其他变型在本公开的精神内。因此，尽管所公开的技术易于进行各种修改和替代构造，但是其某些所示实施方式在附图中示出并且已经在上面进行了详细描述。然而，应当理解，并不意图将本公开限于所公开的特定形式，相反地，本发明旨在覆盖落入如所附权利要求所限定的本公开的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同。

在描述所公开的实施方式的上下文中(特别是在所附权利要求的上下文中)，除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则术语“一”、“一个”和“该”以及类似指示词的使用应被解释为覆盖单数和复数。除非另有说明，否则术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即是指“包括但不限于”)。即使存在一些介于中间的结构，但是术语“连接”应被解释为部分地或完全地包含在内、附接至或接合在一起。短语“基于”应当被理解为开放式的，并且不以任何方式限制，以及在适当的情况下旨在被解释为或以其他方式理解为“至少部分地基于”。除非本文另有说明，否则本文中数值范围的记载仅旨在用作单独提及落在范围内的每个独立值的简单写法，并且每个独立值被并入本说明书中，如同其在本文中被单独列举出来一样。

本文描述了本公开的优选实施方式，包括发明人已知的用于实现本公开的最佳模式。这些优选实施方式的变型对于本领域普通技术人员来说在阅读前面的描述之后是显而易见的。发明人期望技术人员适当地采用这样的变型，并且发明人意图以不同于本文具体描述的方式来实施本公开。因此，本公开包括如适用法律所允许的在所附权利要求中所述的主题的所有修改和等同。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本公开包括上述元件在其所有可能变型中的任何组合。

Claims (20)

1.一种输入装置，包括：

壳体；

被布置在所述壳体上的可按压键板，所述键板包括：

用户可使用的前部，所述用户可使用的前部包括：

顶表面，其接收基本上与所述顶表面垂直的用户力；以及

底表面；

枢轴支承部；以及

后部，其包括底表面；

轴，其被布置在所述枢轴支承部中，其中，所述键板相对于所述轴旋转；

力传感器，其被布置在所述壳体中，并且与所述键板的前部的底表面接触，所述力传感器响应于由所述键板的前部的底表面接收到预定力而启动；以及

偏置机构，其被布置在所述壳体中，并且与所述键板的后部的底表面接触，所述偏置机构向所述键板的后部的底表面提供向上力。

2.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述可按压键板响应于在所述顶表面上接收到至少预定按压力而被压下，并且其中，由所述偏置机构提供的向上力基本上等于所述预定按压力。

3.根据权利要求2所述的输入装置，其中，所述预定按压力是在5g至25g之间的力。

4.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述力传感器耦接至所述壳体。

5.根据权利要求4所述的输入装置，其中，所述力传感器是致动器。

6.根据权利要求4所述的输入装置，其中，用于启动所述力传感器的预定力是在50g至70g之间的力。

7.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述枢轴支承部由聚甲醛(POM)材料构成。

8.根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述偏置机构能够进行调节，以在所述键板的后部的底表面上提供一定范围的向上力。

9.根据权利要求8所述的输入装置，还包括用户可使用的控制件，以改变由可调节的偏置机构提供的向上力。

10.根据权利要求1所述的输入装置，还包括处理器，

其中，所述力传感器由所述处理器控制，

其中，所述力传感器在被启动时生成启动信号，并且

其中，所述处理器基于所述启动信号生成控制信号，以控制耦接至所述输入装置的计算装置。

11.一种计算机鼠标，包括：

底座；

被布置在所述底座中的键板，所述键板包括：

前部，包括顶表面和底表面；

枢轴支承部；以及

后部，包括底表面；

附接至所述底座的枢轴支承板，所述枢轴支承板包括与所述枢轴支承部耦接的轴，其中，所述键板相对于所述轴旋转；

附接至所述底座的开关，所述开关响应于接收到由所述键板的前部的底表面提供的预定启动力而启动；以及

偏置机构，其被布置在所述壳体中，并且与所述键板的后部的底表面接触，所述偏置机构向所述键板的后部的底表面提供向上力，

其中，所述键板响应于接收到基本上与所述顶表面垂直的至少预定按压力而被压下，并且

其中，由所述偏置机构提供的向上力基本上等于所述预定按压力。

12.根据权利要求11所述的计算机鼠标，其中，所述开关耦接至所述底座。

13.根据权利要求11所述的计算机鼠标，其中，所述轴是金属轴。

14.根据权利要求11所述的计算机鼠标，其中，用于启动所述开关的预定启动力是60g的力。

15.根据权利要求11所述的计算机鼠标，其中，所述枢轴支承板包括容纳所述轴的轴支承件，并且其中，所述枢轴支承部由聚甲醛(POM)材料构成。

16.根据权利要求11所述的计算机鼠标，其中，所述偏置机构能够进行调节，以改变由所述偏置机构在所述键板的后部的底表面上提供的向上力。

17.根据权利要求16所述的计算机鼠标，还包括用户可使用的控制件，以调节由所述偏置机构提供的向上力。

18.一种输入装置，包括：

底座；

耦接至所述底座的可按压键板，所述键板包括前部和后部，其中，所述可按压键板响应于在所述键板的前部上接收到预定按压力而被压下；

偏置机构，其被布置在所述底座中，并且耦接至所述键板的后部，以向所述键板提供基本上等于所述预定按压力的恢复力；以及

开关，其耦接至所述底座，以在所述键板的前部被压下时响应于由所述键板的前部接收到预定启动力而生成控制信号。

19.根据权利要求18所述的输入装置，其中，所述键板还包括中部，

其中，所述底座包括金属轴，并且

其中，所述金属轴穿过所述中部，使得所述键板可旋转地耦接至所述金属轴。

20.根据权利要求19所述的输入装置，其中，所述中部由聚甲醛(POM)材料构成。