CN116137211A - 具有收发器的智能键帽 - Google Patents

Abstract

本申请公开了具有收发器的智能键帽。键盘系统包括壳体以及具有键本体和键帽的键结构。键本体包括收发器电路。键帽包括键帽收发器和存储器结构，该存储器结构存储键帽ID数据和/或对应于键功能的键功能数据。收发器电路可以经由键帽收发器对键帽存储器进行轮询并且检索键帽ID数据和/或键功能数据。键盘系统可以通过对键帽进行轮询来确定键帽在键盘上的位置映射，并且可以基于键帽ID数据和/或键功能数据来生成控制信号并且将控制信号发送至通信上耦接至键盘系统的主计算装置。

Description

具有收发器的智能键帽

相关申请的交叉引用段落

本申请是一项非临时申请并且要求于2021年11月16日提交的题为“SMART KEYCAP WITH TRANSCEIVER”的美国临时申请第63/279,829号的权益和优先权，该美国临时申请出于所有目的通过引用整体并入于此。

技术领域

本公开内容的各方面一般地涉及输入装置，并且更具体地涉及被配置成使得用户能够调换输入装置的键结构上的键帽以改变该键结构的相应功能的智能键。

背景技术

输入装置例如键盘或基于键的计算机外围装置仍然是人类与计算机之间流行且有效的用户接口。多年来，键盘在质量、功能、人机工程学和寿命方面已经得到了发展和改进。现代键盘通常包括数字键盘、功能键、多媒体键以及任意数量的不同配置的许多其他键功能。尽管许多配置和选项对消费者可用，但是键盘通常被锁定至特定的键布置和相应的功能中。因此，用户可能诉诸于购买多个键盘装置来更好地适应特定的应用，这可能是昂贵和浪费的。我们需要更好的解决方案。

发明内容

在一些实施方式中，一种键盘系统包括：壳体；设置在壳体中的键结构，该键结构包括：键本体，该键本体包括收发器电路；以及键帽，该键帽被构造成非破坏性地耦接至键本体以及与键本体解耦，其中，键帽包括：收发器电路；以及存储器结构，该存储器结构存储：键帽识别(ID)数据；以及对应于键功能的键功能数据，其中，收发器电路被配置成在键帽耦接至键本体时经由收发器电路对键帽存储器结构进行轮询，并且检索键帽ID数据和键功能数据，并且其中，键盘系统被配置成：基于对键帽的轮询来确定键帽在键盘上的位置；以及生成控制信号并且将控制信号发送至通信上耦接至键盘系统的主计算装置，该控制信号对应于键帽ID数据和键功能数据。在一些实施方式中，键本体包括具有键帽接口的键开关，键开关被构造成经由摩擦配合、磁性耦接、硬件耦接中的至少一种耦接至键帽。键结构还可以包括：被构造在键帽与键本体之间的键帽保持器，键帽保持器被构造成将键本体耦接至键帽。在一些方面，键盘系统包括多个键结构，每个键结构具有相应的键帽，并且其中，收发器电路包括：一个或更多个处理器；以及全局收发器结构，全局收发器结构在壳体内被构造在多个键结构下方，该收发器电路被配置成经由全局收发器结构对多个键结构的相应键帽中的每个收发器电路进行轮询。在一些实施方式中，键结构包括被构造在键本体内或者被构造成与键本体邻近的局部收发器电路，其中，收发器电路耦接至被构造在壳体内的一个或更多个处理器并且由一个或更多个处理器控制，并且其中，收发器电路被配置成经由局部收发器对键帽中的收发器电路进行轮询。在一些实施方式中，控制信号是人机接口装置(HID)格式的控制信号或被配置成用于与计算机外围装置一起使用的专有命令之一。在某些实施方式中，收发器电路被配置成当键帽被按压时对键帽存储器结构进行轮询。在某些情况下，收发器电路被配置成当键帽在任何时候未被按压时对键帽存储器结构进行轮询，以检测经修改的键帽ID数据或经修改的键功能数据。收发器电路能够操作成对存储在键帽的存储器结构中的数据进行修改。收发器电路可以经由基于RF、电感、磁性或光学的通信中的一种与键帽进行通信。在某些实施方式中，收发器电路被配置成当电路通过键结构的相应键按压事件被闭合时对键帽存储结构进行轮询。在一些情况下，可以经由基于压力的检测方案来确定键帽被按压，该基于压力的检测方案包括内部切换机构或力敏电阻器中的至少一个，或者经由基于距离的检测方案，基于检测阈值来确定键帽被按压。在某些实施方式中，键功能可以包括字母数字字符、符号、表情符号、多媒体功能、游戏功能、快捷键、宏功能、编辑键、导航功能、传感器数据和点击功能中的至少一种。

在某些实施方式中，一种用于输入装置的键结构的键帽包括：收发器电路；以及存储器结构，该存储器结构能够操作成存储：键帽识别(ID)数据；以及对应于键功能的键功能数据，其中，键帽被构造成耦接至键本体，其中，键帽能够操作成经由收发器电路与键本体中的收发器电路进行通信，其中，键帽被配置成经由收发器电路将键帽ID数据和键功能数据发送至收发器电路，并且其中，键帽能够操作成当按下键帽时对耦接至输入装置的主计算装置中的键功能进行实例化。在一些方面，键帽ID数据和键功能数据被配置成使输入装置生成控制信号并且将控制信号发送至通信上耦接至输入装置的主计算装置，该控制信号能够操作成基于键帽ID数据和键功能数据来控制主计算装置。在一些情况下，控制信号通过使主计算装置进行以下操作来控制主计算装置：在由主计算装置控制的显示器上更新输入装置的视觉表示，该输入装置的视觉表示包括：具有虚拟键帽的虚拟输入装置；可编辑的数据字段，该可编辑的数据字段显示键帽的键帽ID数据；以及第二可编辑的数据字段，该第二可编辑的数据字段显示键帽的键功能数据，其中，虚拟键帽被示出为在与键帽被定位在输入装置上的位置相同的相应位置放置于虚拟输入装置上，其中，对可编辑的数据字段中的键帽ID数据的改变引起对存储在键帽的存储器结构中的键帽ID数据的相应改变，并且其中，对第二可编辑的数据字段中的键功能数据的改变引起对存储在键帽的存储器结构中的键功能数据的相应改变。在一些实施方式中，键帽的存储器结构还能够操作成存储对应于与键帽相关联的可用积分的量的积分数据，其中，当键帽被按下时，存储在存储器结构中的可用积分量减少预定的量。键功能数据可以包括作为宏存储在键帽的存储器结构中的多个功能。键帽能够操作成从键本体中的收发器电路无线地接收电力。在一些实施方式中，键帽能够操作成经由有线或无线电力耦接从键本体中的收发器电路接收电力，其中，键帽包括显示器，该显示器被配置成描绘与键帽ID数据相关联的图像，其中，显示器是LED显示器或电子墨显示器，并且其中，显示器由从键本体中的收发器电路接收到的电力供电。在某些实现方式中，键帽还包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器包括环境传感器、光传感器、生物识别传感器或MEMS传感器中的至少一种，其中，一个或更多个传感器由从键本体中的收发器电路接收到的电力供电，并且其中，键帽将来自一个或更多个传感器的传感器数据传输至键本体中的收发器电路。在一些实现方式中，存储结构还将用于输入装置的操作数据存储在配置文件中，其中，操作数据对应于用于输入装置上的输入元件的一个或更多个设置。在一些实施方式中，输入装置是键盘或计算机鼠标，并且一个或更多个设置包括以下中的至少一个：每英寸点数设置；快捷键；RGB照明设置；滚轴阻力；点击反馈配置文件；报告率设置；键赋值设置；或者电力模式设置。

在另外的实施方式中，一种操作键盘的方法包括：由一个或更多个处理器检测键盘上的键的激活；由一个或更多个处理器读取键的键帽上的存储元件，该存储元件能够操作成存储键数据，该键数据包括：键帽识别(ID)数据；以及对应于键功能的键功能数据；以及生成控制信号，该控制信号能够操作成使通信上耦接至键盘的主计算装置基于键帽ID数据和键功能数据执行功能。键帽可以包括收发器电路，其中，经由与收发器电路的无线电感耦接来促进对键帽上的存储器元件的读取。在一些情况下，对键帽上的存储器元件的读取在键被按压的同时执行。在一些方面，控制信号通过使主计算装置执行以下操作来控制主计算装置：在由主计算装置控制的显示器上更新键盘的视觉表示，该键盘的视觉表示包括：具有虚拟键帽的虚拟键盘；可编辑的数据字段，该可编辑的数据字段显示键帽的键帽ID数据；以及第二可编辑的数据字段，该第二可编辑的数据字段显示键帽的键功能数据，其中，虚拟键帽被示出为在与键帽被定位在键盘上的位置相同的相应位置放置于虚拟键盘上，其中，对可编辑的数据字段中的键帽ID数据的改变引起对存储在键帽的存储器结构中的键帽ID数据的相应改变，并且其中，对第二可编辑数据字段中的键功能数据的改变引起对存储在键帽的存储器元件中的键功能数据的相应改变。在一些实施方式中，键帽能够操作成无线地或经由有线实现方式从收发器电路接收电力。键帽可以包括显示器，该显示器被配置成描绘与键帽ID数据相关联的图像，其中，显示器是LED显示器或电子墨显示器，并且其中，显示器由从收发器电路无线地接收到的电力供电。键帽还可以包括一个或更多个传感器，其中，一个或更多个传感器由无线地接收到的电力供电，并且其中，键帽将来自一个或更多个传感器的传感器数据传输至收发器。在一些情况下，一个或更多个传感器包括环境传感器、光传感器、生物识别传感器或MEMS传感器中的至少一种。

已经采用的术语和表达被用作描述而不是限制性的术语，并且并不打算使用这样的术语和表达来排除所示出和描述的特征或其一部分的任何等同形式。然而，已经认识到，在所要求保护的系统和方法的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解，尽管已经通过示例和可选特征具体公开了本系统和方法，但是本领域技术人员应当认识到本文公开的构思的修改和变型，并且这样的修改和变型被认为是在由所附权利要求书限定的系统和方法的范围内。

本发明内容不旨在确认所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应当通过参照本公开内容的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解本主题。

上述内容以及其他特征和示例将在下面的说明书、权利要求书和附图中更详细地描述。

附图说明

根据结合附图进行的以下详细描述，本发明的上面所描述的各种实施方式的特征以及某些实施方式的其他特征和优点将更明显，在附图中：

图1示出了计算机系统的简化示例，该计算机系统可以包括各种主计算装置和计算机外围装置中的任一个，计算机外围装置包括可以被配置成执行本文中描述的各种发明构思的各方面的计算机外围装置(例如，计算机鼠标、键盘等)；

图2示出了根据某些实施方式的用于操作输入装置的系统的简化框图；

图3是根据某些实施方式的主计算装置的简化框图；

图4是根据某些实施方式的智能键帽的简化框图；

图5是示出根据某些实施方式的用于实现智能键帽系统的多个不同系统和方法的树状图；

图6示出了根据某些实施方式的各自具有类似键功能的两个键帽；

图7示出了根据某些实施方式的标签存储器数据结构的高级表示；

图8示出了根据某些实施方式的其中配置有标签的键帽的底视图；

图9示出了根据某些实施方式的不同输入装置类型上的键帽的不同实现方式；

图10示出了根据某些实施方式的实现不同类型功能的若干智能键帽；

图11示出了根据某些实施方式的用于在输入装置上操作智能键帽的概念级固件过程的示例；

图12示出了根据某些实施方式的智能键结构的分解图；

图13描绘了根据某些实施方式的图形用户接口，该图形用户接口示出了将智能键帽放置于键盘上并提供视觉接口以使得用户能够实时分配和编辑智能键帽的相应功能的各方面；以及

图14是示出根据某些实施方式的用于操作具有智能键结构的计算机外围装置的方法1400的各方面的简化流程图。

贯穿附图，应当注意的是，相同的附图标记通常用于描绘相同或相似的元件、特征和结构。

具体实施方式

本公开内容的各方面通常涉及输入装置，并且更具体地涉及被配置成使得用户能够调换输入装置的键结构上的键帽的智能键，根据某些实施方式，这可以改变所述键结构的相应功能。

在以下描述中，描述了智能键的各种示例。出于说明的目的，阐述了具体的配置和细节，以提供对实施方式的全面理解。然而，对于本领域技术人员而言将明显的是，某些实施方式可以在没有所公开的每个细节的情况下实施或实现。此外，公知的特征可以被省略或简化，以防止本文中所描述的新颖特征的任何混淆。

在某些实施方式中，本文中描述的系统和方法通过使得用户能够在输入装置的一个或更多个键结构上物理地切换出和替换键帽(和相应的功能)来促进输入装置(例如，键盘)的定制。新颖的键结构在本文中通常被称为“智能键”，并且可以包括键开关、键本体(其可以与键开关成为一体)和键帽、以及使得智能键系统能够操作的基础设施(例如，如射频识别(RFID)天线、RFID标签等的收发器)。当每个智能键帽被移除和替换时，系统实时识别新的键帽，从而使得用户能够重新配置一个或更多个键，所述一个或更多个键包括它们的ID和相应的功能。这些对键帽和相应的ID和功能的实时改变被输入装置实时识别，并且相应的命令(例如，人机接口装置(HID)命令)可以被发送至与其耦接的主计算装置。在一些实施方式中，可以发送专有命令，该专有命令可以由主计算装置上的软件进行解密。在一些方面，键帽可以与任何合适的功能例如字母数字字符、表情符号、宏、传感器、照明元件等相关联，如下面进一步描述的。因此，用户可以通过将一个或更多个新的智能键帽简单地放置于输入装置的相应键本体上，用任何所期望的键的分类和位置以及相应的功能来重新配置他们的整个键盘或整个键盘的一部分(例如，单个键)。在一些实施方式中，键功能改变的处理和促进可以在固件(FW)级别(例如，在计算机外围装置的处理器210内部执行的代码/操作)、软件级别(例如，在主计算装置上)或它们的组合上发生，以启用新分配的键和相应的功能。

在一些实施方式中，为了促进键帽的物理调换并改变键结构的相应功能，该系统可以被配置成：(1)确定键帽的类型(例如，键帽识别数据和键功能数据)，所述键帽的类型可以从键帽发送(例如，经由RFID、NFC等)至输入装置；(2)确定智能键何时被按压(例如，键盘上的键按压)；以及(3)确定输入装置上的新键帽的位置(例如，以更新查找表(LUT)并促进较低延迟)。在一些实施方式中，智能键结构可以由三个元件组成，所述三个元件包括智能键帽(例如，其中有线或无线通信能力成为可能，例如，经由其中配置有RFID标签的智能键帽)、读取电路(例如，包括用于无线实现方式的诸如天线(例如，RFID)的读取收发器)、以及用于处理与智能键帽相关联的数据的固件和/或软件，所述固件和/或软件可以包括主计算装置上的专用软件(SW)，例如，在与键帽相关联的命令不是标准键盘命令(例如，供应商HID命令或快捷键、表情符号、或特殊功能(例如，用于游戏、生产力等)的情况下。在一些方面，可以使用其他类型的无线标签。应当注意的是，智能键结构不限于任何通信或RF技术和频率，不限于键盘(例如，可以在键盘、鼠标、游戏控制器等上使用)，以及不限于存储单键信息(例如，具有许多键和一个标签的硅键盘)。因此，在高级别上，智能键帽可以具有嵌入式存储器，该嵌入式存储器可以存储可以由智能键帽实现(例如，当按下时)的任何适当功能，并且嵌入式存储器可以可选地由用户编程。除了单一的功能之外，还可以对存储器接收、存储和发送的数据执行复杂的功能。在一些情况下，智能键帽可以采用能够被键帽标签的元件控制和/或驱动的传感器、照明元件、致动器等。下面将进一步详细地描述智能键帽的这些和许多其他特征和功能。

图1示出了计算机系统100的简化示例，该计算机系统100可以包括各种主计算装置和计算机外围装置中的任一个，计算机外围装置包括可以被配置成执行本文中描述的各种发明构思的各方面的计算机外围装置(例如，计算机鼠标、键盘等)。计算机系统100可以包括计算机110、监视器120、计算机鼠标130和键盘140。在一些实施方式中，输入装置130可以是计算机鼠标(例如，在鼠标垫135上操作)、远程控制装置、游戏控制器(例如，游戏垫、操纵杆、飞行杆等)或其元件(例如，顶帽开关)、或者可以用于将模拟输入转换成用于计算机处理的数字信号的其他合适装置。在一些情况下，键盘140可以是“柯蒂(qwerty)”风格的键盘，或者可以是具有可以被配置为可调换的“智能键”的一个或更多个键的任何合适的输入装置(例如，物联网装置、AR/VR控制器等)，如贯穿本公开内容进一步描述的。对于计算机系统100，输入装置140可以被配置成控制计算机110和监视器120的各个方面，如由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的那样。监视器120、计算机鼠标130和键盘140可以被称为“计算机外围装置”。计算机外围装置120至140可以通信上耦接至主计算装置110。尽管本文中提出的示例中的许多在键盘型计算机外围装置中利用智能键结构，但是由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的是，智能键结构的用法可以应用于其他类型的输入装置。

计算机110可以是任何合适的计算装置，包括但不限于台式计算机、笔记本计算机、平板或“平板电话”计算机、智能电话、PDA、可穿戴装置(例如，智能手表、智能眼镜)、虚拟现实/增强现实(AR/VR)系统等。主计算装置在本文中也可以被称为“主计算机”、“主装置”、“计算装置”、“计算机”等，并且可以包括被配置成存储计算机代码例如驱动软件、固件等的机器可读介质(未示出)，在机器可读介质中计算机代码可以由主计算装置的一个或更多个处理器(例如，参见图2的处理器210)执行，以例如经由一个或更多个计算机外围装置来控制控制主计算装置的各方面。本文中描述的各种实施方式通常提出了被构造在键盘上的智能键结构，然而，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)可以适于利用如本文中描述和/或设想的智能键帽结构。

图2示出了根据某些实施方式的用于操作计算机外围装置(例如，计算机鼠标130、键盘140等)的系统200。系统200可以被配置成操作本文中所示或未所示但在本公开内容的广泛范围内的任何计算机外围装置。系统200可以包括处理器210、存储器220、电力管理系统230、通信模块240、输入检测模块250和输出控制模块260。系统块220至260中的每一个可以与处理器210电通信(例如，经由总线系统)。系统200还可以包括附加功能块，没有示出或讨论附加功能块以防止混淆本文中描述的新颖特征。系统块220至260(也被称为“模块”)可以被实现为单独的块，或者替选地，可以在单个块中实现多于一个的系统块。如由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，在本文中描述的上下文中，系统200可以被包含在本文中描述或提及的任何计算机外围装置(例如，输入装置)中，并且还可以被配置有本文中提出的任何智能键结构技术。

在某些实施方式中，处理器210可以包括一个或更多个微处理器，并且可以被配置成控制系统200的操作。替选地或附加地，处理器210可以包括具有支持硬件和/或固件(例如，存储器、可编程I/O等)和/或软件的一个或更多个微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等，如本领域普通技术人员将理解的。处理器210可以控制键盘140(例如，系统块220至260)的操作的一些或所有方面。替选地或附加地，系统块220至260中的一些可以包括可以结合处理器210工作的附加的专用处理器。例如，MCU、μC、DSP等可以被构造在系统200的其他系统块中。通信块240可以包括本地处理器，例如，用于控制与主计算机110进行的通信的各方面(例如，经由蓝牙、蓝牙LE、RF、IR、硬线、ZigBee、Z-Wave、罗技优联(LogitechUnifying)或其他通信协议)。处理器210可以对于计算机外围装置而言为本地的(例如，容纳在其中)，可以在计算机外围装置的外部(例如，由例如对应的主计算装置进行的板外处理)，或者是它们的组合。处理器210可以结合系统200中的任何其他系统块来执行由本公开内容描述和/或涵盖的各种功能和方法中的任一个。在一些实现方式中，图3的处理器302可以结合处理器210进行工作以执行贯穿本公开内容描述的各种方法中的一些或全部。在一些实施方式中，多个处理器可以使得系统200中的性能特性(例如，速度和带宽)提高，但是不需要多个处理器，多个处理器也不一定与在本文中描述的实施方式的新颖性密切相关。本领域普通技术人员将理解可能的许多变化、修改和替选实施方式。

存储器块(“存储器”)220可以存储要由一个或更多个处理器(例如，处理器210)执行的一个或更多个软件程序。应当理解，“软件”可以指代下述指令序列，所述指令序列在通过处理单元(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。所述指令可以被存储为在只读存储器(ROM)中驻留的固件、存储在智能键帽(例如RFID标签)中的数据(如下面进一步描述的)、以及/或者存储在介质存储装置中的可以被读入存储器以供处理装置(例如，处理器210)执行的应用。软件可以实现为单个程序或不同程序的集合，并且可以被存储在非易失性存储装置中，并在程序执行期间被全部或部分地复制到易失性工作存储器。在一些实施方式中，存储器220可以存储与计算机外围装置上的输入对应的数据，例如计算机外围装置、传感器(例如，光学传感器、加速度计等)的检测到的移动、一个或更多个输入元件(例如，智能键结构、按钮、滑块、触敏区域等)的激活等。存储的数据可以被聚合并经由报告被发送至主计算装置。

在某些实施方式中，存储器220可以存储贯穿本公开内容描述的各种数据。例如，存储器220可以包括多个数据存储元件，所述多个数据存储元件包括被构造在每个智能键帽内的存储器元件(例如，RFID标签)，如下面进一步描述的。因此，可以存在被配置成执行计算机外围装置的更多常规操作(例如，存储传感器数据、键盘操作数据等)的存储器结构以及可以为每个单独的智能键帽存储单独的ID、功能或其他数据的附加存储器结构(例如，智能键帽的存储器元件)。存储器220可以用于存储任何合适的数据以执行本文中描述并且如由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的任何功能。存储器220可以被称为存储系统或存储子系统，并且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”可以指代下述指令序列，所述指令序列在通过处理单元(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。可以将指令存储为驻留在只读存储器(ROM)中的固件和/或存储在介质存储装置中的可以被读入存储器以由处理装置处理的应用。软件可以实现为单个程序或不同程序的集合，并且可以被存储在非易失性存储装置中，并在程序执行期间被全部或部分地复制到易失性工作存储器。处理装置可以从存储子系统检索要执行的程序指令，以执行如本文中所描述的各种操作(例如，软件控制的开关等)。

电力管理系统230可以被配置成管理电力分配、再充电、电力效率等。在一些实施方式中，电力管理系统230可以包括电池(未示出)、用于电池的基于通用串行总线(USB)的再充电系统(未示出)和电力管理装置(例如，电压调节器——未示出)以及系统200内的用于向每个子系统(例如，通信块240等)提供电力的电力网。在某些实施方式中，可以将由电力管理系统230提供的功能合并到处理器210中。替选地，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的功能方面可以由另一个块(例如，处理器210)包含，或者与其组合。电源可以是可更换电池、可再充电能量存储装置(例如，超级电容器、锂聚合物电池、NiMH、NiCd)或有线电源。再充电系统可以是附加线缆(专用于再充电目的)，或者其可以使用USB连接为电池再充电。在某些方面，电力管理块240(例如，单独或与系统200的其他块结合)可以控制智能键帽收发器(例如，诸如本地或全球天线)的供电方面的各方面，如下面进一步描述的。

根据某些实施方式，通信系统240可以被配置成实现与对应的主计算装置(例如，110)或其他装置和/或计算机外围装置的无线通信。通信系统240可以被配置成提供射频(RF)、近场通信(NFC)、

罗技专有通信协议(例如，优联(Unifying)、游戏光速(Gaming Lightspeed)或其他)、红外(IR)、/>

Z-Wave或用于与其他计算装置和/或外围装置进行通信的其他适合的通信技术。系统200可以可选地包括到对应的主计算装置的硬连线连接。例如，计算机外围装置140可以被配置成接收USB、/>

或其他通用类型的线缆，以实现与对应主计算装置或其他外部装置的双向电子通信。一些实施方式可以利用不同类型的线缆或连接协议标准来与其他实体建立硬连线通信。在一些方面，通信端口(例如，USB)、电力端口等可以被视为本文中描述的其他块(例如，输入检测模块250、输出控制模块260等)的一部分。在一些方面，通信系统240可以向主计算装置发送由处理器210生成的报告(例如，HID数据、流或聚合数据等)。在一些情况下，报告可以仅由处理器生成、结合处理器或系统200中的其他实体生成。通信系统240可以包含一个或更多个天线、振荡器等，并且可以以任何合适的频带(例如，2.4GHz)等进行操作。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

输入检测模块250可以控制对与输入装置上的输入元件的用户交互的检测。例如，如由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，输入检测模块250可以检测来自以下的用户输入：运动传感器、键(例如，智能键结构、常规键)或按钮(例如，可下压元件)、滚轴轮、滚轮、轨迹球、触摸板(例如，一维和/或二维触敏触摸板)、点击轮、拨号盘、键盘、麦克风、GUI、触敏GUI、接近传感器(例如，IR、热、霍尔效应、电感感测等)、诸如手势检测的基于图像传感器的检测(例如，经由网络摄像机)、诸如语音输入的基于音频的检测(例如，经由麦克风)等。替选地，输入检测模块250或其子集的功能可以由处理器210包含，或者与其组合。

在一些实施方式中，输入检测模块250可以检测键盘140上的一个或更多个触敏表面上的触摸或触摸手势。输入检测块250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合于检测诸如直接接触、电磁场或静电场、或者电磁辐射束的信号的感测元件。触摸传感器通常可以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检测到的信号的源，或者信号可以由辅助源生成。触摸传感器可以被配置成检测距参考区域或点一定距离处(例如，<5mm)、与参考区域或点接触或其组合的对象的存在。计算机外围装置140的某些实施方式可以利用或可以不利用触摸检测或触摸感测能力。

输入检测块250可以包括触摸和/或接近度感测能力。触摸/接近度传感器的类型的一些示例可以包括但不限于电阻传感器(例如，基于气隙4线、基于取决于压力(FSR)、插值FSR、应变计等具有不同电特性的碳载塑料)、电容传感器(例如，表面电容、自电容、互电容等)、光学传感器(例如，光学屏障型(默认断开或闭合)、红外光学屏障矩阵、与可以测量光路的飞行时间的光电检测器耦接的基于激光的二极管等)、声传感器(例如，与麦克风耦接以检测与触摸点相关的波传播模式的修改的压电蜂鸣器等)、电感传感器、磁传感器(例如，霍尔效应等)等。

输入检测模块250可以包括移动跟踪子块，其可以被配置成检测计算机外围装置的相对位移(移动跟踪)。例如，输入检测模块250诸如IR LED和光电二极管成像阵列的光学传感器，其用于检测计算机外围装置相对于下面的表面的移动。计算机外围装置可以可选地包括利用相干(激光)光的移动跟踪硬件。移动跟踪可以提供位置数据(例如，来自最后的采样的ΔX和ΔY数据)或提升检测数据。例如，光学传感器可以检测用户何时将计算机外围装置(例如，计算机鼠标130)抬离下面的表面(也被称为“工作表面”)并且可以将该数据发送至处理器210以进行进一步处理。在一些实施方式中，如由受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，处理器210、移动跟踪块(其可以包括附加的专用处理器)或它们的组合。

在某些实施方式中，加速度计可以用于移动检测。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跟踪可以利用三轴加速度计或两个两轴加速度计(例如，在“3D空中鼠标”、HMD或其他装置中)。加速度计还可以确定计算机外围装置是否已经被抬离下面的表面并且可以提供可以包括计算机外围装置的速度、物理取向和加速度的移动数据。在一些实施方式中，陀螺仪可以替代加速度计使用或与加速度计结合使用，以确定移动或输入装置取向。

在一些实施方式中，输出控制模块260可以控制对应计算机外围装置的各种输出。例如，输出控制模块260可以控制若干视觉输出元件(例如，LED、LCD或LED屏幕/键)、显示器、音频输出(例如，扬声器)、触觉输出系统等。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

如本领域普通技术人员将理解的，尽管可能没有明确地讨论某些系统，但是它们应该被视为系统200的一部分。例如，系统200可以包括总线系统，以向系统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。应当理解，系统200是说明性的，并且变型和修改是可能的。系统200可以具有在本文中未具体描述的其他能力。此外，虽然参考特定块描述了系统200，但是应当理解的是，这些块是为了便于描述而定义的，并不意味着暗示部件部分的特定物理布置。此外，这些块无需对应于物理上不同的部件。块可以被配置成例如通过对处理器进行编程或者提供适当的控制电路系统来执行各种操作，并且根据如何获得初始配置，各种块可能是或可能不是可重新配置的。

可以在包括使用电路和软件的任何组合实现的电子装置(例如，计算机外围装置)的各种设备中实现本发明的实施方式。此外，系统200的各方面和/或部分可以根据设计的要求与其他子系统组合或由其他子系统操作。例如，输入检测模块250和/或存储器220可以在处理器210内操作，而不是用作单独的实体。另外，本文中描述的发明构思也可以应用于任何电子装置。此外，系统200可以应用于在本文中的实施方式中描述的任何计算机外围装置，无论是明确地、参考地还是默认地描述的外围装置(例如，本领域普通技术人员已知可以应用于特定计算机外围装置)。前述实施方式并非旨在进行限制，并且受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解无数的应用和可能性。

图3是根据某些实施方式的主计算装置300的简化框图。主计算装置300可以实现将使用电子存储或处理的本文所述一些或全部功能、行为和/或能力，以及未明确描述的其他功能、行为或能力。主计算装置300可以包括处理子系统(处理器)302、存储子系统306、用户接口314、用户接口316和通信接口312。计算装置300还可以包括能够操作成提供各种增强的能力的其他部件(未明确示出)，例如，电池、电力控制器和其他部件。在各种实施方式中，主计算装置300可以在任何合适的计算装置中实现，例如在台式或膝上型计算机(例如台式机110)、移动装置(例如，平板计算机、智能电话、移动电话)、可穿戴装置、媒体装置等中实现，或在某些实现方式中在外围装置(例如，键盘等)中实现。

处理器302可以包括被设计成执行贯穿本公开内容描述的功能、功能的一部分或方法、功能等的组合的(一个或更多个)MCU、微处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或电子单元。

可以使用本地存储和/或可移除存储介质例如使用盘、闪速存储器(例如，安全数字卡、通用串行总线闪存驱动器)或任何其他非暂态存储介质或介质的组合来实现存储子系统306，并且存储子系统306可以包括易失性和/或非易失性存储介质。本地存储装置可以包括存储器子系统308，该存储器子系统308包括诸如动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(例如，DDR)或备用电池RAM的随机存取存储器(RAM)318或只读存储器(ROM)320，或者本地存储装置可以包括文件存储子系统310，该文件存储子系统310可以包括一个或更多个代码模块。在一些实施方式中，存储子系统306可以存储要由处理子系统302执行的一个或更多个应用和/或操作系统程序，包括用于实现上述一些或所有操作的将使用计算机执行的程序。例如，存储子系统306可以存储用于实现本文中描述的一个或更多个方法步骤的一个或更多个代码模块。

固件和/或软件实现方式可以利用模块(例如，过程、功能等)来实现。有形地实施指令的机器可读介质可以在实现本文描述的方法时使用。代码模块(例如，存储在存储器中的指令)可以在处理器内或在处理器外部实现。如本文所使用的，术语“存储器”是指长期、短期、易失性、非易失性或其他存储介质的类型，并且不限于任何特定类型的存储器、任何数量的存储器或存储存储器的介质的任何特定类型。

此外，术语“存储介质”或“存储装置”可以表示用于存储数据的一个或更多个存储器，包括只读存储器(ROM)、RAM、磁RAM、磁芯存储器、磁盘存储介质、光学存储介质、闪速存储器装置和/或用于存储信息的其他机器可读介质。术语“机器可读介质”包括但不限于便携式或固定存储装置、光学存储装置、无线信道以及/或者能够存储指令和/或数据的各种其他存储介质。

此外，可以通过硬件、软件、脚本语言、固件、中间件、微代码、硬件描述语言和/或其任何组合来实现实施方式。当以软件、固件、中间件、脚本语言和/或微代码实现时，用于执行任务的程序代码或代码段可以被存储在诸如存储介质的机器可读介质中。代码段(例如，代码模块)或机器可执行指令可以表示过程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、脚本、类或者指令、数据结构和/或程序语句的组合。通过传递和/或接收信息、数据、引数、参数和/或存储器内容，代码段可以耦合至另一代码段或硬件电路。信息、引数、参数、数据等可以通过适当的手段——包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等——被传递、转发或发送。对软件、固件、存储介质等的这些描述适用于系统200和系统300以及本公开内容的广泛范围内的任何其他实现方式。在一些实施方式中，本发明的各方面(例如，表面分类)可以由存储在存储子系统306中、存储在计算机外围装置的存储器220中或两者中的软件来执行。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

贯穿本公开内容描述的技术、块、步骤和手段的实现方式可以以各种方式来完成。例如，这些技术、块、步骤和手段可以以硬件、软件或其组合来实现。对于硬件实现方式，可以在一个或更多个ASIC、DSP、DSPD、PLD、FPGA、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计成执行上述功能的其他电子单元和/或其组合中实现处理单元。

每个代码模块可以包括实施在计算机可读介质上的指令(代码)集，该指令(代码)集引导主计算装置110的处理器执行对应的动作。指令可以被配置成按相继顺序、并行地(例如在不同的处理线程下)或按其组合来运行。在将代码模块加载到通用计算机系统上之后，通用计算机被转换成专用计算机系统。

结合本文中描述的各种特征(例如，在一个或更多个代码模块中)的计算机程序可以被编码并且存储在各种计算机可读存储介质上。可以将编码有程序代码的计算机可读介质与兼容的电子装置封装在一起，或者可以将程序代码与电子装置分开提供(例如，经由因特网下载或作为单独封装的计算机可读存储介质)。存储子系统306还可以存储对于使用通信接口312建立网络连接有用的信息。

计算机系统300可以包括用户接口输入装置314元件(例如，触摸板、触摸屏、滚轮、点击轮、拨号盘、按钮、开关、键盘、麦克风等)，以及用户接口输出装置316(例如，视频屏幕、指示器灯、扬声器、耳机插孔、虚拟或增强现实显示器等)，以及支持的电子装置(例如，数模或模数转换器、信号处理器等)。用户可以操作用户接口314的输入装置以调用计算装置300的功能，并且可以经由用户接口316的输出装置查看和/或听到来自计算装置300的输出。

处理子系统302可以被实现为一个或更多个处理器(例如，集成电路、一个或更多个单核或多核微处理器、微控制器、中央处理单元、图形处理单元等)。在操作中，处理子系统302可以控制计算装置300的操作。在一些实施方式中，处理子系统302可以响应于程序代码来执行各种程序，并且可以保持多个同时执行的程序或处理。在给定时间处，要执行的程序代码中的一些或所有可以驻留在处理子系统302和/或存储介质(例如存储子系统304)中。通过编程，处理子系统302可以为计算装置300提供各种功能。处理子系统302还可以执行用于控制计算装置300的其他功能的其他程序，包括可以存储在存储子系统304中的程序。

通信接口(也被称为网络接口)312可以为计算装置300提供语音和/或数据通信能力。在一些实施方式中，通信接口312可以包括用于访问无线数据网络(例如，Wi-Fi网络、3G、4G/LTE、5G等)的射频(RF)收发器部件、移动通信技术、用于短程无线通信(例如，使用蓝牙通信标准、NFC等)的部件、其他部件或技术的组合。在一些实施方式中，除了无线接口之外或代替无线接口，通信接口312还可以提供有线连接(例如，通用串行总线(USB)、以太网、通用异步接收器/发送器等)。可以使用硬件(例如，驱动器电路、天线、调制器/解调器、编码器/解码器以及其他模拟和/或数字信号处理电路)与软件部件的组合来实现通信接口312。在一些实施方式中，通信接口312可以同时支持多个通信信道。

如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的，用户接口输入装置314可以包括任何合适的计算机外围装置(例如，计算机鼠标、键盘、游戏控制器、遥控器、触控笔装置等)。用户接口输出装置316可以包括显示装置(例如，监测器、电视、投影装置等)、音频装置(例如，扬声器、麦克风)、触觉装置等。注意，用户接口输入和输出装置被示出是作为集成系统的系统300的一部分。在一些情况下，例如在膝上型计算机中，这可以是键盘和输入元件以及显示和输出元件集成在同一主计算装置上的情况。在一些情况下，输入和输出装置可以与系统300分离，如图1所示。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

将理解的是，计算装置300是说明性的，并且变化和修改是可能的。主计算装置可以具有未具体描述的各种功能(例如，经由蜂窝电话网络进行的语音通信)，并且可以包括适合于这样的功能的部件。尽管参考特定块描述了计算装置300，但是应当理解，这些块是为了便于描述而限定的，并且不旨在暗示部件部分的特定物理布置。例如，处理子系统302、存储子系统306、用户接口314、用户接口316和通信接口312可以在一个装置中或分布在多个装置中。此外，这些块无需对应于物理上不同的部件。可以例如通过对处理器进行编程或提供适当的控制电路来将块配置成执行各种操作，并且取决于如何获得初始配置，各种块可以是可重新配置的或者可以不是可重新配置的。可以在各种装置中实现本发明的实施方式，各种装置包括使用电路和软件的组合实现的电子装置。可以使用系统300来实现本文中描述的主计算装置或甚至外围装置。

图4是根据某些实施方式的智能键帽400的简化框图。智能键帽400可以包括数字控制单元410、一个或更多个传感器或传感器系统420、照明元件430、致动器440、存储器450、收发器460和电力管理系统470。智能键帽400可以包括更多或更少的功能块，并且一些特征可以包含在其他块中(例如，电力管理可以全部或部分由处理器410执行)。

处理器410可以包括一个或更多个数字控制单元，并且可以被配置成控制系统400的操作。替选地或另外地，如本领域普通技术人员将理解的，处理器410可以包括具有支持硬件和/或固件(例如，存储器、可编程I/O等)的一个或更多个微处理器、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等。处理器410可以控制智能键帽400的操作的一些或所有方面(例如，系统块420至470)。

智能键帽400可以可选地包括传感器420，传感器420可以包括环境光传感器、温度传感器、生物特征传感器(例如，指纹、心率等)或其他典型的低功耗特征，其可以直接集成在键帽内部。如上所述，来自智能键帽上的板上传感器的传感器数据可以通过从智能键帽收发器传送到计算机外围装置的一个或更多个收发器而传输至计算机外围装置和/或主计算装置。

如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，智能键帽400还可以可选地包括具有LED、背光元件、显示器等的一个或更多个照明元件430，所述一个或更多个照明元件430可以用于照亮智能键帽上的标志或标志的子部分、为键和/或计算机外围装置等提供环境照明。

智能键帽400还可以可选地包括一个或更多个致动器440，所述一个或更多个致动器440可以被配置成提供触觉反馈、扬声器和/或蜂鸣器、修改键帽的外观或形状的移动部件、用于键帽的锁定机构(例如，键帽被附接/锁定至键开关或键帽保持器，并且其中这种锁定由计算机外围装置经由智能键帽中的致动器来控制)等。

根据某些实施方式，智能键帽400可以包括存储器450。存储器450可以包括具有构造在每个智能键帽内的存储器元件的一个或更多个数据存储元件。因此，可以存在被配置成执行计算机外围装置的更常规操作(例如，存储传感器数据、键盘操作数据等)的存储器结构以及可以存储每个单独智能键帽的单独ID、功能或其他数据的附加存储器结构(例如，智能键帽的存储器元件)。如贯穿本公开内容进一步描述的，存储器450可以用于存储与智能键帽相关联的可以对应于键帽ID、键功能或其他数据(例如，其可以被包括在键功能存储器或其他存储器元件中)的任何合适的数据。

根据某些实施方式，智能键帽400可以包括收发器460(智能键帽的收发器)。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，收发器460可以是可操作成经由基于RF、感应、磁、电流或光的通信协议中的一种与计算机外围装置通信(例如，经由计算机外围装置的收发器)的电路或系统。收发器460可以与收发器480进行双向电子通信，收发器480可以是计算机外围装置的全局或局部收发器(例如，通信系统240)。

智能键帽400可以可选地包括电力管理系统470，该电力管理系统470可以可操作成管理配电、充电、电力效率等。在一些实施方式中，电力管理系统470可以包括电池(未示出)或其他能量存储装置(例如，电容器、线圈)。在某些实施方式中，由电力管理系统470提供的功能可以并入处理器210中。替选地，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470的功能方面可以由另一块(例如，处理器410)包含或者与另一块组合。在一些方面，如以下进一步描述的，电力管理块470(例如，单独或与系统200的其他块结合)可以经由收发器例如RFID天线(例如，局部或全局天线)控制感应地为智能键帽的各方面供电的方面。

图5是示出了根据某些实施方式的用于实现和操作智能键结构的多个不同系统和方法的树形图500。如上所述，“智能键结构”是实现智能键帽技术的基础设施的通用术语，该“智能键结构”可以包括键本体和键开关(或其组合)以及被构造成耦接至键本体或键开关的键帽，如以下进一步描述的。在一些方面，智能键帽可以包含存储预定义数据的电子标签(例如，RFID标签)(例如，称为“智能标签”)。有线实现方式和无线实现方式是可能的，其中每种实现方式具有其多个子实施方式。例如，有线实施方式可以具有智能键帽总是被连接或者被配置成在智能键帽被按压时进行连接的实现方式。无线实施方式可以使用局部收发器架构、全局收发器架构或使用实现全局(输入装置范围)覆盖的收发器阵列的架构。局部收发器架构通常使得每个智能键具有配置在智能键下方的其自己的收发器(例如，天线)。

返回参照图5，树形图500示出了根据某些实施方式的智能键帽与对应的计算机外围装置(“CPD”)(例如，键盘140)之间的通信、确定智能键帽何时被按压的过程以及确定智能键帽在计算机外围装置上的位置的过程的方面。从框510开始，智能键帽可以包括可以存储预定义数据的一个或更多个存储器元件。存储器元件可以是RFID标签(参见例如图8)、光学标签(例如，条形码、QR码、圆形条形码、触发码)、磁(例如，磁条、磁体定向)、线存储器(例如，EEPROM IC)或其他合适的存储器元件。存储在智能键帽中的数据可以通过无线(框520)或有线传输协议(框522)发送至键盘(140)。如以下进一步描述的，预定义数据可以包括ID数据、功能数据、传感器数据等。

在一些有线协议中，智能键帽可以是有源存储器元件(例如，经由电力管理系统230供电)，并且智能键帽和对应的存储器元件可以经由可以始终保持连接的连接器(例如，智能标签与CPD之间的电流接触)物理地耦接至键盘，或者可以在键帽被按压时进行临时连接(框522)。在智能键帽始终连接(框534)的一些方面中，系统可以使用标准键信号(指示键按压)来确定键盘上给定位置处的键何时被按压(框540)以及通过扫描智能键的收发器而获得的位置(框550)。在这种情况下，可以扫描键开关的调制(例如，SPST型开关信号)来确定键何时被按压。此外，有线连接可以经由开关(和键盘基础设施)或从一个或更多个信号总线(例如，用于所有/一些智能键帽的信号总线)访问附加电力(例如，Vcc或Gnd)。在一些情况下，可以通过将标准键信号时序与存储器元件信号时序进行比较来确定智能键帽的位置。

在智能键帽在键按压事件期间被连接(例如，仅电流接触)的方面中，在键帽被按压时，存储器元件可以是可检测的，因为在物理连接可用时，仅有线系统中的数据传输可以发送数据(框536)。在一些情况下，有线连接可以从一个或更多个信号总线访问附加电力(例如，Vcc或Gnd)。在一些情况下，可以通过将标准键信号时序与存储器元件信号时序进行比较来确定智能键帽的位置。在一些方面，通过仅电流接触，可以使用键开关信号来确定给定位置处的键帽何时被按压(框540)，并且可以通过扫描键的收发器来获得键帽位置(框550)。

在一些无线协议中，智能键帽可以是无源存储器元件，并且可以从智能键帽(例如，RFID标签)上的收发器(例如，标签天线)和构造在键盘上的读取收发器发送数据，该读取收发器可以包括全局收发器(例如，天线)或局部收发器阵列——其中每个智能键帽具有单独的收发器。在一些方面，混合式收发器阵列可以包括覆盖全部数量的智能键帽的子集的半全局收发器。根据某些实施方式，通过全局收发器(框532)，可以例如通过基于压力的检测在键帽被按压时检测来自无源存储器元件的数据(框542)。例如，可以使用来自用户的致动力(在按压键帽时)来电气地“闭合”标签电路，从而使其可被键盘上的读取器检测到。可以通过(例如)标签本身内部的小开关机构或者通过可以基于施加的压力改变其电阻率的元件(例如，FSR)来闭合电路。基于压力的检测可以包括集成的开关机构、力敏电阻器等。通过基于距离的检测，当信号高于给定信号阈值时，可以确定智能键帽被按压。例如，超过一定距离，智能标签可能离读取器太远而无法被检测到。如果该阈值距离在开关按压位置与开关未按压位置之间，则当用户按压开关时，通常读取智能标签。在一些方面，可以通过将标准键信号时序(例如，键开关信号)与存储器元件信号(例如，标签信号)时序进行比较来确定智能键帽的位置(框552)。

在一些实施方式中，局部收发器阵列(例如，每个智能键结构一个收发器(例如，天线))可以被配置成使得标签天线可由位于智能键帽下方(例如，与智能键结构集成或配置在智能键结构下方)的收发器检测，并且根据某些实施方式被配置成与智能键帽双向通信(框530)。注意，在包括全局收发器实现方式和局部收发器实现方式的本文描述的任何实施方式中，双向通信都是可能的。在一些情况下，收发器阵列中的每个收发器可以被配置为足够小以安装在键盘上的每个智能键结构下方或附近。在一些方面，可以以扫描方式使用解复用器电路来从每个智能键帽读取数据。在另外的实施方式中，可以为每个智能键结构配置专用读取器电路。典型地，利用收发器阵列的实施方式可操作成基于标准键信号确定给定位置处的键是否被按压(框540)。在一些方面，可以通过扫描键的收发器来获得键帽的位置。

智能键帽标签(本文称为“标签”、“标签天线”或更广泛地称为“存储器元件”)可以存储可以用于识别键帽的数据。键帽可以包括键功能数据和/或产品标识(“ID”)和/或唯一ID(“UID”)中的任意一个。图6示出了根据某些实施方式的具有类似键功能(例如，按压“A”)的两个键帽。第一键帽具有不同于第二键帽(风格化的图形字体)的产品ID，并且两者可以具有不同的UID。在仅将产品ID存储在标签中的一些实施方式中，计算机外围装置可以具有用于将产品ID与期望的键功能相匹配的转换表。在仅将键功能存储在标签中的实施方式中，计算机外围装置可以仅处理已经存在于键帽中的信息(因此，可能不需要转换表)，然而在这样的实施方式，计算机外围装置可能不知道键功能源自哪个产品(例如，键帽)。在一些方面，将键功能和产品ID两者存储在标签中可以有助于在使用中识别键帽并释放计算机外围装置存储器，从而使系统潜在地更具可扩展性和便携性。此外，在输入装置(例如，键盘)上同时使用类似的键帽(具有相同的产品ID)的情况下，可以使用UID来区分它们。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，UID还可以保存生产信息(例如，制造日期和时间、生产地点等)。

在一些实施方式中，键功能数据可以包括如下信息：其被发送至主计算装置(例如，输入装置耦接至的并发送控制数据(例如，键按压数据)的台式机或膝上型计算机)，以在主计算装置上生成期望的键按压功能。HID数据(例如，标准键盘USB报告或供应商HID)可以对应于可能需要在主计算装置上运行的专用软件来执行的非标准USB报告。在某些情况下，键按压可以生成单个USB报告或其他合适类型的报告(例如，蓝牙、BLE等)。替选地或另外地，键按压可以使主计算装置执行标签存储器中存储的宏(例如，顺序发送的多个USB报告)。在一些方面，可以对键功能数据进行加密，以帮助防止经由更改的第三方键帽的恶意攻击并确保存在于键帽中的数据只能由授权设备使用/读取。

在某些实施方式中，用户可以能够在标签级别重新编程智能键帽的相应功能(例如，键功能)，使得键帽在保持其定制特征(便携性)的同时可以在任何其他兼容键盘上使用。图7示出了根据某些实施方式的包含键帽ID字段710和可重新编程键功能字段720的存储器结构700的高级表示。

在一些实现方式中，键帽ID 710提供键帽的标识，也称为“产品ID”，其通常可以由制造商重新编程，但其他重新编程实体也是可能的。在一些情况下，键帽ID还可以包括额外的唯一标识符(UID)。

在一些方面，键功能字段720存储在键被按压时执行的功能(通常由计算机外围装置控制的主计算装置执行)。键功能字段720可由用户重新编程，以使键执行任何合适的功能(参见例如图13)。在一些方面，如至少关于图10进一步描述的，键功能字段720可以用作缓冲器，以控制或读取来自嵌入智能键帽中的一个或更多个致动器、传感器、照明元件等的数据。在一些情况下，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员所理解的，如果键功能包括要将HID或供应商HID报告发送至主计算装置，则可以是单个报告或多个连续的报告例如宏。

在一些实施方式中，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，标签收发器(例如，“标签”或“标签天线”)可以由以下部件的组合中的任一种组成，但不限于：(1)收发器电路(例如，沉积在非金属衬底上的铜线圈、金属)和标签集成电路(IC)；(2)在刚性或柔性印刷电路板(PCB)和标签IC上；(3)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片(膜)和标签IC上印刷有银漆以及其他实现方式。标签可以通过以下任何合适的方法安装在键帽中，但不限于：双面胶带、包覆成型、胶水、压缩配合、塑料或金属硬件(例如，夹子、销、夹具等)等。在典型实施方式中，标签可以配置在键帽的外部部分中，以防止或减少对任何键帽背光基础设施的任何干扰或遮蔽。图8示出了根据某些实施方式的其中配置有收发器810(例如，标签天线)的智能键帽800的底视图。在一些实施方式中，可以使用超高频(UHF)RFID(例如，300MHz至3GHz)，这可以帮助减小天线尺寸。在一些实施方式中，可以使用13.56MHz的HFRFID以及低频RFID(例如，LF RFID，125kHz)。标签天线可以位于其上印有银的PET膜上。膜开关可以在键帽中(例如，如果是全局读取收发器)。碳连接器可以随着键帽中的压力(例如，力感测电阻器)而改变电阻率。在有线解决方案中，可以在键盘上的键帽和引脚(或者配置成在按压键帽时进行接触的其他合适的连接器)下方构造焊盘连接器。在一些实施方式中，可以通过键帽固定机构进行与标签的电连接，使得键帽在连接至键盘时保持电连接，而不管键帽是否被按压。在一些实施方式中，天线可以包覆成型在键帽中。在一些方面，标签可以配置在刚性PCB上，并且耦接(例如，用胶带粘接、胶合、夹紧)至键帽的下面。

优选地，对于用户来说，移除和更换智能键帽应该是相对容易的。如果现有的固定机构使得用户相对难以换出键帽，则可以增加中间部件(例如，键帽保持器)以帮助方便移除和更换。作为示例并且如下面进一步描述的，图9A示出了根据某些实施方式的具有键帽保持器的实施方式的示例并且图9B示出了不具有键帽保持器的实施方式的示例。

在一些实施方式中，计算机外围装置的读取/写入收发器可以包覆成型在壳体中(例如，用于全局读取收发器)。可以使用具有集成收发器和附加引脚的定制机械开关。在有线解决方案中，可以经由调制在同一开关线上配置标签信号。在一些情况下，PET加银膜上的收发器(用于圆顶开关键盘或膜开关键盘、剪刀键键盘等)是可能的，包括在顶面上带有收发器的双面印刷或者在一些情况其他的层(例如，4层)。在某些实施方式中，可以移除标准键开关，留下弹簧或圆顶结构以用于优选的力反馈，并且RF信号可以用于键按压检测。这样的实施方式可以与全局收发器架构或与基于距离的RF检测(例如，局部收发器)架构一起工作。在局部收发器架构中，可以使用解复用器。在一些实现方式中，可以采用每个键帽一个读取器IC。在机械键盘上，可以将部件的占用空间减少到其最小(例如，较小的LED，仅具有两个引脚的开关)，以允许主PCB上的较大收发器。在一些实施方式中，对于主PCB上的较大收发器，可以使用双引脚开关来减小LED尺寸。在膜开关或圆顶开关键盘上，基于智能键的系统不太可能阻挡全局照明层。在机械键盘系统中，收发器可以印刷在PET片上并且放置在主PCB与板之间。在某些实施方式中，可以将收发器直接印刷在板或壳体(例如，非金属)上，并且使用顶部上的漆层隐藏收发器。

表1.用于基于机械和圆顶的输入装置的各种键帽实现方式

上面的表1示出了根据某些实施方式的使用本文描述的新颖键帽结构的输入装置的各种实现方式，包括机械开关键盘和标准或低轮廓的圆顶开关键盘。一些描述的实施方式包括具有有线实现方式和无线实现方式二者中的智能键帽的刚性PCB(例如，位于键盘外壳中的键盘PCB，其通常被称为“主电路”)。圆顶开关键盘中的实现方式还包括通常包括键帽保持器的有线实现方式和无线实现方式。

键帽与键帽保持器之间的固定可以经由任何合适的机械和/或磁方法实现。一些机械实现方式可以包括摩擦配合(例如，压配合)，例如像某些机械键开关上的“+”形状(例如，MX型安装)。图9示出了根据某些实施方式的智能键帽900在不同输入装置类型上的各种不同的实现方式。在示例(a)中，机械开关被配置成经由具有嵌入式磁体的键帽保持器耦接至智能键帽。示例(b)示出了机械开关，该机械开关被配置成在没有中间键帽保持器的情况下直接耦接至智能键帽。示例(c)示了标准膜开关，该标准膜开关被配置成经由压配合“加号形状的”接口连接至智能键帽。示例(d)示出低轮廓膜开关，该低轮廓膜开关被配置成经由紧固机构(例如，夹子)耦接至智能键帽。在使用键帽保持器的实现方式中，可以使用不对称的固定机构来确保智能键帽的正确定向。在有线实现方式的情况下，键帽保持器还可以提供智能键帽与主电路(例如，PCB)之间的电接触。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变化及替选实施方式。

图10示出了根据某些实施方式的多个键帽类型1000。智能键帽1010可以包括存储器(参见例如存储器结构700)。智能键帽1020可以包括一个或更多个传感器(例如，环境光传感器、温度传感器、生物特征传感器等)。智能键帽1030可以包括照明元件(例如，LED元件、显示元件、背光元件等)。智能键帽1040可以包括致动器，致动器可以被配置成提供脉冲、振动，产生声音、激活机制(例如，键帽锁定)和其他类型的触觉反馈。尽管每个示例示出了单个功能，但应该理解，智能键帽可以集成多个功能。例如，智能键帽可以具有存储器、环境光传感器和两个照明元件。可以使用功能的任意组合。在一些方面，如上所述，智能键帽可以由计算机外围装置供电并且可以与计算机外围装置通信。在一些实现方式中，智能键帽可以对其接收、保存或发送的数据执行复杂的功能。例如，键帽能够感测(例如，经由传感器)用户(例如，照明元件、致动器)和/或环境并与之交互。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

图11是示出根据某些实施方式的用于使用智能键结构实现键按压事件的方法1100和方法1150的各方面的简化流程图。方法1100可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如，通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中，方法1100的各方面可以由系统400、系统200或其组合来执行。

根据某些实施方式，在操作1110处，方法1100涉及在计算机外围装置上的给定位置处的键按压事件。

根据某些实施方式，在操作1115处，方法1100可以包括检查键帽是否已被替换。

在方法1100的操作1118处，如果键帽未被替换，则系统在计算机外围装置的存储器中实现的查找表(LUT)1180中读取与键帽位置有关的数据，并且将键功能数据发送至主计算装置(操作1140)。

根据某些实施方式，在键帽被替换的情况下(操作1115)，在操作1120处，方法1100可以包括读取键帽标签中的数据，并且如果标签中的数据与LUT中的数据没有不同(操作1125)，则系统将键功能数据发送至主计算装置(操作1140)。如果标签中的数据与存储在LUT中的数据不同，则针对给定位置更新LUT的存储器(操作1130)，并且系统将键功能数据发送至主计算装置(操作1140)。

现在参照方法1150，根据某些实施方式，在操作1160处，方法1150涉及用于读取给定键帽的其他触发事件(除了键按压事件之外)，所述其他触发事件可以包括在上电时周期性地读取键帽等。

根据某些实施方式，在操作1165处，方法1150可以包括读取键帽标签中的数据。如果标签中的数据与LUT中的对应数据相同(操作1170)，则不更新LUT，并且方法1150结束(操作1178)。如果标签中的数据与LUT中的对应数据不同，则针对给定位置更新LUT的存储器(操作1175)。

应当理解，根据某些实施方式，图11所示的具体步骤提供了用于使用智能键结构实现键按压事件的特定方法1100和1150。也可以根据替选实施方式执行其他步骤序列。此外，可以根据特定应用添加或去除附加步骤。可以使用变化的任何组合，并且受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多变型、修改和替选实施方式。

在某些实施方式中，在计算机外围装置、主计算装置或其组合中发生的键帽标识处理可以包括在发送命令(例如，HID、专有等)之前读取标签，使得不需要LUT。额外的专用微处理器可以用于并行处理和减少时延。在一些方面，低时延模式可以包括停用智能键中的一些或全部(或者停止读取它们)。一些实施方式可以采用专用按钮来在用户按压它时刷新键布局(例如，功能布局)。可以以任何合适的间隔(例如，一段时间、在打开/关闭循环之后、当键被按压时、在打开配置软件后等)更新键布局。在一些情况下，可以使用光、声音、振动、屏幕上的弹出视觉或其他合适的动画来指示何时更新了功能键布局。

图12示出了根据某些实施方式的智能键结构1200的无线实现方式。智能键结构1200可以包括智能键帽1210、键帽保持器1220、键开关1230、板1240和印刷电路板(PCB)1250。智能键帽1210可以包括系统400的各方面以及贯穿本公开内容描述的任何实现方式。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，键帽保持器1220可以使用如图9所示的磁耦接或者经由任何合适的耦接方法来将智能键帽1210与键开关1230对接。键开关1230可以包括任何开关类型，包括Cherry MX型开关或其他合适的键开关。板1240可以对应于针对智能键结构提供结构刚性的键盘本体。如上所述，PCB 1250可以被构造在计算机外围装置中，并且可以包括收发器电路(例如，全局或局部)以与键帽的收发器通信。

图13描绘了根据某些实施方式的图形用户接口(GUI)1300，该GUI1300示出了将智能键帽放置在键盘上并且提供视觉接口以允许用户实时分配和编辑智能键帽的对应功能的各方面。GUI 1300包括具有多个键结构的键盘1310的图像，所述多个键结构包括虚拟键结构1320和虚拟智能键结构1330，虚拟键结构1320对应于键盘140上的被配置成像常规键盘键那样操作的实际键结构，虚拟智能键结构1330对应于被配置成被移除和替换以改变特定键结构的对应功能的实际智能键结构，如上所述，并且每个键结构包括被构造成接收智能键帽的键本体。键本体可以包括键开关，该键开关可操作以提供键按压反馈配置文件，检测键帽何时被按压(例如，通过阈值距离、阈值力或其组合等)，并且生成指示键帽被按压的控制信号。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，GUI 1300可以由在通信地耦接至键盘140的主计算机装置(例如，主计算机110)上运行的软件或者软件和固件(例如，在键盘140上操作)的组合来操作。GUI 1300可以描绘本文中描述的智能键帽系统的其他方面。例如，GUI1300可以描绘允许智能键帽技术操作以向用户告知底层技术的基础设施(包括剖视图、分解图等)的各方面，示出了诸如存储器元件(例如，RFID标签)、被构造成接收键帽的键本体、以及底层局部或全局RFID读取器(如以上至少关于图4进一步描述的)等的方面。受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多修改、变型和替选实施方式。

智能键结构可以被构造成以任何合适的方式(包括摩擦配合、硬件(例如，夹、凸片等)等)耦接至智能键帽，并且通常经由允许快速释放和附接的耦接方法以及智能键帽与键本体之间的互补配合关系耦接至智能键帽。键本体可以在结构上与键开关集成，或者可以与键开关分离但可以与键开关一起操作。

虚拟智能键结构1330中的每一个可以示出包括耦接至其的智能键帽的对应功能的可编辑数据字段。用户可以通过编辑可编辑数据字段中示出的功能来改变与智能键帽对应的功能。例如，用户可以将智能键帽耦接在对应于虚拟键结构1332的键盘上。参照图13，放置在键结构1332上的智能键帽被描绘为在键的顶部上具有“@”符号，在可编辑数据字段1342中具有对应的文本字符。当用户按压实际智能键时，可以在主计算装置上运行的应用(例如，在显示器120上示出并由主计算装置110操作的文字处理应用)上显示“@”符号。

在另一示例中，用户可以将智能键帽耦接在对应于虚拟键结构1334的键盘上。参照图13，放置在键结构1334上的智能键帽被描绘为在键的顶部上具有

符号，其中在可编辑数据字段1344中示出了对应的可执行命令。当用户按压物理智能键时，可以在主计算装置上启动MS/>

应用。

在另一示例中，用户可以将智能键帽耦接在对应于虚拟键结构1336的键盘上。参照图13，放置在键结构1336上的智能键帽被描绘为在键的顶部上具有“joy”表情符号，其中在可编辑数据字段1346中示出了joy表情符号的对应文本表示。当用户按压实际智能键时，可以在由主计算装置操作的显示器120上显示joy表情。在一些方面，可以提供数据字段1350以示出智能键被按压时智能键中的一个或更多个的输出。

在另一示例中，用户可以将智能键帽耦接在对应于虚拟键结构1339的键盘上。参照图13，放置在键结构1339上的智能键帽被描绘为在键的顶部上具有指印生物特征扫描仪符号，在数据字段1349中具有可执行命令的对应文本表示，以实例化对应于虚拟键1339的物理键上的用户指纹的扫描。

在一些情况下，智能键结构可能没有安装智能键帽(1338)。在这种情况下，没有对应的数据与空套接口相关联，直到用户将智能键帽放置在键盘140上的对应物理槽中。

因此，GUI 1300可以在智能键从键盘140添加和移除时呈现智能键修改的实时视觉表示。当用户将智能键帽放置在键本体上时，键帽的视觉表示被叠加在GUI 1300中的键本体(例如，智能键帽1332至1339)上。在一些方面，与键帽相关联的功能的文本和/或图形描述被示出在可编辑数据字段中，该可编辑数据字段可以被定位成邻近或接近对应键帽的图形(例如，可编辑数据字段1342至1349)，并且允许用户实时更改或编辑智能键的名称和/或智能键的功能。例如，键帽可以具有描绘在键帽的顶部上的

图标的图像。对应的可编辑数据字段可以包括从主计算机装置上的默认安装位置启动/>

的可执行命令。如果用户将应用安装在替选文件夹或驱动器中，则用户可以编辑可执行命令以使主计算装置从替选位置启动应用。该更改可以是立即的，使得一旦可编辑数据字段被编辑，该功能就被保存在对应键帽的存储器中，并且一旦用户按压对应键帽就执行该功能。

如上所述，对每个智能键帽的可编辑数据字段进行的更改存储在键帽的存储器中。因此，键帽可以物理地从一个位置移动至另一位置，并且仍然保留其在其可编辑数据字段中限定的功能。例如，键帽可以在键盘1310上从第一键本体局部移动至第二键本体，并且对应功能将随其移动。类似地，键帽可以被移动至配置有一个或更多个键本体的第二输入装置(例如，第二键盘)，所述一个或更多个键本体被配置成接收智能键帽，并且存储在其存储器中的对应功能可以在第二输入装置中执行。在一些实现方式中，键帽可以包括可以以任何合适的方式恢复的默认功能，包括按压键帽上的复位销、使用GUI 1300的各方面复位默认功能等。

在一些实施方式中，一些特征可以由具有特殊许可的用户解锁或编辑。例如，键帽可以被配置成启动公司的网站，并且针对可以存储在智能键帽中的商品提供多个积分。例如，咖啡机构可以分发免费的智能键帽，该智能键帽被配置成当智能键帽被按压时启动咖啡机构的应用。智能键帽可以存储五杯免费咖啡的积分，使得每次在加载应用之后按压智能键帽，免费咖啡在无需用户付费的情况下被加载到应用内的结账推车中，并且积分数可以在智能键帽存储器中相应地减少。在一些方面，积分可以由授权的个人/实体“再充”。如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，任何数据可以存储在智能键帽的存储器(例如，RFID标签)中，该存储器可以相对大(例如，2K字节或更大)，并且可以包括可以存储积分、凭证、游戏数据、服务、许可(例如，用户可以打开应用的次数)、宏、输入装置的用户设置/预设或者任何合适的数据的智能键功能和智能键帽ID。

在一些实施方式中，智能键帽可以在其存储器中存储多种功能。例如，当智能键帽被按压时，组合两个或更多个功能的宏可以由主计算机装置存储和执行。在典型实施方式中，宏可以是当键帽被按压时被传输至输入装置的程序代码或参考代码，并且输入装置和/或主计算装置然后可以确定用于执行宏的多个功能的适当序列。

在某些实施方式中，游戏数据可以存储在键功能存储器上。例如，智能键帽可以预加载有游戏武器数据、移动数据、属性数据等，并且可以与在主计算装置上操作的FPS风格的游戏一起使用。因此，用户可以以任何合适的布置将移动键、武器键、属性键等放置在键盘上并且定制它们的UX，所述移动键、武器键、属性键等可以被移植到任何其他兼容的输入装置并且以类似的方式放置或以任何方式以不同的布置放置。

在另一实施方式中，可以通过经由合适的输入装置编辑可编辑数据字段(1342至1349)来更改智能键帽的标识数据和功能数据，所述合适的输入装置可以包括键盘1310、计算机鼠标130、智能电话应用(例如，RF、NFC、

Wi-Fi等)等。

在一些实施方式中，用户可以改变物理智能键帽的表面上的图像。例如，智能键帽可以包括允许用户移除和安装可以指示在智能键帽中编程的ID或功能的不同图形或文本图像的槽。图像可以被印刷在任何尺寸的任何合适的固定件上。在一些情况下，键帽可以包括被配置成描绘与键帽ID数据相关联的图像的显示器。显示器可以包括任何合适的显示技术，例如LED显示器、电子墨水显示器等。在一些方面，如受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解的，显示器可以向用户提供附加信息例如商品的剩余积分数、游戏应用中的某些游戏内能力的再充电时间、或者任何合适的信息，并且其可以由系统实时动态地修改。

在某些实施方式中，由读取器(例如，RFID、NFC等)发送至存储器元件(例如，RFID标签)以读取智能键帽ID、功能等的无线电力可能足以为智能键帽的其他附加特征供电，所述其他附加特征例如键帽显示器(例如，LED显示器、电子墨水显示器)、传感器(例如，环境光传感器、温度传感器、生物特征传感器(例如，指纹、心率等))、或者其他优选低功耗特征，所述其他附加特征直接集成在键帽内部。如上所述，来自智能键帽上的板上传感器的传感器数据可以通过从RFID标签到RFID读取器的传送而被传输至输入装置和/或主计算装置。

在一些实施方式中，存储器元件(也被称为“存储器结构”)还将输入装置(例如，键盘140)的操作数据存储在配置文件中，其中操作数据对应于输入装置上的输入元件的一个或更多个设置。一个或更多个设置的一些示例可以包括每英寸点数设置、键盘快捷键(例如，用于web服务或启动主计算装置上的程序应用)、RGB照明设置、滚轮装置的滚轮阻力、输入装置上的一个或更多个按钮的点击反馈配置文件、输入装置上的一个或更多个输入元件的重新映射功能等，其都可以存储在智能键帽上，并且一旦安装了智能键帽就可以传输至不同的兼容输入装置以对其进行定制。

图14是示出根据某些实施方式的用于操作具有智能键结构的计算机外围装置的方法1400的各方面的简化流程图。方法1400可以由可以包括硬件(电路系统、专用逻辑等)、在适当硬件(例如，通用计算系统或专用机器)上操作的软件、固件(嵌入式软件)或其任意组合的处理逻辑来执行。在某些实施方式中，方法1400可以由系统200、300、400或其组合的方面来执行。

根据某些实施方式，在操作1410处，方法1400可以包括检测计算机外围装置上的键的激活。

根据某些实施方式，在操作1420处，方法1400可以包括读取键的键帽上的存储器元件，该存储器元件可操作以存储包括键帽标识(ID)数据和与键功能对应的键功能数据的键数据。

根据某些实施方式，在操作1430处，方法1400可以包括生成可操作以使通信地耦接至键盘系统的主计算装置基于键帽ID数据和键功能数据执行功能的控制信号。在一些实施方式中，键帽可以包括收发器电路，其中，经由与收发器电路的无线感应耦接来促进对键帽上的存储器元件的读取，并且其中，在键被按压时执行对键帽上的存储器元件的读取。在一些情况下，控制信号通过使主计算装置更新由主计算装置控制的显示器上的键盘的视觉表示来控制主计算装置，键盘的视觉表示包括：具有虚拟键帽的虚拟键盘；显示键帽的键帽ID数据的可编辑数据字段；以及显示键帽的键功能数据的第二可编辑数据字段，其中，虚拟键帽被示出为放置在虚拟键盘上的与键帽被定位在键盘上相同的对应位置中，其中，对可编辑数据字段中的键帽ID数据的更改引起存储在键帽的存储器结构中的键帽ID数据的对应更改，并且其中，对第二可编辑数据字段中的键功能数据的更改引起存储在键帽的存储器结构中的键功能数据的对应更改。键帽可以操作以从键本体中的收发器电路无线地接收电力。在一些实施方式中，键帽可以包括被配置成描绘与键帽ID数据相关联的图像的显示器，其中该显示器是LED显示器或电子墨水显示器，并且其中该显示器由从键本体中的收发器电路无线接收的电力供电。在一些方面，键帽还包括一个或更多个传感器，其中一个或更多个传感器由无线接收的电力供电，并且键帽将来自一个或更多个传感器的传感器数据传输至收发器电路。一个或更多个传感器包括环境光传感器、温度传感器或生物特征传感器中的至少一个。

应当理解，根据某些实施方式，图14所示的具体步骤提供了用于操作具有智能键结构的计算机外围装置的特定方法1400。也可以根据替选实施方式执行其他步骤序列。此外，可以根据特定应用添加或去除附加步骤。可以使用变化的任何组合，并且受益于本公开内容的本领域普通技术人员将理解其许多变型、修改和替选实施方式。

大多数实施方式利用本领域技术人员所熟悉的至少一种网络来支持使用诸如TCP/IP、UDP、OSI、FTP、UPnP、NFS、CIFS等的各种可商购获得的协议中的任何协议进行的通信。网络可以是例如局域网、广域网、虚拟专用网、因特网、内联网、外联网、公共交换电话网、红外网络、无线网络及其任何组合。

在利用网络服务器作为操作服务器或安全服务器的实施方式中，网络服务器可以运行各种服务器或中间层应用中的任一种，所述各种服务器或中间层应用包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、数据服务器、Java服务器和业务应用服务器。服务器还可以能够响应于来自用户装置的请求例如通过执行一个或更多个应用来执行程序或脚本，所述一个或更多个应用可以被实现为以任何编程语言或任何脚本语言以及它们的组合编写的一个或更多个脚本或程序，编程语言包括但不限于

C、C#或C++，脚本语言例如Perl、Python或TCL。服务器还可以包括数据库服务器，包括但不限于可从/>

和/>

商购获得的服务器。

这样的装置还可以包括计算机可读存储介质读取器、通信装置(例如调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信装置等)以及如上所述的工作存储器。计算机可读存储介质读取器可以与非暂态计算机可读存储介质连接，或者被配置成接收非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质表示发送和检索计算机可读信息的远程的、本地的、固定的和/或可移除的存储装置。系统和各种装置通常还将包括多个软件应用、模块、服务或其他元件装置以及位于至少一个工作存储器装置内的用于临时和/或更永久地包含、存储的存储介质，包括操作系统和应用程序，例如客户端应用或浏览器。应当理解，替选实施方式可以具有来自上述实施方式的许多变型。例如，也可以使用定制硬件和/或可以在硬件、软件(包括可移植软件，例如小程序)或二者中实现特定元件。此外，可以采用与其他计算装置例如网络输入/输出装置的连接。

本文中阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况中，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、装置或系统以免模糊所要求保护的主题。示出和描述的各种实施方式仅作为示例提供以说明权利要求的各种特征。然而，关于任何给定实施方式示出和描述的特征不一定限于相关联的实施方式，并且可以与示出和描述的其他实施方式一起使用或组合。此外，权利要求旨在不受任何一个示例实施方式的限制。

尽管已经关于本发明的具体实施方式详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解之后可以容易地产生这样的实施方式的变更、变型和等效方案。因此，应当理解，如对于本领域普通技术人员将容易明显的，本公开内容是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本主题的这样的修改、变型和/或添加。实际上，本文中描述的方法和系统可以以各种其他形式来实施；此外，在不脱离本公开内容的精神的情况下，可以对本文中描述的方法和系统的形式进行各种省略、替代和改变。所附权利要求书及其等效方案旨在包含落入本公开内容的范围和精神内的这样的形式或修改。

尽管本公开内容提供了某些示例实施方式和应用，但是对于本领域普通技术人员明显的包括未提供本文中阐述的所有特征和优点的实施方式的其他实施方式也在本公开内容的范围内。因此，本公开内容的范围旨在仅通过参照所附权利要求来限定。

除非另有明确说明，否则应当理解，在整个说明书中，利用诸如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”和“识别”等的术语的讨论指的是计算装置例如一个或更多个计算机或类似的一个或多个电子计算装置的动作或过程，所述计算装置操纵或转换在计算平台的存储器、寄存器或其他信息存储装置、传输装置或显示装置内被表示为物理电子量或磁量的数据。

本文中讨论的一个或多个系统不限于任何特定的硬件架构或配置。计算装置可以包括提供以一个或更多个输入为条件的结果的任何适当的部件布置。合适的计算装置包括访问存储的软件的基于多用途微处理器的计算机系统，该存储的软件将计算系统从通用计算装置编程或配置成实现本主题的一个或更多个实施方式的专用计算装置。可以使用任何合适的编程、脚本或其他类型的语言或语言组合来在编程或配置计算装置时使用的软件中实现本文中包含的教导。

可以在这样的计算装置的操作中执行本文中公开的方法的实施方式。上面示例中呈现的块的顺序可以变化。例如，可以将块重新排序、组合和/或分成子块。某些块或过程可以并行地执行。

除非另有明确说明或者在所使用的上下文中以其他方式理解的，否则本文中使用的条件语言例如“能够(can)”、“能(could)”、“可能(might)”、“可以(may)”、“例如(e.g.)”等通常旨在表达某些示例包括某些特征、元素和/或步骤而其他示例不包括某些特征、元素和/或步骤。因此，这样的条件语言通常不旨在暗示：对于一个或更多个示例以任何方式需要特征、元素和/或步骤，或者一个或更多个示例必须包括用于在有或没有作者输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或步骤是否被包括在任何特定示例中或者要在任何特定示例中被执行的逻辑。

术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的并且以开放式的方式包含地被使用，并且不排除附加的元素、特征、动作、操作等。此外，术语“或”在其包含性意义上被使用(而不是在其排他意义上被使用)，使得当被使用时，例如为了连接元素的列表，术语“或”意味着列表中的元素中的一个、一些或全部。本文中“适于”或“被配置成”的使用意味着开放和包含性的语言，其不排除适于或被配置成执行附加任务或步骤的装置。另外，“基于”的使用意味着开放和包含性，原因是“基于”一个或更多个列举条件或值的过程、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了列举的这些以外的附加条件或值。类似地，“至少部分地基于”的使用意味着开放和包含性，原因是“至少部分地基于”一个或更多个列举条件或值的过程、步骤、计算或其他动作可能实际上基于除了列举的这些之外的附加条件或值。本文中包括的标题、列表和标记仅是为了便于说明而不意味着受到限制。

上述各种特征和过程可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合使用。所有可能的组合和子组合都旨在落入本公开内容的范围内。另外，在一些实施方式中，可以省略某些方法或过程块。本文中描述的方法和过程也不限于任何特定顺序，并且与其相关的块或状态可以以适当的其他顺序执行。例如，所描述的块或状态可以以除了具体公开的顺序之外的顺序执行，或者多个块或状态可以以单个块或状态被组合。示例块或状态可以串行、并行或以一些其他方式执行。可以将块或状态添加至所公开的示例或者从所公开的示例中移除块或状态。类似地，本文中描述的示例系统和部件可以与所描述的不同地配置。例如，与所公开的示例相比，可以添加、移除或重新布置元件。

Claims (20)

1.一种键盘系统，包括：

壳体；

设置在所述壳体中的键结构，所述键结构包括：

键本体，所述键本体包括收发器电路；以及

键帽，所述键帽被构造成非破坏性地耦接至所述键本体以及与所述键本体解耦，其中，所述键帽包括：

收发器电路；以及

存储器结构，所述存储器结构存储：

键帽识别ID数据；以及

对应于键功能的键功能数据，

其中，所述收发器电路被配置成在所述键帽耦接至所述键本体时经由所述收发器电路对所述键帽存储器结构进行轮询，并且检索所述键帽ID数据和所述键功能数据，并且

其中，所述键盘系统被配置成：

基于对所述键帽的轮询来确定所述键帽在所述键盘上的位置；以及

生成控制信号并且将所述控制信号发送至通信上耦接至所述键盘系统的主计算装置，所述控制信号对应于所述键帽ID数据和所述键功能数据。

2.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述键本体包括具有键帽接口的键开关，所述键开关被构造成经由摩擦配合、磁性耦接、硬件耦接中的至少一种耦接至所述键帽。

3.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述键结构还包括被构造在所述键帽与所述键本体之间的键帽保持器，所述键帽保持器被构造成将所述键本体耦接至所述键帽。

4.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述键盘系统包括多个键结构，每个键结构具有相应的键帽，并且

其中，所述收发器电路包括：

一个或更多个处理器；以及

全局收发器结构，所述全局收发器结构在所述壳体内被构造在所述多个键结构下方，所述收发器电路被配置成经由所述全局收发器结构对所述多个键结构的相应键帽中的每个收发器电路进行轮询。

5.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述键结构包括被构造在所述键本体内或者被构造成与所述键本体邻近的局部收发器电路，

其中，所述收发器电路耦接至被构造在所述壳体内的一个或更多个处理器并且由所述一个或更多个处理器控制，并且

其中，所述收发器电路被配置成经由所述局部收发器对所述键帽中的收发器电路进行轮询。

6.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述收发器电路被配置成当所述键帽被按压时对所述键帽存储器结构进行轮询。

7.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述收发器电路被配置成当所述键帽在任何时候未被按压时对所述键帽存储器结构进行轮询，以检测经修改的键帽ID数据或经修改的键功能数据。

8.根据权利要求1所述的键盘系统，其中，所述收发器电路能够操作成使存储在所述键帽的存储器结构中的数据被修改。

9.一种用于输入装置的键结构的键帽，所述键帽包括：

收发器电路；以及

存储器结构，所述存储器结构能够操作成存储：

键帽识别ID数据；以及

对应于键功能的键功能数据，

其中，所述键帽被构造成耦接至键本体，

其中，所述键帽能够操作成经由所述收发器电路与所述键本体中的收发器电路进行通信，

其中，所述键帽被配置成经由所述收发器电路将所述键帽ID数据和所述键功能数据发送至所述收发器电路，并且

其中，所述键帽能够操作成当所述键帽被按下时对耦接至所述输入装置的主计算装置中的所述键功能进行实例化。

10.根据权利要求9所述的键帽，其中，所述键帽ID数据和所述键功能数据被配置成使所述输入装置生成控制信号并且将所述控制信号发送至通信上耦接至所述输入装置的主计算装置，所述控制信号能够操作成基于所述键帽ID数据和所述键功能数据来控制所述主计算装置。

11.根据权利要求10所述的键帽，其中，所述控制信号通过使所述主计算装置进行以下操作来控制所述主计算装置：

在由所述主计算装置控制的显示器上更新所述输入装置的视觉表示，所述输入装置的视觉表示包括：

具有虚拟键帽的虚拟输入装置；

可编辑的数据字段，所述可编辑的数据字段显示所述键帽的键帽ID数据；以及

第二可编辑的数据字段，所述第二可编辑的数据字段显示所述键帽的键功能数据，其中，所述虚拟键帽被示出为在与所述键帽被定位在所述输入装置上的位置相同的相应位置放置于所述虚拟输入装置上，

其中，对所述可编辑的数据字段中的所述键帽ID数据的改变引起对存储在所述键帽的存储器结构中的所述键帽ID数据的相应改变，并且

其中，对所述第二可编辑的数据字段中的所述键功能数据的改变引起对存储在所述键帽的存储器结构中的所述键功能数据的相应改变。

12.根据权利要求9所述的键帽，其中，所述键帽的存储器结构还能够操作成存储对应于与所述键帽相关联的可用积分的量的积分数据，其中，当所述键帽被按下时，存储在所述存储器结构中的所述可用积分减少预定的量。

13.根据权利要求9所述的键帽，其中，所述键功能数据包括作为宏存储在所述键帽的存储器结构中的多个功能。

14.根据权利要求9所述的键帽，其中，所述键帽能够操作成经由有线或无线电力耦接从所述键本体中的收发器电路接收电力，其中，所述键帽包括显示器，所述显示器被配置成描绘与所述键帽ID数据相关联的图像，其中，所述显示器是LED显示器或电子墨显示器，并且其中，所述显示器由从所述键本体中的收发器电路接收到的电力供电。

15.根据权利要求9所述的键帽，其中，所述存储器结构还将用于所述输入装置的操作数据存储在配置文件中，其中，所述操作数据对应于用于所述输入装置上的输入元件的一个或更多个设置，其中，所述输入装置是键盘或计算机鼠标，并且其中，所述一个或更多个设置包括以下中的至少一个：

每英寸点数设置；

快捷键；

RGB照明设置；

滚轴阻力；

点击反馈配置文件；

报告率设置；

键赋值设置；或者

电力模式设置。

16.一种操作键盘的方法，所述方法包括：

由一个或更多个处理器检测所述键盘上的键的激活；

由所述一个或更多个处理器读取所述键的键帽上的存储器元件，所述存储器元件能够操作成存储键数据，所述键数据包括：

键帽识别ID数据；以及

对应于键功能的键功能数据；以及

生成控制信号，所述控制信号能够操作成使通信上耦接至所述键盘的主计算装置基于所述键帽ID数据和所述键功能数据执行功能。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述键帽包括收发器电路，

其中，经由与所述收发器电路的无线电感耦接来促进对所述键帽上的所述存储器元件的读取。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述控制信号通过使所述主计算装置进行以下操作来控制所述主计算装置：

在由所述主计算装置控制的显示器上更新所述键盘的视觉表示，所述键盘的视觉表示包括：

具有虚拟键帽的虚拟键盘；

可编辑的数据字段，所述可编辑的数据字段显示所述键帽的键帽ID数据；以及

第二可编辑的数据字段，所述第二可编辑的数据字段显示所述键帽的键功能数据，其中，所述虚拟键帽被示出为在与所述键帽被定位在所述键盘上的位置相同的相应位置放置于所述虚拟键盘上，

其中，对所述可编辑的数据字段中的所述键帽ID数据的改变引起对存储在所述键帽的存储器结构中的所述键帽ID数据的相应改变，并且

其中，对所述第二可编辑数据字段中的所述键功能数据的改变引起对存储在所述键帽的存储器元件中的所述键功能数据的相应改变。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述键帽能够操作成从所述收发器电路无线地接收电力，其中，所述键帽包括显示器，所述显示器被配置成描绘与所述键帽ID数据相关联的图像，其中，所述显示器是LED显示器或电子墨显示器，并且其中，所述显示器由从所述收发器电路无线地接收到的电力供电。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述键帽还包括一个或更多个传感器，其中，所述一个或更多个传感器由无线地接收到的电力供电，其中，所述键帽将来自所述一个或更多个传感器的传感器数据传输至所述收发器，并且其中，所述一个或更多个传感器包括环境传感器、光传感器、生物识别传感器或MEMS传感器中的至少一种。

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