JP7411007B2 - 統合インタフェースシステムを備えたデバイス - Google Patents

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JP7411007B2 JP2022079668A JP2022079668A JP7411007B2 JP 7411007 B2 JP7411007 B2 JP 7411007B2 JP 2022079668 A JP2022079668 A JP 2022079668A JP 2022079668 A JP2022079668 A JP 2022079668A JP 7411007 B2 JP7411007 B2 JP 7411007B2
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ブレット ダブリュー. デグナー,
ロン エー. ホプキンソン,
アジフ フサイン,
ディネシュ シー. マシュー,
ミカエル シルヴァント,
チャン チャン,
ツェン ガオ,
ロベルト ワイ. チャオ,
キース ジェイ. ヘンドレン,
ブライアン ダブリュー. ポズナー,
サイモン アール. ランカスター-ラロック,
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Description

[関連出願の相互参照]
この特許協力条約に基づく本特許出願は、2017年3月29日に出願され、参照により全体が取り込まれる、「Device having Integrated Interface System」と題された米国仮特許出願第62/478,537号に対する優先権を主張するものである。
[技術分野]
説明される実施形態は、概して電子デバイスに関し、より具体的には、デバイスのエンクロージャと統合された透明な誘電体入力面を有する電子デバイスに関する。
多くの電子デバイスは、ユーザがデバイスと対話することを可能にするためのキーボード、トラックパッド、マウス、又はタッチスクリーンなどの1つ以上の入力デバイスを含む。一部の従来の電子デバイスでは、入力デバイスのうちの任意の1つ以上を含めるために、液体又はその他の異物がデバイスのエンクロージャに入る可能性のある穴、開口部、又は継ぎ目の形成を必要とする場合がある。更に、一部の従来の電子機器のエンクロージャは、傷が付きやすい材料や、触感や外観が劣る材料で形成されている場合がある。
本明細書に記載される実施形態は、概して、プラスチック、ガラス、又はセラミック材料などの透明な誘電材料から少なくとも部分的に形成されているエンクロージャを有する電子デバイスに関する。透明な誘電材料は、従来のデバイス構造の欠点を備えることなくデバイスの外観を改善する連続的な又はシームレスな入力面を形成し得る。
ポータブルコンピュータは、ディスプレイを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部に枢動可能に連結されているベース部と、を含み得る。ベース部は、下部ケースと、誘電材料で形成され、下部ケースに結合されている上部ケースと、を含み得る。上部ケースは、ベース部の上面を画定する上部部材と、上部部材と一体的に形成され、ベース部の側面を画定する側壁と、を含み得る。ポータブルコンピュータは、ベース部の上面に加えられたタッチ入力の位置を判定するように構成されている第1の感知システムと、タッチ入力の力を判定するように構成されている第2の感知システムと、を含む感知システムを更に含み得る。上部ケースは透明材料で形成され得る。
上部ケースは、単一ガラス部材から形成され得る。側壁は第1の側壁であり得、側面は第1の側面であり得、上部ケースは、第1の側壁及び上部部材と一体的に形成されてベース部の第2の側面を画定する第2の側壁と、第1の側壁、第2の側壁、及び上部部材と一体的に形成されてベース部の第3の側面を画定する第3の側壁と、を更に含み得る。
第1の感知システムは、上部部材の下方に配置され、上部部材の領域全体にわたって延在し得、第2の感知システムは、上部部材の下方に配置され、上部部材の領域全体にわたって延在し得る。上部部材は開口部を画定し得、ポータブルコンピュータは、開口部に配置されているキーボードを更に含み得る。
ディスプレイは第1のディスプレイであり得、ポータブルコンピュータは、ベース部内に、上部ケースを通して視認可能な第2のディスプレイを更に含み得る。第2のディスプレイは、上部ケースのキーボード領域にキーボードの画像を表示するように構成され得る。キーボードの画像はキーの画像を含み得、第2の感知システムは、力閾値を超える力でキーに加えられた入力が検出されたことに応答してキー入力を登録するように構成され得る。
デバイスは、ディスプレイ筐体を含むディスプレイ部と、ディスプレイ筐体内のディスプレイと、を含み得る。デバイスは、ディスプレイ部に結合されているベース部を更に含み得、ベース部は、下部ケースと、下部ケースに結合され、ベース部の上側外面を画定するガラス上部ケースと、を含む。デバイスは、ベース部の上側外面の任意の位置に加えられたタッチ入力の位置を判定し、ベース部の上側外面の任意の位置に加えられたタッチ入力の力を判定するように構成されている感知システムを更に含み得る。感知システムは、タッチ入力の位置を判定するように構成されているタッチ感知システムと、タッチ入力の力を判定し、タッチ入力の位置を判定するように構成されている力感知システムと、を含み得る。上部ケースは、タッチ入力に応答して局所的に変形するように構成されており、デバイスは、判定された力が力閾値を超える場合、タッチ入力の位置における入力を登録するように構成され得る。
デバイスは、タッチ入力の位置における入力の登録に応答して、上部ケースにおける触覚出力を生成するように構成されている触覚デバイスを更に含み得る。触覚出力は、その位置での触覚出力の大きさがその位置に隣接する異なる位置での触覚出力の大きさよりも大きくなるように、局所触覚出力を生成し得る。触覚デバイスは、上部ケースに結合されている圧電材料を含み得る。
上部ケースは開口部を画定し得、デバイスは、開口部に少なくとも部分的に配置されているキーボードを更に含み得る。下部ケースは、下部部材、下部部材と一体的に形成されている第1の側壁、下部部材と一体的に形成されている第2の側壁、及び下部部材と一体的に形成されている第3の側壁を画定し得る。上部ケースは、第1、第2、及び第3の側壁を介して下部ケースに取り付けられ得る。
ノートブックコンピュータは、ディスプレイを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部にフレキシブルに結合されるベース部と、を含み得、ベース部は、下部ケースと、下部ケースに結合され、ベース部の略上面全体を画定するガラス上部ケースと、を含む。ノートブックコンピュータは、上部ケースに加えられたタッチイベントの位置を判定するように構成されているタッチ感知システムと、タッチイベントに関連付けられた力が閾値を超えたことに応答して、ノートブックコンピュータに入力を登録させる力感知システムと、を更に含み得る。
ガラス上部ケースはキーボード領域とトラックパッド領域を画定し得、ノートブックコンピュータは、タッチイベントの位置がキーボード領域内にある場合、入力をキー入力として登録するように構成され得る。力感知システムは、ユーザの手のひらがトラックパッド領域内にあるか否かを判定するように構成され得る。力感知システムが、ユーザの手のひらがトラックパッド領域内にないと判定したことに応答して、ノートブックコンピュータは、閾値を第1の閾値に設定し、力感知システムが、ユーザの手のひらがトラックパッド領域内にあると判定したことに応答して、ノートブックコンピュータは、閾値を第1の閾値とは異なる第2の閾値に設定し得る。ノートブックコンピュータは、タッチイベントの位置がトラックパッド領域内にある場合、入力をトラックパッド入力として登録するように構成され得る。ノートブックコンピュータは、入力をキー入力として登録したことに応答して第1のアクションをとり、入力をトラックパッド入力として登録したことに応答して第1のアクションとは異なる第2のアクションをとるように構成され得る。
ノートブックコンピュータは、入力をトラックパッド入力又はキー入力として登録したことに応答して、ガラス上部ケースにおける触覚出力を生成するように構成されている触覚デバイスを更に含み得る。
デバイスは、ディスプレイ筐体とディスプレイ筐体内のディスプレイとを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部にフレキシブルに結合されるベース部であって、ユーザ入力を受け取るように構成されているキーボード領域を画定するガラス部材を含むベース部と、キーボード領域の第1の領域で第1の触覚出力を生成するように構成されている第1の触覚アクチュエータと、第1の領域とは異なるキーボード領域の第2の領域で第2の触覚出力を生成するように構成されている第2の触覚アクチュエータと、を含み得る。デバイスは、キーを有するキーボード領域を更に含み得る。第1の領域は、キーボード領域の第1のキーに対応し、第2の領域は、キーボード領域の第2のキーに対応し得る。
デバイスは、タッチ入力が第1のキーに加えられたか否かを判定するように構成されているタッチ感知システムを更に含み得、第1の触覚アクチュエータは、タッチ入力が第1のキーに加えられたと判定されたことに応答して第1の触覚出力を生成し得る。
デバイスは、第1のキーに加えられたタッチ入力に関連付けられた力を判定するように構成されている力感知システムを更に含み得、第1の触覚アクチュエータは、力が力閾値を超えたと判定されたことに応答して第1の触覚出力を生成し得る。力閾値は、第1のキー上のタイピング入力に関連付けられた力に対応し得る。
ガラス部材は、トラックパッド領域を更に画定し得、デバイスは、トラックパッド領域内の任意の位置で第3の触覚出力を生成するように構成されている第3の触覚アクチュエータを更に含み得る。キーボード領域は、ガラス部材の平面に対応し得、第1及び第2の触覚アクチュエータはガラス部材に面外力を加えるように構成され得、第3の触覚アクチュエータはガラス部材に面内力を加えるように構成され得る。
ノートブックコンピュータは、ディスプレイを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部に枢動可能に結合されているベース部と、を含み得、ベース部は、下部ケースと下部ケースに結合されているガラス上部ケースとを含み得る。ガラス上部ケースは、キーボード領域と、キーボード領域に隣接するトラックパッド領域と、を画定し得る。ノートブックコンピュータは、キーボード領域及びトラックパッド領域内のガラス上部ケースに加えられた入力を検出するように構成されている力感知システムと、力感知システムがキーボード領域内の第1の入力を検出したことに応答して第1の触覚出力を生成するように構成されている第1の触覚アクチュエータと、力感知システムがトラックパッド領域内の第2の入力を検出したことに応答して、第1の触覚出力とは異なる第2の触覚出力を生成するように構成されている第2の触覚アクチュエータと、を更に含み得る。
第1の触覚出力は、キーボード領域内のガラス上部ケースの局所撓みを含み得、第2の触覚出力は、トラックパッド領域の表面の面内方向にガラス上部ケースに加えられる力を含み得る。
第1の触覚アクチュエータは圧電アクチュエータを含み得、第2の触覚アクチュエータは質量と、質量を移動して第2の触覚出力を生成するように構成されている電磁アクチュエータと、を含み得る。
ガラス上部ケースは平面を画定し、キーボード領域とトラックパッド領域は平面に画定され得る。ガラス上部ケースは、ベース部の上面全体を画定し得る。
キーボード領域は、ガラス上部ケースの下方のマスク層によって画定される複数のキーを含み得る。
ディスプレイは第1のディスプレイであり得、ノートブックコンピュータは、ベース部にガラス上部ケースを通じて視認可能な第2のディスプレイを更に含み得、第2のディスプレイはキーボード領域内のキーの画像を表示し得る。第2のディスプレイは、トラックパッド領域の少なくとも一部の周りに境界を表示し得る。
ポータブルコンピュータは、ディスプレイ筐体と、ディスプレイ筐体内に少なくとも部分的に配置されているディスプレイと、ディスプレイ筐体に結合され、ディスプレイ筐体に対して回転するように構成されているベース部と、を含み得る。ベース部は、ベース部の下面を画定する金属部材と、ベース部の上面を画定するガラス部材と、を含み得る。ポータブルコンピュータは、第1のタイプの入力がガラス部材上で検出されたことに応答して、第1のタイプの触覚出力を生成するように構成されている第1の触覚アクチュエータと、第2のタイプの入力がガラス部材上で検出されたことに応答して、第1のタイプの触覚出力とは異なる第2のタイプの触覚出力を生成するように構成されている第2の触覚アクチュエータと、を含み得る。ガラス部材は、第1のタッチ感知領域と、第1のタッチ感知領域に隣接する第2のタッチ感知領域と、を画定し得る。第1のタイプの入力は、第1のタッチ感知領域内で検出された入力に対応し得、第2のタイプの入力は、第2のタッチ感知領域内で検出された入力に対応し得る。上面は、ベース部の上面全体であり得る。
第1の触覚アクチュエータは、ガラス部材を局所的に変形するように構成され得、第2の触覚アクチュエータは、ベース部の上面によって画定される平面に平行な方向にガラス部材の少なくとも一部を移動させるように構成され得る。第1の触覚アクチュエータは、単一キーに対応するガラス部材の領域を局所的に変形するように構成されている圧電アクチュエータであり得る。
ポータブルコンピュータは、ディスプレイを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部に枢動可能に結合されているベース部と、を含み得、ベース部は、外面を画定するガラス上部ケースと、外面から内面までガラス上部ケースを貫通するキーボード開口部と、を含み得る。ポータブルコンピュータは、キーボード開口部内に少なくとも部分的に配置され、基板と、基板に対して移動するように構成されているキーと、キーにわたって配設され、キーのユーザインタフェース面を画定するファブリックカバーと、を含むキーボードを更に含み得る。ポータブルコンピュータは、ガラス上部ケースの下方に、キーのユーザインタフェース面に加えられたタッチ入力を検出するように構成されているタッチ感知システムを更に含み得る。ポータブルコンピュータは、タッチ入力に関連付けられた力を判定するように構成されている力感知システムを更に含み得る。
キーボードは、キー開口部及び複数の追加キー開口部を画定するキーウェブを更に含み得、キーは、キー開口部に少なくとも部分的に配置され得る。キーボードは、複数の追加キーを更に含み得、追加キーがそれぞれ対応するキー開口部に少なくとも部分的に配置され得る。ファブリックカバーは、キーウェブ及び複数の追加キーにわたって配置され得、ファブリックカバーは、キー及び複数の追加キーに広がるキーボード領域と、キーボード領域を囲む外側領域と、を画定し得る。
外側領域は、ガラス上部ケースと下にある構成要素との間に捕捉され得る。ファブリックカバーの少なくとも一部はキーに接着されている。
ガラス上部ケースは、トラックパッド領域を更に画定し得る。キーボード開口部は矩形の開口部であり、トラックパッド領域は、キーボード開口部の第1の側に沿ったガラス上部ケースの第1の部分と、キーボード開口部の第2の側に沿ったガラス上部ケースの第2の部分と、及びキーボード開口部の第3の側に沿ったガラス上部ケースの第3の部分と、を含み得る。ポータブルコンピュータは、ガラス上部ケースの第1の部分、第2の部分、及び第3の部分のいずれかに加えられたタッチ入力を検出するように構成されているタッチ感知システムを更に含み得る。ガラス上部ケースは、ベース部の上部と、ベース部の少なくとも3つの側壁と、を画定し得る。
ノートブックコンピュータは、ディスプレイ筐体とディスプレイ筐体内のディスプレイとを含むディスプレイ部を含み得る。ノートブックコンピュータは、ディスプレイ部に結合されているベース部を更に含み得、ベース部は、下部ケースと、下部ケースに結合されるガラス上部ケースとを含み、開口部がガラス上部ケースを貫通して延在する。ノートブックコンピュータは、ガラス上部ケースの下方に、ガラス上部ケースの任意の位置に加えられたタッチ入力を検出するように構成されているタッチ感知システムと、開口部に少なくとも部分的に配置されているキーボードと、を更に含み得る。キーボードは、複数のキー機構と、2つのキー機構の間の隙間を延在するファブリックカバーと、を含み得る。ガラス上部ケースは、開口部の周りに連続的に延在する表面を画定し得る。
複数のキー機構はそれぞれ、キーキャップ支持体及びキーキャップを含み得、ファブリックカバーの少なくとも一部は、キーキャップ支持体とキーキャップの間に配設され得る。キーキャップ支持体とキーキャップとの間に配置されているファブリックカバーの部分は、キーキャップ支持体に接着され得、キーキャップはキーキャップ支持体の上のファブリックカバーに接着され得る。
ノートブックコンピュータは、ガラス上部ケースの少なくとも一部の下に配置された追加ディスプレイを更に含み得る。追加ディスプレイは、ガラス上部ケースにタッチするユーザによって選択可能なアフォーダンスを表示するように構成され得る。
ノートブックコンピュータは、ガラス上部ケースで検出されたタッチ入力に関連付けられた力の量を判定するように構成されている力感知システムを更に含み得る。
デバイスは、ディスプレイを含むディスプレイ部と、ディスプレイ部にフレキシブルに結合されるベース部と、を含み得、ベース部は、キーと隣接するキー間の隙間を覆う可撓性シートとを有するキーボードを含む。デバイスは、キーボードの周囲に延在し、キーボードの第1の側に隣接する第1のタッチ感知入力領域と、キーボードの第2の側に隣接する第2のタッチ感知入力領域と、を画定する連続ガラスフレームを更に含み得る。デバイスは、第1及び第2のタッチ感知入力領域に加えられたタッチ入力の位置を判定するように構成されているタッチ感知システムを更に含み得る。
キーボードは、ベース部の上部の第1の部分を画定し、連続ガラスフレームは、ベース部の上部の残りのすべての部分を画定し得る。可撓性シートの少なくとも一部は、キーキャップ支持体と、対応するキーキャップ支持体に結合されているキーキャップとの間で捕捉され得る。複数キーのうちのキーは、可撓性シートによってのみ画定される入力面を含み得る。
ディスプレイは第1のディスプレイであり得、デバイスは、第1のタッチ感知入力領域上にアフォーダンスを表示するように構成されている第2のディスプレイを更に含み得る。アフォーダンスは、第1のディスプレイに表示されるコンテンツに基づいて表示され得る。
参照番号が同様の構造的要素を指定する、添付図面と共に以下の詳細な説明によって開示が容易に理解されよう。
コンピューティングデバイスの簡略化された例を示す図である。
図1Aのコンピューティングデバイスの簡略化機能ブロック図である。
図1Aのコンピューティングデバイスの分解図である。
図1Aの断面A-Aに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図1Aの断面A-Aに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図1Aの断面A-Aに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図1Aの断面A-Aに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図1Aの断面A-Aに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の分解図である。
1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。
図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。 図1Aの断面B-Bに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。
図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。 図1Aの断面C-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。
図1Aの断面B-B及びC-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図1Aの断面B-B及びC-Cに沿った図1Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。
コンピューティングデバイスの例示的な上部ケースの分解図である。 コンピューティングデバイスの例示的な上部ケースの分解図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的な上部ケースの分解図である。
図9Aの断面D-Dに沿った図9Aの上部ケースの部分断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的な上部ケースを示す図である。
コンピューティングデバイス用の照光式ベース部の分解図である。
図11Aの断面E-Eに沿った図11Aのベース部の部分断面図である。
図11A及び11Bによる例示的な照光式ベース部を示す図である。 図11A及び11Bによる例示的な照光式ベース部を示す図である。 図11A及び11Bによる例示的な照光式ベース部を示す図である。
例示的な照光式コンピューティングデバイスを示す図である。 例示的な照光式コンピューティングデバイスを示す図である。
図11F及び図11Gによる例示的な照光式ベース部を示す図である。
平坦な上部ケースを有する例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図12Aの例示的なコンピューティングデバイスのベース部の分解図である。
丸みを帯びた上部ケースを有する例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図13Aのコンピューティングデバイスの例示的なベース部の分解図である。
図13Aのコンピューティングデバイスの別の例示的なベース部の分解図である。
図13Aのコンピューティングデバイスの別の例示的なベース部の分解図である。
図13Aのコンピューティングデバイスの別の例示的なベース部の分解図である。
図13Eのベース部内の構成要素の例示的な配置を示す部分断面図である。 図13Eのベース部内の構成要素の例示的な配置を示す部分断面図である。 図13Eのベース部内の構成要素の例示的な配置を示す部分断面図である。 図13Eのベース部内の構成要素の例示的な配置を示す部分断面図である。 図13Eのベース部内の構成要素の例示的な配置を示す部分断面図である。
図13Aのコンピューティングデバイスの別の例示的なベース部の分解図である。
図13Lのベース部の例示的なベースプレートの一部を示す図である。 図13Lのベース部の例示的なベースプレートの一部を示す図である。 図13Lのベース部の例示的なベースプレートの一部を示す図である。
丸みを帯びた上部ケースを有する別の例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図14Aの例示的なコンピューティングデバイスのベース部の分解図である。
丸みを帯びた上部ケースを有する別の例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図15Aの例示的なコンピューティングデバイスのベース部の分解図である。
仮想キーボードを有する例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 仮想キーボードを有する例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 仮想キーボードを有する例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
キーボードアクセサリと組み合わせた図16A~16Cの例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 キーボードアクセサリと組み合わせた図16A~16Cの例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 キーボードアクセサリと組み合わせた図16A~16Cの例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 キーボードアクセサリと組み合わせた図16A~16Cの例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図16A~16Cのコンピューティングデバイスの例示的なベース部の分解図である。 図16A~16Cのコンピューティングデバイスの例示的なベース部の分解図である。
タッチ感知入力面を有するコンピューティングデバイスの例示的なベース部の部分分解図である。 タッチ感知入力面を有するコンピューティングデバイスの例示的なベース部の部分分解図である。
図18Bのタッチセンサの部分を示す図である。 図18Bのタッチセンサの部分を示す図である。
タッチ感知入力面を有するコンピューティングデバイスの上部ケースの他の例を示す図である。 タッチ感知入力面を有するコンピューティングデバイスの上部ケースの他の例を示す図である。
コンピューティングデバイスの例示的な上部ケースを示す図である。
図19Aの断面F-Fに沿った図19Aの上部ケースの部分断面図である。 図19Aの断面F-Fに沿った図19Aの上部ケースの部分断面図である。 図19Aの断面F-Fに沿った図19Aの上部ケースの部分断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的な上部ケースを示す図である。
図20Aの断面G-Gに沿った図20Aの上部ケースの部分断面図である。 図20Aの断面G-Gに沿った図20Aの上部ケースの部分断面図である。
統合力センサ又は力感知機能を有する入力面の概略図である。 統合力センサ又は力感知機能を有する入力面の概略図である。 統合力センサ又は力感知機能を有する入力面の概略図である。 統合力センサ又は力感知機能を有する入力面の概略図である。
例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。 例示的な力センサを示す図である。
上部ケースの周囲に配置された例示的な力センサを有する例示的な上部ケースを示す図である。
図23の上部ケース及び力センサの断面図である。 図23の上部ケース及び力センサの断面図である。
例示的な2層力センサを有する上部ケースの分解図である。
触覚アクチュエータを有する例示的なデバイスを示す図である。 触覚アクチュエータを有する例示的なデバイスを示す図である。
例示的な全体触覚出力を示す図である。 例示的な全体触覚出力を示す図である。 例示的な全体触覚出力を示す図である。 例示的な全体触覚出力を示す図である。
例示的な局所触覚出力を示す図である。 例示的な局所触覚出力を示す図である。
例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。 例示的な触覚デバイスを示す図である。
例示的な上部ケースの接触面上の様々な触覚デバイスの例示的な配置を示す図である。 例示的な上部ケースの接触面上の様々な触覚デバイスの例示的な配置を示す図である。
上部ケースと下部ケースの例示的な接合技術を示す図である。
テキスト及び/又はタッチ入力に使用されている例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 テキスト及び/又はタッチ入力に使用されている例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
指感知システムを備えた例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
図32Aの断面I-Iに沿った図32Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図32Aの断面I-Iに沿った図32Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図32Aの断面I-Iに沿った図32Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図32Aの断面I-Iに沿った図32Aのコンピューティングデバイスの部分断面図である。
入力キーの概略図である。 入力キーの概略図である。
図13Aの断面J-Jに沿った例示的な入力キーの部分断面図である。 図13Aの断面J-Jに沿った例示的な入力キーの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。 図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。 図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。 図13Aの断面J-Jに沿った別の例示的な入力キーの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
照光式キーボード用の例示的なキーキャップの断面図である。
照光式キーボード用の別の例示的なキーキャップの断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図40Aの上部ケースの上面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。 図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
図13Aの断面J-Jに沿った照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。
コンピューティングデバイスの例示的なキーの断面図である。 コンピューティングデバイスの例示的なキーの断面図である。 コンピューティングデバイスの例示的なキーの断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。 コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。 コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。 コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。
コンピューティングデバイスの別の例示的なキーの断面図である。
例示的なキーキャップの側面図である。 例示的なキーキャップの側面図である。
様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 様々なタッチ入力を受け取る例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
外部物体とインタフェースをとる例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。 外部物体とインタフェースをとる例示的なコンピューティングデバイスを示す図である。
電子デバイスの概略図である。
ここで、添付図面に図示される代表的な実施形態が詳細に説明される。以下の説明は、これらの実施形態を1つの好ましい実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。反対に、以下の説明は、添付の特許請求の範囲により画定される記載された実施形態の趣旨及び範囲に含むことができるような、代替形態、修正形態及び均等物を包含することを意図している。
本明細書に記載される実施形態は、一般に、プラスチック、セラミック、ガラス、複合材、又はそれらの組み合わせなどの誘電材料で形成されているエンクロージャの上部を有するポータブル電子デバイス(例えば、ポータブルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ラップトップコンピュータなど)に関する。誘電材料で形成されている上記構成要素は、ポータブルデバイスの各種構成要素を収容するためのエンクロージャの内容積の一部を画定し得、様々なタッチ及びキーボード入力を可能にする統合インタフェースシステムの入力面も画定し得る。具体的には、統合インタフェースシステムは、トラックパッド、キーボードとして機能し得る、又はトラックパッドとキーボードの両方の機能を提供し得る。誘電構成要素は、キーボード及びトラックパッド領域の全部又は一部を画定し得る。
本明細書に記載されるいくつかの実施形態では、統合インタフェースシステムは、入力面の様々な領域に加えられた各種入力を検出できる、タッチセンサ及び力センサを含む複数のセンサと統合され得る。場合によっては、タッチ及び/又は力センサは、非キーボード領域に加えられたタッチ入力と、キーボード領域に加えられたキー入力(メカニカルキー及び/又は仮想キーを含み得る)と、を検出するように構成されている統合構造として形成される。本明細書に記載される実施形態によれば、統合インタフェースシステムを使用して、メカニカルキーボードのキーキャップに加えられたジェスチャ及びマルチタッチ入力を検出し、キーキャップ及びキーボード領域をトラックパッドとして機能させ得る。
統合インタフェースシステムは、視覚出力、触覚出力などを含む各種出力機能も提供し得る。例えば、アフォーダンスの画像(例えば、キー、キーボード、ボタン、スライダ、ダイヤルなど)を上部ケース(例えば、ディスプレイデバイスなど)に表示して、タッチ又は力入力を提供し得る位置を示すことができる。別の例として、統合インタフェースシステムの上部ケースは、タッチ又は力入力の検出に応答して移動又は振動し、触知出力又は触覚出力を提供するように構成され得る。従って、統合インタフェースシステムは、統合入力/出力面を介して統合入力及び出力機能を提供し得る。
上述したように、統合インタフェースシステムの入力面を画定する構成要素は、ガラス、プラスチック、又はセラミックなどの誘電材料の連続的な及び/又はシームレスなシートから形成され得る(例えば、単一ガラス部材であってもよい)。シートは、本明細書に記載される様々な入力及び出力機能を可能にする特性を有し得る。例えば、シートは強靭であり得、高い引掻き耐性を有し得、及び他の材料又は構成要素よりも優れた外観及び/又は触感を有する表面仕上げを提供し得る。シートは、誘電性及び/又は略非導電性であってもよく、シートを通じてタッチ入力及び力の入力を検出し得、電磁波及び/又は電磁場(例えば、無線周波数信号、誘導電力、誘導信号、及び他の無線通信又は電磁エネルギー伝送)をほぼ減衰させずに通過させ得る。シートは連続的又はシームレスであり、液体や他の異物の侵入を防ぐのに役立ち得る。シートはまた、画像又は光がシートを通じて視認可能となるように光透過性であり得る。本明細書で使用される場合、光透過性という用語は、透明若しくは半透明である、又は異なった風に光を伝搬させることができることを指すために使用され得る。場合によっては、透明な材料又は構成要素は、物体又は画像を材料又は構成要素を通じて視認可能にしつつも、(例えば、表面のテクスチャにより)何らかの拡散、レンズ効果、歪みなどを発生させる可能性があり、このような偏向は透明の意味の範囲に含まれると理解される。また、透明材料をコーティング、塗装、又はその他の方法で処理して、非透明な(例えば、不透明な)構成要素を生成し得る。このような場合、材料は不透明な構成要素の一部であっても、透明と呼ばれることがある。半透明の構成要素は、透明材料(例えば、透明なガラス)にテクスチャ加工又はつや消し加工された表面を形成することで形成され得る。半透明ポリマーや半透明セラミックなどの半透明材料も使用され得る。
図1Aは、上述したように、統合インタフェースシステムを含み得るコンピューティングデバイス100(又は単に「デバイス100」)を示す。具体的には、デバイス100のベース部104は、エンクロージャの一部を画定し、本明細書に記載される統合インタフェースシステムを形成する、又はその一部である上部ケース112を含み得る。
デバイス100は、ディスプレイ部102と、ディスプレイ部102にフレキシブルに又は枢動可能に結合されているベース部104と、を有するノートブック又はラップトップコンピュータとしても知られるポータブルコンピュータであり得る、又はそれに類似し得る(例えば、ディスプレイ部102は、ベース部104に対して回転、枢動、屈曲、連節、又は異なった風に移動させることができる)。ディスプレイ部102は、グラフィカルユーザインタフェースの表示などにより、視覚情報をユーザに伝える主要な手段を提供するプライマリディスプレイとも呼ばれるディスプレイを含む。ベース部104は、キーボード入力(例えば、タイピング)、タッチ入力(例えば、ジェスチャ、マルチタッチ入力、スワイプ、タップなど)などの各種ユーザ入力を受け取るように構成されている。ベース部104はまた、ベース部104に取り付けられたインジケータライト、触覚出力デバイス、ディスプレイなどの、情報をユーザに伝えるための出力を提供し得る。場合によっては、本明細書に記載されるように、ベース部104の連続上面を使用することにより、ベース部104を介した各種入力及び出力の提供が容易又は可能になる。
ディスプレイ部102及びベース部104は、開放位置及び閉鎖位置に配置できるように互いに結合され得る。開放位置では、ユーザは、ディスプレイ部102上の情報を視認しつつ、ベース部104を介してデバイス100に入力を提供し得る。閉鎖位置では、ディスプレイ部102とベース部104は互いに折り畳まれている。より具体的には、ディスプレイ部102及びベース部104は、(例えば、ピボット機構又はヒンジ103を介して)互いにヒンジ結合されて、開放構成と閉鎖構成との間を移動できる折畳み式デバイスを形成し得る。
情報及び/又はデータは、ディスプレイ部102とベース部104との間で転送され得る。例えば、ディスプレイ部102に画像、ユーザインタフェース、アプリケーションデータなどを表示させるデータ又は信号などの表示データは、ベース部104からディスプレイ部102に送信され得る。同様に、入力データも、ディスプレイ部102からベース部104に送信され得る。入力データは、ディスプレイ部102内のタッチスクリーンに加えられたタッチ入力に関するデータ、(例えば、ディスプレイ部102内の光センサや加速度計などのセンサからの)センサデータ、(例えば、ディスプレイ部102のカメラからの)カメラデータなどを含み得る。デバイス100は、有線又は無線通信システムなど、ディスプレイ部102とベース部104との間でデータを転送するための任意の適切な通信システムを含み得る。無線通信システムは、ディスプレイ部102に第1の送信機/受信機と、及び第1の送信機/受信機と通信するベース部104に第2の送信機/受信機と、を含み得る。第1及び第2の送信機/受信機は、任意の適切な方法で通信し、任意の適切な無線周波数(例えば、2.4GHz、60GHz)や通信プロトコルなどを使用し得る。第1及び第2の送信機/受信機は、光通信リンクを介して通信し得る。
電力も、ベース部104とディスプレイ部102との間で伝送され得る。例えば、ベース部104及びディスプレイ部102の一方又は両方は、バッテリ又はその他の電源を含み得る。各部の電力需要と電力供給に基づき、必要に応じてある部分から別の部分に電力を伝送し得る。例えば、ベース部104及びディスプレイ部102は、バッテリだけでなく電力を必要とする構成要素も含む場合がある。バッテリ、回路、又は構成要素の位置に関係なく、電力は、バッテリから電力を必要とする回路又は構成要素に分配され得る。任意の適切な構成要素及び技術を使用して、ベース部104とディスプレイ部102との間で電力を伝送し得る。例えば、有線又は物理的な電力接続は、ディスプレイ部102をベース部104に結合し得る。別の例として、誘導又は容量性電力伝送システムなどを介して、電力を無線で伝送し得る。
上述したように、ベース部104は上部ケース112を含み得る。上部ケース112は、デバイス100の統合インタフェースシステムを画定し得る、又はその一部であり得る。例えば、上部ケース112は、ベース部104の上側外面を画定し、タッチ入力、力入力、キーボード入力などを受け取るように構成され得る。場合によっては、上部ケース112の上面全体(又は略上面全体)がタッチ及び/又は力を感知し得、キーボード領域及び周囲領域を含む上面に沿ったほぼどの位置でもタッチ入力を検出し得る。上部ケース112全体がタッチ及び力を感知する場合、上部ケース112を介して様々なタイプの入力が可能になる。例えば、本明細書に記載されるように、カーソル制御ジェスチャを含むタッチ入力は、仮想キーボード又はメカニカルキーボードのキー上など、上部ケースのどの位置でも実行し得る。別の例として、キーボード領域及び非キーボード領域上の力感知の追加により、複数の指が仮想キーボード上で静止している場合、デバイスは力感知システムを用いて、キー上で静止している指と、キーを実際に叩いている又は押している指とを区別できるため、タイピング入力を容易に検出し得る。
入力の受信又は検出に加えて、上部ケース112は、出力をユーザに提供するように構成され得る。例えば、上部ケース112は、上部ケース112を介して検出可能な出力を提供するディスプレイ、光源、触覚アクチュエータなどを(例えば、上部ケース112の上面に沿った任意の位置又は略任意の位置に)含み得る、又は統合し得る。より具体的には、ディスプレイは、上部ケース112上に画像を生成するように構成され得、触覚アクチュエータは、上部ケース112と接触しているユーザによって検出可能な方法で上部ケース112を移動させるように構成され得る。上部ケース112の構造及び構成は、これらの(及び他の)入力及び出力機能を容易にし、統合し得る。例えば、連続的な非導電性上部ケース112(例えば、ガラス、プラスチック、セラミック、複合材料、又は材料の組み合わせなどの誘電体から形成される)は、触覚及び視覚出力用の有効なプラットフォームを提供しつつ、上部ケース112を通じて入力を検出できる。
上部ケース112は、キーボード領域114及びタッチ入力領域116などの入力領域を画定し得る、又は含み得る。キーボード領域114は、仮想キーボード又はメカニカルキーボードに対応し得る、又は含み得る。本明細書では、仮想キーボードについて図16A~17Bを参照して説明し、メカニカルキーボードについて図12A~15B及び33A~43Cを参照して説明する。
上部ケース112は、ベース部104の連続上面を画定し、上面はベース部104の上側外面であり得る。連続上面(及びより広範には連続上部ケース)とは、継ぎ目、開口部、貫通穴、又はその他の不連続部を含まない表面又は部材を指す。上部ケース112に関しては、連続上部ケース又は連続上面は、ベース部104の上側外面を形成する上部ケース112の部分に、継ぎ目、開口部、貫通孔、又はその他の不連続部を含まない。より具体的には、上部ケース112は、キー、キーボード、トラックパッド、ボタンなどの開口部を欠いてもよい。上部ケース112は、ベース部104の外縁までほぼ延在し得る。従って、上部ケース112は、液体、埃、汚れ、又はその他の汚染物若しくは破片が、上部ケース112の上面を通ってベース部104に入る可能性を防止又は低減し得る。また、連続面は、上部ケース112の露出上面全体を利用することができる、所望の美観を備えた、タッチ感知性の触覚及び視覚出力面を提供する。
上部ケース112は、ガラス、プラスチック、又は光透過性セラミックなどの光透過性材料で形成され得る、又は光透過性材料を含み得る。場合によっては、上部ケース112は単一部材、例えば、単一ガラス部材、単一プラスチック部材、又は任意の他の適切な材料で形成されている若しくは材料を含む単一部材である。他の場合、上部ケース112は、上部ケース112を画定するように、共に結合、接着、接合、又はその他の形で連結された、同じ材料又は異なる材料からなる複数の部材で形成され得る。
場合によっては、上部ケース112の全部又は一部がマスクされて、不透明領域を形成し得る。マスキングは、上部ケース112の下(及び隠す又は閉塞する対象の構成要素又は層の上)へのインク、染料、フィルムの堆積、又はそれ以外の方法での不透明材料の配置などの適切な技術を使用して形成され得る。マスキング又はその他の不透明な材料若しくは層は、任意の所望の色をとり得る。実際、上部ケース112は光透過性(例えば、透明)であり得るため、従来のデバイスよりも達成可能な色に対する制限を少なくすることができる。例えば、コーティングされていない不透明プラスチック材料では、特定の色、仕上げ、又はその他の光学処理を実現することが困難又は不可能な場合がある。光透過性又は透明な上部ケース112を使用することにより、より多くの利用可能な色及び/又は仕上げ(例えば、鏡面仕上げ、メタルフレーク仕上げなど)を有するデバイスを実現し得る。場合によっては、画像、写真、絵画、又はその他のグラフィックコンテンツが、光透過性上部ケース112を通して視認可能である。
タッチ入力領域116は、タッチ入力及び/又は力入力を検出するように構成され得、キーボード領域114、トラックパッド領域(例えば、図20Aのトラックパッド領域2003)、仮想キー領域(例えば、図12Aの仮想キー領域1208)、上部ケースの任意の側壁(例えば、図5A~5Cの側壁512a~c)、又は上部ケース112の他の部分など、上部ケース112の略全体を含む上部ケース112の任意の部分であり得る、又は任意の部分を含み得る。場合によっては、上部ケース112の略全体が、縁部から縁部まで、タッチ感知入力領域を画定し得る。このようにして、本明細書に記載されるように、クリック、タップ、ジェスチャ(例えば、スワイプ、ピンチ)、及びマルチタッチ入力などのタッチ又はトラックパッド入力は、キーボード領域114内を含む上部ケース112の任意の部分で検出され得る。更に、キーボード領域114がメカニカルキー機構を含む場合でも、タッチ入力領域116は、直接上部ケース112にではなく、キーキャップに加えられたタッチ入力(例えば、ジェスチャ)を検出し得る。本明細書で使用される場合、「キー」は、メカニカルキー、仮想キー(例えば、下にあるディスプレイによって表示されるキー)、キー領域(例えば、上部ケースのマスク層によって画定される)、又は本明細書に記載されるその他の適切なタイプのキー、及びそれらに関連付けられた機構、キーキャップ、又は支持体構造を指すことができる。
デバイス100、特に上部ケース112は、視覚出力領域及び触覚出力領域などの出力領域を更に含み得る、又は画定し得る。触覚出力領域は、移動する、又は異なった風にユーザの触覚を誘発し得る上部ケース112の領域を含む。視覚出力領域には、(例えば、仮想キーや動的キーを表示するために)ライト又はディスプレイに関連付けられた領域などの、視覚出力が生成される領域が含まれる。例示的な視覚出力並びに触覚出力領域、及び視覚出力並びに触覚出力を生成するための構成要素について、本明細書で説明する。
従って、デバイス100は、キーボード入力、タッチ入力、視覚出力、及び触覚出力を含む様々な入力及び出力機能を提供する統合インタフェースシステムを画定する上部ケースを含み得る。
図1Bは、例示的な統合インタフェースシステム118の機能的態様を示す簡略ブロック図である。統合インタフェースシステム118の機能は、タッチセンサ、力センサ、触覚アクチュエータ、ディスプレイ、メカニカルキー、光源などを含む本明細書に記載される構成要素及び構造のいずれかによって実行され得、その例を本明細書で説明する。
図1Bを参照すると、統合インタフェースシステム118は、キーボード入力機能120を提供する。キーボード入力機能120は、典型的にはキーボードを介して提供される入力(例えば、英数字及び/又は記号文字の入力、ファンクションキーの選択、矢印キーの選択)を含むキーベース又は同様の入力の検出を含む。デバイス(例えば、デバイス100)は、メカニカルキー、タッチセンサ、力センサ、ディスプレイなど、キーボード入力機能120を実行するための任意の適切な入力機構を使用し得る。デバイスがメカニカルキー又はキー機構を含む場合、キーボード入力機能120はキー機構の物理的移動の検出を含む。デバイスが仮想キーを含む場合、キーボード入力機能120は、仮想キー上のタッチ入力又は力入力の検出を含み得る。いずれの場合も、キーボード入力機能120は、入力面(図1Aの上部ケース112など)を介してキーボード入力を検出し得る。
統合インタフェースシステム118は、タッチ入力機能122も提供する。タッチ入力機能122は、クリック、タップ、ジェスチャ(例えば、スワイプ、ピンチ)、マルチタッチ入力などのタッチベースの入力の検出を含む。これらの入力は、トラックパッドによって従来検出されていた入力と同様であり得る、又はそれを含み得る。例えば、これらの入力には、デバイスのディスプレイ上のグラフィカルユーザインタフェースのカーソル又は要素を制御するために使用され得るジェスチャ入力が含まれてもよい。デバイス(例えば、デバイス100)は、容量性タッチセンサ、抵抗性タッチセンサ、音響波センサなどの任意の適切な入力機構を使用して、タッチ入力機能122を実行し得る。このような機構は、上部ケース112のユーザ対向部の略全体に関連付けられ得る、又はそれを覆い得る。このようにして、タッチ入力機能122は、上部ケース112の任意の位置(例えば、メカニカル又は仮想キーボード、メカニカル又は仮想キーボードの下のトラックパッド領域、及び/又はメカニカルキーボード又は仮想キーボードの側面に隣接する上部ケースの部分を含む)に加えられたタッチ入力を検出し得る。
タッチ入力機能122は、上部ケース112のキーボード領域(例えば、図1Aのキーボード領域114)で受信されるタッチ入力の検出を含み得る。キーボード領域は、上述したように、仮想キーボードのキーレス面に対応してもよいし、メカニカルキーを含む上部ケース112の領域に対応してもよい。いずれの場合でも、タッチ入力機能122は、キーボード領域に加えられたクリック、タップ、ジェスチャ(例えば、スワイプ、ピンチ)、及びマルチタッチ入力などのタッチ入力の検出を含み得る。メカニカルキー又はキー機構が使用される場合、タッチ入力機能122は、メカニカルキー又は機構を介したタッチ入力の検出を含み得る。
タッチ入力機能122は、上部ケース112の非キー領域に加えられたタッチ入力の検出も含み得る。例えば、キーボード領域(非キーボード領域)に対応しない上部ケース112の領域は、タッチ入力を受信するように構成され得、デバイスはこれらの領域でもタッチ入力を検出し得る。
統合インタフェースシステム118は、力入力及び/又はタッチ入力の力成分の検出を含む力入力機能128を更に提供する。デバイス(例えば、デバイス100)は、図21A~24Bを参照して本明細書に記載された力センサなど、任意の適切な力センサを使用して力入力機能128を提供し得る。力入力機能128は、上部ケース112上の任意の位置での力入力の検出を含み得る。例えば、上部ケース112の上面の略全体が、上部ケース112の上面の略任意の位置に加えられた力入力を受け取る及び/又は検出するように構成され得る。更に、上部ケース112が誘電面を含む、又は誘電シート(例えば、ガラス、プラスチック、セラミックなど)から形成される場合、誘電材料の誘電特性及び/又は機械的特性(又はその他の特性)により、上部ケースの任意の適切な位置(例えば、キーボード領域114、非キーボード領域、又はその他の任意の適切な位置)における力入力が容易に検出され得る。
統合インタフェースシステム118は、上部ケース112を介した画像又はその他の視覚情報の出力を含むディスプレイ機能130を更に提供する。例えば、デバイス(例えば、デバイス100)は、デバイス100内に、上部ケース112上で視認可能な画像を生成することによってディスプレイ機能130を提供するディスプレイを含み得る、又はディスプレイと通信し得る。ディスプレイは、例えば、キー(又はその他のアフォーダンス)の画像をキーボード領域114に生成するために使用され得る。ディスプレイはまた、上部ケース112の任意の位置に、(例えば、入力の位置及び/又は機能を示すために)入力領域、ボタン、又はその他のアフォーダンスを画定する、又はその他のグラフィカルオブジェクト(例えば、画像、ビデオ、テキスト、ユーザインタフェースなど)を表示するために使用され得る。上部ケース112はガラス又はその他の透明材料から形成され得るため、ディスプレイは、トラックパッド又はキーボードに接する部分など、従来のコンピューティングデバイスでは不透明である表面においても、上部ケース112がスクリーンとして機能するように上部ケース112と統合され得る。
統合インタフェースシステム118は、上部ケース112での触覚又は触知出力の生成を含む触覚出力機能132を更に提供する。デバイス(例えば、デバイス100)は、図25~30Bを参照して本明細書に記載されたような触覚アクチュエータを使用して、触覚出力機能132を実行し得る。触覚アクチュエータは、上部ケース112に結合される、又は異なった風に上部ケース112を物理的に移動させて、上部ケース112で触覚出力を生成し得る。触覚出力は、様々な目的、例えば、タッチ入力(例えば、キー選択又はトラックパッド選択)がデバイス100によって検出されたことを示すために使用され得る。
統合インタフェースシステム118は、上部ケース112の領域又は要素の照明を含む照明機能134を更に提供する。デバイス(例えば、デバイス100)は、図37A~40Bを参照して本明細書に記載されたような光源を使用して、照明機能を提供し得る。例えば、ガラス、プラスチック、又は光透過性上部ケース(例えば、上部ケース112)は、光導波路として機能し得る。例えば、ガラス又は光透過性(例えば、透明又は半透明)の上部ケース112は、光源からの光をデバイス100の他の領域、例えば、キーキャップ又はその他のキー機構の下又は周囲に導くための光導波路として機能し得る。また、上部ケース112が完全に透明である、又は透明部分を有する場合、その透明部分により、下方にあるディスプレイからの画像が上部ケース112を透過することができ、これは不透明な上部ケースでは不可能である。照明機能134は、ディスプレイにバックライト又はその他の照明を更に提供し得る。
統合インタフェースシステム118は、1つ以上の追加入力及び/又はセンサ機能129を更に設ける。デバイス(例えば、デバイス100)は、適切な構成要素を使用して、(例えば、ユーザ又は別のコンピュータ、デバイス、システム、ネットワークなどから)入力を受信する、又はデバイスの適切なプロパティ若しくはパラメータ、デバイスの周囲の環境、デバイス(若しくはデバイスの近傍)と対話する人若しくは物などを検出し得る。例えば、デバイスには、加速度計、温度センサ、位置/向きセンサ、生体センサ(指紋センサ、フォトプレチスモグラフ、血中酸素センサ、血糖センサなど)、指標追跡センサ、網膜スキャナ、湿度センサ、ボタン、スイッチ、蓋閉鎖センサなどが含まれ得る。上記センサ及び/又は入力デバイスは、デバイスの任意の適切な部分又は位置に配置され得る。例えば、センサ及び/又は入力デバイスは、ディスプレイ部102又はベース部104に配置され得る(又はディスプレイ部102とベース部104の両方に構成要素を含み得る)。入力及び/又はセンサ機能129は、ネットワーク及び/又は通信システムを使用して入力及び/又は感知機能を提供し、例えば、コマンド、データ、情報、コンテンツ(例えば、音声、映像、画像、ウェブページ)などを他のデバイス又はシステムから受信し得る。
図2Aは、デバイス100の部分分解図である。上述したように、デバイス100は、ベース部104を画定するエンクロージャの一部を形成し、ベース部104の上側外面も画定する上部ケース112を含み、この上部ケースは、ユーザ入力を受信するための統合インタフェースシステムの入力面としても機能し得る。図2Aに示されるように、ベース部104は、ディスプレイ部102に枢動可能に結合されて、折曲げ可能又は折畳み式ノートブックコンピュータを形成する。
図2Aに示されるように、ディスプレイ部102は、ディスプレイ筐体108に結合されているディスプレイ204を含む。ディスプレイ204は、液晶ディスプレイ(LCD)構成要素、光源(例えば、発光ダイオード(LED)、有機LED(OLED))、フィルタ層、偏光子、光拡散体、カバー(例えば、ガラス又はプラスチックのカバーシート)などの各種ディスプレイ構成要素を含み得る。より具体的には、場合によっては、ディスプレイ204は、ディスプレイスタック(例えば、LCD、偏光フィルム、光拡散フィルム、及び/又はバックライト又はサイドライトを含む)と、ディスプレイスタック上に配設され、ディスプレイ204の外側のユーザ対向面を形成するカバーと、を含む。他の場合では、ディスプレイ204は、上記のディスプレイスタックを含むが、別個のカバーを含まない。このような場合、ディスプレイスタックのLCDパネルの側面又は表面は、ディスプレイ204のユーザ対向面を形成し得る。ディスプレイ部102は、前述の構成要素のいずれかを支持する構造的構成要素、バッテリ、有線又は無線通信構成要素、プロセッサ、メモリなどの他の構成要素も含み得る。
ディスプレイ部102は、ディスプレイ部102に結合される、又はディスプレイ部102と一体的に形成される機構103又はその一部を含み得る。例えば、ディスプレイ筐体108は、ディスプレイ筐体108に溶接、ろう付け、接着、又はその他の方法で取り付けられたヒンジ(又はその一部)を含み得る。ディスプレイ204及び上部ケース112は、ディスプレイ204及び上部ケース112が、ディスプレイ部102及びベース部104のユーザインタフェース面の略全体を画定できるようにしつつ、機構103の配置を可能にする特徴206(図2Aに示される切り込みなど)を含み得る。
ベース部104は、上述した下部ケース110及び上部ケース112を含むことができ、これらは共にベース部104の内容積を画定する。ベース部104は、プロセッサ、メモリデバイス、回路基板、入力/出力デバイス、触覚アクチュエータ、有線及び/又は無線通信デバイス、通信ポート、ディスクドライブなどの構成要素208を内容積内に更に含み得る。上述したように、上部ケース112は、液体、破片、又はその他の汚染物質の内容積への侵入を防止又は制限することによって構成要素208の損傷の機会を低減する連続面(例えば、上面に穴又は開口部を有さない)であり得る。
下部ケース110は、下部部材111と1つ以上の側壁113-1~113-4とを含み得る。場合によっては、下部ケース110は、1つ、2つ、3つ、又は4つの側壁を有する。下部ケースが3つの側壁を有する場合、側壁113-3は省略され得る。下部ケースが2つの側壁を有する場合、側壁113-2、113-4は省略され得る。下部ケースが1つの側壁を有する場合、唯一の側壁は側壁113-1であり得る。当然ながら、側壁の他の構成も可能である。
下部ケース110は、任意の適切な材料から形成され得る、又はそれを含み得る。例えば、下部ケース110は、金属(例えば、鋼、アルミニウム、チタン)、ガラス、プラスチック、セラミック、複合材料、他の任意の適切な材料、又はこれら若しくは他の材料の組み合わせから形成され得る、又はそれらを含み得る。場合によっては、下部ケース110は、単一(例えば、一体)構成要素又は部材、例えば、ガラス、金属、プラスチックなどからなる単一シートである。例えば、下部ケース110は、単一金属片から形成されている単一構成要素であり得、型打ち、延伸、機械加工、ハイドロフォーミング、成形、又はその他の適切なプロセスによって形成され得る。下部ケース110が単一構成要素である場合、下部部材111及び側壁113は、一体構造(例えば、一体構成要素)であり得る。
上部ケース112は、任意の適切な方法で下部ケース110に結合され得る。上部ケース112と下部ケース110との間の結合の様々な例、及び上部並びに下部ケース112、110の様々な構成並びに形状を、本明細書で説明する。同様に、ディスプレイ204及びディスプレイ筐体108(及びそれらを結合する技術)の例示的構成を本明細書で説明する。
図2B~図2Fは、ベース部104内の構成要素208の例示的な配置を示す、図1Aの断面A-Aに沿ったベース部104の断面図である。図2Bに示されるように、構成要素208bは、下部ケース110に結合され得る。構成要素208bのいくつかは、上部ケース112に取り付けられたり固定されたりすることなく、上部ケース112に接触し得る。あるいは、構成要素208bは、空間又は材料層によって上部ケース112から分離され得る、又は上部ケースの下側内面と下部ケースの上側内面の両方に結合され得る。
図2Cに示される別の例では、構成要素208cは、上部ケース112に結合され得る。構成要素208cは、(図示されるように)空間によって下部ケース110から離間され得る、又は構成要素208cの一部又は全部が、下部ケース110に取り付けられたり固定されたりすることなく下部ケース110に接触し得る。
図2Dに示される別の例では、第1の構成要素210(例えば、図2Aの構成要素208の第1のサブセット)が上部ケース112に結合され得る一方、第2の構成要素212(例えば、図2Aの構成要素208の第2のサブセット)が下部ケース110に結合され得る。第1の構成要素210は、触覚アクチュエータ、ディスプレイ、タッチセンサ、力センサなどの、上部ケース112を介した入出力機能を簡易化する構成要素を含み得る。第2の構成要素212は、バッテリ、プロセッサ、回路基板、通信ポートなどの他の構成要素を含み得る。他の構成要素の分布と構成も考えられる。
第1及び第2の構成要素210、212は、組み立てられたときに互いに干渉しないように配置され得る。例えば、図2Dに示されるように、第2の構成要素212は、第1の構成要素210の間に画定された空間に嵌合するように構成されている。これにより、ベース部104の内容積の有効利用が可能になり、他の構成要素配置と比較して、ベース部104の1つ以上の寸法(例えば、高さ)を減少させることができる。
図2Eは、図2Dの例示的な構成要素配置を示し、ポッティング材211が、上部ケース110と下部ケース112との間に配設され、構成要素210、212間の空間を満たしている。ポッティングとは、液体、発泡体、又はその他の流動性状態で容積又は領域に配設され、その後、非流動性状態へと硬化する材料(例えば、固体)を指すために使用され得る。ポッティングは、内部電気構成要素の短絡又は干渉を防ぐために、絶縁材料又は誘電材料から形成され得る。ポッティング材の例には、ポリウレタン、シリコーン、エポキシなどが含まれるが、これらに限定されない。
ポッティング材211は、上部ケース112を支持し、タッチ入力、力入力、キーボード入力、トラックパッド入力、上部ケース112上で静止している手に関連付けられた力などにより加えられた力に応答した上部ケース112の撓みを低減又は防止するのに役立ち得る。ポッティング材211は、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン、エアロゲル、又は任意の他の適切なポリマー若しくは他の材料などの任意の適切な材料であり得る。図2Eは、上部ケース110と下部ケース112との間の全空間を占めるポッティング材211を示す。図2Fに示される例のような他の例では、ポッティング材211は、全空間よりも少ない空間を占有することができ、その結果、隙間、開口部、空気溜まり/気泡、空洞などがベース部104に存在する。このような場合、ベース部104には、ポッティング材211(例えば、柱214)の複数の別個のピース又は体積があり得る。
構成要素208b、208c、210、及び212は、図2Aに示される構成要素208に対応し得る、又は異なる構成要素であり得る。また、図2B~2Fに示される構成要素の配置は単なる例であり、構成要素の他の構成及び配置も可能である。例えば、一部の構成要素(又はその一部)は、上部ケース112の下側内面又は下部ケース110の上側内面のいずれにも接触することなく、上部ケース112と下部ケース110との間に配置され得る。上記構成要素は、例えば、下部ケース110の側面又は壁に結合され得る。
図3Aは、下部ケース110から分離された上部ケース112を示す、ベース部104の部分分解図である。図3Bは、図1A及び3Aの断面B-Bに沿ったベース部104の部分断面図である。上部ケース112と下部ケース110との間の内容積内に配置されたデバイス100の構成要素208(図2A)は、明瞭化のため図3A及び3Bでは省略されている。図示されるように、上部ケース112は下部ケース110に結合されて、ベース部104の内容積300を画定する。図3A及び3Bは、上部ケース112と下部ケース110の構造的統合の概略図であり、図4A~5Dは、いくつかの例示的な実施形態を示す。
図4Aは、下部ケース406a及び上部ケース404a(それぞれ下部ケース110及び上部ケース112に対応し得る)の例示的な構成を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部400aの部分断面図である。上部ケース404aは、下部ケース406aの側壁を介して下部ケース406aに取り付けられ得る。例えば、上部ケース404aの下面405aの一部は、接合部材414を介して下部ケース406aの側壁410aの上部に結合される。図示されるように、上部ケース404aは、下部ケース406aの外縁まで延在し得、上部ケース404aの縁部又は側面408は、ベース部400aの側面の一部を形成し得る。上部ケース404aは、上部ケース404aの上面407aから上部ケース404aの縁部又は側面408への円形の又は丸みを帯びた遷移部(例えば、面取りされた角部又は縁部)を有し得る。円形の又は丸みを帯びた遷移部は、円形の又は丸みを帯びた遷移部と下部ケース406aの側面の少なくとも一部とを含む滑らかな連続面の一部を画定し得る。他の場合には、上部ケース404aは、略垂直な角度(図示のように)や面取り縁部などの他の適切な形状を有し得る。面取り縁部は、上部ケース404aの欠け、割れ、又はその他の損傷に耐えると共に、ベース部400aの魅力的な又は所望の外観及び触感を提供し得る。
接合部材414は、任意の適切な材料又は材料の組み合わせであり得る。接合部材414は、感圧接着剤(PSA)、感熱接着剤(HSA)、エポキシ、シアノアクリレート、又はその他の適切な接着剤などの接着剤であり得る。上部ケース404aを下部ケース406aに固定することに加えて、接合部材414は、上部ケース404aと下部ケース406aとの間の封止としても作用し、材料(例えば、液体、塵、又はその他の汚染物質)がベース部400aに侵入するのを防ぐ。
場合によっては、接合部材414は、(例えば、上部ケース404aに加えられたタイピング又はその他の入力の結果として)力が上部ケース404aに加えられたとき、上部ケース404aと下部ケース406aのインタフェース面間の距離がほぼ変化しないように略剛性であり得る。あるいは、接合部材414は、フォーム、ゴム、ポリウレタン、又は上部ケース404a及び/又は下部ケース406aへの力の印加に応答して上部ケース404aを下部ケース406aに対して移動させることができるその他の適切な材料などの順応性材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。このような力は、ユーザ入力(例えば、タイピング又はトラックパッドとの相互作用)に応答して、触覚アクチュエータによって生成される、デバイスの落下又はデバイス上への物体の落下による場合などがある。更に、そのような力は、圧縮力、引張力、せん断力などであり得る。本明細書に記載されるように、触覚アクチュエータが上部ケース404aを下部ケース406aに対して(より剛性の高い接合部材よりも)簡単に移動できるようにするために、順応性材料を接合部材414に使用することによって、上部ケース404aを介して触覚出力を伝送する際、より高い効率をユーザに提供し得る。
力センサが、下部ケース406aに対する上部ケース404aの撓み又は移動の量に基づいて上部ケース404aに加えられた力の量を判定する場合、可撓性接合部材414が使用され得る。そのような力センサ又はその構成要素は、接合部材414に組み込まれ得る。例えば、下部ケース406aに対する上部ケース404aの撓みによる静電容量の変化を検出するための電極が、接合部材414に含まれてもよい。
接合部材414は、単一材料片(例えば、単一接着剤層)であり得る、又は複数の構成要素、層、又はその他の要素を含み得る。例えば、多層接合部材414は、2つの接着層の間に位置する(及び接着される)順応性部材を含み得、第1の接着層は上部ケース404aに接着し、第2の接着層は下部ケース406aに接着する。接合部材の一部は、図4Aに示されるように、ベース部の側面(例えば、外面)の一部を形成し得る。
図4Aに示されるように、下部ケース406aは、下部部材412a(図3A及び3Bの下部部材111と同様である又は実施形態であり得る)から離れるように(又は図4Aに示されるように上方に)延在する側壁410aを含む。従って、下部ケース406aは、ベース部400aの内容積の少なくとも下部及び側面を画定し、上部ケース404aは、内容積の上部を画定する。場合によっては、下部ケース(例えば、下部ケース406a)は、デバイスのベース部の外側面及び/又は側面を画定する複数の側壁を含む。例えば、図3Aは、ベース部の前部、左部、右部、及び後部領域の周りに延在する第1、第2、第3、及び第4の側壁を含む下部ケース110を示す。側壁は、下部ケースの下部部材(例えば、下部部材412a)と一体的に形成され得る。下部ケース(例えば、下部ケース110、406a、又は本明細書に記載される他の下部ケース)は、金属、ガラス、セラミックなどの単一片で形成され得る。場合によっては、下部ケース(下面と1つ、2つ、3つ、又は4つの側壁を含む)は、単一金属片から機械加工又はその他の方法で形成され得る金属部材であってもよい。上部ケースが内容積の上部と側面を画定し、下部ケースが内容積の下部を画定する構成など、他の構成も可能である。そのような構成の例を、本明細書に記載する。
上部ケース404a、下部ケース406a、及び接合部材414は、略同様の外観を有し得る。例えば、これらの構成要素は、同じ又は類似の色、テクスチャ、触感などを持つように構成され得る。これには、構成要素への塗料、インク、染料、又はその他のコーティングの塗布、及び/又は構成要素への同じ仕上げプロセス(例えば、機械加工、研磨など)の適用が含まれる。
図4Bは、下部ケース406b及び上部ケース404bの別の構成例を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部400bの部分断面図である。上部ケース404b及び下部ケース406bはそれぞれ、対応する階段状インタフェース領域を画定する。具体的には、上部ケース404bは、第1のインタフェース面420と、第1のインタフェース面420から変位した(例えば、同じ平面内にない)第2のインタフェース面422と、を画定し得る。同様に、下部ケース406bは、第1のインタフェース面420の反対側にある第3のインタフェース面424と、第2のインタフェース面422の反対側にある第4のインタフェース面426と、を画定し得る。
第1及び第3のインタフェース面420、424は、第1の接合部材416を介して互いに結合され得、第2及び第4のインタフェース面422、426は、第2の接合部材418を介して互いに結合され得る。第1及び第2の接合部材416、418は、構造、材料、機能などが上述の接合部材414と同様であり得る。第1及び第2の接合部材416、418は、互いに略同一であっても、異なっていてもよい。例えば、第1の接合部材416は、第2の接合部材418とは異なる剛性を有し得る。別の例として、第1の接合部材416が(例えば、液体又はその他の汚染物質の侵入を防ぐために)より良好な封止を形成する一方、第2の接合部材418は、第1の接合部材416よりも封止の効果は低いが、より強い結合又は保持力を提供し得る。更に別の例として、第1の接合部材416は力センサ又は力感知構造要素を欠くことがある一方、第2の接合部材418は力センサ(又は力センサの一部)として作用する電極又はその他の構成要素を含み得る。他の最適化も可能であり、各接合部材は、望ましい又は適切な特性又は特性の組み合わせのために選択又は最適化され得る。選択又は最適化され得る特性の例としては、強度、硬度、耐引掻性、耐薬品性、耐紫外線性、耐水性、接着強度、色、表面仕上げ、機械加工性などが挙げられる。
図4Cは、下部ケース406c及び上部ケース404cの例示的な構成例を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)ベース部400cの部分断面図である。上部ケース404cは、構造、材料、機能などが上述の接合部材414と同様であり得る接合部材428を介して下部ケース406cに結合され得る。
上部ケース404cは、下部ケース406cの縁部432まで延在していなくてもよい。例えば、上部ケース404cの縁部432は、下部ケース406cの外側に対して凹んでいてもよい。縁部トリム430は、上部ケース404cの縁部432に配設され及び/又は取り付けられ、縁部432に沿って上部ケース404cをほぼ囲み得る(例えば、上部ケース404cの露出縁部全体に貼付され得る)。縁部トリム430は、任意の適切な1つ以上の材料から形成され得る、又はそれを含み得る。例えば、縁部トリム430は、エポキシ、プラスチック、塗料、インク、染料、ゴムコーティング又はストリップなどであり得る。縁部トリム430は、上部ケース404c及び/又は下部ケース406cに接着される単一材料であり得る、又はトリム材料及び別個の接着剤などの複数の要素又は材料を含み得る。
縁部トリム430は、上部ケース404cの縁部を傷、欠け、又はその他の損傷から保護し得る。縁部トリム430は、光が縁部432を通って上部ケース404cに出入りすることも防ぎ得る。例えば、上部ケース404cは、キーキャップ、一体型ディスプレイなどの照明構成要素用の光導波路又は光導波管として使用され得る。このような場合、縁部トリム430は、縁部432からの光漏れを防止し得る。上部ケース404cが光導波路又は光導波管である場合、縁部トリム430は、縁部432上に配設され、上部ケース404cに光を反射するように構成されている反射材料又はコーティングを含み得る、又はそれを覆うように塗布され得る。
縁部トリム430は、下部ケース406cと同様の外観を有するように構成され得る。例えば、縁部トリム430は、下部ケース406cと同じ又は類似の色、テクスチャ、触感、又はその他の特性を有し得る。従って、ベース部400cの側面は一貫した外観を有し、単一構成要素からなるように見え得る(又は縁部トリム430及び下部ケース406cが同じ材料からなるように見え得る)。縁部トリム430及び下部ケース406cは、両方の構成要素に同様のテクスチャ及び外観を生成する研磨、研削、又は機械加工などの共通仕上げプロセスを経ることができる。例えば、これらの構成要素を組み立てた後、縁部トリム430及び下部ケース406cに同じ研磨ステップが適用され得る。場合によっては、同じツール(例えば、研磨ツール)が、縁部トリム430及び下部ケース406cに略同時に適用され得る。
図4Dは、下部ケース406dと上部ケース404dの例示的な構成を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)ベース部400dの部分断面図である。上部ケース404dは、複数の接合部材を介して下部ケース406dに結合され得る。第1及び第2の接合部材434、438が最初に貼付されて、第3の接合部材436が配置され得る谷部又は空洞を画定し得る。場合によっては、第1及び第2の接合部材434、438は、谷部又は空洞を画定するために、固体又は半固体の形態で貼付され得る接着剤発泡体、テープ、フィルム、又はその他の材料であってもよい。第1及び第2の接合部材434、438が貼付され、谷部又は空洞が画定された後、第3の接合部材436を谷部又は空洞に投入し得る。例えば、第3の接合部材436が、第1及び第2の接合部材434、436によって画定される谷部又は空洞に流入、注入、又はその他の方法で投入される液体又はその他の流動性形態の硬化性接着剤であり得る。(谷部又は空洞は、上部ケース404d又は下部ケース406dの接合面の周りで連続し得、第3の接合部材436の流動性材料を、所望の場所又は位置において完全に収容し得る)。第3の接合部材436が谷部又は空洞に投入された後、上部ケース404d及び下部ケース406dは、接合部材によって(例えば、接合部材434、436、438の一部又は全部を硫化及び/又は硬化させることによって)互いに接合され得る。
場合によっては、第1、第2、及び第3の接合部材434、438、及び436は、異なる物理的及び/又は機械的特性を有し得る。例えば、第1及び第2の接合部材434、438は、中実又は半中実形態であり得、上部ケース404d及び/又は下部ケース406dに貼付された後にサイズ又は形状が大きく変化しないような寸法安定性を有し得る。従って、それらの接合部材を使用して、上部及び下部ケース404d、406dの間の物理的及び/又は寸法関係を画定する(例えば、両者間の特定距離を維持する)と共に、第3の接合部材436の材料を投入する谷部又は空洞を画定し得る。第1及び第2の接合部材434、438はまた、上部ケース404dを下部ケース406dに接着又はその他の方法で固定し得る。第1及び第2の接合部材434、438を使用して上部及び下部ケース404d、406d間の距離を画定又は維持する代わりに、又はそれに加えて、上部及び下部ケース404d、406dの間にスペーサを配置し得る。スペーサは、発泡体、テープ、フィルム、固化/硬化した接着剤などの任意の適切な材料であり得る。スペーサは、柱、ディスク、ドームなどの任意の適切な形状であってもよく、上部ケース404dと下部ケース406dとの間のインタフェースに沿って間隔を置いて配置され得る。
第3の接合部材436は、高せん断接着剤(又はその他の適切な接着剤又は材料)であり得、そのため、上部ケース404dと下部ケース406dとの間に高強度接着結合を提供し、上部及び下部ケース404d、406dの層間剥離、又は剥離、又は相対移動を防止又は低減し得る。高せん断接着剤は、他の接着剤よりもせん断荷重に対する耐性が高くなり得る。
図4Eは、下部ケース406eと上部ケース404eの例示的な構成を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)ベース部400eの部分断面図である。上部ケース404eは、接合部材440を介して下部ケース406eに結合され得る。接合部材440は、下部ケース406eの壁442、444によって画定される谷部又は空洞に投入される液体又は流動性接着剤から形成され得る。図示されるように、壁442、444は下部ケース406eと一体である。例えば、谷部又は空洞が下部ケース406eに機械加工されて(又はレーザ切除又はその他の方法で形成されて)、壁442、444を形成し得る。あるいは、壁442、444は、下部ケース406eとは別個の構成要素であり得、下部ケース406eに固定されて(例えば、溶接、接着、接着されて)、壁442、444を形成し得る。上述したように、接合部材440は、接着剤(例えば、高せん断接着剤又はその他任意の適切な接着剤)を、壁442、444の間の空間に流入、注入、又は別の方法で投入することによって形成され得る。接合部材440が液体又は流動性材料から形成される場合、壁442、444は、上部及び下部ケース404e、406eに適切に結合されるように、流動性材料を適所に含み得る。
図4Fは、下部ケース406fと上部ケース404fの例示的な構成例を示す、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)ベース部400fの部分断面図である。下部ケース406fは表面又は棚部448を画定し、下部ケース406fの側壁の一部は棚部448を越えて延在し、フランジ446を画定し得る。上部ケース404fは、棚部448上に載る又は異なった風にインタフェースをとることができ、フランジ446は、図4Fに示されるように、上部ケース404fの外周側に隣接し得る。場合によっては、フランジ446は、上部ケース404fの厚さと略同じ距離(例えば、上部ケース404fの外周側の高さ)だけ棚部448の上方又はそれを超えて延在し、フランジ446の上面(図4Fに示されるように)が上部ケース404fの上面と略面一又は平坦となる。上部ケース404fは、接着剤、又はその他の適切な結合技術若しくは材料を用いて、下部ケース406fに貼付又は固定され得る。
図4A~4Fは、例示的な上部ケースを例示的な下部ケースに結合するための技術を示す。技術、接合材料、上部ケースと下部ケースの形状などはいずれも、他の例示的な上部ケースと下部ケース、例えば、異なる形状(例えば、異なる壁厚、異なる形状、異なる壁角度、異なるサイズ)、異なる材料、異なる物理的特性などを有する上部ケースと下部ケースにも等しく適用され得る。例えば、図4A~4Fを参照して図示及び説明された教示は、図2A~2Fに示されるような上部及び下部ケースで使用され得る。
図5A~5Dは、上部ケースが、ベース部の上面を形成する上部部材と、ベース部の側面を形成する側壁と、を含むコンピューティングデバイスのベース部の部分断面図である。図5A~5Dは、下部ケースではなく上部ケースが側壁を含む場合の、下部ケースと上部ケースとの間のインタフェース及び結合の様々な構成を示す。
図5Aは、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部500aの部分断面図である。上述したように、ベース部500aの上部ケース504aは、上部部材510a及び側壁512aを含む。側壁512aは、上部部材510aから略垂直に延在してもよいし、異なる角度で延在してもよい。側壁512aは、ベース部500aの外側面を画定する。1つの側壁しか示されていないが、上部ケース504a(及び本明細書に記載される他の上部ケース)は、1、2、3、又は4(又はそれ以上)の側壁などの複数の側壁を含み得ると理解される。場合によっては、本明細書に記載される上部ケースは、上部部材(例えば、上部部材510a)と一体的に形成されて、電子デバイスのベース部の前面、左側、及び右側面を形成する3つの側壁を含む。側壁は、2つの側壁間の角部に沿って連続的であり、場合によっては、ベース部の少なくとも3つの側面に沿って延在する連続した側壁帯を生成し得る。本明細書に記載される側壁のいずれかの特徴は、他の側壁にも同様に適用され得る。例えば、図5Aは、1つの側壁の断面を示し、上部ケース504aの他の一部又は全部の側壁(図3A及び3Bの側壁113に対応及び/又は置換し得る)は同様の特徴を有し、同様の方法で下部ケース506aに結合され得る。
上部ケース504aは、ガラス、セラミック、金属、プラスチックなどの任意の適切な材料から形成され得る。例えば、上部ケース504aは、上部部材510a及び側壁512aを形成するために成形(例えば、スランプ)された単一ガラス片であり得る。単一連続ガラス(又はその他の材料)製の上部ケースは、上方に向いた継ぎ目、穴、開口部などを欠くことで、こぼれに高い耐性のあるベース部を形成し得る。
上部ケース504aは、デバイスの内部構成要素へのアクセスを可能にするために、側壁(例えば、側壁512a)に1つ以上の開口部を含み得る。例えば、デバイスは(例えば、充電や通信用の)コネクタを含み得、上部ケース504aは、ケーブル又はその他の構成要素をコネクタに接続させる開口部を含み得る。例示的なコネクタとしては、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタ、カードリーダ、電源ケーブルコネクタなどが挙げられる。開口部は、他の機能を有し得る、又は他の構成要素と関連付けられ得る。例えば、開口部は、ディスク(例えば、DVD又はCD)をドライブに挿入できるディスクドライブに対応し得る、又は開口部は、締め具(ネジ、ボルトなど)のために使用して、上部ケース504aを別の構成要素(例えば、下部ケース506a)に固定し得る。
開口部は、任意の適切な方法で、上部ケース504aの側壁(又はその他の部分)に形成され得る。例えば、開口部は、機械加工、レーザ切断、プラズマ切断、鋸引き、化学的エッチングなどで形成され得る。開口部は、成形プロセス中に上部ケース504aに形成され得るため、上部ケース504aの形成及び硬化後に開口部を形成する必要性が低減又は排除される。
上部ケース504aは、接合部材508aを介して下部ケース506aに結合されている。下部ケース506aは、ベース部500aの内容積の下部を形成し、金属、ガラス、プラスチック、セラミックなどの任意の適切な材料から形成され得る。
上部ケース504aの側壁512aは、下部ケース506aの縁部514aが側壁512aの外面と略面一になるように、下部ケース506aの上面に結合され得る。従って、下部ケース506aの縁部514aは、ベース部500aの外側面の一部を画定する。
接合部材508aは、上部ケース504aを下部ケース506aに結合する。接合部材508aは、上述の接合部材414と構造、材料、機能などが同一又は同様であり得る。
図5Bは、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部500bの部分断面図である。ベース部500bは、接合部材508bを介して下部ケース506bに結合されている上部ケース504bを含む。接合部材508bは、上述の接合部材414と構造、材料、機能などが同一又は同様であり得る。
ベース部500bは、上部ケース504bが上部部材510bと側壁512bの両方を含み、下部ケース506bが略平坦であるという点で、ベース部500aと同様である。しかしながら、ベース部500bでは、下部ケース506bの縁部は、側壁512bの外面まで延在していない。むしろ、下部ケース506bの縁部は側壁512bの内側に結合され、下部ケース506bはベース部500bの外側の一部を形成しない。
図5Cは、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部500cの部分断面図である。ベース部500cは、接合部材508cを介して下部ケース506cに結合されている上部ケース504cを含む。接合部材508cは、上述の接合部材414と構造、材料、機能などが同一又は同様であり得る。
ベース部500cは、上部ケース504cが上部部材510cと側壁512cの両方を含むという点でベース部500bと同様であるが、下部ケース506cは、ベース部500cの外側側面まで延在しない、又はその一部を形成しない。しかしながら、ベース部500cでは、下部ケース506cは、側壁512cの切り込み516に収容される。切り込み516により、下部ケース506cの上面は、下部ケース506cの縁部の代わりに又はこれに加えて、側壁512cとインタフェースをとり得る、及び/又は結合され得る。
前述の例では、略鋭い縁部(例えば、上面と側面が約90度の角度で接する)を有する上部ケースが示されている。しかしながら、これらの描写は、本明細書に記載された上部ケースの形状及び/又は構成を限定するものと解釈すべきではない。確かに、上部ケースは、他の形状や縁部外形を有し得る。例えば、図5Dは、図3Aの断面B-Bに沿った(図1Aのベース部104に対応し得る)コンピューティングデバイスのベース部500dの部分断面図である。ベース部500dは、接合部材508dを介して下部ケース506dに結合されている上部ケース504dを含む。接合部材508dは、上述の接合部材414と構造、材料、機能などが同一又は同様であり得る。
図5Dに示されるように、上部ケース504dは、円形の、曲線状の、又は丸みを帯びた外形の縁部518を有する。半径は、約0.25mm、約0.5mm、約1.0mm、又は任意の他の適切な半径など、任意の適切な半径であり得る。場合によっては、縁部518は、単一半径によって画定されないスプライン又は曲線に従う曲線プロファイルを有し得る。面取り、窪み、段、又はその他の適切な形状など、他の縁部形状も考えられる。
図6A~図6Gは、ディスプレイ部の様々な構成を示す、図1Aの断面C-Cに沿ったコンピューティングデバイスのディスプレイ部の部分断面図である。図6A~6Gに示されたディスプレイ部は、バックライト、サイドライト、カバー、ディスプレイスタック、LED層、OLED層、回路基板、バッテリ、プロセッサ、メモリ、アンテナなどのディスプレイ構成要素(又はコンピューティングデバイスの他の構成要素)を保持するための内容積を画定し得る。図6A~6Gでは、ディスプレイ筐体(例えば、ディスプレイ筐体602a~602g)は、構造、材料、機能などにおいて上述のディスプレイ筐体108と同様であり得る。同様に、カバー及び/又はディスプレイをディスプレイ筐体に接合する接合部材(例えば、接合部材606a~606g)は、構造、材料、機能などにおいて、上述の接合部材414(又はその他の接合部材)と同様であり得る。
図6Aは、カバー604aがディスプレイ筐体602aに結合されているディスプレイ部600aの部分断面図である。カバー604aは、ディスプレイスタック607aの前方に位置し、任意選択的にディスプレイスタック607aに接合又は接着された透明保護シートであり得る。カバー604aは、ガラス、プラスチック、セラミック、ポリカーボネートなどの任意の適切な材料から形成され得る、又は含み得る。カバー604aは、ガラス、プラスチック、又はセラミックの単一シートなどの単一(例えば、一体)構成要素であり得る、又はガラス、プラスチック、フィルタ、コーティングの複数層などの複数の構成要素若しくは層を含み得る。ディスプレイスタック607aは、LED層、OLED層、光拡散体、光導波路、光源、反射器、偏光子、フィルタなどの任意の適切な構成要素を含み得る。図6Aではディスプレイスタック607aが単一構成要素として示されているが、ディスプレイスタック607aは複数の構成要素及び/又は層を有し得ると理解されるであろう。
図6Aに示されるように、カバー604aは延在して、ディスプレイ部600aの外側の一部を形成し得る。本構成では、ディスプレイ部600aのユーザ対向面609全体は、視認可能なベゼル、フレーム、又はその他の周囲の構成要素を含まずに、単一面によって画定され得る。例えば、ディスプレイ筐体602aは、コンピューティングデバイスの通常動作中(例えば、コンピューティングデバイスの使用中及び/又はユーザによるディスプレイの視認中)、カバー604aの外周辺りで視認不能となる場合がある。
カバー604a及びディスプレイ筐体602aは、同じ材料から形成され得る、又は同じ材料を含み得る。例えば、カバー604aはガラスから形成され得る、又はガラスを含み得る。ディスプレイ筐体602aもガラス(例えば、カバー604aと同じ又は異なるガラス)から形成され得る。あるいは、カバー604a及びディスプレイ筐体602aは、異なる材料から形成され得る。例えば、ディスプレイ筐体602aはアルミニウム(又は別の金属)であり、カバー604aはガラスから形成され得る、又はガラスを含み得る。
カバー604aは、接合部材606aを介してディスプレイ筐体602aに取り付けられ得る。接合部材606aは、カバー604aをディスプレイ筐体602aに接合する接着剤であり得る、又は接着剤を含み得る。カバー604a、ディスプレイ筐体602a、及び接合部材606aは、略同様の外観を有し得る。例えば、これらの構成要素は、同じ又は類似の色、テクスチャ、触感などを持つように構成され得る。これには、構成要素への塗料、インク、染料、又はその他のコーティングの塗布、及び/又は構成要素への同じ仕上げプロセス(例えば、機械加工、研磨など)の適用が含まれる。
図6Bは、カバー604bがディスプレイ筐体602bに結合されているディスプレイ部600bの部分断面図である。カバー604bは、接合部材606bを介してディスプレイ筐体602bに取り付けられている。ディスプレイ部600bはまた、構造、材料、機能などにおいて、上述のディスプレイ607aと同様であり得るディスプレイ607bを含む。
カバー604bは、縁部トリム608bがカバー604bの縁部612上に配設され得る及び/又は取り付けられ得ることを除いて、ディスプレイ筐体602bの縁部までほぼ延在し得る。縁部トリム608bは、カバー604bの縁部612及び接合部材606bを覆い、これらの構成要素を損傷から保護し得る。縁部トリム608bは、縁部612を通って光がカバー604bに出入りすることも防ぎ得る。更に、カバー604bが複数層を含む場合、縁部トリム608bは、層の端部又は縁部を覆い得る。このことは、(目障りな継ぎ目を覆うことにより)ディスプレイ部600bの外観を向上させ、カバー604bの複数層の層間剥離又はその他の損傷を防止するのに役立ち得る。縁部トリム608bは、構造、材料、機能などが上述の縁部トリム430と同様であり得る。
縁部トリム608bは、ディスプレイ筐体602bと同様の外観を有するように構成され得る。例えば、縁部トリム608bは、ディスプレイ筐体602bと同じ又は同様の色、表面テクスチャ、触感、又はその他の特性を有し得る。従って、ディスプレイ部600bの側面は、一貫した外観を有し得、単一構成要素からなるように見え得る(又は縁部トリム608b及びディスプレイ筐体602bは、同じ材料からなるように見え得る)。縁部トリム608b及びディスプレイ筐体602bは、両方の構成要素に同様のテクスチャ及び外観を生成する、研磨、研削、又は機械加工などの共通仕上げプロセスを経ることができる。例えば、これらの構成要素を組み立てた後、縁部トリム608bとディスプレイ筐体602bに同じ研磨ステップが適用され得る。場合によっては、同じツール(例えば、研磨ツール)が、略同時に又は共通の処理動作中に、縁部トリム608b及びディスプレイ筐体602bに適用され得る。
図6Cは、カバー604cがディスプレイ筐体602cに結合されているディスプレイ部600cの部分断面図である。カバー604cは、接合部材606cを介してディスプレイ筐体602cに取り付けられている。ディスプレイ部600cはディスプレイ607cも含み、ディスプレイ607cは、構造、材料、機能などで上述のディスプレイ607aと同様であり得る。
図6Cに示されるように、カバー604cは、ディスプレイ筐体602cにセットされ得る(例えば、ディスプレイ筐体602cの部分は、カバー604cの側面上に少なくとも部分的に延在する)。場合によっては、カバー604cの外面は、ディスプレイ筐体602cの縁部614cと略面一であり得る。この構成では、縁部614c(及び任意選択的に接合部材606c)は、カバー604cの少なくとも一部を囲む又は枠付けするベゼル又はフレームを画定し得る。更に、カバー604cの縁部を囲むディスプレイ筐体602cの部分は、カバー604cの縁部を欠け、破損、汚染、又はその他の潜在的な損傷から保護し得る。
図6Dは、カバー604dがディスプレイ筐体602dに結合されているディスプレイ部600dの部分断面図である。ディスプレイ部600dはまた、構造、材料、機能などにおいて、上述のディスプレイ607aと同様であり得るディスプレイ607dを含む。
カバー604dは、接合部材606dを介してディスプレイ筐体602dに取り付けられている。ディスプレイ筐体602dは、カバー604dが(接合部材606dを介して)取り付けられる棚部616dを画定する切り込み領域を含む。この構成により、カバー604dは、ディスプレイ部材600cの構成と同様に(図6C)、接合部材をディスプレイ部600dのユーザ対向外面620上で視認させずに、ディスプレイ筐体602dの縁618dによって少なくとも部分的に囲まれる、又は枠付けされ得る。例えば、接合部材606dは、カバー604dの内面又は背面を棚部616dに結合する。従って、接合部材606dは、表面620の一部を形成しない。
図6Dに示される棚部616dにより、カバー604dは、複数の方向に沿ってディスプレイ筐体602dによって固定され得る。例えば、カバー604dは、カバー604dの外縁、及びカバー604dの背面の周囲に沿ってディスプレイ筐体602dに係合し得る。従って、カバー604dは、面内方向及び面外方向に沿って保持される。これにより、ディスプレイ部600dの強度、剛性、及び/又は耐久性を向上させ得る。
図6Eは、別個のカバーなしで(例えば、カバーガラスなしで)ディスプレイスタック624eがディスプレイ筐体602eに結合されているディスプレイ部600eの部分断面図である。ディスプレイスタック624eは、例えば、背面偏光子626e、下部ガラス628e、上部ガラス630e、及び前面偏光子632eを含む、スタック又はラミネート状に配置された各種構成要素を含み得る。これらは単にディスプレイスタック624eの例示的な構成要素又は層であり、バックライト、照明パネル、光導波路パネル、有機発光ダイオード、液晶層など、より多く又はより少ない又は異なる構成要素がディスプレイスタック624eに含まれ得る。
ディスプレイスタック624eは、接合部材606eを介してディスプレイ筐体602eに取り付けられ得る。ディスプレイスタック624eは、縁部トリム608eがディスプレイスタック624eの縁部622上に配設され得る及び/又は取り付けられ得ることを除いて、ディスプレイ筐体602eの縁部までほぼ延在し得る。縁部トリム608eは、ディスプレイスタック624eの縁部622及び接合部材606eを覆い、これらの構成要素を損傷から保護し得る。縁部トリム608eはまた、縁部622を通ってディスプレイスタック624eに光が出入りすることも防ぎ得る。更に、縁部トリム608eは、ディスプレイスタック624eの層(例えば、下部ガラス628e、上部ガラス630e、及び前面偏光子632e)の端部又は周辺側を覆い得る。このことは、(目障りな継ぎ目を覆うことにより)ディスプレイ部600eの外観を向上させ、ディスプレイスタック624eの複数層の層間剥離又はその他の損傷を防止するのに役立ち得る。縁部トリム608eは、構造、材料、機能などにおいて、上述の縁部トリム430及び608bと同様であり得、同じ方法で形成又は仕上げされ得る。
図6Fは、ディスプレイスタック624fがディスプレイ筐体602fに結合されているディスプレイ部600fの部分断面図である。ディスプレイスタック624fは、接合部材606fを介してディスプレイ筐体602fに取り付けられている。ディスプレイスタック624fは、構造、材料、機能などが上述のディスプレイスタック624eと同様であり得る。例えば、ディスプレイスタック624fは、背面偏光子626f、下部ガラス628f、上部ガラス630f、及び前面偏光子632fを含み得る。
図6Fに示されるように、図6Cのディスプレイ筐体602cと同様に、ディスプレイスタック624fはディスプレイ筐体602fにセットされ得る。場合によっては、ディスプレイスタック624fの外面は、ディスプレイ筐体602fの端部614fと略面一であり得、端部614f(及び任意選択的に接合部材606f)は、ディスプレイスタックの一部624fの少なくとも一部を囲む又は枠付けするベゼル又はフレームを画定し得る。更に、ディスプレイスタック624fの縁部を囲むディスプレイ筐体602fの部分は、ディスプレイスタック624fの縁部を、層間剥離、欠け、破損、汚染、又はその他の潜在的な損傷から保護し得る。
図6Gは、ディスプレイスタック624gがディスプレイ筐体602gに結合されているディスプレイ部600gの部分断面図である。ディスプレイスタック624gは、構造、材料、機能などにおいて上述のディスプレイスタック624eと同様であり得る。例えば、ディスプレイスタック624gは、背面偏光子626g、下部ガラス628g、上部ガラス630g、及び前面偏光子632gを含み得る。
ディスプレイスタック624gは、接合部材606gを介してディスプレイ筐体602gに取り付けられている。ディスプレイ筐体602gは、ディスプレイスタック624gが(接合部材606gを介して)取り付けられる棚部616gを画定する切り込み領域を含む。この構成により、ディスプレイスタック624gは、ディスプレイ部600d(図6D)の構成と同様に、ディスプレイ筐体602gの縁部618gによって(外縁の周囲で)少なくとも部分的に囲まれる、又は枠付けされ得る。
図6Hは、ディスプレイ634がディスプレイ筐体602h(本明細書に記載される他のディスプレイ筐体と同様であり得る)に結合されているディスプレイ部600hの部分断面図である。ディスプレイ634は、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、又はその他の任意の適切なディスプレイ又はディスプレイスタックであり得、カバー(例えば、ガラス、サファイア、又はプラスチック保護カバー)及び/又はその他の適切な構成要素を含み得る。
ディスプレイ634は、任意の適切な取付技術を介してディスプレイ筐体602hに取り付けられる。ディスプレイ634とディスプレイ筐体602hの内面との間の空間は、ポッティング材635(上記のポッティング材211と同様であってもよく、ポリウレタン、シリコーン、エポキシ、又はその他の適切なポッティング材を含み得る)で充填され得る。ポッティング材635は、ディスプレイ634及びディスプレイ筐体602hを支持し得る。ポッティング材635は、シリコーン、エポキシ、ポリウレタン、エアロゲル、又は任意の他の適切なポリマー若しくは他の材料などの任意の適切な材料であり得る。図6Hは、ディスプレイ634とディスプレイ筐体602hとの間の空間全体を占めるポッティング材635を示す。他の例では、ポッティング材635は、空間全体を占めない場合がある。ポッティング材635はまた、ディスプレイ634をディスプレイ筐体602hに接着、接合、又はその他の方法で保持し得る。場合によっては、ポッティング材635は、ディスプレイ634とディスプレイ筐体602hとの間の専用の機械的取付具であり得る。
図6Jは、ディスプレイ638がディスプレイ筐体602j(本明細書に記載されている他のディスプレイ筐体と同様であり得る)に結合されているディスプレイ部600jの部分断面図である。ディスプレイ638は、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイ、又はその他の適切なディスプレイ又はディスプレイスタックであってもよく、カバー(例えば、ガラス、サファイア、又はプラスチック保護カバー)及び/又はその他の適切な構成要素を含み得る。
ディスプレイ638は、接着剤636を介してディスプレイ筐体602jに取り付けられ得る。接着剤636は、ディスプレイ638をディスプレイ筐体602jに保持し得る。場合によっては、ディスプレイ638及び接着剤636は、ディスプレイ筐体602jに構造的強度及び剛性を追加し、ディスプレイ638がディスプレイ筐体602jに直接接着されていないディスプレイ部に対して、より薄いディスプレイ筐体602jが使用可能となる。場合によっては、ディスプレイ638の背面の大きな領域(例えば、約50%、約60%、約75%、約85%、約90%)をディスプレイ筐体602jに接着することによって、ディスプレイ638がディスプレイの周囲でディスプレイ筐体602jに取り付けられる接合技術と比較して、剛性を高め得る。
図7A及び7Bは、図1Aの断面B-B及びC-Cに沿った、上述のベース部及びディスプレイ部の様々な組み合わせを有するコンピューティングデバイスの部分断面図である。図7A~7Bは、図1Aに示された開放構成ではなく、閉鎖構成のコンピューティングデバイスを示す。
図7Aは、ディスプレイ部701a及びベース部703aを含むコンピューティングデバイス700aの部分断面図である。ディスプレイ部701aは、接合部材712aを介してディスプレイ筐体702aに取り付けられたカバー706aと、ディスプレイ筐体702a内のディスプレイスタック718と、を含む。ディスプレイ部701aは、ディスプレイ部600a(図6A)と同様であり、ディスプレイ部701a(又はその構成要素)は、材料、構造、及び機能においてディスプレイ部600aと同じ又は同様であり得る。
コンピューティングデバイス700aはまた、接合部材710aを介して下部ケース704aに結合されている上部ケース708aを含むベース部703aを含む。ベース部703aは、ベース部400a(図4A)と同様であり、ベース部703a(又はその構成要素)は、材料、構造、及び機能においてベース部400aと同じ又は同様であり得る。
ディスプレイ部701aのカバー706a及びベース部703aの上部ケース708aは、両方とも同じ又は同様の材料から形成され得、同様の方法でディスプレイ筐体702a及び下部ケース704aにそれぞれ結合され得る。従って、コンピューティングデバイス700aの側面は、一貫した均一な外観を有し得る。例えば、ディスプレイ部701aとベース部703aとの間の共通の材料及び物理的統合は、略対称構造を提供する(ただし、構成要素の正確な厚さ及びサイズは、ディスプレイ部701aとベース部703aとで異なり得る)。更に、上部ケース708a及びカバー706aが同じ材料から形成される場合、それらの構成要素の縁部は、外観(例えば、色、テクスチャ、表面研磨など)が同様又は同一であり得る。
図7Aに示される構成要素は、同じ仕上げプロセスを受けてもよい。例えば、上部ケース708aの縁部及びカバー706aの縁部は、同じ研磨プロセスを受け得る、及び/又は同じ又は同様の研磨度(又は表面粗さ)まで研磨され得る。更に、上述したように、接合部材710a及び712aは、これらの構成要素のすべてが同じ又は同様の外観、表面仕上げなどを有するように、上部ケース708a及びカバー706aと共に仕上げられ得る。
図7Bは、ディスプレイ部701b及びベース部703bを含むコンピューティングデバイス700bの部分断面図である。ディスプレイ部701bは、接合部材712bを介してディスプレイ筐体702bに取り付けられたディスプレイスタック720を含む。ディスプレイ部701bは、ディスプレイ部600a(図6A)と同様であり、ディスプレイ部701b(又はその構成要素)は、材料、構造、及び機能においてディスプレイ部600aと同じ又は同様であり得る。ディスプレイスタック720は、ディスプレイスタック624e(図6E)と同一又は同様であってもよく、例えば、背面偏光子、下部ガラス、上部ガラス、及び前面偏光子を含み得る。これらは、ディスプレイスタック720の単なる例示的な構成要素又は層であり、より多くの、より少ない、又は異なる構成要素がディスプレイスタック720に含まれ得る。場合によっては、ディスプレイ部701bは、ディスプレイスタック720の前方に、又はディスプレイスタック720を覆う別個のカバーを含まない。このような場合、ディスプレイスタック720の最前層は、ディスプレイ部701のユーザインタフェース面(例えば、外面)を画定し得る。
コンピューティングデバイス700bはまた、接合部材710bを介して下部ケース704bに結合されている上部ケース708bを含むベース部703bを含む。ベース部703bは、ベース部400a(図4A)と同様であり、ベース部703b(又はその構成要素)は、材料、構造、及び機能においてベース部400の材料、構造、及び機能と同じ又は同様であり得る。
ディスプレイ部701b及びベース部703bは、ディスプレイスタック720及び上部ケース708bの縁部に配設された、及び/又は取り付けられた縁部トリム714、716を更に含む。縁部トリム714、716の材料、構造、及び機能は、縁部トリム430の材料、構造、及び機能と同じ又は同様であり得る。縁部トリム714、716は、例えば、ディスプレイスタック720及び上部ケース708bの縁部に対する欠け、亀裂、又はその他の損傷を防止又は低減することにより、ディスプレイスタック720及び上部ケース708bを保護し得る。更に、ディスプレイスタック720及び/又は上部ケース708bが複数層を含む場合、縁部トリム714、716は、それらの層の層間剥離を防ぐ(及びそれらの層を隠す)のに役立ち得る。
縁部トリム714、716は、互いに及び/又はコンピューティングデバイス700bの他の部分と同じ又は同様の外観(色、表面研磨などを含む)を有し得る。例えば、縁部トリム714、716と接合部材710b、712bが略同じ外観(例えば、色、表面仕上げなど)を有することによって、コンピューティングデバイス700bの側面の均一性と一貫性を向上させるように、縁部トリム714、716は、接合部材710b、712bと同じ材料から形成され得る、又は同じ材料を含み得る。
上述したように、コンピューティングデバイスの上部ケースは、ガラスやセラミックなどの材料からなる単一連続シートから形成し得る。ノートブックコンピュータの上部ケースに見られるように、上部ケースが厚さと比較して比較的大きい表面積を有する場合、補強材を上部ケースに追加する、又はその他の方法で組み込むことで、上部ケース(及び/又はコンピューティングデバイス全体)の剛性、強度、靭性、又はその他の特性を向上させ得る。例えば、補強材により、上部ケースのねじり剛性が向上し、それにより、コンピューティングデバイス全体のねじれ剛性が向上し得る。そのような補強材はまた、本明細書に記載されるように、剛性の高い領域と剛性の低い領域を画定して、異なる構造特性を有する入力領域を画定し得る。
図8Aは、上部ケース800aと、上部ケース800aに貼付され得る補強フレーム802aの分解図である。上述したように、上部ケース800aは、タッチ入力及び力入力などの様々なタイプの入力を受け取る統合インタフェースシステムの入力面を画定し得る。更に、統合インタフェースシステムは、上部ケース800aに取り付けられ得る、又はそれ以外の方法で統合され得るタッチセンサ、力センサ、ディスプレイ、触覚アクチュエータなどを含み得る。補強フレーム802aを備えた上部ケース800aは、統合インタフェースシステムの構成要素用の構造プラットフォームを画定するのに役立つと共に、統合インタフェースシステムに入力面を提供する。更に、本明細書に記載されるように、補強フレーム802aなどの補強材は、入力領域を画定する、又は様々なタイプの入力に対する上部ケース800aの物理的又は機械的応答を画定するのに役立ち得る。
上部ケース800aは、構造、材料、機能などが上述の上部ケース112と同様であり得る。例えば、上部ケース800aは、ガラス、ポリカーボネート、セラミック、又は任意の他の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。場合によっては、上部ケース800aは、単一ガラス部材(例えば、ガラスシート)である。上部ケース800aは、上部ケース800aの上面に継ぎ目、穴、又はその他の開口部を有していなくてもよい。
補強フレーム802aは、ガラス、プラスチック、炭素繊維、金属などの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれを含み得る。補強フレーム802aは、任意の適切な形状を有し得る。図示されるように、補強フレーム802aは、第1のフレーム領域804a及び第2のフレーム領域806aを画定する。第1のフレーム領域804aは、上部ケース800aのキーボード領域808の下に設けられ得る。ここで、上部ケース800aに形成されている凹部(矩形又はその他の適切な形状であり得る)として示されるキーボード領域808は、そこにキー又はキー機構を配置するように構成され得る。仮想キーボードが実装される場合など、他の実施例では、キーボード領域808は、上部ケース800aの凹部によって画定されない、又は凹部を使用しない場合がある。補強フレーム802aは、フレームが上部ケース800aの凹部を囲んでいない、又は対応していなくても、使用され得る。
補強フレーム802aは、パームレスト領域810aの下方にあり得る第2のフレーム領域806aも画定する。パームレスト領域810aは、ノートブックコンピュータと相互作用するときに手が典型的に置かれる領域に対応し、上部ケース800aのタッチ入力領域の一部であり得る、又はその一部を画定し得る。パームレスト領域810aは、上部ケース800aの他の部分と区別されるトラックパッド領域を含み得る。トラックパッド領域は、カーソル制御入力、ジェスチャ入力、マルチタッチ入力などの、タッチ及び/又は力入力を受け取る領域であり得る。例えば、トラックパッド領域は、上部ケース800aの境界によって画定され得、第2のフレーム領域806aは、境界の下に配置され得る。あるいは、上部ケース800a全体(例えば、上部ケース800aのキーボード領域及び非キーボード領域の両方)は、タッチ入力領域であり得る。このような場合、第2のフレーム領域806aは、上部ケース800aの特定の機能的又は物理的境界に対応しない場合がある。むしろ、第2のフレーム領域806aは概ね、パームレスト領域810aを強化し得る。にもかかわらず、第2のフレーム領域806aは、図8Aに示される形状を有し得る。補強フレーム802aの他の形状及び構成も考えられる。
補強フレーム802aはまた、上部ケース800aの1つの領域(例えば、キーボード領域808)に加えられた力又はタッチ入力が、別の領域(例えば、パームレスト領域810a)の上部ケース800aに影響を及ぼすことを制限するのに役立ち得る。例えば、(ユーザがキーボード領域808内で仮想キー又はメカニカルキーを叩く結果として)キーボード領域808内で力が加えられた場合、補強フレーム802aは、その力がパームレスト領域810aの上部ケース800aにおいて撓み又は変形を引き起こすのを防ぎ得る(又は、補強フレーム802aを含まない上部ケース800aと比較して撓み又は変形を低減し得る)。
補強フレーム802aは、任意の適切な方法で上部ケース800aに取り付けられ得る。例えば、補強フレーム802aは、接着剤(例えば、HSA、PSA、エポキシ、シアノアクリレートなど)で上部ケース800aに糊付け又は接着され得る。別の例として、補強フレーム802aは、焼結及び/又は焼きなましプロセスによって上部ケース800aに融合され得る。より具体的には、補強フレーム802aを上部ケース800aに配置し、次いで、補強フレーム802aを上部ケース800aに融合させるのに十分な温度及び期間にわたって、補強フレーム802a及び上部ケース800aを加熱し得る。
図8Bは、上部ケース800b及び上部ケース800bに適用され得る補強フレーム802bの分解図である。上部ケース800b及び補強フレーム802bの材料、構造、及び機能は、図8Aを参照して上述した上部ケース800a及び補強フレーム802aと同一又は同様であり得る。しかし、図8Bに示されるように、上部ケース800bは、上部ケース800aの凹部の代わりに開口部812(例えば、矩形の開口部)を含み得る。開口部812は、キーボード領域に対応し、キーボードを収容又は受容するように構成され得る。例えば、キャリアプレート(例えば、回路基板又はその他の基板)に結合されている複数のキー機構(例えば、キーキャップ、キーキャップ支持機構、キーメイクセンサ又はスイッチなど)を含むキーボードは、開口部812に配置され得る。上部ケースの開口部がキーボードを少なくとも部分的に受容する及び/又は枠付けするように構成されている場合、開口部はキーボード開口部と呼ばれることがある。上部ケースがキーボード開口部を有する実施形態では、キーボード開口部は上部ケースの上面の唯一の開口部であり、上部ケースの残りの部分は連続的であり得る(例えば、追加の開口部、継ぎ目、隙間、不連続部などがない)。
図9Aは、上部ケース900と一体的に形成された補強リブ構造902を備えた例示的な上部ケース900を示す。補強リブ構造902は、図8Aの補強フレーム802aと同じ又は同様の機能を実行し得る。図9Aに示されるように、リブ構造902は、図8Aの補強フレーム802aと略同様の形状を有し、キーボード領域904の下の第1のリブ部分906と、パームレスト領域の下の第2のリブ部分908とを有する。
図9Bは、図9Aの断面D-Dに沿った上部ケース900の部分断面図である。図9Bは、キーボード領域904を支持又は補強する補強リブ構造902の一部を示す。図示されるように、補強リブ構造902及び上部ケース900は、一体構造を形成する。例えば、補強リブ構造902は、機械加工、エッチング、アブレーション、又はそれ以外の方法で単一材料シート(例えば、ガラス)から材料を除去することにより形成され得る。別の例として、補強リブ構造902は、上部ケース900が、加熱され、補強リブ構造902(並びに、キーボード領域904又は高若しくは低起伏領域などの上部ケース900の他の特徴及び/又は形状の他の形状)を画定する成形型に適合させられる成形又はスランププロセスによって形成され得る。
図10は、複数の補強部材1002、1004、1006、及び1008が上部ケース1000の下面に取り付けられている例示的な上部ケース1000を示す。例えば、補強部材1002は、キーボード領域1001に対応する上部ケース1000の領域に取り付けられている。補強部材1002は、キーボード領域1001を強化する、又はそれ以外の形で補強し得る。例えば、補強部材1002は、(上部ケース1000又は上部ケース1000に結合されているキー機構に直接加えられる)タイピング入力の結果であるキーボード領域1001の変形又は撓みを防止又は低減するのに役立ち得る。図示されるように、補強部材1002は「x」形状を形成するが、他の構成及び形状も可能である。また、図10におけるキーボード領域1001は、上部ケース1000の他の部分に対して凹んでいるが、図10に図示され記載される補強部材は、凹状キーボード領域を有さない略平坦な(例えば、平面状の)上部ケースなどの他の上部ケース構造と共に使用され得る。
他の補強部材は、上部ケース1000の他の領域に取り付けられ得る。例えば、補強部材1004は、キーボード領域1001の側面に沿って上部ケース1000に取り付けられ、補強部材1008は、キーボード領域1001の上部に沿って上部ケース1000に取り付けられる。同様に、これらの補強部材は、上部ケース1000(及びより一般的にはコンピューティングデバイス)に追加の剛性又は強度を提供し、上部ケース1000のある領域(例えば、キーボード領域1001)に加えられた力が、上部ケースの他の領域の変形又は撓みを引き起こすのを遮断するのに役立ち得る。
補強部材1006は、キーボード領域1001の下方にあるパームレスト領域1003で上部ケース1000に結合されている。補強部材1006は、比較的大きな中央領域が補強されずに残されるように配置される。未補強領域は、ジェスチャ(スワイプ、ピンチなど)、マルチタッチ入力、クリックなどのタッチ及び/又は力入力を受信するように構成されているトラックパッド又はその他のタッチ又は力感知入力領域に対応又は画定し得る。場合によっては、トラックパッド又はその他のタッチ/力感知入力領域は、特定の入力に応答して変形又は撓むように構成されている。これらの撓み又は変形を利用して、入力領域に加えられた力の量を判定し、ユーザ入力が選択又は「クリック」に対応する時点を判定し得る。このような場合、入力領域をほぼ補強しないでおくと、タッチ及び/又は力の検出のために入力領域が十分に変形しやすくなる。補強部材はまた、特定の触覚アクチュエータ又はデバイスからの触覚出力を、デバイスの上部ケース全体よりも小さい局所領域に隔離することによって、触覚又は触知フィードバック領域を生成するように含める(又は戦略的に省略する)ことができる。
上述したように、上部ケース112などのコンピューティングデバイス上のガラス(又はその他の光透過性材料)製上部ケースは、キー、キーボード領域、ディスプレイなどの上部ケースの部分を照らすための光導波路又は光導波管として使用され得る。より具体的には、ガラス又は光透過性の上部ケースを含む統合インタフェースシステムは、上部ケースの一部を照らして、視認性や可読性を向上し得る、又はそれ以外の方法で統合インタフェースシステムの所望の外観を生成し得る。図11A~11Eは、統合インタフェースシステムの上部ケースを照らすために、光源がどのようにコンピューティングデバイスと統合され得るかを示す。
図11Aは、上部ケース1102aと下部ケース1104とを含むコンピューティングデバイス(例えばノートブックコンピュータ)のベース部1100の分解図である。上部ケース1102a及び下部ケース1104は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。例えば、上部ケース1102aは、ガラス、セラミック、又はその他の光透過性材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
ベース部1100は光源1106aも含む。光源1106aは、LED、OLED、白熱素子、蛍光素子などの1つ以上の個々の照明素子を含み得る。光源1106aは、ライトバーとして構成されており、上部ケース1102aのキーボード領域1103の下部に隣接するベース部1100の側面に沿って(例えば、デバイスのディスプレイ部分の接合側の反対側である、ベース部1100の側面に沿って)配置される。
図11Bは、図11Aの断面E-Eに沿ったベース部1100の部分断面図である。光源1106aは、上部ケース1102aの縁部に形成されている凹部1108に配置されるが、他の位置も可能である。具体的には、光源1106aは、光源1106aから発せられた光が上部ケース1102a(例えば、上部ケース1102aの縁部)に向けられる又は結合されるように、任意の位置に配置され得る。場合によっては、光源1106aは上部ケース1102aの縁部から離れて配置され得、光導波路、光導波管、又はその他の機構が、光源から上部ケース1102aの縁部に光を向け得る。
光を上部ケースに向けることにより、光源を使用して、デバイスの様々な領域及び/又は構成要素を照らし得る。図11Cは、例えば、光源1106cを備えた例示的なコンピューティングデバイス1110を示す。コンピューティングデバイス1110は上部ケース1102c及びディスプレイ1112を含み、ディスプレイは、キーボードの上方の領域(例えば、キーボードとデバイスのディスプレイ部との間)において上部ケース1102c上にボタン及び/又はその他のアフォーダンスを表示するように配置され得る。この領域は、仮想キー領域と呼ばれる場合があり、従来のキーボード上の従来の「ファンクション」キー列を置換又は補完し得る。更に、仮想キー領域は、実行中の特定のプログラム、関連付けられたディスプレイ画面に表示中のものなど、デバイスの動作状態に応じて異なるキー、ボタン、又はアフォーダンスを提示するように構成され得る。例えば、アフォーダンスは、デバイスのプライマリディスプレイ(ディスプレイ204など)に表示されているユーザインタフェースとの関連性及び/又は制御能力に基づいて、アフォーダンス候補群から選択され得る。ディスプレイ1112は、液晶層(上部ケース1102cに結合され得る)などの構成要素を含み得、光源1106cは、ディスプレイ1112に照明を提供し得る。図示されるように、仮想キー領域には複数のセグメントが含まれる。これらのセグメントは、単一の基礎ディスプレイ又は複数のディスプレイ(例えば、セグメント毎に個別のディスプレイ)に対応し得る。ディスプレイ1112は、複数セグメントにまたがる単一ディスプレイ、又はディスプレイ群のうちの単一セグメントに対応する1つのディスプレイを表し得る。
ディスプレイ1112はキーボードの上方に配置されるため、光源1106cは、キーボードの上方にある上部ケース1102cの縁部に沿って(例えば、ノートブックコンピュータのディスプレイ部に近接して)配置される。場合によっては、例えば、ディスプレイ1112がOLEDディスプレイである場合など、ディスプレイ1112は別個のバックライトを必要としない場合がある。このような場合、光源1106cは、メカニカルキー、仮想キー、又はメカニカルキーと仮想キーの組み合わせを含み得るキーボード領域などの上部ケース1102cの他の領域を照らすために、他の位置に配置され得る。
図11Dは、図11A及び図11Bに示されるように配置された光源1106dを備えた例示的なコンピューティングデバイス1114を示す。コンピューティングデバイス1114は、上部ケース1102d及びキーボード領域1116を含む。キーボード領域1116は、仮想キー及び/又はその他のアフォーダンスを表示するディスプレイを含み得る、又はそれに関連付けられ得る、又はメカニカルキーボード(例えば、上部ケース1102dのキーボード領域1116に結合されているキー機構)を含み得る、又はそれに関連付けられ得る。キーボード領域1116がディスプレイを含む、又はディスプレイに関連付けられている場合、光源1106dはディスプレイに照明を提供し得る。キーボード領域1116がメカニカルキーボードを含む、又はメカニカルキーボードに関連付けられている場合、光源1106dは、キーキャップ、キーキャップを枠付けする(又はキーキャップ間で視認可能である)上部ケースの部分、又はキーボード領域1116の他の部分を照らし得る。
場合によっては、キーボード領域1116は、従来のメカニカルキーに関連付けられていない個々のキー領域を含み得る。例えば、個々のキー領域は、塗料、エッチング、テクスチャ、マスク領域、又は上部ケース1102dに配設又は形成されているその他のインジケータによって画定され得る。1つの特定例として、キーボード領域1116の個々のキー領域は、マスクされた(例えば、略不透明な)領域によって画定され得る、又はマスクされていない(例えば、透明又は半透明)領域によってそれ以外の方法で視覚的に区別され得る。光源1106dによって照らされると、光は未マスク領域(及び/又はマスク領域内のマスクされていないグリフ又は文字)を透過することにより、キーを視覚的に画定及び区別する。
図11Eは、上部ケース1102eの下面に沿って配置された光源1106eを備えた例示的なコンピューティングデバイス1118を示す。図示されるように、上部ケースは、メカニカルキーボード又は仮想キーボードであり得るキーボード1122を含む。キーボード1122が仮想キーボードである場合、コンピューティングデバイス1118は、キーの画像を生成するために上部ケース1102eの下方にディスプレイを含み得る。ディスプレイは、キーボードの上方(例えば、キーボードとデバイスのディスプレイ部との間)にあり得る仮想キー領域1120にキーの画像を生成するように構成され得、上述したように、デバイスの動作状態に応じて異なるキーを仮想キー領域に提示するように構成され得る。光源1106eは、ディスプレイを照らし、キーボード1122及び仮想キー領域1120を照らすように構成され得る。あるいは、仮想キー領域1120が自身のディスプレイ及び光源に関連付けられている場合(例えば、仮想キー領域1120がOLEDディスプレイを含む場合)、光源1106eは単に、キーボード1122又はキーボード1122のキー画像を生成するディスプレイを照らすように構成され得る。
場合によっては、キー、仮想キー領域、トラックパッド領域、及び/又はその他の入力領域(又はその他のグラフィックス、グリフ、記号など)は、キー、領域、及び/又はその他のグラフィックスを画定する開口部付きのマスク面にバックライトを当てることによって表示され得る。図11F及び図11Gは、上部ケースの様々な領域が、不透明マスクの開口部によって画定され、不透明マスクの下方に光を供給することによって可視化される例示的なコンピューティングデバイス1130を示す。
図11F及び11Gは、ディスプレイ部1133に結合されているベース部1131を含む例示的なコンピューティングデバイス1130を示す。ベース部1131は、下部ケース1137と上部ケース1139とを含み得る。上部ケース1139及び下部ケース1137は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。上部ケース1139は、本明細書に記載されるように、光透過性材料で形成され得、パターン化マスクに関連付けられ得る。コンピューティングデバイス1130はキーボード1135を更に含み、このキーボードは、メカニカルキーボード、キーの画像を生成するディスプレイ、又は本明細書に記載されるように、不透明マスク領域の開口部によって画定されるキーボードであり得る。
コンピューティングデバイス1130は、キーボード1135の上方にある第1の領域1138と、キーボード1135の下方にある第2の領域1140も含む。第1及び第2の領域1138、1140は、本明細書に記載されるように、タッチ及び/又は力感知入力領域であり得、入力領域の境界、グリフ、記号などを画定するパターンマスクに関連付けられ得る。図11Fに示されるように、第1及び第2の領域1138、1140は、ほぼ特徴がなく、上部ケース1139に関連付けられたパターンマスクの下方に照明が提供されないモードに対応する。図11Gは、アクティブ照明を備えたコンピューティングデバイス1130を示し、第1の領域1138内の仮想入力領域1144と第2の領域1140内のトラックパッド領域1142とを明示する。仮想入力領域1144及びトラックパッド領域1142は、マスクの下から照らされる、上部ケース1139に関連付けられた不透明マスク材料の開口部(例えば、穿孔又は微小穿孔)によって画定され得る。光導波路、光抽出特徴、又は上部ケース1139の下方に位置する又は統合されている他の光学構成要素は、パターンマスクの開口部に光を結合し、パターンの照明を容易にするのに役立ち得る。
マスク及び照明は上部ケース1139の下方に配置されるため、照明が非アクティブのとき仮想入力領域1144及びトラックパッド領域1142は非可視の場合があり、よって、第1及び第2の領域1138、1140は境界なくタッチ及び/又は力入力を受信するように作用することができる。ただし、照明がアクティブな場合、追加の入力領域の画定が異なる機能に対応し得る。例えば、照明が存在しない場合、第2の領域1140の略全体が、タッチ及び/又は力感知トラックパッドとして機能し得る。照明が存在する場合、デバイス1130は、トラックパッド領域1142内のタッチ入力及び/又は力入力に対して、トラックパッド領域1142の外側の第2の領域1140の部分に加えられた入力とは異なる応答をし得る。
図11Hは、図11Fのベース部1131の分解図である。ベース部1131は、上部ケース1139、下部ケース1137、マスク層1152、及び光導波路1158を含む。ベース部1131は、ベース部1131が組み立てられたときに、光導波路1158に光を向けるように構成されている光源1162を更に含む。
上述したように、上部ケース1139は、ガラス、プラスチック、セラミックなどの光透過性材料から形成され得る。マスク層1152は、インク、染料、ポリマー層、又はその他の材料などの不透明又は略不透明な材料であり得る。マスク層1152は、仮想入力領域1144及びトラックパッド領域1142をそれぞれ画定するパターン1154、1156を有し得る。パターン1154、1156は、マスク材料の一連の穿孔若しくは微小穿孔、又はより大きな隙間であり得る、又はそれらを含み得る。マスク層1152は、上部ケース1139の下面又は光導波路1158の上面に堆積され得る。例えば、マスク層1152は、光導波路1158又は上部ケース1139に接着又はその他の方法で塗布され得るインク、染料、又は接着シートであり得る。他の場合では、マスク層は、上部ケース1139又は光導波路1158に接合又は接着されていない少なくともいくつかの表面を有し得る別個の構成要素(例えば、不透明ポリマーシート)である。
光導波路1158は、光源1162から光を受け取り、マスク層1152のパターン1154、1156に光を向ける光透過性材料であり得る。マスク層1152及び上部ケース1139と略同じ面積を有する光導波路1158が示されている。場合によっては、光導波路1158は、ほぼマスク層1152のパターン1154、1156のみに光を向けるように構成及び成形され得る。
図示されるように、マスク層1152は、仮想入力領域1144及びトラックパッド領域1142に対応するパターン1154、1156を含む。他の場合には、追加又はその他の入力領域、グラフィックス、キー(例えば、キーボード1135の全部又は一部のキー)、記号などを画定し得る。更に、単一光導波路1158及び単一光源1162が示されているが、複数の光導波路及び/又は光源を実装して、照明可能な特徴の選択的照明を可能にし得る。例えば、仮想入力領域1144は、トラックパッド領域1142とは別に照明可能であり得る(例えば、一方がオンであり、他方がオフであり得る)。更に、マスク層1152は、キーボードのキーに対応するパターンも含み得、これも選択的に照明され得る。キー、トラックパッド領域1142、及び仮想入力領域1144がすべて照らされていない場合、上部ケース1139は、略均一な外観を有し得る(例えば、均一な黒い光沢面に見える)。
上述したように、キー入力機能は、様々な様式で統合インタフェースシステムによって提供され得る。例えば、統合インタフェースシステムは、メカニカルキーを有するキーボードからの入力を含み得る、又はそれを検出するように構成され得る。代替的又は追加的に、統合インタフェースシステムは、統合インタフェースシステムの上部ケースに表示される仮想キーボードからの入力を含み得る、又はそれを検出するように構成され得る。より具体的には、統合インタフェースシステムは、統合インタフェースシステムの上部ケースなどの特徴のない(例えば、平坦な)表面上にキー又はその他のアフォーダンスの画像を生成するディスプレイを含み得る。仮想キーボードは、代替的又は追加的に、上部ケースの特徴のない表面に静的キー領域(例えば、塗料、マスク、又はその他の視覚的指標によって画定される)を含み得る。また、これらのタイプのキーボードの様々な組み合わせが、単一統合インタフェースシステムで使用され得る。例えば、統合インタフェースシステムのキーボードの一部にはメカニカルキーが含まれ、別の部分には仮想キーボード(又は1つ以上の仮想キー、ボタン、その他のアフォーダンス)が含まれ得る。
ガラス又はセラミック材料からなる連続上部ケースなど、本明細書に記載される統合インタフェースシステムの上部ケースは、これらのタイプのキーボードのいずれか又は組み合わせを収容するように構成され得る。例えば、図12A~図15Bは、メカニカルキーと仮想キーの両方を備えた統合インタフェースシステムを含む例示的なコンピューティングデバイスに関し、図16A~17Bは、仮想キーのみを備えた統合インタフェースシステムを含む例示的なコンピューティングデバイスに関する。別の例として、統合インタフェースシステムはメカニカルキーのみを含み得る。
図12Aは、ディスプレイ部1203に結合されているベース部1201を含む例示的なコンピューティングデバイス1200を示す。ベース部1201は、下部ケース1204と上部ケース1202とを含み得る。上部ケース1202及び下部ケース1204は、構造、材料、機能において、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。コンピューティングデバイス1200は、メカニカルキーボード1205及び仮想キー領域1208も含む。(仮想キー領域1208は省略され得る、及び/又はメカニカル「機能列」キーの列などの追加メカニカルキーで置き換えられ得る)。コンピューティングデバイス1200は、従来のトラックパッド1207を含み得る、又はトラックパッド1207を省略し得る。後者の場合、トラックパッド領域は、キーボードの下方の上部ケース1202の略全体領域(例えば、パームレスト領域)、キーボードの側面に沿った領域、更にはキーボード自体を含め、トラックパッド1207よりも大きなベース部1201の領域を包含し得る。
メカニカルキーボード1205のキー(代表的なキー1206など)は、入力を受信し、入力に応答して触知応答及び/又は運動を提供し、コンピューティングデバイス1200にキーの操作を検出させる適切な機構及び構成要素を含み得る。キーは、接着剤、機械的クリップ、留め具などの任意の適切な方法で上部ケース1202に結合され得る。本明細書では、例示的なキー機構と取付技術の例を説明する。
仮想キー領域1208(複数のセグメントを含み得る)は、上部ケース1202の下方に(例えば、ベース部1201の内容積内に)配置される1つ以上のディスプレイを含み得る、又はそれに関連付けられ得る。本明細書に記載されるように、仮想キー領域1208はまた、仮想キー領域1208に加えられたタッチ入力を検出するタッチセンサを含み得る、又はそれに関連付けられ得る。仮想キー領域1208は、デバイス1200の異なる動作モードに基づいて、様々なボタン、キー、アフォーダンス、画像などを動的に表示し得る。例えば、仮想キー領域1208は、デバイス1200のユーザが第1のアプリケーションと対話しているときに第1のセットのアフォーダンス(及び任意選択的に他の情報)を表示し、ユーザが第2のアプリケーションと対話しているときに第2のセットのアフォーダンスのセット(及び任意選択的に他の情報)を表示し得る。タッチ又は力入力などの入力が仮想キー領域1208上の位置で検出されると、デバイス1200は、入力が検出されたときにその位置に表示されるアフォーダンスに基づいて特定のアクションを実行する。従って、仮想キー領域1208がファンクションキー(例えば、F1~F12キー)を表示している場合、特定のファンクションキーの入力により、デバイス1200はその特定のファンクションキーに関連付けられたアクションをとり得る。仮想キー領域1208がデバイス1200の音量を制御するためのスライダを表示している場合、デバイス1200は、スライダへの入力(例えば、スワイプ又はジェスチャ入力)により出力音量を調整し得る。
上部ケース1202の上面は、略平坦(例えば、平面)であり得る。具体的には、上部ケース1202は、ほぼ特徴がなく、実質上の凹部、開口部、又は高及び/又は低起伏領域を欠いてもよい。例えば、上部ケース1202は、ガラス又はセラミックの略滑らかな平面シートであり得る。このような場合、メカニカルキーボード1205のキーは、上部ケース1202の上面より上方に延在し、コンピューティングデバイス1200が閉鎖構成にあるときにディスプレイ部1203に干渉する可能性がある。このような場合、上部ケース1202(例えば、上部ケース全体)は、デバイス1200が閉鎖されるときに上部ケース1202とディスプレイ部1203との間に隙間が存在するように、下部ケース1204のリム又は縁部に対して凹み得る。メカニカルキーボード1205は、ディスプレイ部1203に接触することなく隙間内に適合するサイズ又は高さを有し得る。
透明なガラス又はセラミック(又はその他の材料)が使用される場合、透明性により上部ケース1202が仮想キーボードの表示用のカバー(及び入力面)として機能できるため、上部ケース1202はメカニカルキーと仮想キーの両方を備えたキーボードでの使用に適し得る。
図12Bは、図12Aのベース部1201の分解図である。ベース部1201は、メカニカルキーボード1205、上部ケース1202、下部ケース1204、及び上部ケース1202の下のタッチ及び/又は力センサ1210を示す。タッチ及び/又は力センサ1210は、上部ケース1202及び下部ケース1204によって画定される内容積内に配置され得る。
キーボード1205は、複数の別個のキー及び/又はキー機構を備え得る、又はベースプレート捕捉されて保持される、若しくはそれ以外の様式で互いに結合されるキーを含む予め組み立てられた構造であり得る。本明細書に記載されるように、個別のキー又は事前に組み立てられたキー構造は、上部ケース1202の上面に直接結合され得る。
タッチ及び/又は力センサ1210は、容量性感知要素や抵抗性感知要素などの様々なタッチ及び/又は力感知構成要素を含み得る。タッチ及び/又は力センサ1210は、上部ケース1202に加えられた入力を感知するように構成され得、キーボード1205のキーの選択、仮想キー領域1208上のアフォーダンスの選択(図12A)、及び/又は上部ケース1202の他の領域に加えられたタッチ入力(クリック、タップ、ジェスチャ、マルチタッチ入力など)を感知し得る。タッチ及び/又は力センサ1210は、1つ以上のタッチ入力の位置のみを検出するなど、力成分に関係なく入力を検出するように構成され得る。タッチ及び/又は力センサ1210は、追加的に又は代替的に、例えば、タッチ入力によって引き起こされる上部ケース1202の撓みの量を判定することにより、1つ以上のタッチ入力の力成分を検出するように構成され得る。簡略化のため、タッチ及び/又は力センサ1210、及びタッチ及び/又は力センサ1310、1311、1321、1347、1372、1410、及び1510は、本明細書では単にタッチセンサと称する。これらのセンサは、タッチ入力機能、力入力機能、又はその両方を提供し得ると理解される。
メカニカルキーの選択検出に関して、上部ケース1202は連続材料シートであり得るため、キーをベース部1201内の構成要素に機械的に結合させる開口部又は穴を欠くことがある。その結果、上部ケース1202を通ってデバイス1200の電子構成要素に直接アクセスできないため、キー押下を検出する従来のキー機構を使用することが不可能であろう。従って、タッチ及び/又は力センサ1210は、非キーボード領域(例えば、トラックパッド領域)におけるタッチ入力を検出して、キーが選択されたことを判定するために使用されるのと同じ感知技術(例えば、静電容量感知)を利用し得る。上部ケース1202がガラス、セラミック、又は別の誘電材料である場合、上部ケース1202の誘電特性により、タッチ及び/又は力センサ1210がキーボード1205上だけでなくベース部1201の非キーボード領域での指の存在及び/又は位置を検出できる。
タッチセンサ1210は略平面状であり得る、又は上部ケース1202に隣接する(又はそれ以外の形で近接する)略平面状アセンブリを含み得る。タッチセンサ1210の平面形状は、上部ケース1202の平面を補完し得る。上部ケース1202がリブ、フレーム、又は上部ケース1202の内側対向面の補強材を有する場合、タッチセンサ1210は、タッチセンサ1210の略平面部分を上部ケース1202の対応平面部分に隣接させながら、開口部、不連続部、凹部、又は補強材を収容するその他の特徴を有し得る。
図13Aは、ディスプレイ部1303に結合されているベース部1301を含む例示的なコンピューティングデバイス1300を示す。ベース部1301は、下部ケース1304と上部ケース1302とを含み得る。上部ケース1302及び下部ケース1304は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。コンピューティングデバイス1300は、メカニカルキーボード1305及び仮想キー領域1308も含み、構造、材料、機能などにおいて、上述のキーボード1205及び仮想キー領域1208と同様であり得る。上部ケース1202と同様に、上部ケース1302は連続部材(例えば、上面に開口部又は穴がない)であり得る。
上部ケース1302の上面は、キーボード1305が配置され得る凹状領域1307を画定し得る。凹状領域1307は、任意の適切な深さを有し得る。例えば、凹状領域1307の深さは、約0.5mm~5.0mmであり得る。場合によっては、凹状領域1307は、キーボード1305のキーキャップの上部が、キーボードの非凹状領域若しくは周囲領域と略面一である、又はそれよりわずかに下方に設定される深さを有する。このような場合、ディスプレイ部1303がベース部1301に対して閉鎖位置にあるとき(例えば、デバイス1300が閉鎖されているとき)、キーキャップはディスプレイ部1303に接触し得ない。
凹状領域1307は、任意の適切な寸法を有し得る。図13A~13Bに示されるように、凹状領域1307は、キーボード1305よりもわずかに大きい領域を画定する。しかしながら、凹状領域1307は更に大きくてもよい。例えば、凹状領域1307は、キーボード1305と上部ケース1302の周囲の非凹状領域との間に(例えば、キーボード1305の外周に沿って)より大きな間隙(例えば、より大きな隙間)を提供し得る。更に、凹状領域1307は、図示されているよりも深くても浅くてもよい。凹状領域1307は、略平坦な凹面を画定するように示されている。他の凹状領域の表面は平面でなくてもよく、追加の凹部、突起、特徴などを画定し得る。
図13Bは、図13Aのベース部1301の分解図である。ベース部1301は、キーボード1305、上部ケース1302、下部ケース1304、及び上部ケース1302の下のタッチセンサ1310(例えば、上部ケース1302及び下部ケース1304によって画定される内容積内に配置される)を示す。タッチセンサ1310は、構造、材料、機能などにおいて、上述のタッチセンサ1210と同様であり得る。キーボード1305は、上部ケース1302に直接結合されるキー機構を含み得る、又は図13Cを参照して説明したキーボードアセンブリ1314などのキーボードアセンブリであり得る。力感知システムはまた、ベース部と統合されて、ベース部のキーボード及び/又は非キーボード領域に加えられたキー押下、クリックなどの検出を容易にし得る。
上部ケース1302は、凹部1307を生成するために任意の適切な方法で形成され得る。例えば、上部ケース1302がガラスである場合、上部ケース1302の所望の形状に対応する形状を有する成形型上にスランプさせ得る。より具体的には、ガラスシートが加熱され、その後、成形型と接触するように配置されて、ガラスが成形型の形状に適合され得る。スランプ又は成形プロセス中に、ガラスシートに圧力が加えられてもよく、加えられなくてもよい。研削、ラッピング、機械加工、吹き込み、エッチング、焼結などの他の成形プロセスも使用され得る。
タッチセンサ1310は、上部ケース1302の凹状領域1307にほぼ対応する及び/又は一致する凹状領域1312を画定し得る。従って、タッチセンサ1310は、上部ケース1302の形状に適合して、タッチセンサ1310が上部ケース1302の下側に近接する(例えば、直接接触する)ことができる。タッチセンサ1310の表面を、上部ケース1302のキーボードと非キーボード領域の両方に近接させておくことにより、上部ケース1302の略全体にわたってタッチ及び/又は力を感知し得る。より具体的には、タッチセンサ1310は、キーボード領域内の入力(例えば、キー押下、キー上又はキー上方のジェスチャなど)及びキーボード領域外の入力(例えば、クリック、タップ、ジェスチャ、及びパームレスト領域又はその他のタッチ又は力感知領域に加えられたその他のタッチ入力)を検出することができる。力感知システムはまた、ベース部と統合されて、ベース部1301のキーボード及び/又は非キーボード領域に加えられたキー押下、クリックなどの検出を容易にし得る。
図13Cは、図13Aのベース部1301の実施形態であり得るベース部1313の分解図であり、キーボードアセンブリ1314が、上部ケース1316の開口部1315(例えば、キーボード開口部)に配置される、又は開口部を通じてアクセス可能である。上部ケース1316は、凹部1307の代わりに、キーボードアセンブリ1314を収容しアクセスできるように上部ケース1316に開口部1315が形成されていることを除いて、上部ケース1302と同様であり得る。ベース部1313は、下部ケース1304と、上部ケース1316の下のタッチセンサ1311(例えば、上部ケース1316と下部ケース1304によって画定される内容積内に配置される)と、を含む。タッチセンサ1311は、構造、材料、機能などが上述のタッチセンサ1310と同様であり得る。更に、タッチセンサ1311は、キーボードアセンブリ1314を収容するための凹部1317を含み得る。あるいは、タッチセンサ1311は、凹部1317を省略し得る(例えば、略平坦又は平面であり得る)。タッチセンサ1311は、キーボードアセンブリ1314に加えられたタッチ入力及びキーボードアセンブリ1314のキーの操作を含め、上部ケース1316の任意の場所に加えられたタッチ及び/又は力入力を検出し得る。力感知システムはまた、ベース部と統合されて、ベース部のキーボード及び/又は非キーボード領域に加えられたキー押下、クリックなどの検出を容易にし得る。
キーボードアセンブリ1314は、キーキャップ支持機構、ドーム、スイッチ、鋏機構、付勢機構、ばね、バタフライヒンジ、及び/又はその他の適切な構成要素を含み得るキー機構1319を含み得る。キー機構1319は、キーボードアセンブリ1314のキーに電気的及び/又は機械的機能(例えば、触知可動キー機構)を提供し得る。キーボードアセンブリ1314は、キー機構1319が結合され得るベースプレート1320と、キーに枠付けするキー開口部を画定する任意のキーウェブ1322、とを更に含み得る。キーウェブ1322はまた、キーボードから破片がベース部1313に入るのを防止するのに役立ち得る。キーボードアセンブリ1314は、キー機構1319上に配置されたカバー1323も含み得る。カバー1323は、可撓性シート、層、又はメンブレンであり得、プラスチック、ファブリックなどで形成され得るか、又はそれらを含み得る。カバーがファブリックカバーである場合、ファブリックは、有機材料、合成材料、織材料、編材料、複合材料、被覆ファブリック、封止ファブリック、防水ファブリック、多層ファブリックなどであり得る。
カバー1323は、ベースプレート1320及び/又はキー機構1319に取り付けられ得る。カバー1323は、液体、破片、又はその他の汚染物質の侵入からキーボードアセンブリ1314をほぼ封止し得る。カバー1323は、キー機構1319が対応するキーの操作に応答して移動できるように十分な可撓性を有し得る。例えば、カバー1323の材料は、十分な可撓性を有し得る、又は略非可撓性材料は、キー機構1319がキーの操作に応答して移動できるように継ぎ目、折り目、チャネル、刻み目、又はその他の特徴若しくは構造を含み得る。
キーボードアセンブリ1314は、キーウェブ1322のキー開口部に配置され、カバー1323に結合されているキーキャップ1318を更に含み得る。キーキャップ1318は、対応するキー機構1319上で直接カバー1323に接着され得る。例えば、キー機構1319は、支持機構(例えば、バタフライヒンジ、鋏機構)によってベースプレート1320に対して移動可能に支持されるキーキャップ支持体を含み得る、又は画定し得る。カバー1323は、キーキャップ支持体上に重ねることができる(及びキーキャップ支持体に接着又はその他の方法で固定され得る)。キーキャップは、キーキャップ支持体に重なるカバー1323の部分に貼付され得る。例えば、キーキャップは、超音波溶接、接着剤、機械的係合特徴などを用いて、カバー1323に貼付され得る。従って、カバー1323は、キーキャップ支持体とキーキャップとの間に挟まれ得る。カバー1323をキーキャップ支持体及びキーキャップに接着、接合、又はその他の方法で取り付けることにより、略連続した切れ目のないカバー1323が使用されることで、キー機構1319とキーキャップ1318との間の機械的結合を可能にしつつ、カバー1323の封止機能を維持し得る。
カバー1323は、キーキャップ支持体とキーキャップとの間の機械的係合を可能にする開口部を有し得る。このような場合、開口部は、キーキャップ及びキーキャップ支持体が開口部を覆う、及び/又は封止するように、キーキャップ及びキーキャップ支持体よりも小さくされ得る。従って、カバー1323の露出領域(例えば、キーキャップ間の領域)は、略連続的及び/又は切れ目なくすることにより、キーボードを封止し、液体、破片、又はその他の汚染物質がキー機構及び/又はベース部1313に侵入するのを防止又は制限し得る。
ベースプレート1320は、キーボードアセンブリ1314をプロセッサ、メモリ、入力インタフェースなどのデバイスの構成要素に結合する電気相互配線を備えた回路基板であり得る。電気相互配線により、キー機構1319からの電気信号をデバイスが検出して、キー入力を登録し得る。タッチセンサ1311がキーの押下又は操作を検出する場合、キー機構1319はスイッチ又はその他のメイク感知構造要素を含まなくてもよく、ベースプレート1320は電気相互配線を含まなくてもよい。このような場合、キー機構1319、ベースプレート1320、及び任意選択的にキーウェブ1322は、指又はその他の物体がキーボードアセンブリ1314を介してタッチセンサ1311によって感知され得るように、誘電又は非導電材料で形成され得る、又はそれを含み得る。
図13Dは、ベース部1301、1313と同様のベース部1329の分解図であり、キーボードアセンブリ1333の別の例示的な配置を示す(それ以外では、キーボードアセンブリ1314と同様であり得る、又はキーボードアセンブリ1314と同様の構成要素を含み得る)。具体的には、図13Dに示される実施形態では、任意のキーウェブ1322は、カバー1323の下方に配置され得る。また、図13Dは、カバー1323がキーのインタフェース又はユーザ接触面を画定する実施形態を示す(例えば、各キーは、下方にあるキー機構を含むが、カバー1323の上部に追加キーキャップを含まない)。他の場合、追加キーキャップ(図13Cのキーキャップ1318と同様)がカバー1323に結合されて、キーのインタフェース又はユーザ接触面を画定し得る。他の態様では、図13Dのベース部1329の実施形態は、図13Cのベース部1313と同一又は同様であり得る。例えば、図13Dに示されるベース部1329は、下部ケース1304、タッチセンサ1321(タッチセンサ1310、1311と同一又は同様であり得る)、及びキー機構1341(キー機構1319と同様であり得るが、キーボードアセンブリ1333に個別のキーキャップがないため、追加キーキャップ又は他の上部構成要素を含んでもよい)を含み得る。
図13C~13Dでは、カバー1323の一部は、キーボードアセンブリ1314、1333又はより一般的にはデバイスの2つの構成要素間で捕捉され得る。例えば、場合によっては、カバー1323は、キーボードアセンブリのキーを覆うキーボード領域1330と、キーボード領域1330を枠付けする及び/又は囲む外側領域1332と、を有する。外側領域1332は、外側領域1332の少なくとも一部が、上にある構成要素と下にある構成要素との間に配置及び捕捉されるように、キーボード領域1330を十分に超えて延在し得る。場合によっては、上にある構成要素は上部ケース1316である。下にある構成要素は、キーボードアセンブリ1314、1333の構成要素、又はキーボードアセンブリが統合されているデバイスである。例えば、下にある構成要素は、キーウェブ(例えば、キーウェブ1322)、キーボード基板(例えば、ベースプレート1320)、回路基板、上部ケース1316に構造上及び/又はその他の支持を提供する支持構造、下部ケース1304の一部、下部ケース1304に結合されているフレームなどである。具体例として、図13Dを参照すると、任意のキーウェブ1322は省略されてもよく、カバー1323の外側領域1332は、上部ケース1316の一部とベースプレート1320の一部との間に捕捉され得る。
上部ケース1316と下にある構成要素との間にカバー1323の外側領域1332を捕捉することは、カバー1323をデバイスに固定し、キーボードアセンブリを封止するのに役立ち、使用中のカバー1323の移動又は摺動を防ぎ得る。場合によっては、捕捉されたカバー1323の外側領域1332は、カバー1323を捕捉している上部ケース及び/又は下にある構成要素に接着又はその他の方法で接合され得る。
図13Eは、図13Aのベース部1301の実施形態であり得るベース部1334の分解図であり、キーボードアセンブリ1335(キーボードアセンブリ1314と同様である、又は同様の構成要素を含み得る)の構成要素の別の配置を示す。具体的には、図13Eに示される実施形態では、カバー1336(例えば、上述のファブリックカバー)がキーキャップ1337の下方に配置され、メンブレン1338がカバー1336の下方に配置されている。図13Eに示される配置では、隣接するキーキャップ間に部材を露出させた剛性のキーウェブ又はその他の構成要素が存在しない。逆に、カバー1336が視認可能である、及び/又はキーキャップ1337間で露出されるように、隣接するキーキャップ間の空間が開放されている。
図13Eを参照すると、キーボードアセンブリ1314の図示される実施形態は、開口部1315を画定する上部ケース1316を含む。キーボードアセンブリ1314は、ベース部1313が組み立てられるときに開口部1315に配置され得る。キーボードアセンブリ1314は、キーの露出入力面を画定するキーキャップ1337(キーキャップ1318と同様であり得る)を更に含む。カバー1336は、キーキャップ1337の下方に配置され得、開口部1339を画定し得る。キーキャップ1337は、キー機構1340(上述のキー機構1319、1341と同一又は同様であり得る)に機械的に結合され、このキー機構は、カバー1336の下方に配置され、ベースプレート1344(ベースプレート1320と同様であり得る)に結合されるように構成され得る。例えば、キー機構1340は、キーキャップ1337に機械的に結合してキーキャップ1337を移動させ、ユーザによって操作させる支持機構(例えば、ばね、バタフライヒンジ、鋏機構)を含み得る。キー機構1340は、ドームスイッチ、容量性センサ、又はその他のセンサなどのキーメイク感知構造要素を更に含み得る。カバー1336の開口部1339により、キーキャップ1337はキー機構1340と直接接触する、嵌合する、及び/又は機械的に係合することができる。他の例では、開口部1339は省略され、キーキャップ1337はカバー1336の上部に直接固定され得、キー機構1340(又はその一部)はカバー1336又はカバー1336の下方の別の構成要素の下部に固定され得る。
図13Eのキーボードアセンブリは、カバー1336の下方に配置されたメンブレン1338を含む。メンブレン1338は、キーキャップ1337がキー機構1340と係合し得る開口部1342を更に画定し得る。メンブレン1338は、カバー1336を支持するのを助ける(例えば、カバー1336が弛む又は垂れ下がるのを防ぐ)ように構成され得る。メンブレン1338はまた、破片がキー機構1340の感知領域又はデバイスの他の領域に入るのを防ぐのに役立ち得る。メンブレン1338は、シリコーン、ポリウレタン、ポリイソプレン、又は任意の他の適切な材料などの任意の適切な材料から形成され得る。
カバー1336及びメンブレン1338は、キーキャップ1337に固定され得る(例えば、接着、融合など)、又はキーキャップ1337から取り外され得る。カバー1336、メンブレン1338、及びキーキャップ1337の間の様々な例示的配置を、図13F~13H及び13J~13Kを参照してより詳細に説明する。また、カバー1336及びメンブレン1338の少なくとも一部がキーキャップ1337の下方にあるため、カバー1336及びメンブレン1338は、操作時にキーキャップ1337が変形、偏向、伸張、又はそれ以外の形で移動することができるように構成され得る。
メンブレン1338を所望位置に維持するために、メンブレン1338の下方に支持体1343を配置して、構造的支持を提供し得る、及び/又はキーボードアセンブリの剛性を高め得る。支持体1343は、ベースプレート1344(ベースプレート1320と同一又は同様であり得る)上に配置され得、ポリマー、金属、金属合金、複合材料(例えば、炭素繊維複合材料、強化プラスチックなど)の任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
図13Eに示されるベース部1313は、(下部ケース1304の実施形態であり得る)下部ケース1346にリブ1345を更に含む。リブ1345は、下部ケース1346に構造的支持を提供し、一般的には、リブのない下部ケースに比べてベース部1313の強度及び/又は剛性を増加させ得る。リブ1345は、下部ケース1346に取り付けられる別個の構成要素であり得る、又は下部ケース1346と一体的に形成され得る(例えば、下部ケース1346は、下部ケース1346の残りの部分と同じ材料から形成されているリブ1345を含むように、成形、機械加工、鋳造、鍛造、又はその他の方法で形成され得る)。リブ1345はまた、ベースプレート1344と接触する、又はそれ以外の形で構造的に係合することにより、キーボードアセンブリ1335を構造的に支持し得る。この配置により、キーボードアセンブリ1335の強度及び/又は剛性を高め得る。リブ1345は、上部ケース1316の強度及び/又は剛性を高めるために、上部ケース1316の下側に接触し得る(又はそれ以外の形で隙間層又はタッチセンサ層などの構成要素を介して上部ケース1316を支持し得る)。キーボードアセンブリ1335は、タッチセンサ1347(上記のタッチセンサ1310、1311と同一又は同様であり得る)も含み得る。また、力感知システムは、ベース部1313と統合されて、キーボード及び/又はベース部の非キーボード領域に加えられたキーの押下、クリックなどの検出を容易にし得る。
図13F~13H及び13J~13Kは、図13Eの断面L-Lに沿った図13Eのキーボードアセンブリ1335のキーを表すことができるキーの断面図である。これらの図では、キーボードアセンブリ1335の一部の構成要素を省略され得る、又は別の位置に配置され得る、及びその他の構成要素が追加され得る。上記の差異は、各断面図を参照して図示及び説明されており、その差異は、図13Eに示されるキーボードアセンブリ1335に適用できると理解され得る。
図13Fは、図13Eのキーボードアセンブリ1335で使用され得るキーの断面図である。図13Eのキーキャップ1337の1つであり得るキーキャップ1350は、カバー1336の上に配置される。図13Fに示されるように、キーキャップ1350の一部(例えば、周辺部)がカバー1336と重なるように、キーキャップ1350は、カバー1336の開口部(例えば、開口部1339の1つ)より大きくされ得る。キーキャップ1350は、カバー1336に固定(例えば、接着)されなくてもよく、それにより、キーキャップ1350とカバー1336とが互いに独立して移動できる。例えば、キーキャップ1350が操作(例えば、押下)されると、カバー1336と重なるキーキャップ1350の部分は、カバー1336に接触し、カバーを撓ませ得る。
キーキャップ1350は、カバー1336の開口部(例えば、図13Eの開口部1339の1つ)を通じてキー機構(例えば、図13Eのキー機構1340の1つ)に係合し得る。例えば、キーキャップ1350は、キー機構の支持機構1351に留められ得る、又はそれ以外の形で係合し得る。支持機構1351は、鋏機構、バタフライヒンジ、又はその他の適切な支持機構であり得、ベースプレート1344に対してキーキャップ1350を移動可能に支持し得る。
メンブレン1338は、カバー1336の下方に配置され得る。メンブレン1338は、図13Fに示されるキーにいくつかの機能を提供し得る。例えば、メンブレン1338は、開口部に近接する(例えば、直接囲む又は隣接する)領域1352にカバー1336と接触する部分を有し得る。メンブレン1338は、カバー1336の弛みを防止又は制限するのを助けるために、領域1352のカバー1336に力を与えるのに十分な剛性を有する材料で形成され得る。より具体的には、図13Fに示されるように、メンブレン1338はキーボードの各キー(又は少なくともサブセットキー)においてカバー1336に接触することにより、キーボード全体にわたって、カバー1336に対する支持体領域アレイが形成され得る。このようにして、メンブレン1338は、最終的にカバー1336に対して広がりのある支持を提供する。メンブレン1338は、接着剤又はその他の適切な取付技術により領域1352でカバー1336に固定され得る、又はカバー1336に固着されずにカバー1336に接触し得る。メンブレン1338は、キーキャップ1350が押下されたときに変形しつつ及び/又は撓みつつもメンブレン1338がカバー1336を支持できるように、任意の適切な形状、外形、輪郭などを有し得る。
メンブレン1338はまた、キーキャップの下方の領域へ汚染物質(例えば、塵、液体など)が侵入するのを防ぐのに役立ち得る。例えば、図13Fに示されるように、メンブレン1338は、キーキャップ1350に(例えば、接着剤で)接触し又は取り付けられて、外部環境とデバイスの内部領域との間に障壁を形成し得る。更に、(例えば、接着剤、高周波(RF)溶接、溶着などを介して)メンブレン1338をキーキャップ1350に固定することにより、メンブレン1338は、キーキャップ操作中にキーキャップ1350から分離せず、メンブレン1338がキー操作中のバリア機能を実行することを可能にする。
メンブレン1338は、任意の適切な材料で形成され得る。場合によっては、メンブレン1338は、カバー1336に物理的支持を提供するのに十分な寸法安定性及び/又は剛性を有する材料で形成される。更に、メンブレン1338は、破片、小片、埃、又はその他の微粒子をメンブレン1338に付着させがちな粘着性又はその他の材料特性を有する材料で形成され得る。これにより、メンブレン1338と接触する汚染物質がメンブレン1338に付着し、動き回って不所望の位置に留まることを防止できるため、メンブレン1338のバリア機能の効果を更に高め得る。メンブレン1338の例示的な材料には、シリコーン、ポリウレタン、ポリイソプレンなどが含まれる。
上述したように、支持体1343は、メンブレン1338の下方に配置されて、メンブレン1338を所望の位置に維持し得る。任意選択的に、追加の支持体(例えば、図13Gの追加の支持体1353、)を支持体1343及びメンブレン1338の上方に(及びカバー1336と接触して、又はそれ以外の形でカバー1336と近接して)が配置されて、カバー1336の形状及び/又は位置を維持するのを助け得る。支持体1343及び追加支持体1353は、金属、ポリマー、シリコーン、接着剤などの任意の適切な材料で形成され得る、又はそれらを含み得る。また、メンブレン1338は、支持体1343及び追加の支持体1353に接着され得る、又はそれ以外の形で固定され得る、又は接着/固定されなくてもよい。
図13Gは、図13Eのキーボードアセンブリ1335で使用され得る別のキーの断面図である。キーボードの各キー又はサブセットキーに対して図13Gに示される構造を使用して、キーボード全体が形成され得ると理解されるであろう。図13Gに示されるキーは、図13Fに示されるキーと略同様である。従って、そのキー構造に関して説明されるキー構造の詳細は、(例えば、キーキャップ1350、カバー1336、支持体1343、追加支持体1353、キー機構1351などに関して)図13Gに示されるキー構造に等しく及び/又は相似に適用されるため、ここでは繰り返さない。しかしながら、図13Gでは、メンブレン1354(そうでなければメンブレン1338と同じであり得る)は、キーキャップ1350に接触する前に終端となり得る。従って、メンブレン1354は、上述したようにカバー1336に接触及び/又は支持し得るが、キー機構1351への汚染物質の侵入を防止するバリアを形成しなくてもよい。
図13Hは、図13Eのキーボードアセンブリ1335で使用され得る別のキーの断面図である。キーボードの各キー又はサブセットキーに対して図13Hに示される構造を使用して、キーボード全体が形成され得ると理解されるであろう。図13Hに示されるキーは、図13Fに示されるキーと略同様である。従って、そのキー構造を参照して説明されるキー構造の詳細は、(例えば、キーキャップ1350、カバー1336、支持体1343、追加支持体1353、キー機構1351などに関して)図13Hに示されるキー構造に等しく及び/又は相似に適用されるため、ここでは繰り返さない。しかしながら、図13Hでは、メンブレン1355は、キーキャップ1350に接触する前に終端となり(図13Gのキーと同様)、支持体1343はメンブレン1355の上に配置される(これ以外はメンブレン1338と同じであり得る)。従って、支持体1343は、メンブレン1355を特定位置に維持し、メンブレン1355の水平方向及び垂直方向の移動を防止又は低減する力をメンブレン1355に加え得る。示されている他のキー機構と同様に、追加支持体1353を支持体1343の上に配置し、カバー1336に接触させ得る。他の場合、追加支持体1353は省略され得、支持体1343はカバー1336まで完全に延在し得る。更に他の場合には、少なくともキーが未操作状態にある間、追加支持体1353は省略され、支持体1343はカバー1336から離れて(例えば、非接触で)配置され得る。
図13Jは、図13Eのキーボードアセンブリ1335で使用され得る別のキーの断面図である。キーボードのサブセットキーのキー毎に図13Jに示される構造を使用してキーボード全体を形成し得ることが理解されるであろう。図13Jに示されるキーは、図13Fに示されるキーと略同様である。従って、そのキー構造を参照して説明されるキー構造の詳細は、(例えば、キーキャップ1350、支持体1343、キー機構1351などに関して)図13Jに示されるキー構造に等しく及び/又は相似に適用されるため、ここでは繰り返さない。しかしながら、図13Jでは、カバー1356(カバー1336と同じであり得る)は、キーキャップ1350と接触しており、任意選択的にキーキャップ1350に取り付けられており、メンブレンは省略され得る。カバー1356は、キーキャップ1350に接着又はその他の方法で固定され得るため、破片又はその他の汚染物質に対する障壁を形成し、図13Fのメンブレン1338と同様の機能を果たし得る。(カバー1356を変形させたり、キーキャップの操作力を増大させたりすることがある)カバー1356とキーキャップ1350との間の不所望の干渉を避けるために、カバー1356は、部分的又は完全にキーキャップ1350を囲む起伏部1357を含み得る。起伏部1357は、任意の適切な形状を有し得、任意の適切な方法(例えば、成形、エンボス加工など)で形成され得る。
図13Kは、図13Eのキーボードアセンブリ1335で使用され得る別のキーの断面図である。キーボードのサブセットキーのキー毎に図13Kに示される構造を使用して、キーボード全体を形成できることが理解されるであろう。図13Kに示されるキーは、図13Fに示されるキーと略同様である。従って、そのキー構造を参照して説明されるキー構造の詳細は、(例えば、カバー1336、支持体1343、メンブレン1338、キー機構1351などに関して)図13Kに示されるキー構造に等しく及び/又は相似に適用されるため、ここでは繰り返さない。しかしながら、図13Kでは、キーキャップ1358は凹部1360を含み得る。開口部に隣接する又は開口部を画定するカバー1336及びメンブレン1338の端部は、凹部1360に収容され得る。これにより、キーキャップの周囲とキーボードの内部領域に視認可能な隙間がないため、キーボードにシームレスな外観を生成し得る。更に、追加の連結構造は、汚染物質がキーキャップ1358の下へ侵入するのを防ぐのに役立ち得る。
キーキャップ1358は、上部1359と下部1361を含み得る。上部1359及び下部1361は、協働して凹部1360を画定し得る。従って、キーは、上部1359をカバー1336及びメンブレン1338の上方に配置し(及びカバー1336及びメンブレン1338の開口部と整合され)、次いで開口部を通じて下部1361を上部1359に取り付けて、カバー1336及びメンブレン1338の部分を凹部1360に捕捉させることにより組み立てられ得る。上部1359及び下部1361は、接着剤、機械的連結、留め具、溶接などを含む任意の適切な方法で取り付けられ得る。他の場合では、キーキャップ1358は、凹部1360を画定する一体構成要素であり得る(例えば、単一成形ポリマー部材であり得る)。
キーキャップ1358が上部1359及び下部1361を含む場合、これらは、ポリマー、金属、ガラス、サファイアなどの任意の適切な材料で形成され得る、又はそれらを含み得る。更に、それらは同じ材料であり得る(例えば、上部及び下部1359、1361は同じポリマー材料から形成され得る)、又は異なる材料であり得る(例えば、上部1359はガラス製で、下部1361はポリマー製であり得る)。
上述したように、図13Kに示されるキーの変形も可能である。例えば、メンブレン1338は省略され得る。また、メンブレン1338及び/又はカバー1336は、凹部内のキーキャップ1358に接着又はその他の方法で固定され得る。他の変形も可能である。
前述したように、図13F~13H及び13J~13Kは、図13Eのキーボードアセンブリ1335のキーを表し得るキーの断面図である。1つの図に示されている又は説明されている構成要素、構造、構造的関係、及び/又は機能は、他の図にも同様に適用され得ると理解されるであろう。例えば、図13Fのキーキャップ1350までのメンブレン1338の延長は、(メンブレン1355がキーキャップ1350に接触していないことを示す)図13Hに示されるキーに適用され得ると理解されるであろう。開示された概念の他の修正、変形、除外、及び組み合わせも考えられる。
図13Lは、図13Aのベース部1301の実施形態であり得るベース部1365の分解図である。ベース部1365では、ベースプレート1368は、キーボードのキーキャップ間の領域で上方に延在する部分を提供するように成形されて、キーウェブのような外観を形成する。
図13Lを参照すると、ベース部1365は、開口部1315を画定する上部ケース1316を含む。キーボードアセンブリ1371は、ベース部1365が組み立てられるときに開口部1315内に配置され得る。キーボードアセンブリ1371はまた、キー機構1366(例えば、キーキャップ、支持体機構、ドーム(又は触知フィードバックを提供するためその他の構成要素)、キーメイクセンサ(例えば、電気スイッチ、ドーム、容量性感知素子)など)を更に含む。
キー機構1366は、回路基板1367に電気的に(及び任意で機械的に)結合され得る。回路基板1367は、成形ベースプレート1368の開口部を通じて、又は成形ベースプレート1368の周辺側の周りで、デバイス内の1つ以上の構成要素に電気的に結合され、デバイスがキー操作を検出できるようにする。
回路基板1367は、成形ベースプレート1368によって画定される凹部1369(例えば、細長谷部)に配置され得る。回路基板1367は、接着剤、留め具、機械的インターロック、熱かしめなどの任意の適切な方法で、成形ベースプレート1368(又はデバイスの別の構成要素)に固定され得る。回路基板1367は、剛性若しくは可撓性の回路基板、又はデバイスによるキー操作の検出を容易にし、任意選択的にキー機構を機械的に支持するためのその他任意の適切な構成要素であり得る。
成形ベースプレート1368は、キーが配置され得る凹部1369を画定するように形成され得る。凹部1369は、上方に延在し、それぞれのキー間の隙間から可視である突起1370によって少なくとも部分的に画定され得る。図13Lに示されるように、凹部1369は、複数キーの列を受容する細長い谷状の凹部であり得る。他の場合には、図13M~13Oに示されるように、凹部は、キー毎の別個の凹部などの他の構成を有し得る。
成形ベースプレート1368は、任意の適切な材料で形成され得る。例えば、金属、ポリマー、複合材料、金属合金、ガラス、又はその他の適切な材料であり得る。場合によっては、成形ベースプレート1368は、打抜き又は引抜き金属(例えば、打抜き、引抜き、又はその他の成形操作を経た金属シート)、機械加工金属などである。
キーボードアセンブリ1371は、タッチセンサ1372(上述のタッチセンサ1310、1311、1347と同一又は同様であり得る)を更に含み得る。また、力感知システムは、ベース部1365のキーボード及び/又は非キーボード領域に加えられたキーの押下、クリックなどの検出を容易にするためにベース部1365と統合され得る。ベース部1365は、図13Eの下部ケース1346など、本明細書に記載される他の下部ケースと同一又は同様の下部ケース1384も含み得る。
図13Mは、成形ベースプレート1373の別の実施形態の一部を示す。図13Lの成形ベースプレート1368が細長い凹部1369(例えば、谷部)を画定する一方、図13Mの成形ベースプレートは個々のキーに合わせたサイズ及び形状の凹部1374を示す(ただし、方向キー又は矢印キーなどのいくつかのキー群は、凹部1374より大きい、及び/又は形状が異なる単一の凹部を共有し得る)。このような場合、凹部1374に配置されたキー機構は、成形ベースプレートの開口部を介して、無線などでデバイス内の構成要素に電気的に結合され得る。場合によっては、本明細書に記載されるように、キーの操作は、容量性感知などにより、成形ベースプレート(及び任意のメカニカルキー構成要素)を通じて感知され得る。成形ベースプレート1373は、使用される材料及び形成方法などの他の点において、図13Lの成形ベースプレート1368と同一又は同様であり得る。
図13Nは、ベースプレート1375の別の実施形態の詳細図である。図13Nでは、追加の壁セグメント1376が、図13Lに示されるものと同様の谷状凹部を含む成形ベース1378に追加される。成形ベース1368は、図13Lの成形ベースプレート1378と同一又は同様であり得る。
追加の壁セグメント1376は、1つの突起1377から隣接する突起1377まで延在し、突起1377と協働して、4つの壁によって画定される凹部を形成する。従って、成形ベース1378に形成されている追加の壁セグメント及び突起は、個々のキーを囲み、キーの周りにキーウェブ状の外観及び構造を提供し得る。追加の壁セグメント1376は、突起1377の高さよりも低い高さを有するように構成され得る。これにより、回路基板(図13Lの回路基板1367など)が、突起1377の高さを超えて突出することなく、追加の壁セグメント1376上を通過することができる。他の場合、追加の壁セグメント1376は、突起1377と略同じ高さを有する。
追加の壁セグメント1376は、任意の適切な材料から、任意の適切な方法で形成され得る。例えば、追加の壁セグメント1376は、金属、ポリマー、ガラス、複合材料などから形成され得る。追加の壁セグメント1376は、接着剤、留め具、連結構造などを介して成形基板1378に取り付けられ得る。場合によっては、追加の壁セグメント1376は、成形作業(例えば、共成形、インサート成形、オーバーモールドなど)によって形成され、成形ベース1378に取り付けられ得る。
図13Oは、基板1379の別の実施形態の詳細図である。図13Nと同様、図13Oでは、追加の壁セグメント1380が、谷状凹部を含む成形ベース1381に追加されている。成形ベース1381は、図13Lの成形ベースプレート1368と同一又は同様であり得る。
しかしながら、図13Oでは、追加の壁セグメント1380の上部は突起1382と略平坦である一方、下路1383は、追加の壁セグメント1380の下で成形ベース1381の表面の上に画定される。下路1383により、回路基板(図13Lの回路基板1367など)が追加の壁セグメント1380の下を通過することができる。それ以外では、追加の壁セグメント1380は、材料及び形成プロセスにおいて図13Nの追加の壁セグメント1376と同様であり得る。
成形ベースプレート及び任意の追加の壁セグメントによって形成されるキーウェブ状構造は、上述したように、露出させ(例えば、覆われず)、キー間で視認可能にし得る。他の場合、キーウェブ状構造は、図13C~13Eを参照して上述したように、ファブリック、メンブレン、又はその他のカバーで覆われ得る。実際、説明されたような成形ベースプレートは、本明細書に記載された他のキーボード構成で使用され得る。同様に、他のキーボード構成の特徴も、図13Lに示されるキーボード構成に組み込み得る。
図14Aは、ディスプレイ部1403に結合されているベース部1401を含む例示的なコンピューティングデバイス1400を示す。ベース部1401は、下部ケース1404と上部ケース1402とを含み得る。上部ケース1402及び下部ケース1404は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。コンピューティングデバイス1400は、メカニカルキーボード1405及び仮想キー領域1408も含み、これらは、構造、材料、機能などにおいて、キーボード1205及び上述の仮想キー領域1208と同様であり得る。上部ケース1202と同様に、上部ケース1402は連続部材(例えば、開口部又は穴がない)であり得る。
上部ケース1402の上面は、キーボード1405の1つ以上のキー(ただし、キーボード1405の全キーよりも少ない)を配置することができる複数の凹状領域1407を画定し得る。場合によっては、上部ケース1402は、キーボード1405のキー毎に別個の凹部を画定する。他の場合には、上部ケース1402は、サブセットキーの各キーに対して別個の凹状領域、及び2つ以上のキーを収容する他の凹状領域を画定する。例えば、キーボードの文字、文字、及び数字キーのそれぞれは別個の凹状領域に配設され、矢印キーはすべて1つの共通の凹状領域に配置され得る。
凹状領域1407は、凹状領域1307を参照して上述したように、任意の適切な深さを有し得る。更に、凹状領域1407は、任意の適切な寸法を有し得る。例えば、凹状領域1407は、凹状領域1407の壁と凹状領域1407に配置されたキーの外側(例えば、周囲)との間に均一な隙間(例えば、隙間1414)を画定するように構成され得る。隙間1414は、約0.1mm~1.0mmの間など、任意の適切な距離とし得る。
図14Bは、図14Aのベース部1401の分解図である。ベース部1401は、キーボード1405、上部ケース1402、下部ケース1404、及び上部ケース1402の下のタッチセンサ1410(例えば、上部ケース1402及び下部ケース1404によって画定される内容積内に配置される)を示す。
タッチセンサ1410は、構造、材料、機能などにおいて、上述のタッチセンサ1210、1310、1311(又は本明細書に記載される他のタッチセンサ)と同様であり得る。より具体的には、タッチセンサ1410は、上部ケース1402の様々な凹状領域1407にほぼ対応する及び/又は適合する凹状領域1412を含み得る。例えば、凹状領域1412は、上部ケース1402の凹状領域1407すべてを収容する単一凹状領域であり得る。これにより、上部ケース1402のウェブ部分1416(図14A)とタッチセンサ1410との間など、上部ケース1402のいくつかの部分と下にあるタッチセンサ1410との間の距離が増加する場合があるが、タッチセンサ1410の動作又は効果が過度に損なわれないようにこれらの領域は十分に小さくてもよい。
上部ケース1402は、上部ケース1302を参照して上述したような任意の適切な方法で形成され得る。例えば、上部ケース1402は、スランプ、成形、機械加工、エッチングなどを行って、凹部又は凹状領域1407を形成し得る。
図15Aは、ディスプレイ部1503に結合されているベース部1501を含む例示的なコンピューティングデバイス1500を示す。ベース部1501は、下部ケース1504と上部ケース1502とを含み得る。上部ケース1502及び下部ケース1504は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。上部ケース1202と同様に、上部ケース1502は連続部材(例えば、開口部又は穴を有さない)であり得る。コンピューティングデバイス1500は、メカニカルキーボード1505及び仮想キー領域1508も含み、これらは、構造、材料、機能などにおいて、上述のキーボード1205及び仮想キー領域1208と同様であり得る。
上部ケース1502の上面は、キーボード1505のキー列が配置され得る複数の凹状領域1507を画定し得る。場合によっては、上部ケース1502は、キーボード1505のキー列毎に個別の凹部を画定する。他の場合には、上部ケース1502は、特定のキー列のサブセットキー用の明確な凹状領域、及び特定のキー列の他のキーを収容する他の凹状領域を画定する。例えば、キー列の字、文字、及び/又は数字キーがそれぞれ凹状領域に配設され得る一方、ファンクションキー(例えば、Caps lock、Return、Tab、Shiftなど)は別の凹状領域に配設され得る。
凹状領域1507は、凹状領域1307を参照して上述したように、任意の適切な深さを有し得る。更に、凹状領域1507は、任意の適切な寸法を有し得る。例えば、凹状領域1507は、凹状領域1507の壁と凹状領域1507に位置するキーの外側との間に均一な隙間(例えば、隙間1514)を画定するように構成され得る。隙間1514は、約0.1mm~1.0mmの間など、任意の適切な距離とし得る。凹状領域1507は列状であるため、同じ凹状領域1507内のキーは、約1.0mm~7.0mmとの間などの略均一な距離だけ分離し得る。
図15Bは、図15Aのベース部1501の分解図である。ベース部1501は、キーボード1505、上部ケース1502、下部ケース1504、及び上部ケース1502の下のタッチセンサ1510(例えば、上部ケース1502及び下部ケース1504によって画定される内容積内に配置される)を示す。
タッチセンサ1510は、構造、材料、機能などにおいて、上述のタッチセンサ1210、1310、1311、及び1410と同様であり得る。より具体的には、タッチセンサ1510は、上部ケース1502の様々な凹状領域1507にほぼ対応する及び/又は適合する凹状領域1512を含み得る。例えば、凹状領域1512は、上部ケース1502の凹状領域1507の全体を収容する単一凹状領域であり得る。
上部ケース1502は、上部ケース1302に関して上述した方法など、任意の適切な方法で形成され得る。例えば、上部ケース1502は、スランプ、成形、機械加工、エッチングなどを行って、凹部又は凹状領域1507を形成し得る。
図12A~図15Bは、メカニカルキーボード及び仮想キーボードを含むコンピューティングデバイスを示す。上述したように、本明細書に記載されるコンピューティングデバイス、具体的には、本明細書に記載される統合インタフェースシステムを備えたコンピューティングデバイスは、ボタン、アイコン、アフォーダンス、又はその他の視覚出力の画像を生成するために、上部ケースの下方に1つ以上のディスプレイを含み得る。例えば、ディスプレイを使用して、仮想キーボード上にボタン又はその他のアフォーダンスの画像を生成し得る。ディスプレイは、様々な方法で、上部ケース、及びタッチセンサ及び/又は力センサと一体化され得る。
図16Aは、ベース部1601と、(例えば、ヒンジを介して)ベース部1601に結合されているディスプレイ部1603と、を含む例示的なコンピューティングデバイス1600を示す。ベース部1601は、下部ケース1604及び上部ケース1602を含み得、上部ケース1602は統合入力システムの入力面を画定する。上部ケース1602及び下部ケース1604は、構造、材料、機能などにおいて、本明細書に記載される上部ケース及び下部ケースのいずれかと同様であり得る。
コンピューティングデバイス1600は、上部ケース1602上に仮想キーボード1605及び仮想キー領域1608を含む。仮想キーボード1605及び仮想キー領域1608は、ボタン、キー、又はユーザが選択できる他のアフォーダンスの画像を生成する、本明細書に記載される1つ以上のディスプレイを含み得る。力及び/又はタッチセンサは、仮想キーボード1605及び仮想キー領域1608と併せて使用され、仮想キーボード1605及び仮想キー領域1608に表示されるアフォーダンスの選択を検出する。
コンピューティングデバイス1600は、仮想キーボード1605及び仮想キー領域1608以外の上部ケース1602上の任意の位置(例えば、仮想キーボード1605の下のパームレスト領域及び/又は仮想キーボード1605の側面に沿った領域を含む)に対応し得るトラックパッド領域1610を更に含む。仮想キーボード1605、仮想キー領域1608、及びトラックパッド領域1610はすべて、コンピューティングデバイス1600のタッチ入力領域の一部であり得る、又はタッチ入力領域を画定し得る。例えば、タッチ及び/又は力の入力が、これらの領域のいずれかで検出され、領域にまたがる入力(例えば、仮想キー領域1608で始まりトラックパッド領域1610で終わるジェスチャ)が検出され得る。
トラックパッド領域1610は任意選択的に、ディスプレイ又は照光マスク層を含み得る、又はそれに関連付けられ得る。ディスプレイは、例えば、入力領域、ボタン、キー、又はその他のアフォーダンスを表示するために使用され得る。一例として、トラックパッド領域1610の下にあるディスプレイは、ユーザがタッチ入力を提供できる場所を示す境界の画像(例えば、トラックパッドの画像を表す又は複製する)を生成し得る。別の例として、ディスプレイは、ユーザがコンピューティングデバイス1600の音量設定を変更するために選択及び/又は移動できるスライダの画像を生成し得る。これらは単なる例であり、他の多数の画像及びオブジェクトを表示することができ、トラックパッド領域1610への入力は、コンピューティングデバイス1600の多数の設定及び動作に影響を与え得る。
トラックパッド領域1610、仮想キーボード1605、及び仮想キー領域1608など、上部ケース1602の様々な領域は、同じ又は異なるテクスチャ、仕上げ、色、又はその他の物理的特性若しくは外観を有し得る。場合によっては、上部ケース1602の略表面全体が、均一なテクスチャと外観を有する。その他の場合、異なる領域は異なるテクスチャ又は外観を有する。例えば、仮想キー領域1608が、研磨された円滑面を有する一方、仮想キー領域1608及びトラックパッド領域1610は、テクスチャ加工面(例えば、窪んだ面、粗面など)を有し得る。
これらの領域の特定のテクスチャを選択して、ユーザの対話中に所望の触感を生成し得る。例えば、仮想キーボード1605は、タップ入力又はタッチ入力(例えば、スライド入力又はジェスチャ入力なしで)用に使用され、従って、滑らかな研磨面を有し得る。滑らかな面は、例えば、指又はその他の入力デバイスの意図しないスリップを防ぎ得る。一方、トラックパッド領域1610及び仮想キー領域1608は、指やスタイラスのスワイプなどのジェスチャ入力に使用され、粗面、テクスチャ加工面、又はその他の滑らかでない面を有し得る。そのような表面テクスチャは、上記の入力中の指又はその他の入力デバイスの摩擦及び/又は粘着を低減し得る。異なるテクスチャの領域は、研磨ブラスト(サンドブラストなど)、化学的又は物理的エッチング、レーザエッチング、研削、研磨、ラッピングなどの適切な手法を使用して、単一連続上部ケース1602(連続ガラスシートなど)上に形成され得る。場合によっては、処理中にマスク又はシールドを使用して、様々なテクスチャを有する領域を画定し得る。例えば、マスクを仮想キーボード領域1605に適用し、エッチング又は研削操作を仮想キー領域1608及びトラックパッド領域1610に適用し得る。
異なる領域のテクスチャ間の境界は、それらの領域によって提供される入力及び/又は出力機能の境界を示し得る。例えば、トラックパッド領域1610(又はその一部)は、タッチ入力が実際に感知される領域のみテクスチャ加工され得る。従って、ユーザは、上部ケース1602のタッチ感知トラックパッド入力領域と非タッチ感知部とを、触感的及び/又は視覚的に区別し得る。テクスチャ加工された上部ケースの領域は、図16Aを参照して説明されているが、同じ概念及びプロセスが、本明細書に記載された上部ケースのいずれにも等しく適用され得ると理解されるであろう。
図16Aは、従来のレイアウトの仮想キーボード1605を示す。しかしながら、仮想キーボード1605のキーの画像が上部ケースの下方のディスプレイに生成されるため、様々なキーボードが代わりに表示され得る。例えば、図16Bは、代替構成(例えば、人間工学的構成)の仮想キーボード1612を備えたコンピューティングデバイス1600を示す。別の例として、図16Cは、更に別の代替構成の仮想キーボード1613を備えたコンピューティングデバイス1600を示す。この特定例では、文字入力レイアウトの代わりに、仮想キーボード1613は他のタイプの入力及び/又は操作用の領域を画定する。そのような入力は、ゲームの制御用に使用され、1つの入力領域(例えば、コンピューティングデバイス1600の左側)が方向入力を制御し、他の入力領域(例えば、コンピューティングデバイス1600の右側)が個別の入力を制御し得る。図示されるように、コンピューティングデバイス1600の左側の入力領域は、ユーザの手の指先に対応し得る領域を画定するが、これは単なる一構成例である。
コンピューティングデバイス1600の前部により近くキーボードを配置する(例えば、仮想キーボード1605(図16A)及びトラックパッド領域1610の位置を交換する)、又は異なるアルファベットや記号などを備えたキーボードを表示するなど、他のキーボード構成も可能である。また、表示されている特定のキーボード(及び/又はキーボードの位置)は、実行中の特定のプログラムや、関連付けられたディスプレイ画面に表示されているものなど、デバイスの動作状態に基づいてコンピューティングデバイス1600によって自動的に選択され得る。
上述したように仮想キーボードのキーを操作させるために、ユーザは、キーが表示されている上部ケース1602の表面の一部をタップ又は押圧するだけでよい。ただし、場合によっては、仮想キーボードは、上部ケース1602に適用できるキーボードアクセサリと組み合わせて使用され得る。図16Dは、上部ケース1602の上方に示されるキーボードアクセサリ1614を備えたコンピューティングデバイス1600を示す。キーボードアクセサリ1614は、ベース部1616及びキー1618を含み得る。ベース部1616及びキー1618は、成形シリコーンアクセサリなどの一体構成要素であり得る。場合によっては、材料が一般的なタイピング力下で変形して、機械的又は可動キーキャップ上に触知フィードバック又はタイピング感覚を提供し得る。あるいは、材料は典型的なタイピング圧力下で変形せず、キー1618は、ユーザがタイピング中に叩くための隆起した不動キーパッドを単に提供し得る。
場合によっては、キーボードアクセサリ1614は、例えばキーキャップ、機構、ドーム(又は触知フィードバックを提供するための他の構成要素)、キーメイクセンサ(例えば、電気スイッチ、ドーム、静電容量など)などのキー1618用のメカニカルキー機構を含み得る。キーボードアクセサリ1614、具体的にはキー1618は、コンピューティングデバイス1600内の容量性センサによって感知できる金属又は導電性要素など、上部ケース1602の下方のセンサによるキーメイク感知を容易化する構成要素を更に含み得る。
キーボードアクセサリ1614は、グリフ、記号、文字、又はその他の画像がベース部1601内のディスプレイによって上部ケース1602に表示され、キー1618を通じて視認可能であるように、光透過性(例えば透明)であり得る。従って、キーボードアクセサリ1614は、ユーザがタイピング入力できる固定物理キーを提供し得るが、それらのキーの機能(例えば、特定のキーが打たれたときに文字が表示される)は動的に変更され得る。例えば、図16Dは、図16Fに示されるように、キーボードアクセサリ1614を通じて視認可能となり得る、上部ケース1602に表示される標準のQWERTYキーボード1617を示す。図16Eは、キーボードアクセサリ1614が上部ケース1602に加えられたときにキーボードアクセサリ1614を通じて視認可能となり得る代替キーボード1620(例えば、代替グリフ又は文字)を表示するコンピューティングデバイス1600を示す。ディスプレイ上の画像をキーボードアクセサリ1614を通じて視認可能とするために、キーボードアクセサリ1614は、上部ケース1602と同じ又は同様の屈折率を有する材料から作製され得る。更に、キーボードアクセサリ1614が複数の構成要素(例えば、キーキャップ、キーボード基板又はベース部、エラストマー付勢部材など)を含む場合、複数の構成要素は同じ又は同様の屈折率を有し得る。このようにして、上部ケース1602及びキーボードアクセサリ1614を通じて表示される画像の屈曲、回折、歪み、拡大(又はその他の光学現象)を低減又は排除し得る。
キーボードアクセサリ1614は、上部ケース1602の1つの位置に配置されるように構成され得る。このような場合、キーボードアクセサリ1614及び/又は上部ケース1602(及び/又はコンピューティングデバイス1600の任意の他の部分又は領域)は、ユーザがキーボードアクセサリ1614を上部ケース1602に配置するのを助ける光学及び/又は物理的ガイドを含み得る。例えば、上部ケース1602及びキーボードアクセサリ1614は、互いに係合してキーボードアクセサリ1614を適切に配置するための相補的な突起及び凹部(又はその他の適切な整合特徴)を有し得る。別の例として、上部ケース1602及び/又はキーボードアクセサリ1614は、キーボードアクセサリ1614が配置されるべき位置及び/又は方法を示す整合マーク、線、矢印、又はその他の視覚的インジケータを有し得る。当然ながら、コンピューティングデバイス1600は、キーボードアクセサリ1614の有無にかかわらず使用されるように構成され得る。例えば、物理的キーのないキーボードが必要な場合、ユーザは単にキーボードアクセサリ1614の使用をやめて、代わりに上部ケース1602に直接タイピング入力し得る。
場合によっては、キーボードアクセサリ1614は、上部ケース1602のどこにでも適用できる。例えば、図16Fは、キーボードアクセサリ1614が、トラックパッド領域1610の上方の上部ケース1602に貼付され、コンピューティングデバイス1600の前縁よりもディスプレイ部1603に近いコンピューティングデバイス1600を示す。一方、図16Gは、トラックパッド領域1622の下の上部ケース1602に貼付され、ディスプレイ部1603から離れた位置のキーボードアクセサリ1614を示している。
コンピューティングデバイス1600は、キーボードアクセサリ1614の特定の位置及び/又は位置決めを検出し、キーボードアクセサリ1614の下の適切な位置にグリフ、記号、又はその他の画像を表示して、キーボードアクセサリ1614のキー1618と一致させることができる。例えば、キーボードアクセサリ1614は、コンピューティングデバイス1600によって感知又は検出することのできる磁石、金属又は導電部品、高周波タグなどの構成要素1624を含み得る。キーボードアクセサリ1614がコンピューティングデバイス1600に貼付されると、コンピューティングデバイス1600は、上部ケース1602上のキーボードアクセサリ1614の位置及びキーボードアクセサリ1614のキーレイアウトなどの構成要素1624からの情報を(例えば、ルックアップテーブルを参照して、キーボードアクセサリ1614から検出された情報と、特定のモデル、キーボードレイアウト、又はキーボードアクセサリ1614に関するその他の情報と相関させることによって)判定し得る。いったんキーボードアクセサリ1614のキーレイアウト及び位置を判定すると、コンピューティングデバイス1600は、キー1618と一致しキー1618を通じて視認可能な位置で、上部ケース1602上の画像を表示し得る。
図17Aは、図16Aのベース部1601にほぼ対応し得る例示的なベース部1701aの分解図である。ベース部1701aは、上部ケース1702a(上部ケース1602に対応)、下部ケース1704a(下部ケース1604に対応)、及び上部ケース1702aの下のタッチセンサ1706a(例えば、上部ケース1702aと下部ケース1704aによって画定される内容積内に配置される)を含む。ベース部1701aは、タッチセンサ1706aの下方にディスプレイ1708も含む。
タッチセンサ1706a及び上部ケース1702aの部分は、上部ケース1702a及びタッチセンサ1706aを通じてディスプレイ1708を視認可能にするように透明であり得る。上部ケース1702a及び/又はタッチセンサ1706aのいくつかの部分は、例えば、タッチ感知ではない領域を画定し視覚的に区別するため、又は内部構成要素を覆う若しくは閉塞するために、略不透明であり得る。
ディスプレイ1708は、第1のディスプレイ構成要素1710、第2のディスプレイ構成要素1712、及び第3のディスプレイ構成要素1714を有する。第1のディスプレイ構成要素1710は、仮想キー領域1608(図16A)の下に配置され、仮想キー領域1608に対して画像を表示する。第2のディスプレイ構成要素1712は、仮想キーボード領域1605(図16A)の下に配置され、仮想キーボード領域1605に対してキーの画像又は表示などの画像を表示する。第3のディスプレイ構成要素1714は、トラックパッド領域1610(図16A)が透明である、及び/又は画像を表示するように構成されている実施例形態で使用され得る。トラックパッド領域1610がディスプレイに関連付けられていない場合、第3のディスプレイ構成要素1714は省略され得る。第1、第2、及び第3のディスプレイ構成要素は、LCD、LED、OLED、バックライト、サイドライト、フィルタ層、光拡散層、光導波路などの任意の適切なディスプレイ構成要素を含み得る、又はそれらに関連付けられ得る。
第1、第2、及び第3のディスプレイ構成要素は、物理的及び動作的に分離され、それぞれ独自のLCDアレイと光源、又は独自のOLEDアレイなど、独自のハードウェアとソフトウェア構成要素を含み得る。あるいは、それらのディスプレイ構成要素は、プロセッサ、バックライトなどの1つ以上の構成要素を共有し得る。ディスプレイ領域毎に個別のディスプレイ構成要素を提供することで、ディスプレイを必要としない領域のディスプレイ構成要素を省略して、他の構成要素のための空間を増やすことができるため、他の構成要素に利用可能な空間を増加させ得る。また、個別ディスプレイのうちの1つが使用されていない場合、他のディスプレイと無関係にオフにしたり、ブラックアウトさせたりすることができる。
図17Bは、別の例示的なベース部1701bの分解図であり、これは、図16Aのベース部1601にほぼ対応し得る。ベース部1701bは、上部ケース1702b(上部ケース1602に対応)、下部ケース1704b(下部ケース1604に対応)、及び上部ケース1702bの下のタッチセンサ1706b(例えば、上部ケース1702bと下部ケース1704bによって画定される内容積内に配置される)を含む。上述したように、タッチセンサ1706b及び上部ケース1702bの一部は透明であり得、上部ケース1702b及び/又はタッチセンサ1706bの一部は、例えば、タッチを感知しない領域を画定し視覚的に区別するために、又は内部構成要素を覆う若しくは閉塞するために、略不透明であり得る。
ベース部1701bは、タッチセンサ1706bの下方にディスプレイ1716も含む。図17Aのディスプレイ1708が3つの別個のディスプレイ(それぞれ異なる入力/出力領域に対応する)を有する一方、ベース部1701bは、すべての入力/出力領域にまたがる単一ディスプレイ1716を含む。例えば、ディスプレイ1716は、上部ケース1702bと略同一の広がりを有し得る。ディスプレイ1716の異なる領域を使用して、キーボード領域(例えば、図16Aの仮想キーボード領域1605)、仮想キー領域(例えば、図16Aの仮想キー領域1608)、及びトラックパッド領域(例えば、図16Aのトラックパッド領域1610)などの上部ケース1702bの異なる領域に、画像又はその他のグラフィカルオブジェクトを生成し得る。
キーボードを備えた従来のコンピューティングデバイスでは、デバイスの外部に露出しているキー機構が、デバイス内の構成要素に機械的に結合される。例えば、キーキャップは、デバイス内の回路基板に接続されているドームスイッチ(又はその他の構成要素)に物理的に接続され得る。そのようなデバイスの上部ケースは、キーキャップを構成要素と物理的に係合させる開口部又は穴を有し得る。しかしながら、上述したように、本明細書に記載される統合インタフェースシステムは、ガラス上部ケースなどの、入力面に開口部又は穴を含まない連続上部ケースを含み得る。ただし、このような連続上部ケースでは、キーと内部回路基板とを物理的に接続できない。従って、このような上部ケースでは、キーと内部回路基板間の従来の物理的結合を使用してキーの押下を検出することができない。上述したように、キー入力及び統合インタフェースシステムの上部ケースに加えられた他のタッチ入力を検出する1つの手法は、タッチ入力を受信するように構成されている上部ケースの部分の下方にタッチセンサを含めることである。これには、例えば、キーボード領域、非キーボード領域、仮想キー領域、又は上部ケースの他の領域が含まれる。
図18Aは、コンピューティングデバイスのベース部の一部の分解図である。より具体的には、図18Aは、例示的な上部ケース1802及びタッチセンサ1804を示す。上部ケース1802は、ガラス、セラミック、又はその他の適切な材料から形成され得、開口部又は穴を有していなくてもよい。上部ケース1802は、メカニカルキー、仮想キー、又はメカニカルキーと仮想キーの組み合わせを含み得る。
上部ケース1802の下方にタッチセンサ1804が設けられる。タッチセンサ1804は、任意の適切なタイプのタッチセンサであり得、任意の適切なタッチ感知技術を使用し得る。例えば、タッチセンサ1804は、上部ケース1802の上又は近くに指(又はその他の用具)が存在することによって引き起こされる静電容量の変化を検出することによりタッチ入力を検出する容量性タッチセンサであり得る。このような場合、タッチセンサ1804は、その上に導電トレース1806が配置された1つ以上の層を含み得る。導電トレース1806は、容量が測定されるコンデンサのプレートとして機能し得る。導電トレース1806は、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウムガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物、金属ナノワイヤ、ナノチューブ、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電性ポリマー、半導電体材料、金属酸化物材料、銅、金、コンスタンタン、又は任意の他の適切な材料などの導電性材料であり得、回路材料(例えば、フレックス回路)などの基板上に配置され得る。上部ケース1802が透明であり、導電トレース1806が表示経路にある場合(例えば、ディスプレイと上部ケース1802との間)、導電トレース1806は略透明であり得る(例えば、ITOを使用)。上部ケース1802が透明ではなく塗装されている、又は導電トレース1806の透明性が必要でない場合及び/又は領域では、導電トレース1806は、固体金属トレース(例えば、銅、金、銀など)などの不透明材料から形成され得る。タッチセンサ1804は、誘電材料、基板、コネクタ、電極などを含む他の層又は構成要素を含み得る。
タッチセンサ1804は、ディスプレイ(例えば、図17A~17Bのディスプレイ1708又は1716、)がタッチセンサ1804の下に配置され、タッチセンサ1804を通して画像を表示する場合など、略透明であり得る。ディスプレイが使用されない場合、又は光若しくは画像がタッチセンサ1804を通過する必要がない場合、タッチセンサは不透明であり得る。タッチセンサ1804は、上部ケース1802に取り付けられた上部ケース1802と接触していてもよいし、隙間(材料の層又は空の空間であり得る)だけ上部ケース1802から離れていてもよい。
タッチセンサ1804は、上部ケース1802の略全上面にタッチ感知を提供するサイズとし得る(例えば、タッチセンサ1804は、上部ケース1802の略全領域、又は少なくともベース部の上面を画定する上部ケース1802の全領域にわたって延在し得る)。従って、タッチセンサ1804を使用して、上部ケース1802上のどこに加えられたタッチ入力でも検出し得る。より具体的には、タッチセンサ1804は、タップ、スワイプ、ジェスチャ、及びマルチタッチ入力など、トラックパッドによって通常検出されるものと同様のタッチ入力を検出し得る。タッチセンサ1804をキーボードの下方に配置することにより、キーボード(仮想キーボードでもメカニカルキーボードでも)のキーに加えられた同様の入力を検出し得る。例えば、キーボードのキー押下を検出することに加えて、タッチセンサ1804は、キーボードのキーに加えられたスワイプ、ジェスチャ、及びマルチタッチ入力を検出し得る。また、タッチセンサ1804はキー領域と非キー領域の両方にまたがるため、スワイプ、ジェスチャ、及びマルチタッチ入力は、キー(又はメカニカルキーのキーキャップでも)で開始し、キーボード領域外で終了することができる(又はその逆)。従って、コンピューティングデバイスの上部ケース全体が、キー(例えば、キーキャップ)自体の表面もトラックパッドとして有効に機能する。本明細書では、キーの押下及びタッチ入力(例えば、ジェスチャ)の両方を含む、キーに加えられた入力を検出するための技術について説明する。本明細書に記載されるタッチセンサは、上部ケース1802と物理的に接触していない指又はその他の用具の位置を検出するためにも使用され得る。例えば、タッチセンサは、上部ケース1802の上方で浮いている指の存在又は位置を検出し得る。本明細書に記載されるように、この情報は、スペル提案、自動スペル/文法修正、又はその他の適切な目的のために目指すキー対象を判定するなど、様々な目的に使用できる。
図18Aの上部ケース1802は、略平坦又は平面である(例えば、上部ケース1802、ひいてはコンピューティングデバイスのベース部の平面状上側外面を画定する)。従って、タッチセンサ1804も略平面となり、上部ケース1802とタッチセンサ1804との間の密な結合を可能にする。ただし、上述したように、上部ケースには、キーボードを配置できる凹状領域など、1つ以上の凹部を有し得る。図18Bは、凹状領域1810bを有する上部ケース1808bと、凹状領域1814を有するタッチセンサ1812とを示す。上部ケース1808b及びタッチセンサ1812は、図13Bを参照して説明した上部ケース1302及びタッチセンサ1310と同様である。上記の導電トレース1806と同様の導電トレース1816は、タッチセンサ1812上に配置され得る。導電トレース1816は、凹状領域1814及び周囲の非凹状領域にわたって連続的に延在することにより、上部ケース全体にわたって単一統合タッチセンサを形成し得る。
タッチセンサ1812の凹状領域1814は、所望の三次元形状を生成するように切断又は成形された平坦な基板(例えば、可撓性回路材料、マイラーなど)を折り畳むことにより形成され得る。例えば、図18Cは、(矢印1834に従って)折り線1833に沿って折り畳まれたときに、図18Bに示されるタッチセンサ1812を生成する形状を有する基板1832の一部を示す。図18Cは、折り畳まれた後の基板1832の同じ部分を示す。基板1832は、上部ケース1808bに部分的に結合された後に折り畳まれ得る。例えば、基板1832は、凹状領域1810bの下部に取り付けられ、次いで、基板1832の残りが、上部ケース1808bの他の領域に適合するように折り畳まれ得る。
図18Eは、凹部又は凹状領域1810eを有する上部ケース1808bと同様の別の例示的な上部ケース1808eを示す。ただし、単一連続タッチセンサの代わりに、図18Eは、上部ケース1808eの略全体にタッチ入力機能を提供する、いくつかの別個のタッチセンサを有するタッチ感知システム1818を示す。具体的には、タッチ感知システム1818は、凹部1810eの下方に配置された第1のタッチセンサ1820を含み、凹部1810eに配置されたキーボードにタッチ感知(キー押下感知、ジェスチャ感知、及びマルチタッチ感知を含む)を提供する。タッチ感知システム1818は、下方に配置された第2のタッチセンサ1822を更に含み、仮想キー領域(例えば、図12Aの仮想キー領域1208)が位置し得る領域にタッチ感知を提供する。タッチ感知システム1818は、パームレスト又はトラックパッド領域1817の下方に配置された第3のタッチセンサ1824、及び凹状領域1810eの側面に沿って配置された第4のタッチセンサ1826を更に含む。特定の領域にタッチ感知機能を提供しない場合は、前述のタッチセンサが省略され得る。
図18Fは、直接配置された導電トレース1830を有する例示的な上部ケース1828を示す。例えば、上部ケース1828は、ガラス、セラミック、又はその他の光透過性誘電材料から形成され得る。導電トレースを別個の基板に適用し、基板を上部ケース1828又はその近傍に配置する代わりに、導電トレース1830は上部ケース1828の下面に直接配置され得る。導電トレース1830は、ITO、インジウムガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物、金属ナノワイヤ、ナノチューブ、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電性ポリマー、半導電体材料、金属酸化物材料、銅、金、コンスタンタンなどの任意の適切な材料から形成され得る、又は含み得る。上部ケース1828が透明である場合、例えば上部ケース1828上に仮想キー又はその他の画像を生成するために1つ以上のディスプレイと組み合わせて使用される場合、導電トレース1830は透明又は略透明であり得る。上部ケース1828が透明でない場合、導電トレース1830は透明であっても透明でなくてもよい。導電トレース1830は、リソグラフィー、化学蒸着又は物理蒸着、ノズル蒸着(例えば、印刷)などの任意の適切な方法で上部ケース1828に配置され得る。
前述の例では、上部ケースの上部部材の下に配置され、上部ケースの上面のタッチ入力を検出するように構成されたタッチセンサが示されているが、タッチセンサは、上部ケースの側面のタッチ入力を検出するように配置及び構成され得る。例えば、上部ケースが側壁を画定する場合、タッチセンサ及び/又はタッチ感知構造要素(例えば、電極層)は、側壁の内面に接して、又はそれ以外の形で側壁の内面の近傍に配置され得る。タップ、スワイプなど、側壁に加えられたタッチ入力は、タッチセンサによって検出され、デバイスに1つ以上の操作を実行させ得る。
上述したように、単一シートガラス上部ケースなどの上部ケースは、上部ケースとコンピューティングデバイス全体の構造的完全性(剛性、強度など)を高めるために強化され得る。更に、上部ケースは、明確なタッチ及び/又は力入力領域を画定するのに役立つ補強及び/又は強化特徴を含み得る。例えば、補強、リブ、又はその他の特徴は、上部ケースのある領域に加えられたタッチ又は力の入力が、上部ケースの別の領域で撓み又は変形を引き起こすのを防ぐのに役立ち得る。
図19Aは、上部ケース1900の下面に補強材1902を含む例示的な上部ケース1900を示す。補強材は、上部ケース1900と一体に示されているが、図8A~9Bを参照して上述したように、上部ケースに取り付けられる別個の構成要素であり得る。
補強材1902は、いくつかの別個の領域を画定する。第1の領域1910は、キーボード(仮想キーボード又はメカニカルキーボードのいずれか)が配置される上部ケース1900の部分に対応し得る。第2の領域1904は、トラックパッド領域に対応し得る。第3及び第4の領域1906、1908は、追加のタッチ入力領域であり得、タイピング中にユーザが手を置くパームレスト領域に対応し得る。これらの領域は単なる例であり、補強材1902の他の構成も考えられる。
補強材1902によって画定される領域は、特定の領域へのタッチ入力及び/又は力入力の効果を分離するように構成され得る。例えば、補強材1902は、メカニカルキーの選択など、第1の領域1910内に加えられた力が、第2の領域1904へのクリック又はタッチ入力として誤って識別される可能性のある第2の又はトラックパッド領域1904の撓みを引き起こすのを防ぐのに役立ち得る。同様に、補強材1902は、第3及び第4の領域1906、1908上にあるユーザの手のひらから第1又は第2の領域1910、1904に生じる撓みを低減し得る。
図19Bは、図19Aの断面F-Fに沿った上部ケース1900の部分断面図である。図示されるように、補強材1902は、上部ケース1900の下面から延在するリブを形成する。補強材1902は、機械加工、エッチング、アブレーションなどを含む任意の適切なプロセスによって形成され得る。
補強材1902は、上部ケース1900の下方に(例えば、デバイスの内容積内に)配置された構造体に接触又は係合して、上部ケースに追加の支持を提供し、様々な領域を更に隔離する。図19Cは、例えば、上部ケース1900の下方にあり、補強材1902と接触している構成要素1912を示す、図19Aの断面F-Fに沿った上部ケース1900の部分断面図である。構成要素1912は、下部ケース(例えば、図1Aの下部ケース110)などの任意の構成要素、又はコンピューティングデバイスのベース部内の任意の他の構成要素であり得る。別の例として、図19Dは、上部ケース1900の下方にあり、補強材1902と接触しているシム1914を示す、図19Aの断面F-Fに沿った上部ケース1900の部分断面図である。シム1914は、プラスチック、金属、発泡体などの任意の材料であり得、別の構成要素1916(例えば、図1Aの下部ケース110)又はコンピューティングデバイスのベース部内の任意の他の構成要素上に載置され得る。
補強材1902は、構成要素1916又はシム1914に(例えば、接着剤、留め具などを介して)固定されてもよく、固定されなくてもよい(例えば、構成要素1916又はシム1914上に単に載置され得る又は接触し得る)。補強材1902は、部品1916又はシム1914に対して固定されず、部品1916又はシム1914に対する補強材1902の横方向又は水平方向の移動を可能にする。シム1914が使用される場合(図19D)、シムの下面は、構成要素1916に(例えば、接着剤、留め具などを介して)固定されてもよく、固定されなくてもよい。
図20A~20Cは、補強材を有する上部ケース2000の別の例を示す。具体的には、本明細書に記載される他の上部ケースと同様であり得る上部ケース2000は、上部ケース2000の下面に取り付けられたリブなどの補強材2006を含み得る。補強材2006は、構造、材料、機能などにおいて、上述の補強材1902と同様であり得る。
上部ケース2000は、上部ケース2000の下面に取り付けられた補強板2004、2008を含み得る。例えば、第1の補強板2004は、キーボード領域2001の下に配置され得、第2の補強板2008は、トラックパッド領域2003の下に配置され得る。
補強板2004、2008は、上部ケース2000の様々な位置に加えられた力入力に応答して、より均一な撓みを提供する。このことは、力がトラックパッド領域2003の角部(例えば、第2の補強板2008の角部又はその近傍)に加えられると、加えられた力の下で、単に局所部分ではなくトラックパッド領域2003全体が移動し得るため、力感知の向上に役立ち得る。これにより、力センサの配置がよりフレキシブルになり、力入力のより一貫した及び/又は正確な検出が可能になる。図20Bは、補強材2006と第2の補強板2008を示す、図20Aの断面G-Gに沿った上部ケース2000の部分断面図である。図20Cは、図20Bと同じ図であるが、トラックパッド領域2003の中央部に力が加えられたときの上部ケース2000を示す。図示されるように、トラックパッド領域2003の中心でのユーザの指による局所力は、局所変形ではなく、トラックパッド領域2003の略均一な撓みを引き起こす。更に、撓みはトラックパッド領域2003からほぼ遮断されているため、上部ケース2000の領域間のクロストークを防止又は低減する。
図21A~図21Dは、統合された力センサ又は力感知機能を有する入力面の概略図である。一般に、入力面は、入力面の小さなレベルの撓み又は変位を測定することにより、デバイスの表面に加えられた力の大きさ又は程度を検出するように構成され得る。力センサは、撓み又は変位を測定し、デバイスの表面に加えられた力の程度又は量に対応する電気的応答又は信号を生成するように構成され得る。
力センサ及び関連付けられたプロセッサ並びに回路は、判定された力が力閾値を満足させる(例えば、及び/又は超える)とき(及び判定された力の位置が特定の位置にあるとき)に入力を登録するように構成され得る。例えば、キー領域で力閾値未満の力が判定又は検出された場合、力センサはその入力を無視する、又はそれ以外の方法でデバイスに特定のアクションを行わせない(例えば、デバイスがキー入力を登録しない)。キー領域の力が閾値を超えると、デバイスは入力をキー入力として登録し、そのキーに対応する字又は文字をディスプレイに表示するなどの適切なアクションを実行し得る。力センサ又はデバイスが特定の入力に応答して入力を登録するために満たさなければならない特定の閾値は、任意の適切な閾値であり得、閾値は様々な要因に基づいて変更され得る。例えば、(例えば、力センサによって検出された平均力値に基づいて)ユーザが軽いタイピングスタイルを有すると判定された場合、閾値は第1の値に動的に設定され得る。ユーザが重いタイピングスタイルを有すると判定された場合、同じデバイスは、閾値を第1の値よりも高い第2の値に設定し得る。ユーザの一般的なタイピング/キー入力に関連付けられた力がより詳しく分かると、不注意な入力面上へのタッチ、タップ、又は他の接触をより容易に無視し得るため、力入力の閾値を動的に調整することは、状況によっては、キー押圧検出の精度を高めるのに役立ち得る。更に、入力面上の異なる位置に対して異なる閾値を設定し得る。例えば、ユーザが小指よりも人差し指でより大きな力を加えると判定される場合、デバイスは、通常小指に関連付けられているキー又は入力領域に対して、通常人差し指に関連付けられているキー又は入力領域よりも低い力閾値を設定し得る。これら及び他の技術は、任意の適切な力センサ又は力(及び/又はその他の)センサの組み合わせを使用して実行され得る。
図21A~図21Dは、本明細書に記載されるコンピューティングデバイスで使用され得る2つの例示的な力感知構造、すなわち、図21C~図21Dに示される全体撓み感知構造2100と、図21A及び21Bに示される局所撓み感知構造2150と、を示す。感知構造2100及び2150の一方又は両方は、図1Aのコンピューティングデバイス100に組み込まれ得る。力感知構造は、単独で、又はその他の実施形態を参照して本明細書に記載した容量性タッチ感知構造構成と組み合わせて使用され得る。
図21A及び21Bは、上部ケース2104の入力面2102の全体撓み2106が、上部ケース2104の下方に配置された、又は上部ケース2104に統合された適切な力センサを使用して測定される感知構造2100を示す。図21Aは、撓んでいない状態の構成2100を示し、図21Bは、物体2110(例えば、ユーザの指)によって加えられた力に応答して生じる(変位又は撓み2106を有する)撓んだ状態の構成2100を示す。上部ケース2104の全体撓み2106又は変位を測定することにより、加えられた力の位置及び大きさの両方が測定され得る。更に、上部ケース2104の全体撓み2106を測定することにより、ほぼ位置に依存し得ない平均又は総合力が感知され得る。全体撓み2106を測定するように構成されている例示的な力センサは、図47を参照して後述する。
図21C及び21Dは、上部ケース2154の入力面2152の局所撓み2156が、上部ケース2154の下方に配置された、又は上部ケース2154に統合された適切な力センサを使用して測定される感知構造2150を示す。図21Cは、撓んでいない状態の構成2150を示し、図21Dは、物体2160(例えば、ユーザの指)によって加えられた力に応答して生じる撓んだ状態(撓み2156を有する)の構成2150を示す。局所撓み2156又は上部ケース2154の変位を測定することにより、加えられた力の位置及び大きさの両方が測定され得る。更に、上部ケース2154の局所撓み2156を測定することにより、入力面2152に沿った複数のタッチによる複数の力が個別に感知され得る。局所撓み2156を測定するように構成されている例示的な力センサについて、図47を参照して以下説明する。
場合によっては、デバイスの入力面又は上部ケースは、全体撓み力感知構造(例えば、図21A及び21Bの2100)及び局所撓み力感知構造(例えば、図21C及び21Dの2150)の両方を採用し得る。いくつかの実施例では、2つの力感知構造を使用して、各種ユーザ入力を検出し得る。例えば、局所力感知構造2150を使用して、第1のタイプのコマンドを呼び出し得る。第1のコマンドのタイプは、グラフィカルユーザインタフェースに関連付けられた位置依存又はカーソル駆動のアクションに対応し得る。同じデバイス内で、全体力感知構造2100を使用して、グラフィカルユーザインタフェース内のカーソルの位置に依存しないアクションである第2の異なるタイプのコマンドをトリガし得る。
追加的に又は代替的に、両方の力感知構造を組み合わせて使用すると、デバイスは、入力面に加えられている入力又は力のタイプを判定でき、これは、不注意な入力又は意図しない接触又は力と、意図的な力とを区別するのに役立ち得る。例えば、構成2100を使用して測定された全体又は大面積撓み2106を用いて、入力面上で静止している手の一部(例えば、手のひら)によって引き起こされる基準の力を確立し得る一方、構成2150を使用して測定される局所的又は小面積撓み2156を用いて、意図的な力入力に対応し得る入力物体2110(例えば、ユーザの指)によって加えられた力を区別し得る。
図22A~図22Dは、図21A~図21Dを参照して上述した力感知構造2100及び2150と同様の力感知方式を実行するために使用できる例示的な力センサを示す。より詳細に後述するように、一部の力センサは、局所撓みを感知するのにより適したものであり、他のセンサは、全体撓み又は変位を感知するのによりよく適したものであり得る。
図22Aは、入力面2202aを有する上部ケース2204aの全体又は大面積撓みを検出するように構成されている第1の力センサ2200aを示す。第1の力センサ2200aは、電極アレイのうちの1つ以上の電極2220aを使用して、それぞれの電極2220aと、入力面2202aに力を加える物体2210a(例えば、ユーザの指)との間の静電容量2215aの変化を検出し得る自己容量性感知方式により動作し得る。例示的な実施形態では、上部ケース2204aは、圧縮性媒体又は材料を含み得る圧縮性層2206aによって電極2220aから分離される。例示的な圧縮性媒体には、発泡体、ゲル、エラストマー材料、空気、又はその他の順応性材料、及びそれらの組み合わせが含まれる。
第1の力センサ2200aでは、物体2210aによって加えられた力が上部ケース2204aを電極2220aに向けて押下する、又は変位させることにより、圧縮性層2206aを圧縮すると、静電容量2215aが変化し得る。静電容量2215aの変化は、加えられた力の程度又は量に対応し得、これは、圧縮性層2206aの予測可能な圧縮性応答又はばね力に対応し得る。第1の力センサ2200aに動作可能に結合されている力感知回路を使用して、静電容量2215aの変化を測定し、物体2210aによって加えられた力の量又は程度に対応する信号を生成し得る。
いくつかの実施例では、上部ケース2204aは、物体2210aのタッチに対応する局所領域にわたって略剛性又は非順応性であり得る。上部ケース2204aを形成するために使用され得る材料の例は、ガラス、サファイア、ポリマー、セラミック、金属、及び/又は加えられた力に対する対応する非変形構造応答を生成するように構成されている複合材料を含み得る。場合によっては、上部ケース2204aは、指のタッチに応答して局所変形を低減又は排除するように特別に構成されている材料のラミネートから形成される。従って、第1の力センサ2200aを使用して、図21C及び図21Dを参照して上述した感知構造2150と同様の全体又は大面積撓みを検出し得る。
図22Bは、入力面2202bを有する上部ケース2204bの局所又は小面積撓みを検出するように構成されている第2の力センサ2200bを示す。前述の例と同様に、第2の力センサ2200bは、電極アレイのうちの1つ以上の電極2220bを使用して、それぞれの電極2220bと、入力面2202bに力を加える物体2210b(例えば、ユーザの指)との間の静電容量2215bの変化を検出できる自己容量性感知方式により動作し得る。例示的な実施形態では、上部ケース2204bは、図22Aを参照して上述された例と同様に、圧縮性媒体又は材料を含み得る圧縮性層2206bによって電極2220bから分離される。
図22Bに示されるように、上部ケース2204bは、ユーザの指などの物体2210bによって加えられた力に応答して局所撓み又は変形を可能にする1つ以上の材料から形成され得る。上部ケース2204bを形成するために使用され得る材料の例としては、ガラス、サファイア、ポリマー、金属、及び/又は加えられた力に対する対応する局所変形又は撓み構造応答を生成するように構成されている複合材料が挙げられる。いくつかの場合では、上部ケース2204bは、各層が指のタッチに応答して局所変形を提供するためにスリップ又はせん断変形され得る材料のラミネートから形成される。従って、第2の力センサ2200bを使用して、図21A及び21Bを参照して上述した感知構造2100と同様に、局所又は小面積撓みを検出し得る。
図22Cは、入力面2202cを有する上部ケース2204cの全体又は大面積撓みを検出するように構成されている第3の力センサ2200cを示す。第3の力センサ2200cは、一対以上の電極(2220c、2222c)を使用して、入力面2202cに力を加える物体2210c(例えば、ユーザの指)の存在に起因する静電容量2215cの変化を検出する相互容量感知方式により動作し得る。例示的な実施形態では、上部ケース2204cは、圧縮性層2206cによって電極対(2220c、2222c)から分離されており、圧縮性層2206cは、図22A及び22Bを参照して上述した実施形態と同様に圧縮性媒体又は材料を含み得る。
第3の力センサ2200cでは、物体2210cによって加えられた力が上部ケース2204cを電極対(2220c、2222c)に向かって押下又は変位させることにより圧縮性層2206cを圧縮すると、静電容量2215cが変化し得る。静電容量2215c又は電荷結合は、電極対(2220c、2222c)から電荷を奪う又は引き出す物体2210cの存在に影響を受ける場合がある。静電容量2215cの変化は、加えられた力の程度又は量に対応し得、これは、圧縮性層2206cの予測可能な圧縮性応答又はばね力に対応し得る。第3の力センサ2200cに動作可能に結合されている力感知回路を使用して、静電容量2215c(又は蓄積電荷又はその他の適切な現象)の変化を測定し、物体2210cによって加えられた力の量又は程度に対応する信号を生成し得る。
いくつかの実施例では、上部ケース2204cは、図22Aを参照して上述された例と同様に、物体2210cのタッチに対応する局所領域にわたって略剛性又は非順応性であり得る。従って、第3の力センサ2200cを使用して、図21C及び図21Dを参照して上述した力感知構造2150と同様に、全体又は大面積撓みを検出し得る。
図22Dは、入力面2202dを有する上部ケース2204dの局所又は小面積撓みを検出するように構成されている第4の力センサ2200dを示す。図22Cの例と同様に、第4の力センサ2200dは、電極2220d、2222dの1つ以上の対を使用して、入力面2202dに力を加える物体2210d(例えば、ユーザの指)の存在に起因する静電容量2215dの変化を検出する相互容量感知方式に従って動作し得る。例示的な実施形態では、上部ケース2204dは、圧縮性層2206dによって電極対(2220d、2222d)から分離されており、圧縮性層2206dは、図22A及び22Bを参照して上述した実施形態と同様の圧縮性媒体又は材料を含み得る。
図22Dに示されるように、上部ケース2204dは、図22Bを参照して上述される例と同様に、ユーザの指などの物体2210dによって加えられた力に応答して局所撓み又は変形を可能にする材料から形成され得る。従って、第4の力センサ2200dを使用して、図21A及び21Bを参照して上述した感知構造2100と同様の局所又は小面積撓みを検出し得る。
図22E~22Fは、それぞれ例示的な力センサ2200e及び2200fを示す。図22C及び22Dの力センサ2200c及び2200dと同様に、力センサ2200e及び2200fは、相互容量感知方式を使用して動作する。具体的には、力センサ2200eは、物体2210eによって加えられた力に応答して全体的に又は広い領域にわたって撓む入力面2202eを有する上部ケース2204eを示す。力が加えられると、圧縮性層2206eによって分離された電極2220e、2222eのそれぞれの対の間の相対移動が生じる。一対の電極2220e、2222e間の相対移動又は圧縮性層2206eの圧縮は、静電容量の変化をもたらし、この変化は、一対の電極2220e、2222eに動作可能に結合されている力感知回路を使用して感知され得る。図22A及び22Cを参照して上述される例と同様に、上部ケース2204cは、加えられた力に応答して、局所撓みに抵抗する又は防止するように構成され得る。
図22Fの第6の力センサ2200fも、入力面2202fを有する上部ケース2204fが、物体2210fによって加えられた力に応答して局所的に撓むように構成されていることを除いて、同様に動作する。圧縮性層2206fによって分離された一対の電極2220f、2222fは、加えられた力に応答して撓む結果、静電容量2215fが変化し、この変化は力感知回路を使用して感知され得る。図22B及び22Dを参照して上述される例と同様に、上部ケース2204fは、加えられた力に応答して局所的に撓むように構成され得る。
図22Gは、歪みベースの感知方式を使用して加えられた力を検出するように構成されている第7の力センサ2200gを示す。具体的には、第7の力センサ2200gは、入力面2202gを有する上部ケース2204gに動作可能に結合されている歪みセンサ要素2230gのアレイを使用して、加えられた力の大きさを検出するように構成されている。図22Gに示されるように、上部ケース2204gは、物体2210g(例えば、ユーザの指)によって加えられた力に応答して、局所変形又は撓みを経験し得る。局所変形又は撓みにより、歪みセンサ要素2230gのうちの任意の1つ以上が歪んだ状態となり、この状態は、力感知回路を使用して測定することができる電気的応答(例えば、抵抗又はインピーダンスの変化又はその他の適切な電気的現象)を生じ得る。
一例では、歪みセンサ要素2230gは、歪み条件の変化に応答して、抵抗の変化を示す歪み感知材料から形成される。歪み感知材料の例としては、インジウムスズ酸化物、インジウムガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物、金属ナノワイヤ、ナノチューブ、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電ポリマー、半導電体材料、金属酸化物材料、銅、金、コンスタンタン、カルマ、等弾力性、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。歪み感知材料の特定の組成及び厚さに応じて、歪みセンサ要素2230gは、光透過性又は不透明のいずれかであり得る。
いくつかの実施例では、歪みセンサ要素2230gは、入力面2202gの領域全体にわたる二次元アレイに形成される。各歪みセンサ要素2230gは、二次元アレイの画素又は要素を形成し得、歪みゲージ又は同様の形状の歪み感知要素を含み得る。歪みゲージは、特定の方向又は複数の方向に沿って歪みを検出するように構成されている複数のトレース又はフィンガーを含み得る。歪みセンサ要素2230gが二次元アレイに配置される場合、歪みセンサ要素2230gを使用して、入力面2202gに加えられた複数の力の位置と大きさの両方を判定し得る。構成によっては、加えられた各力の大きさを計算又は推定し得るマルチタッチ、マルチ力機能が提供される場合がある。
図22Gの力センサ2200gに関して、歪みセンサ要素2230gは、温度補償構成又は温度補償要素を含んで、温度変化が力センサ2200gによって実行される力測定に及ぼす影響を低減し得る。例えば、歪みセンサ要素2230gは追加の基準要素を含み得、この基準要素は、力測定に及ぼす温度の影響を較正又は補償するために使用され得る温度変化に起因する電気的応答を提供するように構成されている。場合によっては、力センサ2200gは、温度変化を補償するために使用される温度要素又は基準要素から歪みセンサ要素2230gを分離するために使用できる1つ以上の歪み遮断要素又は歪み緩和特徴を含む。
図22H及び22Jは、それぞれ例示的な力センサ2200h及び2200jを示す。力センサ2200h及び2200jは、力センサ2200h及び2200jが相互容量センサと統合される例示的な構成を示す。図22Hの第8の力センサ2200hの構成では、力感知電極2222hのアレイは、タッチ感知電極2224hのアレイと駆動電極層2220hを共有する。駆動電極層2220hは、力感知電極2222h及びタッチ感知電極2224hのそれぞれに対して横断方向に配置された駆動電極アレイを含み得る。駆動電極層2220hは、第1のタッチ感知静電容量2216h及び/又は第2の力感知静電容量2215hの変化を検出するように構成されている力及び/又はタッチ感知回路に動作可能に結合され得る。いくつかの実施例では、駆動電極層2220hを使用して送信される駆動信号は、時間又は周波数多重化されて、タッチ感知静電容量2216hと力感知静電容量の変化間の信号区別を容易化し得る。いくつかの実施例では、駆動電極層2220hは、力感知電極2222hとタッチ感知電極2224h及び/又はデバイス内の他の電気部品との間に電気シールド又は絶縁層を形成する。
図22E及び22Fの力センサ2200e及び2200fと同様、力センサ2200h及び2200jは、相互容量感知方式によって動作する。具体的には、力センサ2200hは、物体2210hによって加えられた力に応答して全体的に又は広い領域にわたって撓む入力面2202hを有する上部ケース2204hを示す。場合によっては、タッチ感知電極2224hと駆動電極層2220hは、加えられた力を伝達し、力感知電極2222hと駆動電極層2220hとの間に配置された圧縮性層2206hを圧縮できる略非圧縮性の層又は基板によって分離される。力が加えられると、駆動電極層2220hと力感知電極2222hとの間に相対移動が生じる。上記の他の相互静電容量力センサと同様に、駆動電極層2220hと力感知電極2222hの間の相対移動又は圧縮性層2206hの圧縮は、力感知静電容量2215hの変化をもたらし、この変化は、力感知電極2222hに動作可能に結合されている力感知回路を用いて感知され得る。図22A、図22C、及び図22Eを参照して上述される例と同様に、上部ケース2204hは、加えられた力に応じた局所撓みに抵抗するか又は防止するように構成され得る。
図22Jの第9の力センサ2200jは、入力面2202jを有する上部ケース2204jが、物体2210jによって加えられた力に応答して局所的に撓むように構成されていることを除いて、同様に動作する。本例では、タッチ感知電極2224j及び駆動電極層2220jも、加えられた力に応答して撓み得る。ここで、タッチ感知電極2224j及び駆動電極層2220jは、物体2210jによって力が加えられたときに撓むことができる略非圧縮性層によって分離されている。一般に、略非圧縮性層は、タッチ感知電極2224jと駆動電極層2220jとの間の距離を維持し得るが、局所的に変形して、駆動電極層2220jの下方に位置する圧縮性層2206jの圧縮を可能にする。力感知電極2222jは、圧縮性層2206jによって駆動電極層2220jから分離され、圧縮性層2206jは、加えられた力に応答して撓んで静電容量2215jを変化させるように構成されており、この変化は力感知回路を使用して感知され得る。図22B、22D、及び22Fを参照して上述された例と同様に、上部ケース2204jは、加えられた力に応答して局所的に撓むように構成され得る。
図22Jの例では、圧縮性層2206jは、力センサ2200jの領域にわたって配置された圧縮性支柱構造2230jのアレイを含む。圧縮性支柱構造2230jは、エラストマー、発泡体、又はその他の同様の材料を含む圧縮性材料から形成され得る。いくつかの実施例では、圧縮性支柱構造2230jはシリコーン材料から形成される。圧縮性支柱構造2230jは、空気、ゲル、又は液体材料で囲まれ得る。場合によっては、ゲル又は液体材料は、圧縮性支柱構造2230jを形成する材料と光学的に屈折率が整合する。従って、いくつかの実施例では、圧縮性支柱構造2230jは視覚的に知覚できない。
図22Kは、光学感知方式によって、加えられた力を検出するように構成されている第10の力センサ2200kを示す。具体的には、力センサ2200kは、物体2210kによって加えられた力に応答して、全体に又は広い領域にわたって撓む入力面2202kを有する上部ケース2204kを示す。力が加えられると、上部ケース2204kと1つ以上の光学センサ2238kとの間に相対移動が生じる。図22A、図22C、及び図22Eを参照して上述された例と同様に、上部ケース2204kは、加えられた力に応答して局所撓みに抵抗するか又は防止するように構成され得る。
光学センサ2238kは、飛行時間感知、干渉計感知、強度に基づく感知、共焦点感知などの任意の適切な光学距離感知技術を使用し得る。複数の光学センサ2238kが使用され得、上部ケース2204kの下方に戦略的に配置されて、上部ケース2204kの撓み又は変位による力の感知を容易にし得る。また、他の力センサは、上部ケースと力感知層(例えば、電極層)との間に圧縮性層を含み得るが、力センサ2200kは、光学センサ2238と上部ケース2204kとの間に光学的に透明な隙間を有し得る。例えば、光学センサ2238kと上部ケース2204kとの間の空間は空隙であり得る。場合によっては、空隙が光学センサ2238kの真上に存在し、上部ケース2204kの下側に伸びる一方、上部ケース2204kの他の領域は圧縮性層と接触している。例えば、上部ケース2204kへの直接光路を可能にするために、光学センサ2238kと一致する穴又は気柱が圧縮性層に形成され得ることを除いて、圧縮性層は上部ケース2204kの略領域全体の下方に配置され得る。
図22L及び22Mは、デバイスの脚部又は支持体に位置する感知要素により加えられた力を検出するように構成されている第11の力センサ2200mを示す。具体的には、力センサ2200mは、デバイスの脚部又は支持体のそれぞれに位置する力感知構造2230mを含む。本例では、力感知構造2230mは、圧縮性要素2236mによって分離された第1の容量性要素2232mと第2の容量性要素2234mとを有する容量性センサである。他の実施形態に関して上述した容量性力センサと同様に、加えられた力により、圧縮性要素2236mが圧縮する又は撓む結果、第1の容量性要素2232mと第2の容量性要素2234mとの間の隙間が減少する。第1の容量性要素2232mと第2の容量性要素2234mとの間の相対移動は、力感知構造2230mに結合されている力感知回路を使用して、静電容量の変化として測定され得る。
図22Lは、撓んでいない状態の力センサ2200mを示し、図22Mは、撓んだ又は作動した状態の力センサ2200mを示す。図22Mに示されるように、物体2210mによって入力面2202mに加えられた力は、力感知構造2230mのうちの任意の1つ以上の圧縮を引き起こし、この圧縮は、静電容量の変化を測定することによって検出され得る。あるいは、力感知構造2230mは、加えられた力によって引き起こされる少量の圧縮を検出するように構成されている1つ以上の歪み感知要素を含み得る。歪み感知要素は、歪みゲージ、抵抗センサ、又は撓み又は歪みに起因する電気的応答の変化を表示する他の同様の要素を含み得る。
図22Mに示されるように、物体2210mによって加えられた力は、力感知構造2230mのそれぞれの間に不均一又は不均衡な撓み又は圧縮を引き起こし得る。例えば、加えられた力に最も近い力感知構造2230mは、最大の撓み又は圧縮を受け得る。図22Mに示されるように、物体2210mはデバイスの右側の力感知構造2230mに最も近いため、力感知構造2230mの圧縮性要素2236mは、デバイスの左側に位置する力感知構造2230mよりも大きな圧縮を受ける。
力感知構造2230mの不均一又は不均衡な圧縮を使用して、入力面2202mに沿った物体2210mの位置を概算し得る。一例として、力感知構造2230mの変位又は圧縮は、圧縮量の比を用いて比較され、力感知構造2230m間の距離の割合又は分数として物体2210mの位置を推定するために使用され得る。場合によっては、重心が、2つ以上の力感知構造2230mの相対出力を用いて計算され得、この重心を使用して、入力面2202mに力を加える物体2210mの位置を推定し得る。一般に、上部ケースの入力面2202mに沿った物体2210mの二次元位置の推定値を提供するには、3つ以上の力感知構造2230mが必要である。
いくつかの実施形態では、力感知構造2230mのすべての出力の平均又は合成を使用して、入力面2202mに加えられた全体的又は総合的な力を計算する。力感知構造の出力の平均又は合成は、ユーザ入力(例えば、アイテムの選択)として使用され得る。追加的に又は代替的に、全体的に又は総合的に加えられた力は、基本、較正、又は静止入力を確定し、入力面2202m又はデバイスの他の部分で静止した又はそれ以外の形で力を加えたユーザの手首又はその他の物体の影響を相殺するために使用され得る。手のひらの排除又はその他の同様の非入力ユーザ接触の例は、図31A及び31Bを参照してより詳細に後述する。
上述の22A~22H及び22J~22Mの実施形態に関して、任意の電極又は導電要素は、インジウムスズ酸化物、インジウムガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物、金属ナノワイヤ、ナノチューブ、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電ポリマー、半導電体材料、金属酸化物材料、銅、金、コンスタンタン、カルマ、等弾性、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない様々な導電材料から形成され得る。導電材料は、例えば、化学蒸着(CVD)、スパッタ蒸着、印刷、又はその他の堆積技術を含む様々な製造技術のいずれかを使用して、力センサの様々な層又は基板に塗布され得る。場合によっては、導電材料は個別の又は別個の層として形成され、接着剤又はその他の結合技術を使用して基板又は層に塗布される、又は取り付けられる。
図22A~22H及び22J~22Mの力センサは、例として提供されており、本質的に限定することを意図していない。上記の例の実際の実施例は、デバイスの構造的側面と構成要素によって異なる場合がある。加えて、22A~22H及び22J~22Mを参照して上述した力センサの実施形態の多くを組み合わせて、複合又は組み合わせ力センサを生成し得る。例えば、図22A~22F、22H、及び22Jを参照して説明された容量性力センサのうちの任意の1つ以上は、図22Gを参照して説明された1つ以上の歪み力センサと組み合わされ得る。
図23は、上部ケースの周囲に配置された例示的な力センサを有する例示的な上部ケースを示す。より具体的には、図23は、上部ケース2310が下部ケース2320に結合されて密閉容積を形成するベース部2300を示す。図23のベース部2300は、本明細書に記載されるベース部のいずれか1つに対応し得る。具体的には、同図には示されていないが、ベース部2300は、キーボード、1つ以上のタッチ入力面、及び他の実施形態を参照して本明細書に記載されている他の構成要素又は要素を含み得る。
図23に示されるように、ベース部2300は、上部ケース2310の周囲に沿って配置された力センサ2330を含む。力センサ2330は、上部ケース2310と下部ケース2320との間に配置され、2つの構成要素間の圧縮又は相対変位を検出することにより、加えられた力を測定するように構成され得る。図24A及び24Bを参照して後述されるように、力センサ2330は、加えられた力に応答して撓む圧縮性要素又は圧縮性層を含み得る。撓みの量は、図24A及び24Bを参照して上述した力感知方式のうちの1つ以上を使用して測定され、この撓みの量を用いて、上部ケース2310の1つ以上の領域に加えられた力の量を推定し得る。
いくつかの実施例では、上部ケース2310は、周囲力センサ2330を使用する力の感知を容易にするために略剛性である。例えば、上部ケース2310は、ラミネート又は複合構造によって強化されて、上部ケース2310が内部構成要素と接触するほど曲がったり撓んだりして力センサ2330による測定を妨げることなく、上部ケース2310の入力面に沿った力の力センサ2330への伝達を促進し得る。上部ケースは、周囲力センサ2330の動作に必要な剛性を提供するために、1つ以上のリブ、強化材、又はその他の構造的特徴を含み得る。例示的な強化技術は、図8A~10及び19A~20Cを参照してより詳細に説明する。
いくつかの実施例では、力センサ2330は、上部ケース2310と下部ケース2320との間に封止を形成する。例えば、力センサ2330は、加えられた力に応答して圧縮可能であると共に、上部ケース2310及び下部ケース2320によって画定される内容積への異物の侵入を防ぐためにバリア又は封止を形成するのに十分な順応性を有する順応性材料から形成され得る。場合によっては、力センサ2330は、接着剤を使用して上部ケース2310及び下部ケース2320に取り付けられ、2つの構成要素間に防水又は耐水性封止を形成する。
図24A及び24Bは、図23の上部ケース及び力センサの断面図である。具体的には、図24Aは、力センサ2330が圧縮されていない上部ケース2310の未操作状態を示し、図24Bは、力センサ2330が、加えられた力に応答して少なくとも部分的に圧縮されている上部ケース2310の操作状態を示す。力は、物体2410(例えば、ユーザの指)によって加えられ得る。力センサ2330は、加えられた力に応答して、局所的又は全体的に(例えば、略均一に)変形し得る。
図22A~22H及び22Jを参照して上述された例と同様に、力センサ2330は、加えられた力に応答して圧縮する圧縮性層又は圧縮性要素2436を含み得る。圧縮性要素2436の撓みの量は、圧縮性要素2436の対向側に配置された電極2432、2434によって測定され得る。力センサ2330は、撓みによる電気的応答の変化を測定するように構成されている力感知回路に動作可能に結合され得る。一例では、力感知回路は、圧縮性要素2436の撓み又は圧縮によって引き起こされる電極2432と2434との間の静電容量の変化を測定するように構成されている。別の例では、力感知回路は、圧電材料又はピエゾ抵抗材料から形成され得る圧縮性要素2436の圧縮に起因する、電極2432と2434との間の電荷又は抵抗の変化を測定するように構成されている。
いくつかの実施例では、力センサ2330は、それぞれの領域又は面積にわたる変形の量を検出するように構成されている一連の電極対又は電極対アレイから形成され得る。図22Jに関する上記の説明と同様に、物体2410によって加えられた力の位置は、力センサ2330の電極対間で不均一又は不均衡な撓みをもたらす場合があり、これを利用して、加えられた力の位置及び/又は上部ケース2310にかかる複数の力の大きさを推定し得る。具体的には、力センサ2330の2つ以上の電極対の圧縮の相対測定値(例えば比)を使用して、それぞれの2つ以上の電極対間の距離の割合又は分数として物体2410の位置を推定し得る。場合によっては、2つ以上の電極対の相対出力を使用して重心を計算することができ、これを利用して、力を加える物体2410の位置を推定し得る。
いくつかの実施形態では、力センサ2330の複数の電極対の平均又は合成を使用して、入力面2202hに加えられた全体的な又は総合的な力を計算し得る(図22H)。力感知構造の出力の平均又は合成は、ユーザ入力(例えば、アイテムの選択)として使用され得る。追加的に又は代替的に、全体的に又は総合的に加えられた力は、基本、較正、又は静止入力を確定し、上部ケース2310上で静止した又はそれ以外の形で力を加えたユーザの手首又はその他の物体の影響を相殺するために使用され得る。手のひらの排除又はその他の同様の非入力ユーザ接触の例は、図31A及び31Bを参照してより詳細に後述する。
図25は、例示的な2層力センサを有する上部ケースの分解図である。具体的には、図25は、上部ケース2510が下部ケース2520に結合されて密閉容積を形成している例示的なベース部2500を示す。図25のベース部2500は、本明細書に記載されるベース部のいずれか1つに対応し得る。具体的には、同図には示されていないが、ベース部2500は、キーボード、1つ以上のタッチ入力面、及び他の実施形態に関して本明細書に記載される他の構成要素又は要素を含み得る。いくつかの実施形態によれば、上部ケース2510は、上面に形成されている1つ以上の凹部又は窪み2512を含み得、キーボードの構成要素又はデバイスの他の要素を受容し得る。
図25に示されるように、第1の感知層2532、圧縮性層2536、及び第2の感知層2534を有する力センサ2530は、上部ケース2510に結合又は取り付けられ得る。場合によっては、力センサ2530は可撓性ラミネートであり、上部ケース2510の下面に取り付けられる。力センサ2530の可撓性により、力センサ2530は上部ケース2510の形状に適合する又は順応することができる。場合によっては、力センサ2530は、上部ケース2510の形状に対応する形状を有するように形成される。従って、本例では、力センサ2530は、上部ケース2510の窪み2512に対応するポケット又は窪みを有し得る。
層2532及び2534のそれぞれ又は両方は、力センサ2530の領域にわたって配置される電極アレイを含み得る。層2532及び2534は、圧縮性層2536の対向側に配置され、圧縮性層2536は、単一シート又は代替的に力センサ2530の領域にわたって配置された複数の圧縮性要素から形成され得る。圧縮性層2536は、限定するものではないが、エラストマー、ゲル、発泡体、空気、圧縮性支柱、又はそれらの組み合わせを含み得る。
図22A~22H及び22Jを参照して上述した例と同様に、上部ケース2510に加えられた力は、層2532及び2534の電極間の相対的圧縮を測定することにより測定され得る。力センサ2530は、自己容量方式、相互容量方式、歪みベース(例えば、ピエゾ)感知方式、又は本明細書に記載される他の任意の力感知方式に従って動作し得る。力センサ2530はまた、上部ケース2510及び/又は力センサ2530の要素の可撓性又は順応性に応じて、層2532と2534の間の局所又は全体撓みを検出するように構成され得る。場合によっては、力センサ2530は、特定の所定領域に対して局所的に又は狭い領域にわたって変形し、他の所定領域に対して全体的に又は広い領域にわたって変形するように構成され得る。
図26A及び26Bは、触覚アクチュエータを有する例示的なデバイスを示す。具体的には、図26A及び26Bは、ベース部2622の上部ケース2620に結合されている触覚デバイス2610を有するデバイス2600を示す。触覚デバイス2610は、上部ケース2620の移動(例えば、振動又は変位)を含み得る触覚出力を生成するように構成されている。触覚デバイス2610によって引き起こされる移動は、ユーザが上部ケース2620又はデバイス2600の他の部分と接触しているときのユーザへの触覚フィードバックとして知覚され得る。場合によっては、触覚デバイス2610は、ユーザが上部ケース2620と接触していない場合でも、知覚可能な振動又は音を生成し得る。
図26Bは、図26Aの断面K-Kに沿った図26Aのデバイス2600の断面図である。具体的には、図26Bは、上部ケース2620に結合されている触覚デバイス2610の簡易化された概略図である。触覚デバイス2610は、1つ以上のタイプの運動を生成するように構成され得る。図26Bに示されるように、触覚デバイス2610は、水平矢印によって示されるように、水平方向又は横方向運動を生成するように構成され得る。追加的に又は代替的に、触覚デバイス2610は、垂直矢印で示されるように、垂直又は面上運動を生成するように構成され得る。触覚デバイス2610の例示的なハードウェア実装を、図29A~29H及び29J~29Kを参照して以下説明する。
触覚デバイス2610は、様々な用途のため、全体及び/又は局所触覚出力をユーザに提供するように構成されている。例えば、触覚デバイス2610は、デバイスの外面に(上部ケース2620を介して)振動の形で一般的な触覚出力を提供して、イベント又はアクションをユーザに通知し得る。アラートは、例えば、メッセージの受信、電話の着信、カレンダーのリマインダーのトリガ、イベントの開始/完了などの様々な通知のうちのいずれかに対応し得る。アラートはまた、オペレーティングシステム又はデバイスに統合されたハードウェア構成要素によって生成されたシステムレベルのイベントに対応し得る。例えば、アラートは、デバイスがプラグ接続されている(コンセントの電力がデバイスのポートに接続されている)、デバイスがインターネット接続に接続されている、デバイスが低電力である、デバイスが完全に充電されていることなどを示す信号に対応し得る。また、全体触感を使用して、入力が受信又はトリガされたことを示し得る。例えば、全体触覚出力を使用して、仮想ボタン又はキーのタッチ力が閾値を超えて仮想ボタン又はキーが操作されたこと、又はトラックパッド領域内のタッチ力が閾値を超えて「クリック」イベントが発生したことを示し得る。
触覚デバイス2610は、局所撓み又は移動の形で局所触覚出力を提供して、ユーザに触覚フィードバックを提供し得る。いくつかの実施例では、局所触覚出力は、入力が受信又はトリガされたことを示すために、ユーザタッチ入力に応答して生成され得る。例えば、局所触覚出力を使用して、タッチ入力が(例えば、タッチ感知システムによって)第1キーで検出又は登録されたこと、又は仮想ボタン又はキーのタッチ力が閾値を超えて仮想ボタン又はキーを操作させたこと(例えば、力感知システムによって検出される)を示し得る。同様に、局所触覚出力を使用して、トラックパッド領域内のタッチ力が閾値を超えて、「クリック」イベントが発生したことを示し得る。局所触覚出力を使用して、上部ケース2620の入力面に沿ってユーザのタッチをガイドし、触覚基準を示し得る。例えば、局所触覚出力を使用して、仮想キー(例えば、QWERTYキーボード上の「F」又は「J」)の位置を示し得る。
図27A~27D、28A、及び28Bは、触覚デバイス(例えば、図26A及び26Bの触覚デバイス2610)を使用して生成することのできる例示的な触覚出力を示す。図27A~27Dは、デバイスの外面を移動又は併進することによって生成されるタイプの触覚出力を示す。移動は、全体的に又は外面の広い領域又は面積にわたって実行され得る。対照的に、図28A及び28Bは、デバイスの外面の局所撓み又は変形を使用して生成されるタイプの触覚出力を示す。触覚出力は、図26A及び26Bを参照して上述した例示的な触覚デバイス2610、又は図29A~29H、29J、29K、30A、及び30Bを参照して後述される他の例示的な触覚デバイスのうちの任意の1つ以上を使用して生成され得る。
図27A~27Dは、触覚デバイスを使用して生成され得る例示的な全体又は大面積移動を示す。より具体的には、図27A及び27Bは、水平矢印で示されるように、横方向又は水平方向移動(2720a、2720b)を生成するように構成されている接触面2702aを示す。接触面2702aは、本明細書に記載される他の実施形態を参照して説明した上部ケースの入力面又は入力領域に対応し得る。接触面2702aの水平方向移動(2720a、2720b)は、ユーザ2710aの身体が接触面2702aと接触しているときに、触知又は知覚可能なフィードバックを生成し得る。
図27A及び27Bの実施形態に関して、接触面2702aとユーザ2710aとの間の摩擦は、ユーザの皮膚をわずかに引っ張り又は引きずり、これはユーザ2710aによって触覚入力として知覚される。いくつかの実施例では、接触面2702aの移動量及び/又は表面仕上げは、特定のタイプの触覚フィードバックを生成するように構成され得る。例えば、接触面2702aを形成するガラス又は複合層の表面仕上げは、触覚出力が作動するときに特定の触知フィードバックを生成するように構成されている粗さ又はテクスチャを有し得る。
図27C及び27Dは、垂直矢印によって示されるように、垂直又は直角移動(2720c、2720d)を生成するように構成されている接触面2702cを示す。前述の例と同様に、接触面2702cは、本明細書に記載される他の実施形態に関して説明した上部ケースの入力面又は入力領域に対応し得る。接触面2702cの直角移動(2720c、2720d)は、ユーザ2710cの身体が接触面2702cと接触しているときに、触知又は知覚可能なフィードバックを生成し得る。
図27C及び27Dの実施形態に関しては、接触面2702cとユーザ2710cとの間の相対移動が、表面圧力のわずかな変化を引き起こし、これはユーザ2710cによる触覚入力として知覚される。いくつかの実施例では、接触面2702cの移動の量(例えば、外向きの変位2706及び/又は内向きの変位2708)、移動の速度、及び/又は移動の周波数(周期的である場合)が、特定のタイプの触知フィードバックを生成するように構成され得る。例えば、触覚デバイスの特性及び/又は接触面2702c上の構造的制約条件は、触覚出力が作動するときに特定の触知フィードバックを生成するように構成され得る。構造的制約条件としては、例えば、接触面2702cの境界条件、接触面2702cを形成する層の可撓性又は剛性、及び/又は接触面2702cに結合されている強化構成要素の存在などが含まれ得る。
図28A及び28Bは、触覚デバイス(例えば、図26A及び26Bの触覚デバイス2610)を使用して生成され得る他の例示的な触覚出力を示す。より具体的には、図28A及び28Bは、デバイスの外面の局所領域又は面積の移動、変形、又は並進によって生成される触覚出力を示す。触覚出力は、図26A~図26Bを参照して上述した例示的な触覚デバイス2610と、図29A~28H、29J、29K、30A、及び30Bを参照して後述される他の例示的な触覚デバイスのうちの任意の1つ以上を用いて生成され得る。
図28A及び28Bは、触覚デバイスを使用して生成され得る例示的な局所又は小領域移動を示す。より具体的には、図28A及び28Bは、接触面2802の局所変位又は変形をもたらす例示的な触覚出力を示す。局所触覚出力は、ユーザによって接触面の単一領域で知覚され、接触面の他の領域ではほぼ知覚されないように構成され得る。具体的には、局所触覚出力の大きさは、ある位置において、他の隣接する位置よりも大きくすることができる。従って、キーボードのキーに対応する領域の接触面に局所触覚出力が生成される場合、触覚出力の大きさは、隣接するキー領域よりもキー領域内で大きくすることができる。触覚出力の大きさは、接触面の変形又は撓み(例えば、接触面の一部が移動する物理的距離)を指し得る、又はユーザによる触覚出力の知覚強度を指し得る。そのような局所触覚アクチュエータ及び触覚出力は、メカニカルキーボードを使用する感覚に類似する、又はそれ以外の形で喚起する感覚を提供するために使用され得る。例えば、キー入力が登録されると、入力面全体が略均一な触覚出力を受ける代わりに、キーに関連付けられた局所領域(単一キーと同程度に小さい)のみが触覚出力を受け得る。従って、入力面上で静止している、又は入力面に触れている他の指は、キーを選択した指のように、触覚出力(又は触覚出力を示すもの)を検出し得ない。また、これにより、選択されたキーに関する肯定的フィードバックがユーザに提供され得る。
図28Aに示されるように、接触面2802の局所領域又はエリアは、瞬間的な隆起領域2806を生成するように外側に変位又は変形され得る。同様に、図28Bに示されるように、接触面2802の局所領域又はエリアは、瞬間的な押下又は凹状領域2808を生成するように内側に変位又は変形され得る。実施例に応じて、触覚出力は、外側への変位、内側への変位、又は内側と外側の変位の両方を含み得る。変位は、入力面の任意の適切な領域全体に広がり得る。例えば、場合によっては、触覚アクチュエータは、キーボードのキー領域と整合し、略同じサイズの変位を生成するように構成されている。従って、図28A及び28Bに示されるような別個の局所変位が、キーボードのキー(例えば、仮想キーボードの仮想キー)毎に生成され得る。変位が個々のキーよりもわずかに大きくなる場合もあれば、触覚アクチュエータがキーボードの複数のキー領域に触覚出力を提供する変位を生成するように構成されている場合もある。本明細書に記載される任意の触覚アクチュエータは、入力面又は上部ケースの特定の局所領域で局所触覚出力及び/又は変位を生成するように構成され得る。例えば、圧電アクチュエータをキーボードの個々のキー領域の下方又は近傍に配置して、その特定のキー領域の触覚アクチュエータとして機能させ得る。場合によっては、単一圧電アクチュエータが2、3、4、5、6、又はそれ以上のキー(ただし、キーボードのすべてのキーよりも少ない)に触覚出力を提供し得る。
図28A及び図28Bの実施形態に関しては、接触面2802とユーザ2810の身体(例えば、ユーザの指)との間の相対移動は、ユーザ2810による触知入力として知覚され得る表面圧力の小さな変化を生じ得る。いくつかの実施例では、接触面2802の移動の量(例えば、外向きの変位2806及び/又は内向きの変位2808)、移動の速度、及び/又は移動の周波数(周期的である場合)は、特定のタイプの触覚フィードバックを生成するように構成され得る。例えば、触覚デバイスの特性及び/又は接触面2802の可撓性は、触覚出力が作動するときに特定の触覚フィードバックを生成するように構成され得る。接触面2802の可撓性は、接触面2802を形成する1つ以上の層の構造的構成及び/又は制約条件によって推進され得る。
図29A~29H及び29J~29Kは、図27A~27D及び28A並びに28Bを参照して説明された触覚出力のうちの任意の1つ以上を生成するために使用され得る例示的な触覚デバイスを示す。以下の触覚デバイスは、例として提供されており、限定することを意図していない。いくつかの実施例では、ポータブルコンピューティングデバイス(ポータブルコンピュータとも呼ばれる)は、2つ以上の触覚デバイス、及びおそらく2つ以上のタイプの触覚デバイスを含み得る。各触覚デバイスは、ポータブルコンピュータ又はその他のポータブル電子デバイスの外面の異なる領域又は重複領域にわたって特定のタイプの触覚出力を生成するように構成され得る。
図29Aは、接触面2902aに(接触面によって画定される面に対して)面内力を付与することにより、矢印で示されているように、接触面2902aを水平方向又は横方向(例えば、面内)に変位又は移動させる例示的な触覚デバイス2900aを示す。本実施例では、触覚デバイス2900aは、磁石又は吸引プレート2912aに磁気的に結合されている電磁要素2910aを有する電磁アクチュエータを含む。電磁要素2910aは、吸引プレート2912aを誘引又は反発する磁場を生成し得る電流又は電気信号によって駆動され得る。電磁要素2910aと吸引プレート2912aとの間の磁気結合は、接触面2902aの水平方向又は横向の移動をもたらす。電流又は電気信号は、周期的又は交互であり得、これにより、接触面2902aの周期性又は振動性移動が生じる。触覚デバイス2900aは、衝撃移動、一連の衝撃移動、及び/又は接触面2902aの振動を生成するように駆動され得る。
図29Bは、接触面2902bを変位又は移動させるために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900bを示す。前述の例と同様に、触覚デバイス2900bは、磁石又は吸引プレート2912bに磁気的に結合されている電磁要素2910bを有する電磁アクチュエータを含む。電磁要素2910bは、電流又は電気信号によって駆動される結果、吸引プレート2912bを吸引する又は反発する磁場が生じる。電磁要素2910bと吸引プレート2912bとの間の磁気結合は、接触面2902bに(接触面によって画定される平面に対して)面外力を付与することにより、接触面2902bの直角又は垂直(又は面外)移動を生成するように構成され得る。電流又は電気信号は、周期的又は交互であり得、これにより、接触面2902bの周期性又は振動性移動が生じる。従って、上記の例と同様に、触覚デバイス2900bは、接触面2902bの衝撃移動、一連の衝撃移動、及び/又は振動を生成するように駆動され得る。
図29A及び図29Bの触覚デバイス2900a及び2900bは、それぞれ、接触面に沿って全体(例えば、大面積)又は局所(例えば、小面積)触覚出力を生成するために使用され得る。例えば、触覚デバイス2900aが接触面2902aを形成する略剛性又は硬質の層に結合される場合、触覚デバイス2900aは、接触面全体又は接触面2902aの大きな領域にわたって水平方向移動を誘発するために使用され得る。接触面2902aを形成する1つ以上の層がより大きな表面に対して偏向又は変位できる場合、触覚デバイス2900aは、接触面2902aの局所的は小さな領域にわたって水平方向移動を誘発するように構成され得る。局所撓みは、接触面2902aを画定する1つ以上の層内に一体的に形成されるか、又はそれに結合される歪み緩和又は可撓性特徴によって提供され得る。同様に、触覚デバイス2900bは、接触面2902bの局所変位又は移動を可能又は防止できるシステムの構造的制約条件に応じて、全体又は局所触覚出力を生成するように構成され得る。
図29C及び29Dは、他の例示的な触覚デバイス2900c及び2900dを示す。触覚デバイス2900c及び2900dは、圧電材料から形成され得るアクチュエータストリップ(2910c、2910d)を使用して、接触面(2902c、2902d)の局所撓み又は変位を生成するように構成され得る。力分散層2909c、2909dは、アクチュエータストリップ2910c、2910dと接触面2902c、2902dとの間に配置され得る。力分散層2909c、2909dは、アクチュエータストリップ2910c、2910dの影響を受ける面積を増加させ得る。より具体的には、力分散層2909c、2909dは、アクチュエータストリップ2910c、2910dによって生成される運動、撓み、又は振動がユーザ(例えば、ユーザの指)によって検出可能である接触面2902c、2902dの面積を増加させ得る。力分散層2909c、2909dは、シリコーン、金属、ガラス、エラストマー材料、ポリマーなどの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
図29Cに示される実施例では、アクチュエータストリップ2910cの圧電材料に電圧を印加して、アクチュエータストリップ2910cの長さを縮小又は低減させ得る。アクチュエータストリップ2910cが接触面2902cを形成する層に対してせん断変形され得ない場合、長さの変化は、瞬間的に隆起又は突出領域2908cを生成し得る。局所変形は、接触面2902cの凸部又は隆起としても特徴付けられ得る。
図29Dに示される実施例では、アクチュエータストリップ2910dの圧電材料に電圧を印加して、アクチュエータストリップ2910dの長さを成長又は増加させ得る。前述の例と同様に、アクチュエータストリップ2910dが接触面2902dを形成する層に対してせん断変形され得ない場合、長さの変化により、瞬間的に押下又は凹状領域2908dが生じ得る。局所変形は、接触面2902dに対して窪んでいるは凹状であるように特徴付けられ得る。図28A及び28Bを参照して上述したように、接触面の局所撓み又は変形は、接触面の対応領域と接触しているユーザによって便宜的に知覚され得る。
図29C及び29Dに示される例では、触覚デバイス2900c及び2900dは、キー領域の面積にほぼ隔離される、又は含まれる局所撓み及び/又は変形を引き起こすように構成され得る。例えば、非メカニカルキー(例えば、下にあるディスプレイに表示される、又はガラス面上のマスク、塗料、インク、又は染料によって画定される仮想キー又はキー領域)を画定するガラス面を備えたデバイスの場合、各キーは、触覚デバイス2900c、2900dと同様の触覚デバイスに関連付けられ得る。このような場合、各キー、又は少なくともサブセットキーは、ユーザがそのキー領域内でのみ感じるように設計された触覚出力を生成する別個の触覚アクチュエータに関連付けられ得る。更に、キー固有の触覚アクチュエータは、対応キーに加えられたキー入力を検出するタッチ及び/又は力センサに応答して、関連キーの触覚出力を生成するように構成され得る。従って、メカニカルキーボードのタイピングの感覚を模倣又は示唆し得る個別の触覚出力が、キー領域毎に生成され得、1つのキーを打つと、打たれたキーにおいてのみ主に及び/又は実質上感じられる触感が生じる。
図29Eは、接触面2902eを変位又は移動させるため、又は接触面2902eを介して触知出力をその他の形で生成するために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900eを示す。触覚デバイス2900eは、ばね部材2918eを介して筐体2914e(又はその他の構造)に結合された質量2916eを含み得る。ばね部材2918eは、コイルばねとして示されているが、他のばねタイプ及び/又は弾性部材(例えば、発泡体、皿ばね、ねじりばね、エラストマーバンパーなど)が使用され得る。触覚デバイス2900eは、筐体2914eに対して質量2916eを振動又はそれ以外の形で移動させるように構成されている電磁アクチュエータも含み、それにより、接触面2902eに衝撃移動、一連の衝撃移動、及び/又は振動を与える。電磁アクチュエータは、質量2916eを、接触面2902eによって画定される平面に略平行な方向に移動させ得る。電磁アクチュエータは、任意の適切な方法で触覚デバイス2900eに組み込まれ得、磁石、強磁性材料、電磁コイルなどを含み得る。例えば、質量2916eは磁石であり得る、又は磁石を含み得、コイルを質量2916eの周りに巻き付ける、又は質量2916eの隣に配置することにより、コイルと磁石を相互作用させて、移動と触覚出力を生成させる。図29Eは、接触面2902eに取り付けられた筐体2914eを示しているが、筐体はデバイス内の別の構成要素に取り付けられてもよく、衝撃及び/又は振動は、接触面2902eを介し、搭載位置と接触面2902eとの間の物理的経路を通ってユーザに検出され得る。
図29Fは、接触面2902fを変位又は移動させるため、又は接触面2902fを介して触知出力をその他の形で生成するために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900fを示す。触覚デバイス2900fは、筐体2920fと、質量2924fと、筐体2920f(又はその他の構造)及び/又は接触面2902fに対して質量2924fを移動させるように構成されている電磁アクチュエータ2926f(例えば、ボイスコイルモータ又はその他の適切なアクチュエータ)と、を含み得る。電磁アクチュエータ2926fは、接触面2902fによって画定される平面に略垂直な方向に質量2924fを移動させるように構成され得る。
触覚デバイス2900fは、質量2924fと接触面2902fとに接触するばね部材2922fも含む。ばね部材2922fはコイルばねとして示されているが、他のばねタイプ及び/又は弾性部材(例えば、発泡体、皿ばね、ねじりばね、エラストマーバンパーなど)が使用され得る。ばね部材2922fは、接触面2902fに衝撃移動、一連の衝撃移動、及び/又は振動を与えることにより触知出力を生成し得る。単一触覚デバイス2900fからの触知出力は、接触面に沿った略任意の位置(例えば、デバイスの上部ケースのどこでも)でユーザによって検出され得る、又はほぼ局所においてのみ検出され得る。後者の場合、複数の触覚デバイス2900fをデバイスに組み込んで、接触面2902fを介して局所触覚出力を提供し得る。
図29Gは、接触面2902gを変位又は移動させるため、又は接触面2902gを介して触知出力をその他の形で生成するために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900gを示す。触覚デバイス2900gは、圧電材料から形成され得るアクチュエータストリップ2934gを使用して、触覚デバイス2900c、2900dと同様に、接触面の局所撓み又は変位を生成するように構成され得る。アクチュエータストリップ2934gは、ビーム2930gに取り付けられ、次いで力分散層2932gを介して接触面2902gに結合され得る。ビーム2930gは、アクチュエータストリップ2934gの変位を増幅し、及び/又はアクチュエータストリップ2934gの撓みを、アクチュエータストリップ2934g単独よりも検出可能な触覚出力を生成する指向性移動に変換し得る。触覚デバイス2900gは、ビーム2930gと接触面2902gとの間に力分散層2932gを含み、ビーム2930gが影響を及ぼす領域を増大させ得る。より具体的には、力分散層2932gは、アクチュエータストリップ2934g及び/又はビーム2930gによって生成される運動、撓み、又は振動がユーザ(例えば、ユーザの指)によって検出可能である接触面2902gの面積を増加させ得る。力分散層2932gは、シリコーン、金属、ガラス、エラストマー材料、ポリマーなどの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
図29Hは、接触面2902hを変位又は移動させるため、又は接触面2902hを介して触知出力をその他の形で生成するために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900hを示す。触覚デバイス2900hは、触覚デバイス2900gと略同様であり得るが、自由端を有する(例えば、片持ち構成を有する)ビーム2930gの代わりに、ビーム2930hは、複数の位置(例えば、2つの対向端)で上部ケースに取り付けられ得る。場合によっては、ビーム2930hは、凹部の周囲全体の壁によって画定される凹部を備えた板に類似し得る。他の点では、触覚デバイス2900hは、触覚デバイス2900gと同じ又は同様であり、図29Gの対応する構成要素と同じ又は同様であってもよいアクチュエータストリップ2934h及び力分散層2932hを含み得る。
図29J及び29Kは、接触面を変位又は移動させるため、又は接触面を介して触知出力をその他の形で生成するために使用され得る別の例示的な触覚デバイス2900jを示す。図29Jは、本明細書に記載されるように、コンピューティングデバイスの上部ケースに対応し得る接触面2940の部分上面図である。図29Kは、図29Jの断面H-Hに沿った触覚デバイス2900jの部分断面図である。開口部又はスリット2944が接触面2940に形成されて、ビーム2942(又はその他の片持ちビーム又は可撓性部材)を画定し得る。図29Kに示されるように、アクチュエータストリップ2950(上記のアクチュエータストリップ2909c、2909dと同様であり、圧電材料から形成され得る、又は圧電材料を含み得る)は、力分散層2948(上記の力分散層2909c、2909dと同じ又は同様であってもよい)を介して接触面2940に結合され得る。アクチュエータストリップ2950が作動されると、ビーム2942を上方(図示されるように)又は下方に撓ませて、ユーザ(例えば、ユーザの指)によって検出可能な局所変形を生じさせ得る。また、図29Kは、埃、液体、及び/又はその他の破片又は汚染物質がスリット2944を通ってデバイスに入るのを防ぐために、少なくともビーム2942(及び任意選択的に上部ケース又はキーボード領域全体)に重なる任意のカバー2946を示す。カバー2946は、ポリマーフィルムなどの任意の適切な材料から形成され得、接触面2940に接着され得る、又は違った方法で固定され得る。例えば、カバー2946が使用されていない場合、スリット2944は十分に小さく、(例えば、ノートブックコンピュータなどの標準的なコンピューティングデバイスの通常の動作条件を超えた)追加の外力、圧力などがない限り、汚染物質がデバイスに侵入するのをほぼ防ぐ。
所与の実施例では、図29A~29H、29J、及び29Kの触覚デバイスのうちの任意の1つ以上は、ポータブルコンピュータ又はその他の電子デバイスの上部ケースに対して配置され得る。触覚デバイスの配置は、上部ケースの異なる部分への異なる触覚フィードバックを可能にし得る。例えば、小さい局所変形及び/又は触覚出力を生成するように構成されている触覚デバイスは、キーボードの個々のキー領域で検出可能な触覚出力を生成するために使用され得る。これは、キーボードのキー領域の少なくともサブセットキーの各キー又はその下方に1つの触覚アクチュエータを配置すること、及び/又は小さなキー群又はキー領域群に単一触覚アクチュエータを割り当てること(例えば、2、3、4、5、6、又は7つのキー群に1つの触覚アクチュエータ)を含み得る。更に、入力面の大規模な変形及び/又は撓みを生成するように構成されている触覚デバイスが使用されて、キー押下フィードバック以外、又はそれに加えて、他のタイプのフィードバックを提供し得る。図30Aは、局所触覚出力を生成するデバイス及びより全体的な触覚出力を生成するデバイスなど、デバイスの例示的な上部ケースの接触面上の様々な触覚デバイスの例示的な配置を示す。図30Aを参照して示され説明された上部ケースの接触面は、他の実施形態を参照して上述した入力面に対応し得る。
図30Aに示されるように、デバイス3000aは、キーボード領域3030aに隣接する上部ケースの領域に沿って配置された複数の電磁アクチュエータ3022、3024、3026、3028を含み得る。電磁アクチュエータ3022、3024、3026、3028は、2つ以上のタイプのアクチュエータを含み、各タイプのアクチュエータは、異なるイベント又はアクションに応答して異なるタイプの触覚フィードバックを生成するように構成されている。
電磁アクチュエータ3022、3024は、第1のタイプの触覚出力を生成するように構成されている第1のタイプの触覚デバイスであり得る。例えば、トラックパッド領域内に配置された電磁アクチュエータ3022、3024(図30Aに示されるようにキーボード領域3030aの前方に示されているが、キーボード領域3030aの側面と背面に沿った領域も含む)は、上部ケース3004aの水平方向又は横方向(例えば、面内)の移動を生成するように構成されている水平方向作動触覚デバイスであり得る。電磁アクチュエータ3022、3024によって生成される触覚出力は、トラックパッド領域の任意の位置で検出可能であり得る。
電磁アクチュエータ3022、3024は、図29A及び/又は29Eを参照して上述した触覚デバイスと同様であり得る。電磁アクチュエータ3022、3024は、従来のトラックパッドの機械的作動をシミュレートする触覚出力を生成するように構成され得る。触覚出力は、いくつかの従来のボタンデバイスで使用される物理的な金属ドームの作動をシミュレートする衝撃又は複数の衝撃を含み得る。電磁アクチュエータ3022、3024の触覚出力は、上部ケース3004aの領域内での相対移動を可能にする歪み緩和又は可撓領域3034を使用して、トラックパッド領域3020aの外側領域から分離され得る。
電磁アクチュエータ3026、3028は、第2のタイプの触覚出力を生成するように構成されている第2のタイプの触覚デバイスであり得る。例えば、補助入力領域内(キーボード領域3030aの側面に沿って)に配置された電磁アクチュエータ3026、3028は、上部ケースの垂直又は直角(例えば、面外)移動3004aを生成するように構成されている表面に直角に作動する触覚デバイスであり得る。電磁アクチュエータ3026、3028は、図29B及び/又は29Fを参照して上述した触覚デバイスと同様であり得る。電磁アクチュエータ3026、3028は、上部ケース3004aの表面にわたって全体又は大面積振動を提供する触覚出力を生成するように構成され得る。
図30Aに示されるように、デバイス3000aは、上部ケース3004aのキーボード領域3030a全体にわたって配置されて仮想キーセットを形成する複数の圧電アクチュエータ3032を更に含み得る。複数の圧電アクチュエータ3032は、それぞれ29C、29D、29G、29H、及び29Jを参照して上述した触覚デバイス2900c、2900d、2900g、2900h、及び2900jに対応し得る。圧電アクチュエータ3032は、従来のQWERTYキーボードのキーの位置に対応する位置に配置され、上部ケース3004aの表面におけるキーボード領域3030aの仮想キーの押下検出に応答して、局所触覚フィードバックを生成するように構成され得る。触覚フィードバックを仮想キーのエリアに分離又は局所化するのを助けるために、上部ケース3004aは、仮想キー間に緩和又は可撓領域3034を含み、各仮想キーの表面間の相対移動を提供し得る。場合によっては、可撓領域3034は、仮想キーの局所座屈を容易にするために、圧電アクチュエータ3032の長とほぼ整合する方向に沿って配置される。
図30Aは、複数の触覚アクチュエータを含む例示的なデバイス3000aを示し、図30Bは、単一触覚アクチュエータ3027を含む例示的なデバイス3000bを示す。単一触覚アクチュエータ3027は、上部ケース3004bへの触覚出力(例えば、面内及び/又は面外の移動又は衝撃)を生成するように構成され得る。他の点では、デバイス3000bは、例えば、上部ケース3004b(図30Aに示される可撓領域3034aは除いてもよい)と、上部ケース3004b上のキーボード領域3030b及びトラックパッド領域3020bと、を含むデバイス3000aと同様の構成要素を含み得る。
図30Cは、下部ケース3029(本明細書に記載される他の下部ケースと同じ又は同様であり得る)と、前述のアクチュエータのいずれかのような触覚アクチュエータが含まれる実施例で使用され得る上部ケース3004cと、を示すベース部3000cの一部の分解図である。上部ケース3004cは、異なる特性を有する複数の接着剤を使用して下部ケース3029に取り付けられ得る。例えば、いくつかの接着剤は、上部ケース3004cと下部ケース3029との間に強力な結合を提供し得るが、触覚出力が上部ケース全体にわたって十分に均一になるだけの量、上部ケース3004cが下部ケース3029に対して移動できない場合がある。従って、図30Cに示されるように、上部ケース3004cと下部ケース3029との間のインタフェースの異なる領域には、異なる接着剤が使用され得る。より具体的には、第1の接着剤3036がインタフェースのある部分に塗布され、第2の異なる接着剤3038がインタフェースの他の部分に塗布され得る。異なる接着剤3036、3038は、結合強度、剛性、順応性などにおいて異なる特性を有し得る。場合によっては、第2の接着剤3038は、第1の接着剤よりも順応性が高い。第1及び第2の接着剤を有する領域の位置及びサイズは、上部ケース3004cと下部ケース3029との間の結合強度及び順応性の所望の組み合わせを生成するように選択され得、図30Cに示される特定の配置とは異なっていてもよい。図30Cを参照して説明した所望の触覚応答を容易にするため、異なる特性を有する複数の接着剤の使用は、図4A~図6Jを参照して上述した上部ケースと下部ケース(及び/又はディスプレイ筐体とディスプレイ構成要素)の接合技術のいずれにも適用され得る。
前述の触覚デバイス及び/又はアクチュエータは、変形、撓み、衝撃、又はユーザが触知的に検出可能な他の現象を生成するものとして説明されている。そのような触覚及び/又は触知出力に加えて、触覚デバイス及びアクチュエータは可聴出力を生成することもできる。例えば、触覚デバイスが触覚出力を生成するとき、触覚デバイスは必然的に(例えば、触覚デバイスの作動に関連付けられた基本振動数及び/又はデバイス全体の調和振動に対応する)可聴出力を生成し得る。更に、触覚デバイスは、触覚又は触知コンテンツに関係なく、可聴出力を生成するように構成され得る。そのような可聴出力は、任意の適切な理由又は機能のためにいつ何時でも生成され得る。例えば、触覚デバイスは、電子デバイスのスピーカ又はその他の音声出力デバイスと連動して可聴出力を生成するように構成され得る。触覚デバイスによって生成される音声出力は、スピーカによって生成される音声出力によってトリガされ得る、対応し得る、又はそれ以外の形で調整され得る。特定の例として、触覚デバイスは、スピーカによって生成されている周波数スペクトルの少なくとも一部にほぼ一致する振動を生成し得る。
音声出力と触覚出力は、触覚デバイスによって略同時に生成され得る。例えば、触覚デバイスによって(例えば、触覚デバイスを第1の周波数で振動させることによって)触覚出力が生成されるとき、可聴出力も(例えば、触覚デバイスに印加される信号に第2の周波数を重畳することによって)生成され得る。可聴出力は、触覚出力と機能的に関連付けられても関連付けられなくてもよい。例えば、場合によっては、可聴出力が触覚出力に付随するように設計されている(例えば、仮想キーのキーを押すと、従来のメカニカルキーのキーを押すように感じ聞こえる)。他の場合、触覚デバイスがアクティブな音楽再生に対応する音声を生成している間に触覚出力が生成されている場合など、可聴出力は関連付けられなくてもよい。更に、上述したように、触覚デバイスからの可聴出力は、任意の触覚出力とは無関係に生成され得る(例えば、触覚デバイスは、触覚出力が生成されていないときでも可聴出力を生成するように使用され得る)。
本明細書に記載される統合インタフェースシステムのタッチセンサは、ユーザがキー又はトラックパッド領域などの表面に触れているか否かを検出できるが、軽いタッチと強いタッチを区別できない場合がある。力センサにより、デバイスはそれらの入力を区別できる。例えば、図21A~22Jを参照して上述したような力センサは、タッチ入力領域に加えられたタッチ入力がジェスチャ入力(例えば、スワイプ)であるか、「クリック」タイプの入力(キー入力又はトラックパッド入力に対応し得る)であるかを判定するために使用され得る。
ノートブックコンピュータのキーボードに隣接する小さなトラックパッドなど、通常は指のみが当てられるコンピューティングデバイスの領域で力センサが使用される場合、通常の使用中にトラックパッドに典型的に加えられる最大量の力は、クリックイベント中に指によって加えられた力の量であり得る、又はそれに近い。例えば、トラックパッドが受ける最大の力は通常、トラックパッドに加えられた選択(例えば、クリック)中に指によって加えられた力に近い。一方、本明細書に記載される統合インタフェースシステムの非キーボード領域など、より大きな力感知領域が使用される場合、力感知領域に加えられる最大の力は、指の押圧力よりも大きくなることがあり、個々の指の押圧を識別するのが困難である。例えば、図31Aは、デバイス3100の上部ケース3101の略全幅に沿って、及びキーボード3104の側面に沿って延在するトラックパッド領域3102を備えた統合インタフェースシステムを含む例示的なコンピューティングデバイス3100を示す。コンピューティングデバイス3100の上部ケース3101の上面全体(又は上面の略全体)が力を感知することにより、キーボード3104(メカニカルキーボード又は仮想キーボード)上とトラックパッド領域3102上の両方の力入力の検出を容易にし得る。
本明細書に記載されるように、統合インタフェースシステムは、タッチ及び/又は力感知システムを使用して、キーボード3104及びトラックパッド領域3102に加えられた入力など、異なるタイプの入力を区別するように構成され得る。例えば、力及び/又はタッチ感知システムが、トラックパッド領域3102に加えられた特定の力閾値を満たす入力を判定する場合、トラックパッド入力(例えば、「クリック」)が登録され得る。力及び/又はタッチ感知システムが、キーボード領域3104に加えられた特定の力閾値を満たす入力を判定する場合、キー入力が登録され得る。従って、タッチ及び力感知システムを使用して、上部ケース3101に加えられ得るいくつかの異なるタイプの入力を区別し、入力の位置に基づいてデバイスを異なる反応を起こさせ得る。例えば、キー入力はディスプレイに字又は文字を表示させ得、トラックパッド入力はマウスクリックに対応し得る、又はデバイスのユーザインタフェースにおいて選択イベントを発生させ得る。本明細書で使用する場合、統合インタフェースシステムの機能的に異なる領域(例えば、キーボード領域、トラックパッド領域、仮想キー領域など)に加えられた入力が、異なるタイプの入力と称される場合があり、異なる力を持つ入力(例えば、タップ対押圧)が、異なるタイプの入力と呼ばれる場合がある。これは、異なる領域に入力を提供する(及び/又は異なる量の力を提供する)ユーザが、デバイスに様々なタイプの機能を実行させるという可能性を大きく反映し得る。更に、本明細書に記載されるように、異なるタイプの触覚出力は、異なるタイプの入力の検出に関連付けられ得る、又は検出に応答して生成され得る。
デバイス3100の力感知入力領域のサイズ及び位置のために、タイピング中に上部ケース3101(及び特にトラックパッド領域3102)上で静止しているユーザの手3106、3108からの力のせいで、タイピング中に各指によって加えられた比較的小さな力の区別又は検出がより困難になる。より具体的には、力センサは、特定の力が加えられている位置を十分な精度で判定できない場合があるため、力がタイピング又はタップ入力によるものか、ユーザの手のひらの重量によるものかを判定できない。このことは、例えば、上部ケース3101の異なる領域に異なる力センサを使用する代わりに、単一の力センサ又は全体力感知システムが使用される場合に発生する場合がある。従って、実際の入力に対応する力(例えば、キーの操作又は仮想キーのタップ)をより適切に識別するために、実際の入力に対応しない力(例えば、手のひらの力)の影響を無視又は低減する手法が使用される。
例えば、タッチ及び/又は力センサを使用して、ユーザの手のひらが所与の時間にトラックパッド領域3102上で静止しているか否かを判定し、入力を登録させる力閾値を変更することにより、手のひらの重量の影響を相殺又は無視し得る。ユーザの手のひらの存在は様々な方法で判定され得る。例えば、トラックパッド領域3102に関連付けられたタッチセンサは、トラックパッド領域3102と接触している大きな物体(指に比べて手のひらなど)を示すタッチ入力を識別し得る。別の例として、キーボード接触センサは、ユーザの指がキーボード3104の1つ以上のキーに接触していることを判定し、これはユーザの手のひらがトラックパッド領域3102上にある可能性が最も高いことを示し得る。近接センサ、力センサ、操作ヒューリスティックス(例えば、タイピング入力が検出されているか否か)など、ユーザの手が上部ケース3101上で静止しているか否かを判定する他の手法も使用され得る。更に、これら(又はその他)の技術の任意の組み合わせが使用され得る。
いったんユーザの手が上部ケース3101又はトラックパッド領域3102上で静止していると判定されると、デバイス3100は、別のアルゴリズム又は手法を使用してタイピング又はその他のタッチ入力を検出する手のひら排除モードで動作する。例えば、手のひら排除モードで動作する際、デバイスにタッチ又はタイピング入力を登録させる力閾値は、一定量上昇させ得る。例えば、タイピング入力の単一タップが通常100グラムの力(上部ケース3101上のユーザの手からの寄与を含まない)であり、上部ケース上のユーザの手の重量が通常3000グラムの力である場合、力閾値は3100グラムに上昇させ得る。つまり、3100グラム以上の力のみが入力として登録される。手のひら排除モードがアクティブでない場合、タイピング入力を判定又は検出するための力閾値は、手のひら排除モードがアクティブの場合と異ならせ得る。従って、上記の例を続けると、ユーザの手のひらが検出されない場合、タッチイベントからの入力を登録するための力閾値は100グラムであり得る。
場合によっては、タイピング入力と上部ケース3101上で静止しているユーザの手のひらに関連付けられた力は、個々のユーザに対して、1つ以上の力センサ又は感知システムによってリアルタイムで判定される。従って、タイピング入力を検出するための力閾値は、特定のユーザの特性に基づいてもよい。例えば、力センサは、ユーザが上部ケースに手を置いているとき、2000グラムの力がユーザの手だけに関連付けられており、ユーザがタイピングするとき、個々のタイピング入力が80グラムの力に相当すると判定し得る。従って、デバイスは、その特定のユーザの閾値を2080グラムに設定し得る。ユーザの手及び/又はタイピング入力に関連付けられた力が、ユーザの知らないうちに動的に判定される場合がある、又は、ユーザが上部ケースに手を置く、及び/又はタイピング入力を行う較正ルーチンが行われる場合がある。次に、デバイスは、ユーザの手が上部ケース上で静止しているとき又は静止していないときに、タイピング入力の適切な力閾値を判定し得る。
別の例として、特定のユーザの手の力は、ユーザの手がタイピング位置にあるが入力が提供されていないことを判定し(例えば、検出された力が変化していないことを判定し)、その後、検出された力を個人用基準値として記憶することにより測定され得る。デバイス3100が手のひら排除モードにあるとき、力閾値は基準値だけ増加され得る。従って、力閾値はカスタマイズされた量だけ変更されて、タイピング中に自身の手で様々な重量を加えるユーザに対応することができる。
タイピング又はその他のタッチ入力(クリックなど)と手のひらの力又はその他の連続的な非入力関連の力とを区別する別の手法では、加速度計を使用して異なるタイプの力を区別する。例えば、タイピング又はクリック入力は、上部ケース3101及び/又はデバイス3100を短時間で非常に少量でも移動させる衝撃を上部ケース3101に与え得る。一方、デバイス3100のタイピング又はその他の使用中のユーザの手のひらの重量は、そのような衝撃を生成し得ない、又はタイピング若しくはクリック入力によって生成される衝撃と区別できる衝撃を生成し得る。従って、デバイス3100は、衝撃を検出する加速度計を含み得る。デバイス3100が衝撃を検出すると、衝撃の検出に応答して力入力を登録又は検出し得る。力入力の位置を知ることが望ましい場合、デバイス3100は、加速度センサ情報と併せてタッチセンサからの位置情報を使用して、力入力が加えられた位置を判定し得る。加速度計は、上部ケース3101、又はデバイス3100内の他の任意の適切な位置に結合され得る。
デバイス3100に力入力がいつ加えられたかを判定するための更に別の手法では、マイクロホンを使用して力入力がいつ加えられたかを検出する。具体的には、上部ケース3101上で静止しているユーザの手のひらは比較的静かな場合がある一方、キー(メカニカル又は仮想キー)を叩く、又はトラックパッド又はその他のタッチ若しくは力感知領域をタップするユーザの指は、より明確な及び/又は検出可能な音を生成し得る。従って、デバイス3100は、タイピングイベントに関連付けられた音を検出する1つ以上のマイクを含み得る。音と同時に起こらない(例えば、上部ケース3101上で静止している手からの)力入力は無視されるが、音と同時に起こる力入力(タイピングやクリックなど)は入力として登録される。
図31Aは、ユーザの手3106、3108がトラックパッド領域3102上で静止している間にユーザが入力しているシナリオを示す。この場合、手のひら排除手法を使用して、キーボード3104に加えられた力の入力を検出しつつ、トラックパッド領域3102でのユーザの手の力を無視する。図31Bは、一方の手3106がトラックパッド領域3102上で静止しており、他方の手3108がトラックパッド領域3102に力入力を提供している別のシナリオを示す。このシナリオでは、同様の手のひら排除手法を使用して、静止した手3106からの力を無視しつつ、トラックパッド領域3102への入力を検出し得る。実際、手のひら排除手法を使用して、仮想キー領域、キーボード側にある上部ケースの領域などの他の位置での入力を検出しつつ、静止している手からの力を無視し得る。
本明細書に記載されるようにコンピューティングデバイスに加えられ得る様々なタイプのタッチ及び力入力を有効に検出するには、ユーザの指がキーボード上にあるときなど、ユーザがタイピング位置にいるときを把握することが有利であり得る。この情報は、例えば、デバイスが手のひら排除モード又はその他の適切な動作モード(例えば、「タイピング」モード)で動作する必要があるか否かを判定するために使用され得る。
図32Aは、ユーザの手がタイピング位置にあるときを判定するためのセンサシステムを含む例示的なコンピューティングデバイス3200を示す。コンピューティングデバイス3200は、本明細書に記載される他の上部ケース及び下部ケースと同様の上部ケース3202及び下部ケース3204を含む。コンピューティングデバイス3200は、キーボード3206(メカニカルキーボード、仮想キーボード、又はこれらのタイプのハイブリッドであり得る)と、キーボード3206上のユーザの指の存在を検出するセンサシステムと、を更に含む。センサシステムは、光エミッタ3208及び検出器3210を含むライトカーテンセンサを含み得る。図示されるように、光エミッタ3208は、キーボード3206の片側(例えば、下側)に沿って配置され、検出器3210は、キーボード3206の反対側(例えば、上側)に沿って配置されるが、他の構成及び配置も考えられる。
図32B及び32Cは、図32Aの断面I-Iに沿ったデバイス3200の部分断面図である。光エミッタ3208及び検出器3210は、キーボード3206(図32A)が配置される凹状領域3211の対向側で上部ケース3202に結合され得る。具体的には、光エミッタ3208は、キーボードのキーの上方の上部ケース3202(ガラス、セラミック、又はその他の光透過性材料であり得る)を通じて光3214が放射されるように配置され得る。ユーザがキーの上又は近くに指を置くと、図32Cに示されるように、指が光3214を遮り、光3214が検出器3210によって検出されなくなる場合がある。検出器3210が光3214を検出しなくなると、コンピューティングデバイス3200は、ユーザの手がタイピング位置にあり、指がキーキャップ上に(又は非常に近接して)あると判定し得る。コンピューティングデバイス3200は、ユーザの手がタイピング位置にあると判定すると、手のひら排除モードに入り得る、又はアプリケーション若しくはテキスト入力ボックス(検索入力フィールドなど)を起動し得る、又は任意の他の所望のアクションを実行し得る。
光エミッタ3208及び検出器3210は、単一キー上の単一指でも検出できるように、複数の光ビームを放出及び検出するように構成され得る。例えば、光エミッタ3208は、平均的な(又は最小の)人間の指よりも短い距離、相互に分離された一連の平行な光線を生成し得る。例えば、光ビームは、約1.0~10.0mm、分離され得る。
図32Dは、図32Aの断面I-Iに沿ったデバイス3200の部分断面図である。光エミッタ3216が上部ケース3202を通じて略垂直に(又はそれ以外の形で非水平に)光3218を放射する例を示す。検出器3220(エミッタ3216と検出器3220の両方を含む単一センサの一部であり得る)は、キーボードの上方の領域(例えば、キーボードの上方の約6インチ又は任意の他の適切な距離以内)で物体が光3218を遮ったか否かを判定し、それにより、ユーザの手がキーボードに置かれたか否かを判定するために使用できる。上述したように、上部ケース3202は、ガラス、セラミック、又は別の光透過性材料で形成されることにより、エミッタ3216及び検出器3220は上部ケース3202を通じて光を放出及び検出することができる。図32Dは、凹状領域3211を画定する側壁に隣接して配置されたエミッタ3216及び検出器3220を示す。他の例では、エミッタ3216及び検出器3220は、例えば、凹状領域3211の下面に沿った位置、又はその他の適切な位置に配置され得る。エミッタ3216及び検出器3220が凹状領域3211の下面に配置されている場合、光3218は、凹状領域3211の側壁とキーキャップ3212の側面との間の隙間を通して投射され得る。
図32Eは、近接センサ3222を使用して、キーボード付近のユーザの指の有無を検出する例を示す、図32Aの断面I-Iに沿ったデバイス3200の部分断面図である。近接センサ3222は、超音波感知、静電容量感知、光学感知、赤外線感知、熱感知、カメラ又はその他の撮像センサ、レーダ、光検出及び測距(LIDAR)など、任意の適切な感知技術を使用してユーザの手を検出し得る。近接センサ3222は、上部ケース3202を通じて感知するように示されているが、他の例では、上部ケース3202は、近接センサ3222がユーザの指の有無を感知できるようにする1つ以上の開口部を有し得る。更に、図32Eは、上方に向けられた近接センサ3222を示しているが、近接センサは別の方向に向けられ得る。近接センサ3222は、デバイスの他の位置に配置され得、ユーザの手、腕、指、及び/又は手首の他の領域を検出することにより、ユーザがキーボードと対話しているか否かを判定し得る。
上述したように、本明細書に記載されるコンピューティングデバイス用のキーボードは、仮想キー又はメカニカルキー(又は両方)を含み得る。メカニカルキーは、メカニカル入力キー3300の概略図である図33A及び33Bに示されるように、いくつかの機能を提供する。キー3300は、入力を登録するためにユーザが接触又は押圧するインタフェース部材3302を含む。場合によっては、インタフェース部材3302はキーキャップである。インタフェース部材3302は、機構3306によりコンピューティングデバイス(ベース3304によって表される)に機械的に結合される。機構3306は、図33Bに示されるように、インタフェース部材3302が押下されると、触知応答を生成し、また、インタフェース部材3302を非復帰状態に戻すために、インタフェース部材3302に復帰力を与える。触知応答は、特定の力応答曲線によって表され得る、又は画定され得る。例えば、キー3300の力応答曲線は略平坦であり得、操作力(矢印3308によって示される)に対抗して機構3306によって付与される力がインタフェース部材3302の移動全体にわたって変化しない。あるいは、キー3300の力応答は、インタフェース部材3302が押されるにつれて、反力が減少し得る解放点に到達するまで、反力を増加させ得る(例えば、「座屈」応答と同様)。このタイプの力応答曲線は、一部のメカニカルキーの特性である可聴及び/又は物理的なクリック音を生成し得る。鋏機構、ヒンジ機構、ゴム製ドーム、コイルばね、折畳み式金属ドーム、エラストマー部材、磁石などを含む、任意の適切な機構又は機構の組み合わせを機構3306に使用し得る。
キー3300は、デバイスが入力を登録するのに十分キー3300が押されたときを判定するために使用されるキーメイクセンサ3310を更に含む。図33A及び33Bは、キーメイクセンサ3310の概略図である。キーメイクセンサ3310は、電気的、機械的、及び/又は電気機械的構成要素の任意の適切な組み合わせを含み得、そのいくつかの例を本明細書で説明する。
図33Aは、キーメイクセンサ3310が開放状態で示されている未操作状態のキー3300を示す。図33Bは、キーメイクセンサ3310が閉鎖状態で示されている操作状態(例えば、下向きに押された状態)のキー3300を示す。キーメイクセンサ3310は、インタフェース部材3302が移動の終点に到達したとき(例えば、底を打ったとき)、又は移動に沿った別の点で(例えば、可聴又は物理的クリックの発生と同時又は直後に)閉鎖され得る。
本明細書に記載されるコンピューティングデバイスは、キーがコンピューティングデバイスの内部に機械的にアクセスできるようにする開口部又は穴を上面に有していないガラス(又はその他の材料)製の上部ケースを有し得る。これらのコンピューティングデバイスの場合、機構3306及びキーメイクセンサ3310は、上部ケースの開口部を通じてコンピューティングデバイスの内部に機械的に結合することなく、上述の機能を提供するように選択される。
図34A及び34Bは、上部ケースを通じてキーメイクを検出するための例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス3400の部分断面図を示す。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。コンピューティングデバイス3400は、キーキャップ3402(インタフェース部材)、上部ケース3406、及びキーキャップ3402を上部ケース3406に移動可能に連結する支持機構3404を含む。コンピューティングデバイス3400は、上部ケース3406の下方に配置された、センサ3410、又は電極層などのセンサの一部を更に含む。
上部ケース3406は、上述した上部ケースに対応し、ガラス、セラミック、プラスチック、又は任意のその他の適切な材料から形成され得る。図示されるように、上部ケース3406は、キーキャップ3402、又は上部ケース3406の上方の他の構成要素が通過できる開口部を含んでいない。
支持機構3404は、鋏機構、バタフライヒンジなどの任意の適切な機構であり得る。支持機構3404は、キーキャップ3402が押下されたときに、触知若しくは可聴クリック又はその他のフィードバックを生成するように構成され得る。支持機構3404は、キーキャップ3402に加えられた力に対抗する弾性部材を更に含むことにより、操作力に対抗する力を生成する、及び/又は操作力が消えるとキーキャップ3402を未操作状態に復帰させる適切な力応答を生成し得る。弾性部材は、コイルばね、エラストマー部材、ゴム製ドームなどであり得る。
センサ3410は、上部ケース3406の上方の物体の存在又は近接を検出して、任意の適切な機構を使用し得る、又はそうするために任意の適切な現象に依存し得る。例えば、センサ3410は、指やスタイラスなどの近くの物体によって引き起こされる上部ケース3406の上方の電界の変化を検出できる容量性感知システムであり得る、又はその一部であり得る。センサ3410は、指又は物体に容量結合するために、自己容量、相互容量、又はその他の技術を使用し得る。
センサ3410をユーザの指3408に容量結合させるため(又は容量感知原理を使用してユーザの指3408を検出するため)、上部ケース3406、キーキャップ3402、及び支持機構3404は略非導電性であり得る(例えば、誘電材料から形成され得る)。より具体的には、ガラス、プラスチック、セラミック、サファイアなどの略非導電材料を使用することにより、上部ケース3406、キーキャップ3402、及び支持機構3404は、指3408とセンサ3410との間の容量結合を妨げず、介在部品を介してセンサ3410を指3408に直接容量結合させる。
図34Aに示されるように、指3408がキーキャップ3402上にあり、キーキャップ3402が操作されていない(例えば、押下されていない)場合、センサ3410は指3408に容量結合する。にもかかわらず、センサ3410(又はセンサ3410の回路)は、指3408の容量影響がキーの操作を示すものではないと判定し得る。キーキャップ3402が十分に押下されると、図34Bに示されるように、センサ3410は、指3408の容量影響が閾値を満たしたと判定し、センサ又はセンサ回路は、キーの操作を登録し得る。
センサ3410及び支持機構3404は、キーキャップ3402の移動に沿った特定点でのキーメイク又はキーの操作が感知されるように構成され得る。例えば、センサ3410は、キーキャップ3402が移動の終点に到達したとき(例えば、指3408がセンサ3410に可能な限り最も近い点にあるとき)、キーの操作を登録するように構成され得る。場合によっては、キーの操作が登録される点は可変であり得、キーの移動の終点である必要はない。例えば、キーの操作が登録されるキーキャップの移動は、強い力で入力するユーザよりも弱い力で入力するユーザには、低い値(例えば、少ないキーキャップ移動)で確定され得る。キー操作を登録するための特定の移動目標は、入力中のユーザの平均キー移動を判定し、移動目標を平均移動(又はユーザの入力スタイルに基づく他の値)に設定することにより動的に判定され得る。
別の例として、支持機構3404がキーキャップ3402の中間移動においてクリック又はその他の可聴若しくは触知フィードバックを生成する場合、センサ3410は、指3408がクリックの生成点又はそれを超えるときにキーの操作を登録し得る。場合によっては、センサ3410(及び/又はセンサ3410の関連回路)は、キーキャップ3402を移動させずに、キーキャップ3402の上又は上方のユーザの指の存在を検出することもできる。そのような感知を利用して、ユーザの手がタイピング位置にあるか否かを判定し、キーキャップ3402又はその上方に加えられたジェスチャ入力を検出し得る、及び/又はユーザとキーキャップ3402との実際の接触位置に基づいて、意図するキー目標を判定し得る(例えば、2つの隣接するキーがほぼ同時に押されたとき、縁部のみが押されたキーは誤って叩かれた可能性がある。接触位置を検出することにより、このようなキーの操作は無視できる)。
センサ3410はまた、特定の入力の特定の位置を判定できてもよい。このようにして、センサ3410はどのキーが選択されているかを判定できる。より具体的には、センサ3410は、操作イベントを検出すると、操作イベントの位置を、キーボードの各キーを上部ケース3406上の特定の場所又は位置に相関させるキーマップと比較し、どのキーが操作されたかを判定し得る。
図35A及び35Bは、キーケースを上部ケースを通して検出するための別の例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス3500の部分断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。コンピューティングデバイス3500は、図34A及び34Bを参照して説明したコンピューティングデバイス3400と同様であるが、キーキャップに置かれたユーザの指又はその他の物体に容量結合される代わりに、センサは、キーキャップの導電性又はその他の容量的に検出可能な部分に容量結合される。
より具体的には、コンピューティングデバイス3500は、キーキャップ3502(インタフェース部材)、上部ケース3506、及びキーキャップ3502を上部ケース3506に移動可能に連結する支持機構3504を含む。コンピューティングデバイス3500は、上部ケース3506の下方に配置された、センサ3510、又は電極層などのセンサの一部を更に含む。これらの構成要素は、図34A及び34Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様である。
コンピューティングデバイス3500は、キーキャップ3502などのキーの可動部に結合されている電極3512も含む。センサ3510は、電極3512に容量結合するか、それ以外の方法で電極3512の近接を検出し、電極3512とセンサ3510との間の距離又は距離を示す値を判定し得る。従って、センサ3510は、図35Aに示されるように、キーが操作されていないときと、図35Bに示されるように、キーが操作されているときとを判定することができる。
電極3512は、ITO、インジウムガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物、金属ナノワイヤ、ナノチューブ、カーボンナノチューブ、グラフェン、導電性ポリマー、半導電体材料、金属酸化物材料、銅、金、コンスタンタンなどの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。電極3512は、用途(ディスプレイが電極の下方に配置されるか否かなど)に応答して、光透過性材料又は不透明材料を使用し得る。また、電極3512は、任意の適切なサイズ又は任意の適切な寸法を有し得る。場合によっては、電極3512は、図35A及び図35Bに示されるように、キーキャップ3502よりも小さい。他の場合、電極3512は、キーキャップ3502の下面又は上面の略全体を覆う。更に、電極3512はキーキャップ3502に取り付けられるように示されているが、キーキャップ3502の上面や支持機構3504のアームなど、キー機構の任意の可動部に配置し得る。電極3512は、キーキャップ3502上のグリフであり得、グリフは、グリフを形成する材料に塗布される導電塗料又は導電ドーパントなどの導電材料から形成されるか、又はそれらを含む。
図36A及び36Bは、上部ケースを通じてキーメイクを検出するための別の例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス3600の部分断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。コンピューティングデバイス3600は、図34A及び35Bを参照して説明したコンピューティングデバイス3400及び3500と同様であるが、容量センサの代わりに、光学センサがキーメイクを検出するために使用される。
コンピューティングデバイス3600は、キーキャップ3602(インタフェース部材)、上部ケース3606、及びキーキャップ3602を上部ケース3606に移動可能に連結する支持機構3604を含む。これらの構成要素は、図34A~35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様である。
コンピューティングデバイス3600は、上部ケース3606の下方に配置された(及び回路基板又はその他の基板3610上に配置された)光エミッタ3614及び光検出器3616を更に含む。光エミッタ3614は、上部ケース3606を通じてキーキャップ3602に向けて光を発するように構成されており、光検出器3616は、上部ケース3606を通過する光を検出するように構成されている。図示された光学感知システムが動作するためには、光が上部ケース3606を通過しなければならないため、上部ケース3606は少なくとも部分的に光透過性又は透明でなければならない。従って、上部ケース3606は、ガラス、プラスチック、セラミック、又はその他の適切な光透過性材料から形成され得る。上部ケース3606の一部は光透過性ではない(例えば、塗装又はコーティングされる)場合があるが、少なくともエミッタ3614及び検出器3616の上方の部分は光透過性である(例えば、少なくとも部分的に透明である)。
光学センサは、エミッタ3614にキーキャップ3602に向かって光を放射させ、検出器3616を監視して、光の閾値量又は強度が検出されたか否かを判定することにより動作する。検出器3616によって検出される光の量又は強度は、キーキャップ3602がエミッタ3614及び検出器3616からどれだけ離れているかに依存し得る。例えば、キーキャップ3602が未操作状態にあるとき、図36Aに示されるように、エミッタ3614によって放出される光は、光の閾値量又は強度が検出器3616に到達しないように、キーキャップ3602の表面3612から反射され得る。図36Aは、光が検出器3616に全く到達しない光路3618を示す。エミッタ3614が集束又は有向光ビームを放出する場合、経路3618は実際の光路を表し得る。しかしながら、エミッタ3614から放射される光は、単一集束ビーム又は有向ビームではなく、より拡散した又は非集束形状を有し得る。このような場合、光路3618は、検出器3616が光の閾値を検出せず、必ずしも特定のビーム路に対応しない状態を表す。
キーキャップ3602が下方に移動すると(例えば、指又はその他の物体により下方に押されると)、図36Bの光路3620に示されるように、表面3612はより多くの光を検出器3616に反射する。いったん光の閾値量又は強度が検出されると、検出器3616はキー押下を登録し得る。
表面3612は、キーキャップ3602の一部(例えば、一体)であり得る。例えば、表面3612は、キーキャップ3602の下面であり得る。あるいは、表面3612は、接着フィルム、テープ、塗料又はコーティング、追加部材などを用いて、キーキャップ3602に取り付けられ又は結合され得る。表面3612は、特定の反射率、特定の集束又は脱焦(例えば、拡散)効果などの特定の光学特性を有するように選択され得る。例えば、表面3612は、キーキャップ3602の下面に塗布されている反射コーティング又はフィルムであり得る。
他のタイプの光学センサ又はその他のセンサを、図36A及び36Bを参照して説明したエミッタ/検出器構成の代わりに、又はそれに加えて使用し得る。そのようなセンサには、超音波センサ、赤外線センサ、熱センサ、カメラ又はその他の画像センサ、レーダセンサなどが含まれ得る。
図37A及び37Bは、を示し、上部ケースを通じてキーメイクを検出するための別の例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス3700の部分断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。コンピューティングデバイス3700は、図34A~36Bを参照して説明したコンピューティングデバイス3400、3500、及び3600と同様であるが、キーメイクセンサは、コンピューティングデバイス3700のベース部内(例えば、コンピューティングデバイス3700の上部ケースの下)ではなく、キー機構に配置又は結合される。図37Aは、未押下状態又は未操作状態のキー機構を示し、図37Bは、押下状態又は操作状態のキー機構を示す。
コンピューティングデバイス3700は、キーキャップ3702(インタフェース部材)、上部ケース3706、及びキーキャップ3702を上部ケース3706に移動可能に連結する支持機構3704を含む。これらの構成要素は、図34A~36Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様である。
コンピューティングデバイス3700は、キーキャップ3702(又はキー機構の他の適切な部分)に結合又は統合されたキーメイクセンサ3712を含む。キーメイクセンサ3712は、キーキャップ3702が操作されたことを検出し、コンピューティングデバイス3700内の受信機に送信できる(又は信号を送信させる)信号を生成することのできる任意の適切なセンサ又は機構であり得る。例えば、キーメイクセンサ3712は、図36A及び36Bを参照して上述した光学センサなどの光学センサであり得る。このような場合、キーメイクセンサ3712は光エミッタと光検出器の両方を含み得、コンピューティングデバイス3700は、キーキャップ3702が押下されたときに光エミッタから光検出器に光を反射する反射材料又は反射面を含み得る。あるいは、キーメイクセンサ3712は、スイッチ、ドーム、容量性センサ、誘導センサ、音響センサ(例えば、マイクロホン、超音波トランスデューサ)、圧電センサ、加速度計、又はその他の適切なセンサであり得る。
コンピューティングデバイス3700は、キーキャップ3702(又はキー機構の任意の他の適切な部分)に結合又は統合された送信機3718を含む。送信機3718は、キーメイクセンサ3712と通信する、又はそれ以外の方法でキーメイクセンサ3712から情報若しくは信号を受信し、信号、データ、又はその他の情報を、コンピューティングデバイス3700内(回路基板又はその他の基板3710上)にある受信機3720に送信する。信号、データ、又はその他の情報(矢印3722で示される)は、キーメイクがキーメイクセンサ3712によっていつ検出されたか及び/又は検出されたか否かを示し得る。コンピューティングデバイス3700は、字又はその他の文字をグラフィカルユーザインタフェースに表示する、グラフィカルユーザインタフェースを操作する、又はその他の操作又はアクションを実行するなど、受信機3720を介してキーメイクを検出することに応答して様々なアクションを実行し得る。
受信機3720は、上部ケース3706の下方に配置され得る。上部ケース3706は連続的である(例えば、キーキャップ3702の下方に開口部がない)ため、受信機3720と送信機3718との間に物理的又は有線接続がなくてもよい。従って、送信機3718及び受信機3720は、上部ケース3706の材料を通じて無線で通信し得る。上部ケースを介した通信を可能にし得る例示的な無線通信技術には、電磁通信(例えば、無線、光、誘導、又はその他の適切な電磁通信タイプ)、超音波通信などが含まれる。例えば、送信機3718は無線送信機であり得、受信機3720は無線受信機であり得る。別の例として、送信機3718は光エミッタであり得、受信機3720は光検出器であり得る。また、送信機3718及び受信機3720は送信機/受信機であってもよく、キーキャップ3702とコンピューティングデバイス3700のベース部内の構成要素(例えばプロセッサ)との間の双方向通信を提供する。
コンピューティングデバイス3700は、(回路基板又はその他の基板3710上で)上部ケース3706の下方に配置される給電装置3716に電磁的に結合する受電装置3714も含み得る。給電装置3716は、電力を受電装置3714に転送し、受電装置3714は、キーメイクセンサ3712及び送信機3718に電力を供給する。(受電装置3714はまた、キーメイクセンサ3712及び送信機3718に電力を供給するバッテリ又はコンデンサなどのエネルギー貯蔵装置を充電し得る)。より具体的には、給電装置3716は、上部ケース3706を介して、受電装置3714に電力を無線で伝送する。
誘導結合や容量結合などを含む適切な無線電力伝送技術を使用して、これらの構成要素間で電力を伝送し得る。誘導結合及び容量結合の場合、給電装置3716及び受電装置3714は、上部ケース3706を通じて互いに誘導的及び/又は容量的に相互に結合する相補コイル又はその他の電気部品を含み得る。このような場合、上部ケース3706は、誘電体(例えば、ガラス、プラスチック、セラミック、サファイア、プラスチックなど)で形成される又は含むことにより、給電装置3716と受電装置3714との間の誘導結合及び/又は容量結合(及び前述の送信機と受信機3718、3720間の無線通信)を容易化する。
受電装置3714、送信機3718(例えば、キーメイクの兆候を送信するため)、及びキーメイクセンサ3712を含む、キーキャップ3702上に示される構成要素は、任意の適切な方法でキーキャップ3702に結合又は統合され得る。例えば、接着剤や締め具などを使用してキーキャップ3702に取り付けられ得る。別の例として、それらはキーキャップ3702の材料に少なくとも部分的に封入され得る。これは、インサート成形技術で実現され得る。あるいは、キーキャップ3702の代わりに、キー機構の他の適切な構成要素又は部品に結合又は統合され得る。例えば、受電装置3714は、上部ケース3706の上面に結合され、可撓性回路基板やワイヤなどを介して送信機3718及び/又はキーメイクセンサ3712に電気的に結合され得る。
図37A及び37Bは、キーボードの各キー機構が、キーメイクをコンピューティングデバイス3700内の構成要素(例えば、受信機3720などの受信機)に個々に伝達し得る例を示す。場合によっては、複数のキー又はキー機構(キーボード全体など)は通信可能に結合され、単一通信リンクを使用して、複数キーに対してキーメイク情報を伝達し得る。例えば、キーアセンブリは、ベース層又は構造に結合されている複数のキーを含み得る。キーアセンブリは、ノートブックコンピュータのキーボード全体などの特定のコンピューティングデバイスのすべてのメカニカルキー、又はサブセットキー(キー列又はその他のキー群)を含み得る。キーアセンブリのキーは、光学センサ、ドームスイッチ、容量性又は誘導性センサ、又は任意のその他の適切なセンサ若しくはセンサの組み合わせなどのキーメイクセンサを含み得る。キーアセンブリに結合されている単一送信機は、キーメイクセンサからキーメイクの示唆を受信又は検出し、キーメイクを表すデータ又はその他の情報をコンピューティングデバイス3700内の構成要素に送信し得る。そのようなキーボードの受信機及び送信機は、光通信や無線通信など、上部ケース3706の材料を通じて通信できる任意の適切な無線通信技術を使用し得る。前述のようなキーアセンブリは、キーメイクの通信に使用される無線受信機及び送信機の数を低減し、組立及び製造プロセスを簡素化し得る。例えば、複数の個別のキー機構をデバイスに結合する代わりに、デバイスの上部ケースに対してより簡易又は迅速に結合できるベース構造にキーを事前に組み付け得る。
コンピューティングデバイスは、キーボードの一部を照らすように構成され得る。例えば、キーの可読性を改善するため、又は特定の視覚的外観をそれ以外の形で生成するため、キーキャップのグリフ及びキーキャップ間の空間又は隙間(例えば、キーボードウェブ)は照らされ得る。コンピューティングデバイスが連続上部ケースを含む場合、上部ケースの上面に電気発光構成要素を搭載し、コンピューティングデバイスの内部への機械的接続を介してそれらの構成要素に電力を供給することができない。従って、本明細書に記載される連続上部ケースを備えたコンピューティングデバイスは、上部ケースを通して機械的結合なしに光又は電力を光エミッタに伝送する照明システムを含み得る。
図38は、キーボード用の例示的な照明システムを示す、例示的なコンピューティングデバイス3800の部分断面図である。図38に示される断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
コンピューティングデバイス3800は、キーキャップ3802、上部ケース3806、及びキーキャップ3802を上部ケース3806に移動可能に連結する支持機構3803を含み得る。コンピューティングデバイス3800は、上部ケース3806の下方に配置されたセンサ3808(例えば、電極層などのセンサの一部)を更に含む。これらの構成要素は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様である。コンピューティングデバイス3800は、光源3804を含むセンサ3808の下方(又は上部ケース3806の下のどこか)に照明層3810を更に含む。照明層3810は、キーボードのキー毎の少なくとも1つの光源3804などの複数の光源3804を含み得る。
光源3804は、LED、OLED、白熱又は蛍光素子などの発光素子であり得る。あるいは、光源3804は、コンピューティングデバイス3800内の異なる位置に配置された発光素子からの光を導く光導波路又は光導波管の端部であり得る。場合によっては、光源3804は、回路基板(例えば、フレックス回路)などの基板に搭載されたLED(又はその他の光源)である。
上述したように、上部ケース3806及びセンサ3808は光透過性(例えば透明又は半透明)であり、光源3804からの光をキーキャップ3802に向けて通過させる。光路3814及び3816によって表される光の第1の部分は、キーキャップ3802の透明又は半透明のグリフ部分などを介して、キーキャップ3802を通過し、グリフを照らし得る。光路3812によって表される光の第2の部分は、キーキャップ3802の下面で反射し、上部ケース3806を照らす、及び/又はキーボード(例えば、キーボードウェブ)の隣接するキーキャップ間の隙間をその他の形で照らすように構成され得る。光路3812は、キーキャップ3802の周りに光のハロー又はフレームを生成し得る。キーキャップ3802の下面及び/又は上部ケース3806の部分は、反射材料やコーティングなどを含み、光伝達効率を向上させ得る、及び/又は光を所望の方向に導き得る。
図38は、キーキャップグリフとキーキャップ間の隙間(より一般的には上部ケース)の両方を照らす光路を示す。ただし、コンピューティングデバイスは、これらの光路のいずれかを排他的に使用し得る。例えば、キーキャップは、光がキーボードのウェブのみを照らすように(例えば、各キーキャップの周りにハロー又は光のフレームを生成する)不透明であり得る。別の例として、光源は光をキーキャップグリフに向けて集束ビーム又は経路に導き得、キーボードウェブを照らさない(又はキーボードウェブ又はその他のキーボード構成要素をわずかな量だけ照らし得る)。
図39Aは、光源によって照らすことのできるグリフを画定し得る例示的なマスキング構成を示す、例示的なキーキャップ3900の断面図である。キーキャップ3900は、図38に示されるキーキャップ3802に対応し得る。
キーキャップ3900は、光透過性(例えば、透明又は半透明)本体部3902及びマスク3904を含む。本体部3902は、光を透過させる、又はその他の形で光を通過させる光導波路又は光導波管として機能し得る。従って、本体部3902は、ガラス、プラスチック、ポリカーボネート、セラミック(例えば、透明又は半透明のセラミック)などのような光透過性材料から形成され得る、又は含み得る。
マスク3904は、塗料、インク、染料、フィルム、又はその他の材料などの任意の適切な不透明又は略不透明な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。上述したように、本体部3902は、光導波路又は光導波管として機能し得る。光透過を向上させる(及び/又はマスク3904による光吸収を防止する)ために、本体部3902に面するマスク3904の表面は反射性であり得る、又は異なった風に光吸収を低減するように構成され得る。例えば、マスク3904は、マスク3904の内面にフィルム、コーティング、塗料、染料、又はその他の適切な材料又は処理を含み得る。
マスク3904の上部開口部3906は、字、数字、文字、機能、アイコン、又はその他の記号又は形状などのグリフの形状であり得る。グリフは、操作時にキーが実行する操作を示し得る、又は示唆し得る。また、マスク3904は、光をキーキャップ3900に進入させ、上部開口部3906を通過させる下部開口部3908を形成することにより、光路3910によって示されるように、グリフを照らし得る。
場合によっては、マスク3904の下部3914は、光路3912によって示されるように、例えば隣接するキーキャップ間の隙間を照らすために、光を上部ケースに向けて反射する、又はその他の形でキーキャップ3900から遠ざけるように構成されている。このような場合、マスク3904の下部3914は、反射材料から形成され得る、又は反射材料を含み得る。あるいは、マスク3904の下部3914は、光を吸収して下部3914からの光の反射を防止又は制限するように構成され得る。場合によっては、キーキャップ3900の下面にマスクが存在しない。
図39Bは、光源によって照らすことができるグリフと、光をキーキャップ3916の側面から逃がすことによってキーキャップ3916を囲む領域(例えば、キーボードウェブ)を照らし得る未マスク側部領域と、を画定し得る例示的なマスキング構成を示す別の例示的なキーキャップ3916の断面図である。
キーキャップ3916は、光透過性本体部3918とマスク3920とを含む。本体部3918は、光を透過させる、又はそれ以外の方法で光を通過させる光導波路又は光導波管として機能し得る。従って、本体部3918は、ガラス、プラスチック、ポリカーボネート、セラミック(例えば、透明又は半透明のセラミック)などの光透過性材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
マスク3920は、塗料、インク、染料、フィルム、又はその他の材料などの任意の適切な不透明又は略不透明な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。上述したように、本体部3918は、光導波路又は光導波管として機能し得る。光透過を改善する(及び/又はマスク3920による光吸収を防止する)ために、本体部3918に面するマスク3920の表面は、反射性であり得る、又はその他の方法で光吸収を低減するように構成され得る。例えば、マスク3920は、マスク3920の内面にフィルム、コーティング、塗料、染料、又はその他の適切な材料若しくは処理を含み得る。更に、マスク3920は、本明細書に記載されるように、グリフ開口部及び側面開口部など、マスク3920の開口部から外へ光を向けるように構成され得る。
マスク3920の上部開口部3926は、字、数字、文字、機能、アイコン、又はその他の記号又は形状などのグリフの形状であり得る。グリフは、操作時にキーが実行する操作を示し得る、又は示唆し得る。マスク3920はまた、光をキーキャップ3916に入れて、上部開口部3926を通過させる下部開口部3922を形成することにより、光路3930によって示されるようにグリフを照らす。
場合によっては、マスク3920は、本体部3918の1つ以上の側面に沿って側面開口部3924を画定し得る。側面開口部3924により、光路3928によって示されるように、光は下部開口部3922を通って本体部3918に入り、本体部3918を透過し、側面の周りで本体部3918を出る。本体部3918の側面から出る光は、キー(例えば、キーボードウェブ)間の空間を照らし、各キーの周りに光のハロー又はフレームを生成し得る。側面開口部3924は、本体部3918の外周全体(例えば、全周又は略全周が光を透過させる)、又は外周の一部のみに延在し得る。例えば、本体部3918が4辺を有する略正方形又は丸みを帯びた正方形の形状を有する場合、マスクは、1つ、2つ、3つ、又は4つすべての側面に側面開口部3924を有し得る。
一方、キーキャップ3900(図39A)では、光はマスクの下部で反射され、図39Bでは、マスク3920の下部で反射される光は示されていない。具体的には、本体部3918及び側面開口部3924の光導波路効果は、キーキャップの下の光を反射することなく、キーキャップを囲む及び/又はキーキャップ間の領域を照らし得る。このような場合、光源は、ほぼ下部開口部3922のみに光を向け得る。
キーキャップ3900及び3916は、本明細書に記載される任意のキー機構又はキーボードで使用され得る。例えば、図38に示されるコンピューティングデバイスは、キーキャップ3900又はキーキャップ3916を含み得る。また、キーボードは、単一キーボードに両方のタイプのキーキャップを含め得る、又はキーボードの全キーに対して単一のタイプのキーキャップを含め得る。
図40Aは、キーキャップ及び/又は上部ケースの部品を照らすための別の例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス4000の部分断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
コンピューティングデバイス4000は、キーキャップ4002(インタフェース部材)、上部ケース4006、及びキーキャップ4002を上部ケース4006に移動可能に結合する支持機構4004を含む。これらの構成要素は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様である。
上部ケース4006は、透明であり得る(透明ガラス、セラミック、プラスチックなど)、半透明であり得る、又は光源から上部ケースを通して(例えば、平面方向に沿って)レンズ特徴4008、4010などの光抽出特徴まで光を導く光導波路として機能するように異なった形で構成され得る。レンズ特徴4008、4010は、上部ケース4006内から外側に光を向けるように構成され得る。例えば、第1のレンズ特徴4008は、2つの隣接キーキャップ間の隙間(又はキーキャップと別の隣接する部品との間)に光を導き、第2のレンズ特徴4010は、キーキャップ4002の下側に向けて光を導き得る。表面テクスチャ加工、エッチング、ドープ領域、コーティングなど、他のタイプの光抽出機能が、図示されるレンズ特徴の代わりに又は追加で使用され得る。
レンズ特徴4008、4010は、所望の経路又は方向に沿って光を向けるための任意の適切な形状又は構成を有し得る。例えば、レンズ特徴4008、4010は、鋸歯外形を有し得る、又は1つ以上の隆起、溝、スパイク、ピーク、チャネル、又は任意の他の適切な形状又は構成を含み得る。
図40Bは、第1のレンズ特徴4008及び第2のレンズ特徴4010の例示的な配置を示す、図40Aに示される上部ケース4006の上面図である。第1のレンズ特徴4008は、キーキャップ4002(仮想線で示される)をほぼ囲んで、キーキャップを囲む領域(例えば、キーボードウェブ)を照らし得る。第1のレンズ特徴4008は、各セルが異なるキーキャップ(図40Bに部分的に示される追加キーキャップ4016など)を囲むグリッドパターンを形成し得る。従って、グリッドパターンの第1のレンズ特徴4008は、キーボードの複数の(又はすべての)キー間の隙間を照らし得る。第2のレンズ特徴4010は、上述したように、キーキャップグリフを照らすためにキーキャップ4002の下に配置され得る。
図41Aは、キーキャップ及び/又は上部ケースの部品を照明するための別の例示的なシステムを示す、例示的なコンピューティングデバイス4100の断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
コンピューティングデバイス4100は、キーキャップ4102(インタフェース部材)、上部ケース4106、及びキーキャップ4102を上部ケース4106に移動可能に結合する支持機構4104を含む。キーキャップ4102は、図39Aを参照して上述したキーキャップ3900と同一又は同様であり得、上部ケース及び支持機構は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様であり得る。
コンピューティングデバイス4100は、上部ケース4106の上に配置された光源4108も含む。光源は、LED、OLED、白熱又は蛍光素子などであり得る。光源は、上部ケース4106の下方に位置する給電装置4112に電磁的に結合する受電装置4110に関連付けられ得る。給電装置4112は電力を受電装置4110に伝送し、次いで受電装置4110は光源4108に電力を供給する。(受電装置4110はまた、光源4108に電力を供給する、バッテリ又はコンデンサなどのエネルギー貯蔵デバイスを充電し得る)。より具体的には、給電装置4112は、上部ケース4106を介して電力を無線で受電装置4110に伝送する。
誘導結合や容量結合などを含む適切な無線電力伝送技術を使用して、これらの構成要素間で電力を伝送し得る。誘導結合及び容量結合の場合、給電装置4112及び受電装置4110は、上部ケース4106を介して誘導的及び/又は容量的に互いに結合する相補コイル又はその他の電気構成要素を含み得る。このような場合、上部ケース4106は、誘電体(例えば、ガラス、プラスチック、セラミック、サファイア、プラスチックなど)から形成される、又は含むことにより、給電装置4112と受電装置4110との間の誘導結合及び/又は容量結合を促進し得る。
上述の照明システムのいずれにおいても、上部ケースとキーキャップとの間の構成要素、例えば、支持機構、ドーム筐体、順応性部材(例えば、ゴム製ドーム)などは、光が透過してキーキャップに到達できるように透明又は半透明にし得る。そのような構成要素はいずれも、光導波路として機能し、構成要素を通じて又は構成要素から外へ所望の方向に光を向けるためのレンズ特徴を含み得る。
図41Bは、キーキャップ及び/又は上部ケースの部品を照らすための別の例示的なシステムを示す、別の例示的なコンピューティングデバイス4120の断面図である。コンピューティングデバイス4120は、無線電力伝送システムを使用して、上部ケースの材料を介して光源に電力を供給するという点で、図41Aのコンピューティングデバイス4100と同様である。ただし、後述するように、光源は上部ケースではなくキーキャップに結合される。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
コンピューティングデバイス4120は、キーキャップ4122(インタフェース部材)、上部ケース4125、及びキーキャップ4122を上部ケース4125に移動可能に結合する支持機構4124を含む。キーキャップ4122は、図39Bを参照して上述したキーキャップ3916と同一又は同様であり得、上部ケース及び支持機構は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様であり得る。
コンピューティングデバイス4120は、上部ケース4125の上に光源4132も含む。光源は、キーキャップ4122に結合され得る、又はそれ以外の方法で統合され得る。光源は、LED、OLED、白熱又は蛍光素子などであり得る。光源4132は、上部ケース4125の下方に位置する給電装置4134に電磁的に結合する受電装置4130と関連付けられ得る。給電装置4134は、電力を受電装置4130に伝送し、次いで、受電装置4130は、上述したように光源4132に電力を供給する。受電装置4130はまた、光源4132に電力を供給するバッテリ又はコンデンサなどのエネルギー貯蔵装置を充電し得る。より具体的には、給電装置4134は、上部ケース4125を介して電力を無線で受電装置4130に伝送する。給電装置4112及び受電装置4110を参照して上述したように、任意の適切な無線電力伝送技術を使用することにより、これらの構成要素間で電力を伝送し得る。更に、上部ケース4125は、誘電体(例えば、ガラス、プラスチック、セラミック、サファイア、プラスチックなど)から形成される又は誘電体を含むことにより、給電装置4112と受電装置4110との間の無線結合を容易化し得る。
光源4132は、キーキャップ4122の本体部4123に光を向け得る。本体部4123は、図39Bを参照して上述したように、光導波路又は光導波管として機能する光透過性材料から形成され得る、又はそれを含み得る。材料は、ガラス、プラスチック、ポリカーボネート、セラミック(例えば、光透過性セラミック)などであり得る。キーキャップ4122は、上部開口部4128(例えば、文字又はキー機能を示すグリフ又はその他の記号の形状)と、1つ以上の側面開口部4140と、を画定する不透明又は遮光マスク4126も含み得る。本体部4123、マスク4126、上部開口部4128、及び側面開口部4140は、図39Bのキーキャップ3916の同様の構成要素と同様に機能し得る。例えば、本体部4123及びマスク4126は、光源4132からの光を上部開口部4128(光路4136で図示)及び側面開口部4140(光路4138で図示)の外に向け得る。
受電装置4130及び光源4132は、任意の適切な方法でキーキャップ4122に組み込まれ得る。例えば、それらは、接着剤、留め具、連結構造(例えば、クリップ、ラッチ、ポスト、熱かしめ継手)、リベットなどを使用して、本体部4123に取り付けられ得る。また、受電装置4130及び光源4132は、例えば、インサート成形によって、本体部4123に少なくとも部分的に封入され得る。より具体的には、受電装置4130及び光源4132を成形型内に配置し、その後、本体部4123の材料を成形型内に投入し得る。材料は、受電装置4130及び光源4132の周りに少なくとも部分的に形成することにより、受電装置4130及び光源4132を少なくとも部分的に封入し、これらの構成要素を本体部4123に保持し得る。
上記の照明システムのいずれにおいても、支持機構、ドーム筐体、順応性部材(ゴム製ドームなど)などの上部ケースとキーキャップとの間の構成要素は、光が透過してキーキャップに到達できるように光透過性にし得る。そのような構成要素はいずれも、光導波路として機能し、構成要素を通じて又は構成要素から外へ所望の方向に光を向けるためのレンズ特徴を含み得る。
図41Bは、キーキャップ搭載光源4132に、(例えば、上部ケースを介した電力伝送により)無線で電力が供給される例を示しているが、物理的な導電体を使用しても電力が供給され得る。図41Cは、キーキャップ及び/又は上部ケースの部品を照明するための別の例示的なシステムを示す別の例示的なコンピューティングデバイスの断面図である。具体的には、キーキャップ4148(図41Bのキーキャップ4122と同様であり得る)は、光源4150(図41Bの光源4132と同様であり得る)を含み得る。光源4150は、可撓性導電体4142を介して、上部ケース4144の開口部を通じて回路基板4146に電気的に接続され得る。可撓性導電体4142は、導電トレースを備えた可撓性回路基板材料などの任意の適切な材料であり得る。可撓性導電体4142は、通常のタイピング使用中のキーキャップ4148の操作に起因する反復的な屈曲に耐えるように構成され得る。場合によっては、可撓性導電体4142は、故障又は破損することなく最大2000万回(又はそれ以上)のキー押下に耐えるように構成され得る。
図42A及び42Bは、図13Aの断面J-Jに沿った、照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。具体的には、図42A及び42Bは、上部ケースの一部がキー機構のキーキャップの本体に光を向ける光導波路又は光導波管として機能するコンピューティングデバイスを示す。図42Aは、未押下状態又は未操作状態のキー機構を示し、図42Bは、押下状態又は操作状態のキー機構を示す。
コンピューティングデバイス4200は、キーキャップ4202(インタフェース部材)、上部ケース4206、及びキーキャップ4202を上部ケース4206に移動可能に結合する支持機構4204を含む。上部ケース4206及び支持機構4204は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様であり得る。
コンピューティングデバイス4200は、上部ケース4206の下方に配置された光源4212も含む。光源4212は、LED、OLED、白熱又は蛍光素子などであり得る。場合によっては、光源4212は、回路基板4210(例えば、フレックス回路)などの基板に搭載されたLED(又はその他の光源)である。
光源4212は、上部ケース4206に形成されている、又は上部ケース4206に結合されている光導波路特徴4214に光を方向付ける。光導波路特徴4214は、正方形又は円筒形、又はその他の任意の適切な形状又は構造を有する突起であり得る。光導波路特徴4214は、レンズであり得る、又はレンズ要素(例えば、フレネルレンズ要素)を含み得る、又は円形の隆起(例えば、凸状の半円形突起)であり得る。光導波路特徴4214は、キーキャップ4202に光を向けるように構成され得る。
キーキャップ4202は、光導波路又は光導波管として機能する光透過性材料から形成されている、又は光透過性材料を含む本体部4205を含み得る。本体部4205は、光導波路特徴4214を受け入れる凹部4216を画定し得る。コンピューティングデバイス4200は、図42Aに示されるように、キー機構が未操作又は未押下であるときに、光導波路特徴4214が凹部4216に少なくとも部分的に収容されるように構成され得る。従って、光は、光路4220、4218によって示されるように、凹部4216の表面と重複する又は対向する表面を通って光導波路特徴4214を出て、重複又は対向面を介して本体部4205に入り得る。(他の構成では、キーが未押下であるとき、光導波路特徴4214は凹部4216に受け入れられない)。
キーキャップ4202は、上部開口部4215及び側面開口部4217を画定するマスク4208も含み得る。本体部4205は、本明細書に記載されるように、本体部4205を通して光を上部開口部4215及び側面開口部4217の外に導き得る。例えば、マスク4208は、本明細書に(例えば、図39B及び図41Bを参照して)記載されるように、本体部4205を通る光の反射及び/又は方向付けを支援する反射材料を含み得る。光路4218、4220は、本体部4205を通り、上部及び側面開口部4215、4217を出る例示的な光路を示す。これらの光路は、例えば、キーキャップ4202のグリフとキーボードのキー間の空間とを照らし得る。
図42Bは、キーキャップ4202が押下状態又は操作状態にあるときのコンピューティングデバイス4200を示す。光導波路特徴4214は、未押下状態又は未操作状態のときよりも凹部4216に更に収容される。光導波路特徴4214及び凹部4216は、キーが操作されたときに、上部開口部4215及び側面開口部4217を通して放出される光の強度及び/又は量がほぼ変化しないように構成され得る。他の場合、光の強度及び/又は量が操作状態と未操作状態の間で変化するように構成され得る。例えば、キーが操作されたとき、側面開口部4217を出る光の強度及び/又は量が増加し、キーが操作したことを視覚的に示し得る。
図42Cは、図13Aの断面J-Jに沿った、照光式キーボードを備えた別の例示的なコンピューティングデバイスの部分断面図である。具体的には、図42Cは、上部ケースの一部がキー機構のキーキャップの本体に光を導くための光導波路又は光導波管として機能し、キーキャップのガイド及び/又は支持体を含むコンピューティングデバイス4229を示す。図42Cは、未押下状態又は未操作状態のキー機構を示す。
コンピューティングデバイス4229は、キーキャップ4222(インタフェース部材)、上部ケース4224、光導波路支持体4226、及びばね部材4228を含む。上部ケース4224は、図34A及び35Bを参照して上述した同様の構成要素と同一又は同様であり得る。コンピューティングデバイス4229は、上部ケース4224の下方に配置された光源4212も含む。光源4212は、回路基板4210(例えば、フレックス回路)などの基板に取り付けられ得る。光源4212及び回路基板4210は、図42A及び42Bを参照して上述されている。
光源4212は、上部ケース4224に形成されている、又は結合されている光導波路支持体4226に光を向ける。光導波路支持体4226は、正方形又は円筒形状、又はその他の任意の適切な形状又は構造を有する突起であり得る。光導波路支持体4226は、レンズであり得る、又はレンズ要素(例えば、フレネルレンズ要素)を含み得る。光導波路支持体4226は、光をキーキャップ4222に導くように構成され得る。
キーキャップ4222は、光導波路又は光導波管として機能する光透過性材料を含む、又はそれから形成され得、キーキャップ4202に関して上述したように、マスク領域及び(例えば、グリフ開口部、側面開口部などを画定する)非マスク領域、反射領域などを含み得る。キーキャップ4222は、光導波路支持体4226を受け入れる凹部4234を画定し得る。従って、光路4230、4232によって示されるように、光は、凹部4234の表面と重複する又は対向する表面を通って光導波路支持体4226から出て、重複又は対向面を介してキーキャップ4222に入り得る。
光導波路支持体4226は、キーキャップ4222の凹部4234と係合して、キーキャップ4222を支持し、上部ケース4224に対して案内し得る。例えば、凹部4234の表面は、(例えば、キーキャップ4222のインタフェース面と面内)上部ケース4224に対するキーキャップ4222の横方向位置を維持するのを助けるために光導波路支持体4226の表面に接触し得、キーが操作されると、光導波路支持体4226の表面に接して摺動し、キーキャップ4222を略直線的に移動させる。
ばね部材4228は、光導波路支持体4226上及び凹部4234内に配置される。ばね部材4228は、キーキャップ4222を未操作状態又は未押下状態へと付勢する。ばね部材4228はまた、キーキャップ4222が操作されると、触知的及び任意選択的に可聴フィードバックを提供し得る。具体的には、ばね部材4228は、キーキャップ4222が押下されたときに触知応答を生成し得る。触知応答は、図33A及び33Bを参照して上述したように、特定の力応答曲線によって表示され得る又は画定され得る。ばね部材4228は、コイルばね、ゴム製ドーム、折畳み式金属ドーム、エラストマー部材、磁石(例えば、互いに反発するように構成されている磁石)などの任意の適切なばね部材であり得る。
図42A~42Cは、光導波路特徴の真下の上部ケースの下方に配置された光源4212を示す。ただし、コンピューティングデバイスの他の例では、他の位置に配置され得る。例えば、光源4212は、光導波路特徴から変位され得る。別の例として、1つの光源で複数のキーを照らし得る。このような場合、上部ケースの平面部自体が光導波路として機能し、光を上部ケースを通して複数のキー機構の光導波路特徴に導き得る。
いくつかの従来のキーボード及び/又はコンピューティングデバイスの支持機構(例えば、ベースプレートに対してキーキャップを移動可能に支持するための支持機構)は、コンピューティングデバイスの内部構成要素に結合するために、上部ケースの開口部内又は下方に配置され得る。本明細書に記載されるように、連続上部ケースが使用される場合、上部ケースの上部からコンピューティングデバイスの内部へのアクセスを可能にする開口部は設けられない。従って、支持機構は、図43A~44Dを参照して後述するように、上部ケースに直接取り付けられ得る。
図43A~43Cは、コンピューティングデバイスの上部ケースへの組立の様々な段階での例示的なキー4300の断面図を示す。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
具体的には、図43Aは、上部ケース4302上のキー4300の分解図である。上部ケース4302は、本明細書に記載されるように、連続上面(例えば、キーボード、キー、トラックパッド、ボタンなどの開口部がない)を画定し、ガラス、セラミック、プラスチック、又はその他の適切な材料から形成され得る。組み立てられず分解されたキー4300が上部ケース4302の上方に示されているが、これは単に構成要素と構成要素の相対位置を示すためであり、組立プロセス中の実際の位置には対応しない場合がある。
キー4300は、キーキャップ4304(本明細書に記載されるキーキャップのいずれかと構造、材料、機能などにおいて同様であり得る)、ベース構造4314、ヒンジ機構4308、及びばね部材4307を含む。キーキャップ4304は、ヒンジ機構4308上の第2の保持特徴4310(例えば、ピン)に結合する第1の保持特徴4306を含む。第1の保持特徴4306は、(必要又は所望に応じて)キーの操作中に第2の保持特徴4310を回転及び/又は摺動させながら、キーキャップ4304をヒンジ機構4308に保持する任意の形状又は構成を有し得る。
ヒンジ機構4308はまた、ベース構造4314に形成されている第4の保持特徴4316に結合する第3の保持特徴4312(例えば、ピン)を含み得る。第4の保持特徴4316は、第3の保持特徴又はピン4312を受け入れるチャネル、凹部、開口部、溝、又はその他の特徴であり得る。図示されるように、第4の保持特徴4316が凹部である場合、それらは、第3の保持特徴4312を凹部内へ摺動させるために、1つの縁部に沿って開口部を含み得る。第3の保持特徴4312は、ベース構造4314が上部ケース4302に取り付けられたときに、凹部を囲みかつ/又は画定し、第3の保持特徴4312を上部ケース4302に接して捕捉する壁又は隆起部によって凹部に保持され得る。
ばね部材4307は、ベース構造4314に取り付けられ、キーキャップ(又はキー4300の他の部分)に接触して、キーキャップを未操作状態又は未押下状態に付勢するように構成され得る。ばね部材4307は、ドーム、コイルばね、板ばね、順応性材料の層などの任意の形状又は構成を有し得、金属、ゴム、発泡体、プラスチックなどの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
ベース構造4314は、上部ケース4302上の第2の整合特徴4320と機械的に係合する第1の整合特徴4318を含み得る。例えば、第1の整合特徴4318はピンであり得、第2の整合特徴4320は上部ケース4302に形成されている凹部(例えば、止まり穴)であり得る。場合によっては、第1の整合特徴4318は凹部であり得、第2の整合特徴4320はピン又は突起であり得る。他のタイプの整合特徴も使用され得る。第1及び第2の整合特徴4318、4320は、上部ケース4302上のキーボードのキー(例えば、キー4300)の位置決め及び固定を支援し得る。例えば、第2の整合特徴4320は、ベース構造4314を上部ケース4302に貼付する動作がそれほど正確である必要がないように、高い寸法精度及び/又は公差で配置され得る。より具体的には、第2の整合特徴4320は、上部ケース4302上にベース構造4314を正確に配置するための物理的及び任意選択的に光学的ガイドとして機能する。従って、キー4300の貼付におけるある程度の誤差は、第1及び第2の整合特徴4318、4320が互いに係合すると、修正又は排除される。
第1及び第2の整合特徴4318、4320は、保持特徴としても作用し得る。例えば、第1及び第2の整合特徴4318、4320は、それらの特徴を物理的に一緒に保持する相補的な形状(例えば、突起及び凹部又は切り込み)を有し得る。別の例として、第1及び第2の整合特徴4318、4320は、エポキシ、シアノアクリレート、又は任意の他の適切な結合剤などの接着剤で一緒に結合され得る。かしめ(例えば、熱かしめ)を使用して、第1の整合特徴4318を第2の整合特徴4320と機械的に係合させ得る。このような場合、第2の整合特徴4320は、貫通穴又は止まり穴であり得る。
図43Bに示されるように、キー4300は、上部ケース4302に取り付けられる前に組み立てられ得る。キー4300の構成要素は、組み立てられた状態で、構成要素が単一構造として捕捉されるように構成され得る。これにより、キー4300全体を、組み立てられた状態で上部ケース4302に貼付することができ、これにより、組立及び製造の時間、費用、複雑さなどを低減し得る。
図43Cは、上部ケース4302に取り付けられたキー4300を示す。第1の整合特徴4318は、第2の整合特徴4320と係合することにより、キー4300を上部ケース4302に整合させ、任意選択的に上部ケース4302に固定する。ベース構造4314は、上部ケース4302の上面とベース構造4314の下面との間の接着剤又はその他の接着剤を使用して上部ケース4302に固定され得る。適切な結合剤は、HSA、PSA、シアノアクリレート、エポキシなどが含まれ得る。
図44A~44Dは、コンピューティングデバイスの上部ケースへの様々な組立段階における例示的なキー4400の断面図である。断面図は、図13Aの断面J-Jに沿ったコンピューティングデバイスの図に対応し得る。
図44A~44Dのキー4400は、異なるベース部を含むことを除いて、キー4300と同様である。具体的には、キー4400は、キーキャップ4304、ヒンジ機構4308、及びばね部材4307を含む。キーキャップ4304は第1の保持特徴4306を含み、ヒンジ機構4308は第2及び第3の保持特徴4310、4312を含む。ヒンジ機構4308は、キーキャップ4304をベース構造4404に移動可能に結合する。
ベース構造4404は、第3の保持特徴4312を受容して係合し、ヒンジ機構4308をベース構造4404に保持する第4の保持特徴4406を含む。キー4400は開口部を不要にするように組み立てられ得るため、第4の保持特徴4406は、第4の保持特徴4316に含まれる開口部を欠いてもよい(例えば、ピンを第4の保持特徴4316へ自由にスライドさせる)。
ベース構造4404は、略平面又は特徴のない下面を有し得、上部ケース4402は、略平面又は特徴のない上面を有し得る。例えば、ベース構造4404は、図43A~図43Cのベース構造4314の下面にある第1の整合特徴を欠いてもよく、上部ケース4402は、図43A~43Cの上部ケース4302にある第2の整合特徴を欠いてもよい。しかしながら、ベース構造4314及び上部ケース4302と同様に、ベース構造4404及び上部ケース4402は、HSA、PSA、シアノアクリレート、エポキシなどのような適切な結合剤で互いに取り付けられ得る。
上部ケースのキーの整合を助ける物理的整合特徴が存在しない場合、キーは、図44A~44Dに示されるように組み立てられ得る。具体的には、図44Bに示されるように、ベース構造4404は、ベース構造4404がキー4400の他の構成要素と組み立てられる前に、上部ケース4402に取り付けられ得る。いったんベース構造4404が上部ケース4402に取り付けられると、図44Cに示されるように、ばね部材4307がベース構造4404上に配置され、ヒンジ機構4308がキーキャップ4304に結合され得る。次に、ヒンジ機構4308がベース構造4404に結合されて、図44Dに示されるように、キー4400を完成させ得る。
図43A~44Dは、いくつかのキー例のアセンブリの状態を示す。ただし、これらの図に示されているキーは、図示されるものとは異なる方法で、異なる作業により組み立てられ得る。また、これらの図に示されている作業に従って、様々なキーが組み立てられ得る。
図45A~46は、本明細書に記載されるように、上部ケース又はキーボードアクセサリに結合され得る追加の例示的なキーの断面図である。図45~46に示されるキーは、本明細書に記載される概念、構成要素、又は技術のいずれも組み込み得る。例えば、キーキャップ、キーキャップマスキング構造、照明技術、キーメイク感知技術などのいずれかが、図45~46に示されたキーと併せて使用され得る。
図45Aを参照すると、キー4500は、キーキャップ4504、鋏機構4506、及びベース4508を含み得る。鋏機構4506は、互いに旋回可能に連結され、ベース4508及びキーキャップ4504に連結されて、キーキャップ4504をベース4508、ひいては上部ケース4502(本明細書に記載されるような光透過性上部ケースであり得る)に移動可能に連結する複数の部材を含み得る。ベース4508は、接着剤、超音波溶接/接着、熱かしめなどの任意の適切な方法で上部ケース4502に結合され得る。ベース4508及び上部ケース4502は、図43A~43Cを参照して説明した整合特徴4318、4320などの整合特徴を含み得る。
キー4500は、ベース4508に取り付けられ、未操作状態又は未押下状態へとキーキャップ4504を付勢するように構成されているばね部材4510も含み得る。ばね部材4510は、ドーム、コイルばね、板ばね、又は順応性材料の層などの任意の形状又は構成を有し、金属、ゴム、発泡体、プラスチックなどの任意の適切な材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。
キー4500は、上部ケース4502に結合される前に完全に組み立てられ得る。例えば、キーキャップ4504、鋏機構4506、ばね部材4510、及びベース4508は、一緒に組み立てられ、その後、上部ケース4502に結合され得る。他の場合、ベース4508は、キー4500が完全に組み立てられる前に上部ケース4502に取り付けられ得る(例えば、キーキャップ4504、鋏機構4506、及び/又はばね部材4510は、ベース4508が上部ケース4502に結合された後にベース4508に結合され得る)。
図45Bを参照すると、キー4520は、キーキャップ4524、ヒンジ機構4526、及びベース構造4528を含み得る。ヒンジ機構4526は、ベース構造4528及びキーキャップ4524の両方に枢動可能に連結された第1のウィング4530を含み得、ベース構造4528と第2のウィング4534の相補的端部とに近接する第1のウィングの端部にスロット4532を含む。第2のウィング4534はまた、ベース構造4528とキーキャップ4524の両方に枢動可能に連結され得、ベース構造4528と第1のウィング4530の相補的端部とに近接する第2のウィング4534の端部に突起4536を含む。突起4536は、第1及び第2のウィング4530、4534に機械的に係合するようにスロット4532に配置され得る。スロット及び突起4532、4536は、キーが操作されるとき、第1及び第2のウィング4530、4534の移動を略同期するように構成され得、キーキャップ4524に加えられた力がキーキャップ4524の中央の中心にない場合でも、キーが押されたときにキーキャップ4524を略平坦な構成に維持するのを助けることができる。
スロット及び突起4532、4536はまた、キー操作中に突起4536がスロット4532内で摺動して、操作力を増加させる又はそれ以外の方法でキーの動作を妨げる可能性のある拘束若しくはその他の物理的干渉を防ぐことができる。例えば、図45Bに示されるように、第1及び第2のウィング4530、4534の両方が、クリップ4538及びピン4540を介してキーキャップ4524に取り付けられ、ピン4540はクリップ4538内で回転可能であるが、クリップ4538内でのピン4540の横方向移動(例えば、図45Bに示されるように、左右)は概して不能である。従って、スロット及び突起4532、4536(及び第2のウィング4534とベース構造4528との間の摺動接続)は、ヒンジ機構4526が拘束されることなく移動できるように十分な移動自由度を提供する一方(例えば、ヒンジ機構4526は過剰に拘束されていない)、第1のウィング4530と第2のウィング4534は、キーが操作されたときに同期して動くように機械的に係合している。更に、クリップ4538は下向き開口部を有するため、キーキャップ4524は直接下向き移動によりヒンジ機構4526に取り付けられ得、これは(図45Aに示されるような)クリップ及びスロット構成を有するキーキャップよりも簡単で効率的な組み立て手法である。
キー4520はまた、キーキャップ4504を未操作状態又は未押下状態へと付勢するように構成されているばね部材4529を含み得る。ばね部材4529は、ドーム、コイルばね、板ばね、又は順応性材料の層などの任意の形状又は構成を有することができ、金属、ゴム、発泡体、プラスチックなどの任意の適切な材料から形成され得る、又は含み得る。ばね部材4529は、キー押下の電気的検出を容易にするためのドームスイッチであり得る。
図46は、キーキャップ4604、キーウェブ4608、及びばね部材4610を含むキー4600を示す。ばね部材4610は、キーキャップ4604を未操作状態又は未押下状態へと付勢する。ばね部材4610は、ドーム、コイルばね、板ばね、又は順応性材料の層などの任意の形状又は構成を有し得、金属、ゴム、発泡体、プラスチックなどの任意の適切な材料から形成され得る、又は含み得る。
キーキャップ4604の上方移動を制限し、キーキャップ4604をキーボードに保持するため、キーキャップ4604は、キーウェブ4608のアップストップ4614(例えば、キーキャップ4604を受容する開口部に隣接又は近接するキーウェブ4608の部分)と係合するフランジ4612を含み得る。キーウェブ4608は、接着剤、超音波溶接/接合、熱かしめなどの任意の適切な方法で上部ケース4602に結合され得る。キーウェブ4608及び/又はキーキャップ4604は、誘電又は非導電材料から形成され、又はそれを含み、キーキャップ4604、キーウェブ4608、及び上部ケース4602を介したキーの押下、ジェスチャ、及びその他のタッチベースの入力の感知又は検出を容易にし得る。
図47A~47Bは、本明細書に記載されるキーのいずれかと共に使用され得る例示的なキーキャップの側面図である。図47Aは、本体部4702a及び保持特徴4704を含むキーキャップ4700aを示す。本体部4702aは、第1の材料から形成され得、保持特徴4704は、第2の材料から形成され、本体部4702aに取り付けられ得る。あるいは、本体部4702a及び保持特徴4704は、同じ材料から形成され、次いで一緒に取り付けられ得る。
本体部4702a及び保持特徴4704の両方は、誘電又は非導電材料から形成され得る。従って、キーキャップ4700aを、静電容量式タッチ感知を使用してキーメイクを感知するキーボードで使用する場合、又はキーキャップ4700aを介した電磁感知に依存する場合、キーキャップ4700aはキーキャップ4700aの上の物体をシールドしたり、電磁感知を防止したりしません。例えば、本体部4702a及び保持特徴4704は、ガラス、セラミック、プラスチック、サファイア、又はその他の任意の適切な誘電材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。より具体的には、本体部4702aはガラスであり得、保持特徴4704はプラスチックであり得る。別の例として、本体部4702a及び保持特徴4704(又はその任意の部分)のいずれか又は両方は、キーメイクの検出を容易にするために上部ケースの下のセンサに容量的又は電気的に結合する金属又はその他の導電材料から形成され得る。
保持特徴4704は、任意の適切な方法で本体部4702aに結合され得る。例えば、それらの特徴は、クリップ、ネジ、相補的な嵌合又は係合機能、ネジ山、留め具などで機械的に保持され得る。代替的又は追加的に、それらの特徴は、例えば、HSA、PSA、シアノアクリレート、エポキシなどの接着剤で共に結合され得る。
保持特徴4704は、支持機構(例えば、図43A~図44Dのヒンジ機構4308、図45Aの鋏機構4506、図45Bのヒンジ機構4526)のピンと係合するように構成されているクリップ及びチャネルとして示され、キーキャップ4700aをヒンジ機構に保持し、キー操作中(例えば、キーが押下されるとき)にヒンジ機構が関節移動できるようにする。保持特徴の特定の構成が示されていますが、他のタイプの保持特徴も使用され得る。
図47Bは、本体部4702bと、本体部4702bに取り付けられた取付部4708と、を含むキーキャップ4700bを示す。取付部4708は、ベース部から延在する保持特徴4706を含む。図47Aを参照して説明したように、取付部4708及び本体部4702bは、ガラス、セラミック、プラスチック、サファイアなど、キーキャップ4700bの下方のセンサからキーキャップ4700bの上方の物体を遮蔽しない任意の適切な誘電材料から形成され得る、又はそれらを含み得る。より具体的には、本体部4702bはガラス製であり得、取付部4708はプラスチックであり得る。別の例として、本体部4702b及び取付部4708(又はその任意の部分)のいずれか又は両方は、上部ケースの下のセンサに容量的又は電気的に結合して、キーメイクの検出を容易にする金属又はその他の導電材料(例えば、導電コーティング、塗料、構成要素など)から形成され得る、又はそれらを含み得る。
取付部4708は、図示されるように、単一射出成形構成要素など一体型であり得る。あるいは、保持特徴4706は、ベース部とは別個に形成され、その後、ベース部に取り付けられて、取付部4708を形成し得る。
前述の説明では、キーボード(メカニカルキーボードでも)及び上部ケースの非キーボード領域を含む、上部ケースの上の任意の位置でタッチ入力を検出し得るノートブックコンピュータなどのコンピューティングデバイスについて説明している。そのようなコンピューティングデバイスは、コンピューティングデバイスと対話する新しい異なる方法を可能にし得る。図48A~48Fは、コンピューティングデバイスに入力を提供するための様々な手法、及びコンピューティングデバイスが入力に応答して実行し得る例示的なアクションを示す。
図48Aは、ディスプレイ部4801aにフレキシブルに(例えば、ヒンジで)結合されているベース部4803aを含むコンピューティングデバイス4800aを示す。ディスプレイ部4801aは、ディスプレイ4805aを含む。ベース部4803aは、キーボード4802a(上述したように、メカニカルキーボード又は仮想キーボードであり得る)及びトラックパッド領域4804aを含む。キーボード4802aがメカニカルキーボードである場合、ベース部4803aの上部ケースの矩形開口部に少なくとも部分的に配置され得る。
トラックパッド領域4804aは、上部ケースの上面の非キーボード領域(例えば、キーボード4802a及び/又は仮想キー領域を除くケースの上面の全部又は略全部)に対応し得る。場合によっては、トラックパッド領域4804aは、キーボード4802aの上に位置する仮想キー領域4809も包含する、又はトラックパッド領域4804aは、キーボード4802aの上面に沿って(例えば、キーボード4802aとディスプレイ部4801aとの間で)その他の形で延在して、キーボード4802aを囲むか、さもなければ枠付けする連続4面フレームを画定する。図48Aは、キーボード4802aの上側に沿って延在し、仮想キー領域を包含するトラックパッド領域4804aを示すが、図48B~48Eは、キーボードの上面に沿って延在しておらず、キーボードの3つの側面(例えば、各キーボードの左側、右側、及び下面)に沿って延在するトラックパッド領域を示す。トラックパッド領域4804a(又はその他のトラックパッド領域)が仮想キー領域を包含する場合、トラックパッドを使用して、仮想キーに加えられるが、特定の仮想キーの選択として意図されていない仮想キーの選択及び/又はジェスチャ入力などの、仮想キー領域に加えられた入力を検出し得る。場合によっては、力及び/又はタッチセンサが上部ケースの下に配置され、トラックパッド領域4804aの任意の部分に加えられたタッチ及び/又は力入力を検出するように構成されている。
図48Aは、経路4808に沿ってキーボード4802aを横切ってスワイプする指4806aを示す。例えば、指4806aは、キー自体を操作することなく(例えば、キーキャップが移動する又はキー入力を登録させるのに十分キーを押すことなく)、キーボード4802aの物理的なキーキャップに沿ってスワイプし得る。ベース部内のタッチセンサ、例えば、図18A~18Dを参照して上述したタッチセンサは、上部ケースとキーキャップ(及びファブリックやその他の可撓性カバーなどのキーボードの他の構成要素)を介してユーザの指を検出し、開始位置、終了位置、及びそれらの間の経路などの入力ジェスチャの特性を検出する。
コンピューティングデバイス4800aは、入力ジェスチャの特性を受信し、入力に従って動作を実行し得る。例えば、コンピューティングデバイス4800aは、入力に応答してディスプレイ4805aに表示されるものを操作又は変更し得る。例えば、図48Aは、初期位置4810から第2の位置まで経路4811に沿って移動させられたカーソル4812を示す。経路4811は経路4808に対応し得る。例えば、経路4811は、経路4808と同じであるか、又は経路4808の縮尺表現である方向及び長さを有し得る。図48Aに示されるカーソル経路4811は、示された入力に応答してコンピューティングデバイス4800aが実行し得る動作の一例に過ぎず、他のユーザインタフェース操作又は機能的動作も可能である。
図48Bは、キーボード4802b及びトラックパッド領域4804bを備えたベース部4803bと、ディスプレイ4805bを備えたディスプレイ部4801bと、を含む、コンピューティングデバイス4800aと同様のコンピューティングデバイス4800bを示す。図48Bに示されるように、指4806bは、キーボード4802bから始まりトラックパッド領域4804b内へ延在する経路4814に沿ってベース部4803b上をスワイプしている。
上述したように、コンピューティングデバイス4800bは、キーボード4802bとトラックパッド領域4804bの両方の下方に1つ以上のタッチセンサを含み得る。これらのタッチセンサは、ジェスチャやその他の入力が中断することなくこれらの領域に広がり、コンピューティングデバイスが単一の途切れない出力を生成できるように、プログラム的又は物理的に統合され得る。例えば、図48Bに示されるように、ディスプレイ4805b上に表示されるカーソル4818は、初期位置4816から経路4817に沿って第2の位置に移動し得る。経路4817は、上部ケースの2つの物理的に異なる入力領域の部分を有するにもかかわらず、経路4814に対応し得る(例えば、経路4814と同一又は縮尺表現であり得る)。図48Bに示されるカーソル経路4817は、示された入力に応答してコンピューティングデバイス4800bが実行し得る動作の一例に過ぎず、他のユーザインタフェース操作又は機能的動作も可能である。
図48Cは、キーボード4802c及びトラックパッド領域4804cを備えたベース部4803cと、ディスプレイ4805cを備えたディスプレイ部4801cと、を含む、コンピューティングデバイス4800aと同様のコンピューティングデバイス4800cを示す。図48Cは、キーボード4802cとトラックパッド領域4804cの両方に加えられた入力を含む例示的なマルチタッチジェスチャを示す。例えば、第1の指4806cはキーボード4802cのキーに配置され、第2の指4807cは第1の指4806cから離し、キーボード4802cの一部を横切ってトラックパッド領域4804cにスワイプされ得る。このタイプの入力は、マルチタッチ入力検出(例えば、2つの同時タッチ入力の検出)とマルチ領域入力検出(例えば、上部ケースの異なる入力領域での同時タッチ入力の検出)の両方を含む。
第1の指4806cは、キーを操作し得る、又はキーを操作することなく単にキーの上に静置させ得る。例えば、キーがメカニカルキーである場合、キーは押下されている場合もあれば押下されていない場合もある。また、第1の指4806cは静止していると説明されているが、第2の指4807cと同時にキーボード4802cを横切って移動させ得る。
コンピューティングデバイス4800cは、図48Cに示される入力の検出に応答して、任意のアクションをとり得る。一例として、図48Cに示されるように、ディスプレイ4805c上のユーザインタフェース要素のサイズを変更している。例えば、ユーザインタフェース要素4824は、初期サイズ4822から第2のサイズに変更され、経路4823に沿って拡大され得る。インタフェース要素4824のサイズ変更の量及び方向は、入力ジェスチャの経路4820に対応し得る。上述したように、図48Cに示される要素のサイズ変更は、描かれた入力に応答してコンピューティングデバイス4800cが実行し得る動作の一例に過ぎず、他のユーザインタフェース操作又は機能的動作も可能である。
図48Dは、キーボード4802d及びトラックパッド領域4804dを備えたベース部4803dと、ディスプレイ4805dを備えたディスプレイ部4801dとを含む、コンピューティングデバイス4800aと同様のコンピューティングデバイス4800dを示す。図48Dは、キーボードの側面に沿って上部ケースの一部に加えられた例示的な入力ジェスチャを示す。例えば、指4807dは、入力経路4826に沿って、上部ケースの側面に沿って下方にスワイプされる。
コンピューティングデバイス4800dは、図48Dに示される入力の検出に応答して、任意のアクションをとり得る。一例としては、図48Dに示されるように、ディスプレイ4805d上のユーザインタフェース要素をスクロール又は移動している。例えば、グラフィカルオブジェクト(例えば、画像)、ドキュメント、ウェブページなどのユーザインタフェース要素4830は、経路4829に沿って初期位置4828から第2の位置に移動され得る。
図48Eは、キーボード4802e及びトラックパッド領域4804eを備えたベース部4803eと、ディスプレイ4805eを備えたディスプレイ部4801eとを含む、コンピューティングデバイス4800aと同様のコンピューティングデバイス4800eを示す。図48Eは、キーボード4802eのタッチ感知キーに加えられた例示的な入力ジェスチャを示している。キー4844eは、本明細書の様々な実施形態で説明されるように、タッチセンサに関連付けられたメカニカルキーであり得、又は仮想キー領域(例えば、タッチ及び/又は力センサ及び触覚出力デバイスに関連付けられ得る上部ケースの入力領域)であり得る。
キー4844e(スペースバーとして表示されているが、他の任意のキーがこの又は同様の入力ジェスチャに対して使用され得る)は、ジェスチャ入力だけでなく、従来のキー入力も受け入れることができる。より具体的には、ユーザが従来のタイピング方法でキー4844eを叩くと、コンピューティングデバイス4800eは従来のように応答し得る(例えば、テキスト入力へのスペースの挿入や画面上のアフォーダンスの選択など、スペースバーの選択から生じるアクションをとる)。しかしながら、ユーザがキー4844eにタッチジェスチャを適用すると、コンピューティングデバイス4800eは異なるアクションを実行できる。例えば、図48Eに示されるように、経路4846eに沿ったユーザの指又は親指のスライドなどのジェスチャ入力の結果、ユーザは、ワードプロセッシングアプリケーション又はその他のテキスト入力フィールド内のスペルの間違ったワード4840eに関する提案スペル4842eを受け入れ得る。
示されているスライドジェスチャ以外のジェスチャも使用され得る。例えば、ユーザはまた、機能を実行するために(例えば、提案されたスペル修正を拒否する、文字又は単語を削除する、前の単語を強調表示するなどのために)、経路4846eに沿って反対方向に指又は親指をスライドさせ得る。別の例として、ユーザは、キー4844eに沿って2本の指又は親指を互いに向けてスライドさせたり(例えば、ピンチジェスチャ)、又は互いに離したり(例えば、アンピンチジェスチャ)して、表示されたグラフィカル出力のサイズを拡大又は縮小させ得る(ズームアウト又はズームインなど)。これら又はその他のジェスチャを使用して、説明した機能の代わりに、又はそれに加えて、他の機能を実行し得る。例えば、文字入力キーにスワイプアップジェスチャが加えることで、小文字ではなく、対応する大文字が入力され得る。同様に、シフトキーにスワイプジェスチャを加えることで、コンピューティングデバイスが前景と背景のアプリケーションインタフェースを切り替え得る(例えば、アクティブなアプリケーションを切り替得る)。他のジェスチャ及び機能も可能である。
図48Eは、電子デバイスに関連付けられたタッチ及び/又は力センサによって実行され得るジェスチャ入力を使用して、単語及びテキストをデバイスに入力する速度及び容易さを改善する方法を説明する。本明細書に記載される統合インタフェースシステムはまた、コンピューティングデバイスへのテキスト入力を改善するための他の手法を簡易化する。例えば、場合によっては、力センサが、複数の隣接するキー領域に近接する位置における入力を検出又は判定し得る。このような場合、タッチセンサを使用して、タッチ入力の重心のより正確な位置を判定し、これを利用して隣接キー領域のどこがユーザのターゲットである可能性が高いかを判定し得る。例えば、ユーザがキーボードの「f」キーと「d」キーの間の境界に近い領域に触れると、力センサデータのみに基づくと、キーがユーザのターゲットであったかがあいまいになる場合がある。タッチセンサを使用して、タッチ入力の重心に基づいて「f」キーと「d」キーの関係を解除し得る。重心が「f」キーに近い場合、コンピューティングデバイスは「f」キーの選択として入力を登録し、「d」キーを無視し得る(逆も同様)。この関係解除プロセスは、前の入力にかかわらず使用され得るため、ユーザの意図したターゲットキーを判定するためのスペル及び/又は文法に関係なくより正確なタイピング入力が可能になる。これにより、誤ってタイピングされた単語が、実際の物理的入力ではなく、ほぼ入力のスペル及び/又は文法に基づいてのみコンピューティングデバイスによって修正可能な既存の方法を改善し得る。より具体的には、従来のメカニカルキーボードのみを備えたデバイスは、文字列「cvomputer」を検出し、「computer」に置き換えることを推奨するが、タッチ及び力感知システムにより有効となる関係解除機能は、単語が完了する前に、ユーザが「c」キーのみを選択することを意図していたと判定することができる。特定の単語はスペル又は文法ベースのシステムで識別できない可能性があるため、これにより、より正確なタイピングが提供され得る。例えば、ユーザが「cvomnputer」などの文字列を入力した場合、その単語は、デバイスが正しいスペルとして提案する「computer」に十分に類似していない場合がある。上記の関係解除システムは、実際にどのキーを選択することが意図されていたかを判定できるため、間違った文字列を最初から回避し得る(例えば、間違った文字は最初から無視されている)。
当然ながら、コンピューティングデバイスは、過去の入力を使用して、関係を解除し得る、及び/又は意図される可能性の高い入力を判定し得る。例えば、ユーザが「keyboar」という文字を入力した場合、「f」又は「d」キーの選択として解釈され得る力入力は、単語を正しく綴るという事実に基づき(及び任意選択的に、入力の重心が「f」キーよりも「d」の近くで検出されたため)「d」であると判定され得る。
図48Fは、ベース部4803fとディスプレイ4805fを備えたディスプレイ部4801fとを含む、コンピューティングデバイス4800aと同様のコンピューティングデバイス4800fを示す。ベース部4803fは、ベース部4803fの上部ケース(例えば、透明なガラス又はプラスチックの上部ケース)を通じて可視であるベース部4803f内のディスプレイを含み得る。ベース部4803fのディスプレイは、ユーザが対話できるベース部4803fにアフォーダンスを表示し得る。図示されるように、アフォーダンスには、ボタンアレイ4834f及び回転ダイヤル4836fが含まれる。ユーザは、両方のアフォーダンスと個別又は同時に対話して、様々なタイプの入力を提供し、コンピューティングデバイス4800fに様々な機能を実行させることができる。例えば、図48Fは、物体の三次元モデルを示すディスプレイ4805fを示しており、アフォーダンスを使用して物体のビューを操作し得る。例えば、図48Fに示されるように、ユーザがボタンアレイ4834f内のボタンを選択すると、コンピューティングデバイス4800fは、様々な可能な方法のうちの1つで回転ダイヤル4836fへの入力を解釈し得る。より具体的には、ボタンアレイ4834fのボタンは、回転ダイヤル4836fへの入力が、三次元モデルを水平に回転させる、垂直に回転させる、ズームイン又はズームアウトするかなどを判定し得る。図48Fに示されるように、特定のボタンの選択及び回転ダイヤル4836fの回転により、表示物体は、初期配向4831fから最終配向4832fまで回転する、又はその他の方法で操作される。他のタイプのアフォーダンスも表示され得、アフォーダンスのユーザ操作(例えば、表示されたアフォーダンスに加えられるタッチ及び/又は力入力)に応答して他の機能が実行され得る。
図48A~48Fでは、指がタッチ入力を提供するように示されている。スタイラス又はコンピューティングデバイス内のタッチセンサによって検出可能な他の任意の適切な物体など、指の代わりに、又は指に加えて、他の物体又は器具が使用され得ると理解されよう。更に、コンピューティングデバイスは、図48A~48Fに示される入力に応答して、音声出力の音量の変更、ディスプレイの輝度又は任意のその他の出力プロパティの変更、ディスプレイにわたる別のユーザインタフェース要素(メディア再生アプリケーションのスライダバーなど)の移動など、他のアクションをとり得る、又はその他の機能を実行し得る。
本明細書に記載されるように、コンピューティングデバイスの上部ケースは、ガラス、プラスチック、セラミックなどの誘電材料で形成され得る、又は誘電材料を含み得る。そのような材料の誘電特性及び/又は非導電特性により、上部ケースの下方にある各種構成要素は上部ケースを通じて有効に通信し得る。例えば、電磁信号及び/又は電磁場は上部ケースを通過して、デバイス間の通信、無線電力伝送(例えば、誘導充電)、光学的及び/又は容量性感知などを容易化し得る。
図49Aは、上部ケースを通じて外部物体とインタフェースをとる例示的なコンピューティングデバイス4900aを示す。コンピューティングデバイス4900aは、ディスプレイ部4901aに(例えば、ヒンジで)フレキシブルに結合されているベース部4903aを含む。ディスプレイ部4901aは、ディスプレイ4905aを含む。ベース部4903aは、キーボード4902a(上述したように、メカニカルキーボード又は仮想キーボードであり得る)及びトラックパッド領域4904aを含む。トラックパッド領域4904aは、上部ケースの上面の非キーボード領域(例えば、キーボード4902a及び/又は仮想キー領域を除くケースの上面の全体又は略全体)に対応し得る。
デバイス4900aは、ベース部4903aの上部ケースを通じて外部物体と相互作用するように構成されているベース部4903a内の様々な構成要素を含み得る。例えば、デバイス4900aは、生体認証センサ4912a、指紋センサ4910a、及び無線充電器4914aを含む。生体認証センサ4912aは、キーボード4902a上でタイピングするときにユーザが典型的に手のひら又は手首を載せて置く場所に配置され得る。生体認証センサ4912aは、上部ケースを通じてユーザに関する生体認証情報を検出するように構成され得る。例えば、生体認証センサ4912aは、手のひら又は手首の紋を検出し、ユーザの心拍数、血中酸素化レベル、体温などを検出し得る。このような情報は、認証目的で使用され、デバイスに対するユーザの手の位置を判定し得る、及び/又はユーザが追跡する健康データを記録し得る。上述したように、生体認証センサ4912aは、光学センサ(例えば、フォトプレチスモグラフ、カメラなど)、容量性センサなどの任意の適切な感知技術を利用し得る。生体認証センサ4912aはまた、カメラ、レンズ、プロジェクタ(例えば、マイクロドットプロジェクタ)、赤外線センサなどを含み、上部ケースを通じて通信して顔認識機能を提供し得る得る顔認識センサを更に含み得る。場合によっては、本明細書に記載されるように、生体認証センサ4912aに関連付けられた領域は、タッチ及び/又は力を感知するままであり得る。
コンピューティングデバイス4900aは、指紋センサ4910aも含み得る。指紋センサ4910aは、ユーザの指紋を検出して、デバイス4900aに対してユーザを認証し得る。指紋センサ4910aは、光学、容量性、誘導性、超音波及び/又は音響などを含む、任意の適切な感知技術を使用し得る。
コンピューティングデバイス4900aは、ベース部4903a内に無線充電器4914aも含み得る。無線充電器4914aは、外部デバイス4916a(例えば、スマートフォン、音楽プレーヤなど)に電力を伝送する、又は外部ソース(例えば、電源に結合されている充電器やポータブルバッテリなど)から電力を受け取るように構成され得る。無線充電器4914aは、誘導コイルを使用して、2つのデバイス間で電力を伝送し得る及び/又は受け取り得る。上述したように、上部ケースの誘電特性により、2つのコイル間の誘導結合を可能にするのに十分な減衰で電磁場を通過させ得る。
生体認証センサ4912a、指紋センサ4910a、及び無線充電器4914aは、ベース部4903a又はディスプレイ部分4901aの任意の適切な位置に配置され得る。更に、生体認証センサ4912a、指紋センサ4910a、及び無線充電器4914aは、その位置に関するグラフィック、境界、又はその他の視覚的インジケータに関連付けられ、ユーザがそれらの構成要素を容易かつ迅速に特定できるようにする。視覚的インジケータは、上述したように、照光視覚的インジケータを画定するために下から照らされるマスク層の微小穿孔によって画定され得る。
図49Bは、上部ケースを介して着脱可能な周辺入力デバイスと通信するように構成されている例示的なコンピューティングデバイス4900bを示す。コンピューティングデバイス4900bは、ディスプレイ部4901bにフレキシブルに(例えば、ヒンジで)結合されているベース部4903bを含む。ディスプレイ部4901bは、ディスプレイ4905bを含む。ベース部4903bは、キーボード4902b(上述したように、メカニカルキーボード又は仮想キーボードであり得る)とトラックパッド領域4904bとを含む。トラックパッド領域4904bは、上部ケースの上面の非キーボード領域(例えば、キーボード4902b及び/又は仮想キー領域を除くケースの上面全体又は略全体)に対応し得る。
コンピューティングデバイス4900bは、周辺入力ユニット4924b(又は任意の他の適切な電子デバイス)を収容するように構成され得る接続領域4919bをベース部4903bに含み得る。図示されるように、周辺入力ユニット4924bは、例えば、三次元物体の表示を操作する、ゲームアプリケーションに入力する、ユーザインタフェースをナビゲートするためなどに使用され得るジョイスティックである。
コンピューティングデバイス4900bは、ベース部4903b内に整合構成要素4920bを更に含み得る。磁石又は磁性材料であり得る整合構成要素4920bは、周辺入力ユニット4924b内の対応する磁石又は磁性材料に引き付けられて、周辺入力ユニット4924bをベース部4903bに対して適切に整合させ得る、又はその他の形で周辺入力ユニット4924bをベース部4903bに保持し得る。コンピューティングデバイス4900bはまた、無線信号を送受信するためのアンテナ、及び通信を容易にするために関連付けられたプロセッサ及び回路を含み得る無線通信モジュール4922bを含み得る。図示されるように、無線通信モジュール4922bは、周辺入力ユニット4924bの下に配置されるが、他の位置にも配置され得る。周辺入力ユニット4924bは、ベース部4903bに取り付けられると、無線通信モジュール4922bを介してコンピューティングデバイス4900bと通信して、コンピューティングデバイス4900bに入力信号を提供し得る。コンピューティングデバイス4900bは、いつ周辺入力ユニット4924bが接続領域4919bで上部ケースに取り付けられたかを検出するセンサも含み得る。コンピューティングデバイス4900bは、接続領域4919b上での周辺入力ユニット4924bの存在が検出されると、周辺入力ユニット4924bとの通信を自動的に開始し得る、及び/又は入力の受入れを開始し得る。
図50は、電子デバイス5000の例示的な概略図である。例として、図50のデバイス5000は、図1Aに示されるコンピューティングデバイス100に対応し得る。複数の機能、動作、及び構造がデバイス5000の一部である、組み込まれる、又は実行されるとして開示されている限り、各種実施形態は、上記の説明された機能、動作、及び構造の一部又は全部を省略できることを理解されたい。従って、デバイス5000の異なる実施形態は、本明細書に記載される様々な能力、装置、物理的特徴、モード、及び動作パラメータの一部若しくは全部を有してもよい、又は全く有さなくてもよい。
図50に示されるように、デバイス5000は、命令を記憶したメモリ5004にアクセスするように構成されている1つ以上の処理ユニット5002を含む。命令又はコンピュータプログラムは、デバイス5000に関して説明される動作又は機能のうちの任意の1つ以上を実行するように構成され得る。例えば、命令は、1つ以上のディスプレイ5020、1つ以上のタッチセンサ5006、1つ以上の力センサ5008、1つ以上の通信チャネル5010、及び/又は1つ以上の触覚フィードバックデバイス5012の動作を制御又は調整するように構成され得る。
図50の処理ユニット5002は、データ又は命令を処理、受信、又は送信し得る任意の電子デバイスとして実装され得る。例えば、処理ユニット5002は、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置(central processing unit、CPU)、特定用途向け集積回路(application-specific integrated circuit、ASIC)、デジタル信号プロセッサ(digital signal processor、DSP)、又はそのようなデバイスの組み合わせのうちの1つ以上を含み得る。本明細書に記載される場合、用語「プロセッサ」とは、単一プロセッサ若しくは処理ユニット、複数のプロセッサ若しくは複数の処理ユニット、又はその他の適切に構成されているコンピューティング要素(単数又は複数)を包含することを意図するものである。
メモリ5004は、デバイス5000によって使用され得る電子データを記憶することができる。例えば、メモリは、例えば、オーディオ及びビデオファイル、文書及びアプリケーション、デバイス設定及びユーザプリファレンス、様々なモジュールのためのタイミング及び制御信号又はデータ、データ構造又はデータベースなどの、電気データ又はコンテンツを記憶することができる。メモリ5004は、任意のタイプのメモリとして構成され得る。単なる例示であるが、メモリは、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、フラッシュメモリ、取り外し可能メモリ、若しくは他の種類の記憶素子、又はそのようなデバイスの組み合わせとして実装されてもよい。
タッチセンサ5006は、様々なタイプのタッチベースの入力を検出し、プロセッサ命令を使用してアクセス可能な信号又はデータを生成し得る。タッチセンサ5006は、任意の適切な構成要素を使用し、任意の適切な現象に依存して物理的入力を検出し得る。例えば、タッチセンサ5006は、容量性タッチセンサ、抵抗性タッチセンサ、音響波センサなどであり得る。タッチセンサ5006は、電極(例えば、電極層)、物理的構成要素(例えば、基板、スペーシング層、構造支持体、圧縮性要素など)、プロセッサ、回路、ファームウェアなど、タッチベースの入力を検出し、プロセッサ命令を使用してアクセスできる信号又はデータを生成するための適切な構成要素を含み得る。タッチセンサ5006は、様々なタイプの入力を検出するために様々な入力機構と併せて使用され得る。例えば、タッチセンサ5006は、タッチ入力(例えば、ジェスチャ、マルチタッチ入力、タップなど)、キーボード入力(例えば、機械的又は仮想キーの操作)などを検出するために使用され得る。タッチセンサ5006は、コンピューティングデバイスの上部ケース(例えば、上述の上部ケース112)に加えられたタッチ入力を検出するように統合又は構成され得る。タッチセンサ5006は、力センサ5008と連動して動作し、タッチ入力に応答して信号又はデータを生成し得る。
力センサ5008は、様々なタイプの力ベースの入力を検出し、プロセッサ命令を使用してアクセスできる信号又はデータを生成し得る。力センサ5008は、任意の適切な構成要素を使用し、任意の適切な現象に依存して物理的入力を検出し得る。例えば、力センサ5008は、歪みセンサ、圧電性センサ、ピエゾ抵抗性センサ、容量性センサ、抵抗性センサなどであり得る。力センサ5008は、電極(例えば、電極層)、物理的構成要素(例えば、基板、スペーシング層、構造支持体、圧縮性要素など)、プロセッサ、回路、ファームウェアなど、力ベースの入力を検出し、プロセッサ命令を使用してアクセス可能な信号又はデータを生成するための任意の適切な構成要素を含み得る。力センサ5008は、様々なタイプの入力を検出するために様々な入力機構と併せて使用され得る。例えば、力センサ5008は、クリック、押下、又はトラックパッド、キーボード、仮想キー領域、タッチ又は力感知入力領域などに加えられた他の力入力を検出するために使用され得、その一部又は全部は、コンピューティングデバイスの上部ケース(例えば、上述した上部ケース112)に配置又は統合し得る。力センサ5008は、力入力の大きさを判定するように構成され得る(例えば、単なるバイナリ「力あり/力なし」判定ではなく、目盛り付きスケールに沿った力の量を表す)。力センサ5008及び/又は関連付けられた回路は、判定された力の大きさと閾値とを比較して、入力に応答してとるべきアクションがあれば、それを判定し得る。本明細書に記載されるように、力の閾値は、入力の位置、ユーザの手のひらが上部ケースに載っていることが検出されたか否か、又はその他の適切な要因に基づいて、動的に選択又は変更され得る。力センサ5008は、タッチセンサ5006と連動して動作し、タッチ及び/又は力ベースの入力に応答して信号又はデータを生成し得る。
タッチセンサ5006及び力センサ5008(タッチ及び力感知システムとも呼ばれ得る)は、感知システム5009の一部と見なされ得る。感知システム5009は、タッチセンサのみ、力センサのみ、又はタッチセンサと力センサの両方を含み得る。更に、感知システム5009は、ハードウェア及び/又はソフトウェア構成要素、システム、サブシステムなどの任意の構成又は組み合わせを使用して、タッチ感知機能及び/又は力感知機能を提供し得る。例えば、いくつかの力感知構成要素及び関連付けられた回路は、入力の位置と入力の力の大きさ(例えば、非バイナリ測定)の両方を判定し得る。このような場合、別個の物理的タッチ感知機構は省略され得る。いくつかの例では、物理的機構及び/又は構成要素は、タッチセンサ5006及び力センサ5008によって共有され得る。例えば、容量性力センサの駆動信号を提供するために使用される電極層は、容量性タッチセンサの駆動信号を提供するためにも使用され得る。いくつかの例では、デバイスは、機能的及び/又は物理的に別個のタッチセンサと力センサを含み、所望の感知機能を提供する。
デバイス5000は、1つ以上の触覚デバイス5012も含み得る。触覚デバイス5012は、必ずしも限定されるものではないが、回転触覚デバイス、線形アクチュエータ、圧電デバイス、振動素子などの様々な触覚技術のうちの任意の1つ以上を含み得る。一般に、触覚デバイス5012は、デバイスのユーザに断続的かつ明確なフィードバックを提供するように構成され得る。より具体的には、触覚デバイス5012は、ノック又はタップ感覚及び/又は振動感覚を生成するように適合され得る。そのような触覚出力は、仮想又はメカニカルキーボード上のキー操作の検出、トラックパッド領域上の力入力の検出など、タッチ及び/又は力ベースの入力の検出に応答して提供され得る。触覚出力は、本明細書に記載されるように、局所的又は全体的であり得、本明細書に記載されるように、ノートブックコンピュータの上部ケースなどの様々な物理的構成要素を通じてユーザに伝えられ得る。
1つ以上の通信チャネル5010は、処理ユニット5002と外部デバイスとの間の通信を提供するように適合された1つ以上の無線インタフェースを含み得る。一般に、1つ以上の通信チャネル5010は、処理ユニット5002で実行される命令によって解釈され得るデータ及び/又は信号を送受信するように構成され得る。場合によっては、外部デバイスは、他のデバイスとデータを交換するように構成されている外部通信ネットワークの一部である。概して、無線インタフェースは、無線周波数、光学、音響、及び/又は誘導の信号を含み得るがこれらには限定されず、無線インタフェース又はプロトコルで動作するよう構成され得る。例示的な無線インタフェースとしては、無線周波数セルラーインタフェース、光ファイバインタフェース、音響インタフェース、Bluetooth(登録商標)インタフェース、赤外線インタフェース、USBインタフェース、Wi-Fiインタフェース、TCP/IPインタフェース、ネットワーク通信インタフェース又は任意の他の従来型通信インタフェースが挙げられる。
図50に更に示されるように、デバイス5000は、電力を貯蔵し、デバイス5000の他の構成要素に電力を供給するために使用されるバッテリ5014を含み得る。バッテリ5014は、ユーザが使用している間にデバイス5000に電力を供給するように構成されている再充電可能な電源であり得る。
前述の記載では、説明のために、記載された実施形態の完全な理解をもたらすために特定の専門用語を用いた。しかし、記述される実施形態を実施するために、具体的な詳細は必要とされないことは、当業者には明らかであろう。従って、本明細書に述べられる特定の実施形態の前述の説明は、実例及び説明の目的で提示されている。これらの説明は、網羅的であること、又は開示されるまさにその形態に実施形態を限定することをターゲットとしたものではない。上記の教示を考慮すれば、多くの変更及び変形が可能であることが、当業者には明らかであろう。また、本明細書で構成要素の位置を指すために使用される場合、上記及び以下の用語、又はそれらの同義語は、必ずしも外部基準に対する絶対位置を指すのではなく、図面を参照して構成要素の相対位置を指す。
更に、前述の図面及び説明には、多数の概念及び機能が含まれており、それらを様々な方法で組み合わせて、多数の利点及び利点を実現し得る。従って、様々な異なる図面の特徴、構成要素、要素、及び/又は概念を組み合わせて、本説明で必ずしも共に図示又は説明されていない実施形態又は実施例を生成し得る。更に、特定の図面又は説明に示されるすべての機能、構成要素、要素、及び/又は概念は、特定の実施形態及び/又は実施例において必ずしも必要ではない。そのような実施形態及び/又は実施例は、本明細書の範囲に含まれることが理解されるであろう。

Claims (21)

  1. ポータブルコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前記ディスプレイ部の前部外面を画定する第1のガラス部材と、
    前記ディスプレイ部の、前記前部外面とは反対側の後部外面を画定する第2のガラス部材であって、前記第1のガラス部材及び前記第2のガラス部材は内部空洞を画定する、第2のガラス部材と、
    前記内部空洞に配置されており、前記第1のガラス部材の内面に結合されたディスプレイと、
    前記内部空洞の少なくとも一部を占めるポッティング材と、
    を備えるディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ベース部の下部外面を画定する下部ケースと、
    前記下部ケースに結合された上部ケースであって、
    前記ベース部の上部外面と、
    前記ベース部の前記上部外面に沿ったキーボード領域と、
    前記ベース部の前記上部外面に沿ったトラックパッド領域と、
    を画定する上部ケースと、
    を備えるベース部と、
    を備える、ポータブルコンピュータ。
  2. 請求項1に記載のポータブルコンピュータであって、前記ディスプレイ部は、前記第1のガラス部材を前記第2のガラス部材に結合する接合部材であって、前記ディスプレイ部の側面の少なくとも一部を画定する接合部材をさらに備える、ポータブルコンピュータ。
  3. 請求項1に記載のポータブルコンピュータであって、前記上部ケースは、ガラス上部ケースである、ポータブルコンピュータ。
  4. 請求項3に記載のポータブルコンピュータであって、
    前記ガラス上部ケースは前記キーボード領域のキーウェブを画定し、前記キーウェブは複数の開口を画定し、
    前記ベース部は、前記キーウェブの前記複数の開口の個別の開口に配置された個別のキーを備えるキーボードをさらに備える、ポータブルコンピュータ。
  5. 請求項1に記載のポータブルコンピュータであって、前記キーボード領域と前記トラックパッド領域とは、前記ベース部の前記上部外面に沿って同じ幅を有する、ポータブルコンピュータ。
  6. 請求項1に記載のポータブルコンピュータであって、前記上部ケースは金属から形成される、ポータブルコンピュータ。
  7. ノートブックコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前部外面と、
    前記前部外面とは反対側の後部外面と、
    前記前部外面から前記後部外面に延在する側部外面と、を画定し、
    前記ディスプレイ部は、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記前部外面を画定する第1の筐体部と、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記後部外面を画定する第2の筐体部と、
    前記ディスプレイ部に配置され、前記前部外面を通じて視認可能なグラフィカル出力を作り出すように構成されたディスプレイであって、前記第1の筐体部の内面に接着されるディスプレイと、
    を備える、ディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ノートブックコンピュータのユーザ入力面を画定する第3の筐体部と、
    前記第3の筐体部に結合され、前記ノートブックコンピュータの下部外面を画定する第4の筐体部と、
    を備える、ベース部と、
    を備える、ノートブックコンピュータ。
  8. 請求項に記載のノートブックコンピュータであって、前記第1の筐体部と前記第2の筐体部との間に配置された接合構造であって、前記ディスプレイ部の前記側部外面の少なくとも一部を画定する接合構造をさらに備える、ノートブックコンピュータ。
  9. 請求項に記載のノートブックコンピュータであって、
    前記第1の筐体部は、前記接合構造に接着され、
    前記第2の筐体部は、前記接合構造に接着される、ノートブックコンピュータ。
  10. 請求項に記載のノートブックコンピュータであって、前記第2の筐体部の表面に配置されたコーティングをさらに備える、ノートブックコンピュータ。
  11. 請求項に記載のノートブックコンピュータであって、前記第3の筐体部は、ガラス部材である、ノートブックコンピュータ。
  12. 請求項11に記載のノートブックコンピュータであって、前記第3の筐体部は、キーボードの個別のキーを受け入れるように構成された複数の個別のキー開口を画定するキーウェブを画定する、ノートブックコンピュータ。
  13. ポータブルコンピュータであって、
    ベース部であって、
    キーボードと、
    前記キーボードの側方に沿ったトラックパッド領域と、
    を備える、ベース部と、
    前記ベース部に結合され、前記ベース部に対する開位置と前記ベース部に対する閉位置との間を移動可能であるディスプレイ部であって、
    前記ポータブルコンピュータの外面を画定する第1のガラス筐体構造と、
    前記第1のガラス筐体構造に結合され、前記ポータブルコンピュータのディスプレイ面を画定する第2のガラス筐体構造であって、前記ディスプレイ面は、前記外面に平行である、第2のガラス筐体構造と、
    前記第1のガラス筐体構造と前記第2のガラス筐体構造との間に配置され、前記ディスプレイ面を通じて視認可能なグラフィカル出力を作り出すように構成されたディスプレイと、
    前記第1のガラス筐体構造と前記第2のガラス筐体構造との間に位置する接合構造と、
    を備える、ディスプレイ部と、
    を備える、ポータブルコンピュータ。
  14. 請求項13に記載のポータブルコンピュータであって、前記キーボードと前記トラックパッド領域とは、同じ幅を有する、ポータブルコンピュータ。
  15. 請求項13に記載のポータブルコンピュータであって、前記ベース部は、前記トラックパッド領域を画定する第3のガラス筐体構造を備える、ポータブルコンピュータ。
  16. 請求項13に記載のポータブルコンピュータであって、
    前記第1のガラス筐体構造は、前記接合構造の第1の側に接着され、
    前記第2のガラス筐体構造は、前記接合構造の第2の側に接着される、ポータブルコンピュータ。
  17. 請求項16に記載のポータブルコンピュータであって、前記接合構造は、前記ディスプレイ部の外側面の少なくとも一部を画定する、ポータブルコンピュータ。
  18. ポータブルコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前記ディスプレイ部の前部外面を画定する第1のガラス部材と、
    前記ディスプレイ部の、前記前部外面とは反対側の後部外面を画定する第2のガラス部材であって、前記第1のガラス部材及び前記第2のガラス部材は内部空洞を画定する、第2のガラス部材と、
    前記内部空洞に配置されており、前記第1のガラス部材の内面に結合されたディスプレイと、
    前記第1のガラス部材を前記第2のガラス部材に結合する接合部材であって、前記ディスプレイ部の側面の少なくとも一部を画定する接合部材と、
    を備えるディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ベース部の下部外面を画定する下部ケースと、
    前記下部ケースに結合された上部ケースであって、
    前記ベース部の上部外面と、
    前記ベース部の前記上部外面に沿ったキーボード領域と、
    前記ベース部の前記上部外面に沿ったトラックパッド領域と、
    を画定する上部ケースと、
    を備えるベース部と、
    を備える、ポータブルコンピュータ。
  19. ノートブックコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前部外面と、
    前記前部外面とは反対側の後部外面と、
    前記前部外面から前記後部外面に延在する側部外面と、を画定し、
    前記ディスプレイ部は、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記前部外面を画定する第1の筐体部と、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記後部外面を画定する第2の筐体部と、
    前記ディスプレイ部に配置され、前記前部外面を通じて視認可能なグラフィカル出力を作り出すように構成されたディスプレイと、
    前記第1の筐体部と前記第2の筐体部との間に配置された接合構造であって、前記ディスプレイ部の前記側部外面の少なくとも一部を画定する接合構造と、
    を備える、ディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ノートブックコンピュータのユーザ入力面を画定する第3の筐体部と、
    前記第3の筐体部に結合され、前記ノートブックコンピュータの下部外面を画定する第4の筐体部と、
    を備える、ベース部と、
    を備える、ノートブックコンピュータ。
  20. ノートブックコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前部外面と、
    前記前部外面とは反対側の後部外面と、
    前記前部外面から前記後部外面に延在する側部外面と、を画定し、
    前記ディスプレイ部は、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記前部外面を画定する第1の筐体部と、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記後部外面を画定する第2の筐体部と、
    前記ディスプレイ部に配置され、前記前部外面を通じて視認可能なグラフィカル出力を作り出すように構成されたディスプレイと、
    前記第2の筐体部の表面に配置されたコーティングと、
    を備える、ディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ノートブックコンピュータのユーザ入力面を画定する第3の筐体部と、
    前記第3の筐体部に結合され、前記ノートブックコンピュータの下部外面を画定する第4の筐体部と、
    を備える、ベース部と、
    を備える、ノートブックコンピュータ。
  21. ノートブックコンピュータであって、
    ディスプレイ部であって、
    前部外面と、
    前記前部外面とは反対側の後部外面と、
    前記前部外面から前記後部外面に延在する側部外面と、を画定し、
    前記ディスプレイ部は、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記前部外面を画定する第1の筐体部と、
    ガラスから形成され、前記ディスプレイ部の前記後部外面を画定する第2の筐体部と、
    前記ディスプレイ部に配置され、前記前部外面を通じて視認可能なグラフィカル出力を作り出すように構成されたディスプレイと、
    を備える、ディスプレイ部と、
    前記ディスプレイ部にフレキシブルに結合されたベース部であって、
    前記ノートブックコンピュータのユーザ入力面を画定する第3の筐体部であって、ガラス部材である第3の筐体部と、
    前記第3の筐体部に結合され、前記ノートブックコンピュータの下部外面を画定する第4の筐体部と、
    を備える、ベース部と、
    を備える、ノートブックコンピュータ。
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