FR2955423A1

FR2955423A1 - Flat motorized keyboard i.e. scissor-like keyboard, has tertiary keys that are forced upward from neighboring primary and secondary keys when finger pressure is released, where secondary keys are forced upward from primary keys

Info

Publication number: FR2955423A1
Application number: FR1000230A
Authority: FR
Inventors: Jean Loup Gillot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-22

Abstract

The keyboard has primary, secondary and tertiary keys (P, S, T) with upper and lower layers that are in juxtaposition to receive grids of electrodes to allow the keyboard to operate in a touchpad mode when the keyboard is at rest. The primary keys are driven downward from neighboring secondary and tertiary keys under pressure of finger. The secondary keys are driven downward from the neighboring tertiary keys. The tertiary keys are forced upward from the neighboring primary and secondary keys when the finger pressure is released. The secondary keys are forced upward from the primary keys.

Description

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L'invention consiste en une amélioration importante de l'une des réalisations du clavier « mécanique plat» décrite dans le brevet EP0805465 et dans la demande de brevet INPI 09 05690 Cette réalisation, montrée sur la figure 1, comporte trois types de touches : des touches P dites principales sur lesquelles l'utilisateur est invité à effectuer la frappe, des touches S dites secondaires qui comblent le vide entre deux touches principales voisines et des touches dites tertiaires qui comblent le vide entre quatre touches secondaires voisines. Les touches principales P, sur lesquelles l'utilisateur est invité à effectuer la frappe, entraînent dans leur mouvement vers le bas les touches secondaires qui entraînent elles-mêmes les touches tertiaires vers le bas. Inversement, lorsque la pression du doigt se relâche, les touches tertiaires ramènent vers le haut les touches secondaires, lesquelles ramènent elles-mêmes vers le haut la touche principale. The invention consists in a significant improvement of one of the embodiments of the "flat mechanical" keyboard described in the patent EP0805465 and in the patent application INPI 09 05690 This embodiment, shown in FIG. 1, comprises three types of keys: main keys P key on which the user is asked to perform the keystrokes S said secondary that fill the gap between two neighboring major keys and so-called tertiary keys that fill the gap between four neighboring secondary keys. The main keys P, on which the user is invited to perform the keystroke, cause in their downward movement the secondary keys which themselves cause the tertiary keys down. Conversely, when the pressure of the finger is released, the tertiary keys bring up the secondary keys, which themselves bring up the main key.

Ce clavier à la fois mécanique et plat a l'avantage d'offrir au doigt une surface plane plus importante que les claviers actuels et de permettre en conséquence une longue session de saisie sans fatigue excessive du doigt. Il permet surtout de le surmonter d'une couche tactile capacitive autorisant, moyennant les dispositions décrites dans la demande de brevet INPI 09 05690, une utilisation du clavier en mode «touchpad ». Il a cependant l'inconvénient d'entraîner l'existence d'une structure des touches à trois couches, haute, moyenne et basse : la couche haute, sur laquelle frappe le doigt, entraînant la couche moyenne d'une touche secondaire, celle-ci entraînant la couche basse d'une touche tertiaire. Pour que le clavier soit constitué de deux couches seulement, on peut donner aux touches secondaires et tertiaires une forme non rectangulaire comme sur la figure 2, mais une telle forme est très déplaisante à l'oeil et entraîne une diminution de la surface totale sur laquelle le doit peut taper sans entraîner de faute de frappe. This keyboard both mechanical and flat has the advantage of offering the finger a flat surface larger than the current keyboards and allow a long session so input without excessive finger fatigue. It allows above all to overcome a capacitive touch layer allowing, with the provisions described in the patent application INPI 09 05690, use of the keyboard in "touchpad" mode. However, it has the disadvantage of causing the existence of a structure of three-layer keys, high, medium and low: the high layer on which the finger strikes, resulting in the middle layer of a secondary key, that- causing the lower layer of a tertiary key. In order for the keyboard to consist of only two layers, the secondary and tertiary keys may be given a non-rectangular shape as in FIG. 2, but such a shape is very unpleasant to the eye and causes a decrease in the total area over which the must can type without causing typo.

Un autre moyen de permettre une structure à deux couches des touches du clavier fait l'objet de la présente invention, dans laquelle les touches principales P sont à même d'entraîner vers le bas non seulement les touches secondaires S, mais aussi les touches tertiaires T. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite à titre d'exemple illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - La figure 1 présente un clavier mécanique plat selon le brevet EP0805465, La figure 2 montre une structure du clavier à deux couches dont les touches secondaires et tertiaires sont non rectangulaires, Les figures 3A et 3B montre une vue de dessus et une vue de dessous du clavier selon l'invention, Les figures 4A, 4B et 4C montrent en perspective la structure des touches principales, secondaires et tertiaires selon la présente invention, La figure 5 met en évidence les surfaces de contact entre touches voisines lorsque le clavier est au repos, 2955423 2/5 La figure 6 montre en perspective la construction progressive du pavé constitué d'une touche principale et de ses huit touches secondaires et tertiaires. Another means of enabling a two-layer structure of the keys of the keyboard is the subject of the present invention, in which the main keys P are able to drive down not only the secondary keys S, but also the tertiary keys. Other features and advantages of the invention will appear on reading the description given by way of illustrative and nonlimiting example, with reference to the appended figures in which: FIG. 1 shows a flat mechanical keyboard according to the patent EP0805465, FIG. 2 shows a structure of the two-layer keyboard whose secondary and tertiary keys are non-rectangular. FIGS. 3A and 3B show a view from above and a bottom view of the keyboard according to the invention. FIGS. 4A, 4B and 4C show in perspective the structure of the main, secondary and tertiary keys according to the present invention. FIG. 5 highlights the contact surfaces between the keys. When the keyboard is at rest, 2955423 2/5 Figure 6 shows in perspective the progressive construction of the pavement consisting of a main key and its eight secondary and tertiary keys.

La figure 3A montre une vue de dessus d'une réalisation possible du clavier selon l'invention lorsqu'il 5 n'existe pas de touche tertiaire extérieure à ce clavier. Les touches, plus précisément les couches hautes de chaque touche, sont toutes contiguës avec leurs voisines. La figure 3B montre une vue de dessous du même clavier : les couches basses de chaque touche sont également contiguës les unes aux autres, mais de dimensions différentes des couches hautes. Les couches basses des touches principales et secondaires extérieures sont en outre plus grandes que les couches basses des touches principales et secondaires 10 intérieures afin de pouvoir s'adosser comme leurs couches hautes extérieures sur la paroi verticale entourant le clavier. FIG. 3A shows a view from above of a possible embodiment of the keyboard according to the invention when there is no external tertiary key to this keyboard. The keys, specifically the top layers of each key, are all contiguous with their neighbors. Figure 3B shows a bottom view of the same keyboard: the lower layers of each key are also contiguous to each other, but different sizes of the upper layers. The lower layers of the outer primary and secondary keys are further larger than the lower layers of the inner primary and secondary keys so that they can lean as their outer top layers on the vertical wall surrounding the keyboard.

Les figures 4A, 4B et 4C mettent en évidence en trois dimensions la structure à deux couches haute et basse des touches principales P, secondaires S et tertiaires T du clavier présenté sur les figures 3A et 3B : 15 la couche haute d'une touche principale P y est plus grande dans les deux dimensions horizontales que sa couche basse, la couche haute d'une touche secondaire S est plus grande dans une dimension horizontale que sa couche basse et plus petite dans l'autre, enfin la couche haute d'une touche tertiaire y est plus petite dans les deux dimensions horizontales que sa couche basse. FIGS. 4A, 4B and 4C show in three dimensions the high and low two-layer structure of the main P, secondary S and tertiary keys T of the keyboard shown in FIGS. 3A and 3B: the upper layer of a main key P is greater in the two horizontal dimensions than its lower layer, the upper layer of a secondary key S is larger in one horizontal dimension than its lower layer and smaller in the other, and finally the upper layer of a tertiary key is smaller in both horizontal dimensions than its lower layer.

20 La figure 5 montre une vue de dessus d'une touche principale P du clavier selon l'invention et de deux de ses voisines secondaire S et tertiaire T. Les couches hautes de ces touches sont représentées en trait plein et les couches inférieures en tirets. La surface de contact SPS entre la touche P et la touche S y apparaît en hachuré horizontal, la surface de contact SPT entre la touche P et la touche T en hachuré oblique et la surface de contact SST entre la touche S et la touche T en hachuré vertical. La couche haute d'une touche 25 principale s'appuie donc à la fois sur la couche basse de ses voisines secondaires et tertiaires et entraînera lesdites touches vers le bas lorsque la touche principale sera enfoncée, tandis que la couche haute d'une touche secondaire s'appuie sur la couche inférieure de ses voisines tertiaires et entraînera comme la touche principale lesdites touches vers le bas. FIG. 5 shows a plan view of a main key P of the keyboard according to the invention and of two of its secondary S and tertiary neighbors T. The high layers of these keys are represented in full lines and the lower layers in dashed lines . The SPS contact surface between the P key and the S key appears in horizontal hatching, the SPT contact surface between the P key and the oblique hatched T key and the SST contact surface between the S key and the T key. hatched vertical. The top layer of a main key thus relies on both the lower layer of its secondary and tertiary neighbors and will cause said keys to be down when the main key is depressed, while the top layer of a secondary key. is based on the lower layer of its tertiary neighbors and will cause as the main key said keys down.

30 La figure 6 montre en perspective la construction progressive du pavé constitué d'une touche principale intérieure du clavier et de ses huit touches secondaires et tertiaires, en commençant par le placement des quatre touches tertiaires, en continuant par le placement entre deux touches tertiaires d'une touche secondaire parallèle à l'axe des X, puis par le placement des deux touches secondaires parallèles à l'axe des Y, puis par le placement de la touche principale, enfin par le placement de la dernière touche 35 secondaire qui «ferme» l'ensemble. Toutes ces touches sont bien entendu fixées sur des ressorts, qui sont fixés eux-mêmes sur la plaque de fond du clavier et qui n'apparaissent pas sur la figure 6 (le mot « touche » est utilisé ici par souci de simplification, puisqu'il s'agit en fait des capuchons de touche qui doivent être associés à des ressorts pour former des touches au sens plein du terme). 2955423 3/5 FIG. 6 shows in perspective the progressive construction of the pavement consisting of an inner key of the keyboard and its eight secondary and tertiary keys, starting with the placement of the four tertiary keys, continuing by the placement between two tertiary keys of the keyboard. a secondary key parallel to the X axis, then by the placement of the two secondary keys parallel to the Y axis, then by the placement of the main key, finally by the placement of the last secondary key which "closes" " all. All these keys are of course fixed on springs, which are themselves fixed on the bottom plate of the keyboard and which do not appear in Figure 6 (the word "key" is used here for the sake of simplification, since it is actually the touch caps that must be associated with springs to form keys in the full sense of the term). 2955423 3/5

Le fait que toutes les touches du clavier selon l'invention soient constituées de deux couches superposées au lieu de trois a comme premier avantage de diminuer sa hauteur totale. Un deuxième avantage est la forme particulièrement simple des touches. Les couches basses des touches peuvent en outre être comme 5 les couches hautes rigoureusement contiguës (figures 3B, 5 et 6) ; si donc on veut doter le clavier d'un fonctionnement en mode « touchpad », il n'est pas besoin de fixer au-dessus de celui-ci une couche tactile supplémentaire découpée en autant de pièces qu'il y a de touches, car les deux couches haute et basse du clavier lui-même, issues de la juxtaposition des couches haute et basse des touches, peuvent recevoir respectivement la grille d'électrodes parallèles à l'axe des X et la grille d'électrodes parallèles à l'axe 10 des Y nécessaires à ce fonctionnement. On en déduit une nouvelle diminution de la hauteur du clavier par rapport à l'invention précédente. The fact that all the keys of the keyboard according to the invention consist of two superimposed layers instead of three has the first advantage of reducing its total height. A second advantage is the particularly simple shape of the keys. The lower layers of the keys may further be like the strictly contiguous top layers (FIGS. 3B, 5 and 6); so if we want to provide the keyboard with a touchpad mode operation, there is no need to fix on top of it an additional touch layer cut into as many pieces as there are keys, because the two upper and lower layers of the keyboard itself, derived from the juxtaposition of the upper and lower layers of the keys, can respectively receive the electrode grid parallel to the X axis and the grid of electrodes parallel to the axis 10 Y needed for this operation. We deduce a further decrease in the height of the keyboard compared to the previous invention.

Si le clavier ne comporte aucune touche tertiaire extérieure comme celui qui est illustré par la figure 3A, le nombre de ses touches tertiaires est très inférieur à celui de ses touches principales : huit tertiaires pour 15 quinze principales dans le cas de la figure 3A. On peut alors profiter de cette configuration pour transférer le rôle de contact électrique des touches principales sur les touches tertiaires. Lorsqu'en effet une touche principale P d'un tel clavier est enfoncée, elle entraîne avec elle un ensemble de touches tertiaires qui lui est propre, et dont le nombre est variable : de quatre touches si la touche P est intérieure au clavier, de deux touches s'il s'agit d'une touche latérale (c'est-à-dire extérieure mais non située dans un des quatre 20 coins du clavier) et d'une seule touche s'il s'agit d'une touche « de coin ». Il faut bien sûr que l'organe de contrôle du clavier soit capable de détecter jusqu'à quatre contacts électriques établis en même temps, ce qui est très aisé à réaliser. La touche principale enfoncée par le doigt de l'utilisateur est dans ces conditions détectée par le logiciel sous-jacent grâce à la connaissance de l'ensemble des touches tertiaires qui ont elles-mêmes été enfoncées. Cette variante de réalisation simplifie Le circuit imprimé qui se trouve 25 gravé sur la plaque de fond du clavier puisqu'il comporte beaucoup moins de conducteurs que celui d'un clavier actuel comportant le même nombre de touches principales. Ceci est particulièrement avantageux si le clavier est doté de la fonction « touchpad », car la perturbation qui peut être apportée par ces conducteurs sur la distribution de charges électriques des électrodes en est diminuée d'autant. If the keyboard has no external tertiary key as shown in FIG. 3A, the number of its tertiary keys is much smaller than that of its main keys: eight tertiary for 15 main fifteen in the case of FIG. 3A. We can then take advantage of this configuration to transfer the role of electrical contact of the main keys on tertiary keys. When indeed a main key P of such a keyboard is pressed, it carries with it a set of tertiary keys of its own, and whose number is variable: four keys if the key P is inside the keyboard, two keys if it is a side key (ie outside but not located in one of the four corners of the keyboard) and a single key if it is a key "Corner". It must of course that the keyboard control member is capable of detecting up to four electrical contacts established at the same time, which is very easy to achieve. The main key pressed by the user's finger is in these conditions detected by the underlying software through the knowledge of all the tertiary keys that have themselves been depressed. This variant simplifies the printed circuit board which is engraved on the bottom plate of the keyboard since it has much fewer conductors than that of a current keyboard with the same number of main keys. This is particularly advantageous if the keyboard is equipped with the "touchpad" function, because the disturbance that can be brought by these conductors on the distribution of electrical charges of the electrodes is reduced accordingly.

30 Une technique performante de réalisation industrielle du clavier selon l'invention consiste à faire appel à des ressorts en forme de ciseaux (scissor-like keyboard). Ces ressorts sont constitués de deux pièces élastiques qui s'articulent en ciseaux, auxquelles peut être associé ou non un ressort à flambement du type « dôme » par exemple, ces pièces pouvant toutes être non métalliques et donc non conductrices. Les touches tertiaires reçoivent obligatoirement un ressort à flambement parce que c'est à elles que revient le 35 rôle d'offrir une résistance à la pression du doigt analogue à celles des claviers actuels. Les touches principales et secondaires intérieures, dotées de quatre voisines tertiaires, en sont en revanche dépourvues. Lorsqu'il existe des touches principales extérieures comme sur la figure 3A, leur enfoncement doit offrir au doigt la même résistance que les touches intérieures, ce qui impose de doter les /5 touches secondaires extérieures et les touches principales « de coin » d'un ressort à flambement identique à celui des touches tertiaires. Ces touches principales « de coin » subissent alors, lorsque la pression du doigt se relâche, une poussée vers le haut identique à celles des trois touches secondaires et tertiaire qui les entourent. Or ces dernières ont une dimension, et donc un poids, sensiblement inférieure à celles de la touche principale et remontent naturellement plus vite qu'elle, si bien que l'ensemble des touches enfoncées avec la touche principale reste solidaire au moment de cette remontée. Les ciseaux doivent bien sûr être attribués à toutes les touches parce qu'ils assurent leur attachement à la plaque de fond du clavier ainsi que leur stabilité au moment de la frappe. A high-performance technique of industrial keyboard production according to the invention consists in using scissor-like keyboard springs. These springs consist of two elastic pieces that articulate scissors, which may or may not be associated with a buckling spring type "dome" for example, these parts may all be non-metallic and therefore non-conductive. The tertiary keys necessarily receive a buckling spring because it is to them that the role of providing finger pressure resistance similar to those of the current keyboards is returned. The main and secondary keys inside, with four tertiary neighbors, are however lacking. When there are external main keys as in Figure 3A, their depression must offer the finger the same resistance as the inner keys, which requires to provide the / 5 external secondary keys and key "corner" of a buckling spring identical to that of the tertiary keys. These key "corner" keys then undergo, when the pressure of the finger is released, a push upwards identical to those of the three secondary and tertiary keys that surround them. But the latter have a dimension, and therefore a weight, significantly lower than those of the main key and naturally back up faster than it, so that all keys pressed with the main key remains attached at the time of the ascent. The scissors must of course be assigned to all keys because they ensure their attachment to the bottom plate of the keyboard and their stability at the time of typing.

Dans une variante non illustrée de réalisation du clavier, les parois des touches principales, secondaires et tertiaires sont obliques au lieu d'être verticales. Cette variante a le même avantage que la variante équivalente du clavier selon l'invention précédente : la contiguïté des touches voisines, et par conséquent la continuité électrique des électrodes élémentaires si celles-ci existent, peut être assurée de façon parfaite lorsque le clavier est au repos, sans qu'un frottement ne gêne au moment de la frappe le déplacement d'une touche entraînée vers le bas avec une touche voisine restée immobile. In a non-illustrated embodiment of the keyboard, the walls of the main keys, secondary and tertiary are oblique instead of vertical. This variant has the same advantage as the equivalent variant of the keyboard according to the preceding invention: the contiguity of neighboring keys, and therefore the electrical continuity of the elementary electrodes if they exist, can be ensured perfectly when the keyboard is at rest, without a friction interferes with the moment of striking the movement of a key dragged down with a neighboring key remained motionless.

Claims

REVENDICATIONS1. Flat mechanical keyboard characterized in that it is CLAIMS1. Flat mechanical keyboard characterized in that it consists of adjoining main, secondary and tertiary keys, the main keys driving down under the pressure of the finger their neighboring secondary and tertiary keys and the secondary keys also leading down their tertiary keys adjacent, and characterized in that the tertiary keys pressed back up their main and secondary neighbors once the pressure of the finger released, and in that the secondary keys pressed also bring up the main key.

2. Keyboard according to claim 1, characterized in that the keys consist of two superimposed high and low layers, the upper layer of the main keys being larger in two dimensions than their lower layer, the upper layer of the keys. secondary ones being of a size greater than that of their lower layer in one dimension and lower in the other, the upper layer of the tertiary keys being of smaller size in both dimensions than that of their lower layer.

3. Keyboard according to claim 2, characterized in that the overall layer formed by the juxtaposition of the upper layers of the keys constituting this keyboard receives a grid of electrodes and in that the overall layer formed by the juxtaposition of the lower layers of the same keys receives a grid of electrodes perpendicular to the first, thus allowing operation in touchpad mode.

4. Keyboard according to claim 1, characterized in that it is the tertiary keys, and not the main keys, which establish an electrical contact when pressed, and characterized in that the depression of a main key is detected by the underlying software through the electrical contacts established by the tertiary keys that were dragged down with it.