KR101789024B1 - 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면을 갖는 키보드 및 키 어셈블리 - Google Patents

수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면을 갖는 키보드 및 키 어셈블리 Download PDF

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Abstract

수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면과 관련된 기술들이 여기에 설명된다. 터치면의 예들은 키보드의 키, 랩탑의 터치패드, 또는 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터의 터치스크린을 포함한다. 여기에 설명된 기술들을 갖고, 상기 터치면은 레벨 방향에 제한되며 사용자가 버튼 또는 키와 같은 터치면을 누르는 동안 고정적인 채로 있다. 또한, 여기에 설명된 기술들을 갖고, 평면-병진-동작 메커니즘은 그것이 사용자가 터치면을 누를 때 수직으로(예로서, 아래 방향으로) 주행하는 동안 상기 터치면에 평면 병진을 부여한다. 이러한 요약은 그것이 청구항들의 범위 또는 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해를 갖고 진술된다.

Description

수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면을 갖는 키보드 및 키 어셈블리 {KEYBOARD AND KEY ASSEMBLY HAVING LEVELED TOUCHSURFACE WITH PLANAR TRANSLATIONAL RESPONSIVENESS TO VERTICAL TRAVEL}
관련 출원
본 출원은 2011년 1월 4일에 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/429,749호 및 2011년 4월 3일에 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/471,186호의 우선권의 이득을 주장하며, 이 개시물들은 여기에 참조로서 통합된다.
본 발명은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면에 관련된 기술에 관한 것이다.
도 1은 통상적인 컴퓨터 시스템의 종래의 키보드의 간소화된 키 역학(100)의 측면도를 예시한다. 그것이 필수적인 것들만을 추려내면, 종래의 키 역학(100)은 키(110), 접을 수 있는 탄성 중합체 플런저(즉, "러버 돔(rubber dome)")(120), 시저-메커니즘(130), 및 베이스(140)를 포함한다.
상기 러버 돔(120)은 사용자가 스위치를 키(110) 아래에서 및 베이스(140) 상에 또는 그것에서 맞물리게 하기 위해 상기 키를 누르는 동안 그녀에게 친숙한 스냅-오버(snap-over) 느낌을 제공한다. 시저-메커니즘(130)에 대한 1차 목적은 그것의 키누름 동안 상기 키(110)를 레벨링하는 것이다.
통상적으로, 상기 시저 메커니즘(130)은 상기 키(110)를 상기 베이스(140) 및/또는 키보드의 몸체에 연결하는 적어도 한 쌍의 연동하는 단단한(예로서, 플라스틱 또는 금속) 블레이드들(132, 134)을 포함한다. 상기 연동 블레이드들은 상기 키(110)가 Z-방향 화살표(150)에 의해 표시된 바와 같이, 그것의 수직 경로를 따라 주행할 때 "시저"-형 방식으로 이동한다. 상기 시저 메커니즘(130)의 배열은 사용자가 키(110)를 누르는 동안 상기 키(즉, "키탑들(keytops)")의 최상부의 흔들림(wobbling), 떨림(shaking), 또는 기울어짐을 감소시킨다.
상기 시저 메커니즘(130)은 상기 키탑의 몇몇 레벨링을 제공하지만, 그것은 상기 키탑(112)의 흔들림, 떨림, 및 기울어짐을 제거하지 않는다. 또한, 상기 시저 메커니즘(130)은 기계적 복잡도를 키보드 조립 및 수리에 부가한다. 더욱이, 상기 키 아래의 메커니즘들(시저 메커니즘(130) 및 러버 돔(120)과 같은)은 상기 키(110) 아래에서 역광을 모호하게 하며 얼마나 얇은 키보드가 구성될 수 있는지를 제한한다. 키누름의 친숙한 스냅 오버 느낌이 비효율적이고 및/또는 부정적인 영향을 미치기 전에 상기 러버 돔(120) 및/또는 시저 메커니즘(130)이 얼마나 얇을 수 있는지에 대한 제한이 존재한다.
종래의 키보드들은 이러한 키보드들을 구성하기 위해 기존의 접근법들을 사용하여 얇기의 임계치에 도달한다. 러버 돔들, 시저 메커니즘들 등은 친숙하며 만족스러운 스냅-오버 느낌을 갖고 레벨 키누름을 여전히 유지하면서 기술적으로 가능한 가장 얇은 비율들로 감소되어 왔다.
수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면과 관련된 기술들이 여기에 설명된다. 터치면의 예들은 키보드의 키, 랩탑의 터치패드, 또는 스마트폰 또는 태블릿 컴퓨터의 터치스크린을 포함한다. 여기에 설명된 기술들을 갖고, 상기 터치면은 레벨 방향에 제한되며 사용자가 버튼 또는 키와 같은 터치면을 누르는 동안 고정된 채로 있다. 또한, 여기에 설명된 기술들을 갖고, 평면-병진-동작 메커니즘은 사용자가 터치면을 누를 때 터치면이 수직으로(예로서, 아래 방향으로) 주행하는 동안 상기 터치면에 평면 병진을 부여한다.
이러한 요약은 청구항들의 범위 또는 의미를 해석하거나 또는 제한하기 위해 사용되지 않을 것이라는 이해를 갖고 진술된다. 이러한 요약은 청구된 주제의 주요 특징들 또는 필수적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며 청구된 주제의 범위를 결정하기 위한 보조로서 사용되도록 의도되지 않는다.
본 발명에 따른 레벨링 기술은 키누름 동안 키의 임의의 흔들림, 진동, 또는 기울어짐을 감소시키거나 또는 제거한다. 또한, 본 발명에 따른 키 어셈블리는 레벨링한, 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 터치면(예로서, 키)의 만족스러운 촉각적 사용자 경험을 제공한다.
도 1은 통상적인 컴퓨터 시스템의 종래의 키보드의 간소화된 키 역학의 측면도.
도 2a는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 만족스러운 촉각의 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 터치면의 제 1 구현의 정면도. 상기 제 1 구현은 누를-준비 위치(즉, 준비 위치)에서의 간소화된 대표적인 키 어셈블리이며, 여기에서 묘사된 대표적인 키 어셈블리는 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된다.
도 2b는 도 2a의 제 1 구현의 정면도이지만 키누름 동안 중간에 도시된다.
도 2c는 도 2a의 제 1 구현의 정면도이지만, 완전히 눌려진 것으로 도시된다.
도 3은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 만족스러운 터치 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 제 2 구현의 등각도이다. 상기 제 2 구현은 누를-준비 위치(즉, 준비 위치)에서의 대표적인 키 어셈블리이며, 여기에서 상기 묘사된 대표적인 키 어셈블리는 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된다.
도 4는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 2 구현을 예시한 상부 평면도.
도 5는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 2 구현을 예시한 측면도.
도 6은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 2 구현을 예시한 확대된 등각도.
도 7a 및 도 8a의 각각은 준비 위치에 도시된 키 어셈블리를 가진 도 4의 동일한 상부 평면도. 도 7a 및 도 8a는 단면도들이 도 7b 및 도 8b에 도시된 뷰들을 위해 취해짐을 보여주는 라인들을 가진다. 도 7b 및 도 8b의 각각은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 2 구현을 예시한 단면도이다. 도 7a에서의 라인(A-A)은 단면도가 도 7b에 도시된 단면도를 위해 취해짐을 도시한다. 도 8a에서의 라인(B-B)은 도 8b에 단면도가 도 8b에 도시된 단면도를 위해 취해짐을 도시한다.
도 9a 및 도 10a의 각각은 키 어셈블리가 완전히 눌려진 위치에서 도시된다는 점을 제외하고 도 4의 동일한 상부 평면도이다. 도 9a 및 도 10a는 단면도들이 도 9b 및 도 10b에 도시된 뷰들을 위해 취해짐을 보여주는 라인들을 가진다. 도 9b 및 도 10b의 각각은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 2 구현을 예시한 단면도이다. 도 9a에서의 라인(A-A)은 단면도가 도 9b에 도시된 단면도를 위해 취해짐을 도시한다. 도 10a에서의 라인(B-B)은 단면도가 도 10b에 도시된 단면도를 위해 취해짐을 도시한다.
도 11은 터치면을 레벨링하고 그것에 평면 병진을 부여하는 구현들의 메커니즘의 활성 형태를 최소로 설명하는, 램프 프로파일들의 여러 예들을 도시한다.
도 12a, 도 12b, 및 도 12c는 여기에 설명된 기술들에 따라 구성되는 터치면들(예로서, 키들)의 하나 이상의 구현들을 통합하는 얇은 키보드의 3개의 상이한 뷰들이다. 도 12a는 키보드의 등각도이다. 도 5는 키보드의 상부 평면도이다. 도 6은 키보드의 측면도이다.
도 13은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 만족스러운 터치 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 제 3 구현의 등각도이다. 상기 제 3 구현은 누를-준비 위치(즉, 준비 위치)에서의 대표적인 키 어셈블리이며, 여기에서 상기 묘사된 대표적인 키 어셈블리는 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된다.
도 14는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 3 구현을 예시한 상부 평면도.
도 15는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 3 구현을 예시한 측면도.
도 16은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 3 구현을 예시한 확대된 등각도.
도 17은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 3 구현을 예시한 단면도.
도 18a 및 도 18b는 도 17에 원으로 그려진 바와 같이 제 3 구현의 컷-어웨이 부분을 도시한다. 도 18a는 그것의 준비 위치에서의 대표적인 키 어셈블리를 도시한다. 도 18b는 그것의 완전히 눌려진 위치에서의 대표적인 키 어셈블리를 도시한다.
도 19는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 만족스러운 촉각 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 제 4 구현의 등각도. 상기 제 4 구현은 그것의 완전히 눌려진 위치에서의 대표적인 키 어셈블리이며, 여기에서 상기 묘사된 대표적인 키 어셈블리는 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된다.
도 20은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 4 구현을 예시한 상부 평면도.
도 21은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 4 구현을 예시한 확대된 등각도.
도 22a, 도 22b, 및 도 22c는 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 5 구현의 상이한 뷰들을 도시한다. 상부 평면도가 도 22a에 도시된다. 도 22b 및 도 22c는 제 5 구현의 상이한 정면도들을 도시한다.
도 23은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 제 6 구현의 자유-물체도를 도시한 도면.
도 24는 여기에 설명된 기술들의 하나 이상의 구현들에 적합한 대표적인 컴퓨팅 환경을 예시한 도면.
상세한 설명은 첨부한 도면들을 참조한다. 상기 도면들에서, 참조 번호의 가장 왼쪽 숫자(들)는 참조 번호가 먼저 나타나는 도면을 식별한다. 동일한 숫자들이 유사한 특징들 및 구성요소들을 참조하기 위해 도면들 전체에 걸쳐 사용된다.
수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면과 관련된 하나 이상의 기술들이 여기에 설명된다. 키보드의 키는 여기에 설명된 하나 이상의 구현들의 터치면의 일 예이다. 터치면의 다른 예들은 터치패드, 제어 패널 상에서의 버튼, 및 터치스크린을 포함한다.
여기에 설명된 적어도 하나의 구현은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 키들을 갖는 아주 얇은 키보드를 수반한다. 사용자가 키를 누를 때, 상기 키는 그것의 수직 주행 동안 그것의 방향에서 평평한 채로 있다. 즉, 상기 키(특히 그것의 키탑)는 그것의 Z-방향 주행 동안 비교적 평평한 채로 있다. 여기에 설명된 레벨링 기술은 키누름 동안 상기 키의 임의의 흔들림, 진동, 또는 기울어짐을 감소시키거나 또는 제거한다.
종래의 접근법들의 시저 메커니즘들과 달리, 상기 키는 그것의 다운스트로크 동안 키의 경로가 비교적 평평한 채로 있도록 제한되도록 그것의 주변에 대해 완전히 지원된다. 예를 들면, 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 구현의 프로토타입 상에서 및 종래의 최첨단 키 상에서 수행된 하나의 편향 틸트 테스트에서, 종래의 키는 상기 프로토타입 키가 단지 0.036mm 편향된 동안 0.231mm 편향된다. 상기 테스트에서, 40그램들의 힘은 각각의 키의 한 측면에 인가되었다. 양쪽 측면들 상에서의 편향이 측정되며 하나는 틸트 편향을 산출하기 위해 다른 하나로부터 감해진다. 이러한 테스트를 갖고, 상기 프로토타입 키는 종래의 키의 틸트 편향의 약 1/6을 경험했다. 이것은 여기에 설명된 레벨링 기술들이 종래의 키 레벨링 접근법들보다 약 6배 더 양호하게 키를 레벨링한다는 것을 말한다.
더욱이, 종래의 접근법들이 하는 것처럼 단지 수직으로 주행하는 대신에, 상기 터치면은 대각선이라 불리울 수 있는 방식으로 이동한다. 즉, 상기 터치면은 평평한 채로 있으면서 회전 없이 대각선으로 이동한다. 이러한 대각선 움직임은 상기 터치면이 평평한 채로 있는 동안 평면(좌우로 및/또는 앞뒤로) 구성요소들뿐만 아니라 수직(위 및/또는 아래) 양쪽 모두를 포함하기 때문에, 상기 평면 구성요소는 여기에서 "평면 병진(planar translation)"이라 불리울 수 있다. 상기 평면 병진은 터치면의 수직 주행에 응답하여 발생하기 때문에, 그것은 상기 터치면의 "수직 주행에 대한 평면 병진 반응도(또는 "수직-주행에-대한-평면-병진-반응도")라 불리울 수 있다.
수직 주행에 대한 평면 병진 반응도의 상기 평면(즉, 횡) 구성요소는 그것이 실제로 주행한 것보다 더 큰 수직 거리를 주행하는 터치면의 촉각적 착각을 생성한다. 게다가, 터치면의 아래누름 후, 상기 터치면은 예를 들면, 자력들을 사용하여 그것의 준비 위치로 복귀한다. 상기 키가 그것의 준비 위치로 복귀할 때 사용자의 손가락에 대한 키의 움직임은 또한 착각을 돕는다.
예를 들면, 사용자가 여기에 설명된 수직-주행에-대한-평면-병진-반응도를 이용하여 키보드 상에서 대표적인 키를 누를 때, 상기 키는 Z-방향(예로서, 아래로)으로 짧은 거리(예로서, 0.5 내지 1.0 밀리미터들)를 주행하며 놓을 때 동일한 거리를 되돌아간다. 그것의 Z-방향(예로서, 아래로) 주행 동안, 이러한 대표적인 키는 또한 대략 동일한 거리를 횡 또는 평면 방향(예로서, X/Y-방향)으로 주행한다. 물론, Z-방향 주행에 비례한 주행의 평면 방향은 상이한 구현들에 따라 변할 수 있다.
상기 키는 단지 Z-방향으로 매우 짧은 거리를 주행하지만, 사용자는 대표적인 키가 Z-방향으로 훨씬 더 큰 거리를 주행했다고 인식한다. 사용자에게, 그것은 키가 실제로 주행한 거리보다 Z-방향으로 2 내지 3배의 거리를 주행한 것처럼 느낀다. 상기 추가의 Z-주행의 인식은 Z-방향 키누름 동안 키의 횡 또는 평면 병진에 의해 사용자의 손가락끝 상에 부여된 접선력에 크게 기인한다.
수직-주행에-대한-평면-병진-반응도 기술은 사람이 통상적인 힘 경험으로서 그의 손가락끝의 이례적인 힘 경험을 잘못 해석하는 촉각적인 인지적 착각을 이용한다. 예를 들면, 사람이 키보드의 키를 누르고 놓을 때, 사람은 키가 단지 Z-방향으로(예로서, 위 및 아래로) 이동하며 예기치 않은 접선력들이 수직 힘들로서 잘못 해석되는 바와 같이 키가 그의 손가락끝에 대항하여 다시 누를 때 그의 손가락끝에 수직인 힘을 느낀다. 이러한 식으로, 사람은 키보드의 키들의 통상적인 키 주행의 "느낌"을 획득한다. 이것은, 인간들이 충분히 작은 움직임들에 대한 방향성을 인식할 수 없지만 피부 전단으로 인해 힘에서 상대적인 변화들을 여전히 인지할 수 있기 때문에, 적어도 부분적으로 그렇다.
컴퓨터들 및 그것들의 구성요소들이 계속해서 크기가 감소함에 따라, 얇은 키보드에 대한 요구가 존재한다. 이러한 요구는 휴대용 컴퓨터(예로서, 랩탑 또는 태블릿 컴퓨터)의 콘텍스트에서 강렬하게 느껴진다. 그러나, 키 주행 거리는 얼마나 얇은 종래의 키보드가 키보드의 "느낌"을 희생하지 않고 얻어질 수 있는지를 제한한다(예로서, 국제 표준화 기구(ISO)에 따라, 통상적이며 바람직한 키 주행은 "2.0mm 및 4.0mm 사이"에 있다).
여기에 논의된 수직-주행에-대한-평면-병진-반응도 기술을 갖고, 키누름 동안 사용자의 손가락끝 상에 가해지는 수직 및 횡력들의 조합은 사람을 속여서 키가 실제로 주행한 것보다 Z 방향으로 훨씬 더 멀리 주행했다고 생각하게 한다. 예를 들면, 단지 약 0.8mm의 Z-방향 키 주행만을 가진 키는 상기 키가 Z-방향으로 2.0mm 이상을 주행한 것처럼 더 느낄 수 있다. 결과적으로, 매우 얇은 키보드들(예로서, 얇기가 3.0mm 미만인)은 품질 전체 주행 키보드의 "느낌"을 희생하지 않고 구성될 수 있다.
더욱이, 여기에 설명된 기술들은 그것이 사용자에 의해 눌려질 준비가 된 위치에서 키를 유지, 보유, 및/또는 매달며, 키가 완전히 눌려진 채로 유지하기 위해 더 이상 충분한 힘을 제공하지 않도록 사용자가 그의 손가락을 들어올린 후 상기 키를 다시 그것의 눌려질 준비(즉, 준비 위치)로 복귀시키도록 설계된 준비/복귀 메커니즘을 이용한다. 여기에 설명된 적어도 하나의 구현을 갖고, 이것은 서로 끌어당기도록 배열된 자석들의 세트를 이용함으로써 달성된다. 상기 자석들은 키를 준비 위치에 유지하며 더 이상 그것을 완전히 눌린 채로 유지하기 위해 충분한 하방 힘이 존재하지 않은 후 상기 키를 다시 준비 위치로 끌어넣는다.
여기에 논의된 구현들은 주로 키 및 키보드에 초점을 맞추지만, 이 기술분야의 숙련자들은 다른 구현들이 또한 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이러한 구현들의 예들은 터치패드, 제어 패널, 터치스크린, 또는 인간-컴퓨터 상호작용을 위해 사용된 임의의 다른 표면을 포함한다.
대표적인 키 어셈블리들
도 2a는 눌려질 준비 위치(즉, 준비 위치)에서의 간소화된 대표적인 키 어셈블리(200)의 정면도를 도시한다. 도 2b 및 도 2c는 완전히 눌려진 위치로 진행하는 동일한 키 어셈블리(200)를 도시한다. 상기 키 어셈블리(200)는 레벨링한, 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 터치면(예로서, 키)의 만족스러운 촉각적 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들을 시행하도록 구성된다.
상기 키 어셈블리(200)는 키(210), 준비/복귀 메커니즘(220)(정 자석(stationary magnet)(222) 및 키 자석(224)을 가진), 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230), 및 베이스(240)를 포함한다. 상기 키(210)는 사용자가 컴퓨터와 인터페이스하기 위해 터치하는 터치면의 특정 구현이다. 다른 구현들에서, 상기 터치면은 터치스크린, 터치패드 등과 같이, 사용자가 터치하는 다른 것일 수 있다.
상기 준비/복귀 메커니즘(220)은 키가 단지 사용자에 의해 눌려질 준비가 되도록 상기 키(210)를 그것의 준비 위치에 유지하도록 구성된다. 또한, 상기 준비/복귀 메커니즘(220)은 상기 키가 눌려진 후 상기 키(210)를 다시 그것의 준비 위치로 복귀시킨다. 도시된 바와 같이, 상기 준비/복귀 메커니즘(220)은 서로 끌어당기도록 배열된 적어도 한 쌍의 자석들의 사용에 의해 이들 작업들을 달성한다. 특히, 상기 정 자석(222)은 눌려질 때 키(210)를 수용하는 홀 또는 공간(도 2a 내지 도 2c에 묘사되지 않음)을 정의하는 베젤 또는 하우징의 둘레에 들어가 있다. 키 자석(224)은 상기 정 자석(222)과 부합하는 방식으로 및 두 개의 자석들이 서로 끌어당기도록 하는 방식으로 상기 키(210)에 및/또는 그것 아래에 위치된다. 상기 자석들의 상호 인력은 도 2a에 묘사된 바와 같이 그것의 준비 위치에 키(210)를 유지한다. 물론, 대안적인 구현들이 동일하거나 또는 유사한 기능을 달성하기 위해 상이한 메커니즘들 또는 메커니즘들의 조합들을 이용할 수 있다. 예를 들면, 대안적인 구현들은 스프링들, 유압식 기계, 공기 역학, 탄성 물질 등을 이용할 수 있다.
상기 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230)은 상기 키(210) 아래에 위치되며 두 개의 기능들 중 하나 또는 양쪽 모두를 수행한다: 상기 키를 레벨링하는 것 및/또는 그것이 눌려진 동안 상기 키에 평면 병진을 부여하는 것. 상기 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230)은 다수의 경사진 평면들 또는 램프들(그 둘은 도 2a 내지 도 2c에 도시된다)을 포함한다. 상기 램프들은 하방 힘이 키 상에 위치될 때 상기 키를 균등하게 지원하기 위해서와 같은 방식으로 상기 키(210)의 밑면의 둘레 주위에 분포된다. 이러한 방식으로, 상기 키 어셈블리(200)는 키누름 동안 레벨링한다.
적어도 하나의 구현에서, 직사각형 키는 상기 키의 각각의 코너 아래에 위치된 4개의 램프들 중 하나를 가질 수 있다. 즉, 상기 램프들은 테이블이 흔들리고, 기울어지고, 뒤집혀지는 등의 가능성이 낮도록 각각의 코너에 및 그 주변에 상기 테이블을 지지할 때 직사각형 테이블의 4개의 다리들과 같이 동작한다. 몇몇 구현들에서, 상기 램프들은 상기 키 표면에 대한 부가적인 내부 지지대를 제공하기 위해 상기 키(210)의 밑면의 내부를 따라 위치될 수 있다. 다른 구현들에서, 상기 램프들은 상기 키에 부착된 암(arm)들이 상기 램프들에 달려 있고/기초하도록 상기 키의 주변 외부에 위치될 수 있다. 다른 구현들에서, 하나 이상의 부가적인 램프들 또는 다른 구조들이 상기 키에 부가적인 지지대를 제공하기 위해 상기 키(210)의 밑면의 둘레 내부에 위치될 수 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이 및 눌려질 때 키를 대표하는 바와 같이, 상기 키(210)는 하방 힘(250)이 키탑에 인가될 때 Z-방향으로 이동한다. 그러나, 상기 키(210)는 이례적이며 실제로 신규한 방식으로 상기 키누름에 응답한다. 도 2b에 묘사된 바와 같이, 상기 키(210)는 또한 아래쪽으로뿐만 아니라 횡 또는 평면 방향(도시된 바와 같이 X-방향인)으로 이동한다. 상기 키(210)는 키누름 동안 상기 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230)의 램프들을 내리누른다. 그렇게 할 때, 상기 램프들은 평면 벡터(252)에 의해 표현된 바와 같이, 횡 또는 평면 힘을 키(210)에 부여한다.
또한, 도 2b 및 도 2c는 상기 키(210)의 아래쪽 및 평면 병진에 응답하여 분리한 상기 준비/복귀 메커니즘(220)의 자석들(222, 224)을 도시한다. 상기 자석들의 인력은 초기 키누름에 대한 부가적인 정도의 저항을 제공한다. 상기 자석들의 이러한 초기 저항 및 궁극적인 분리(breakaway)는 종래의 전체-주행 키의 스냅오버 느낌의 브레이크오버 부분의 느낌에 기여한다. 참조로서 여기에 통합되는, 2011년 1월 4일에 출원된, 공동-소유의 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/429,749호에서의 종래의 전체-주행 키의 스냅오버 느낌의 논의를 참조하자.
도 2c는 완전히 눌려지며 베이스(240)에 대하여 눌려진 키(210)를 도시한다. 짐작컨대 베이스 및 키(눌려질 때) 사이에 키 스위치가 있는 동안, 그것은 여기에 묘사되지 않는다. 상기 키 스위치는 상기 키가 눌려지고/선택됨을 표시한다. 임의의 적절한 키 스위치는 여기에 설명된 기술들을 위해 이용될 수 있다.
사용자가 키(210)가 완전히 눌려진 후 그것으로부터 손가락을 들어올릴 때, 더 이상 상기 키를 눌려진 채로 유지하기 위해 그것에 대한 충분한 하방 힘이 존재하지 않는다. 상기 상황에서, 상기 준비/복귀 메커니즘(220)은 도 2a에 묘사된 바와 같이 상기 키(210)를 그것의 준비 위치로 복귀시킨다. 자석들(222, 224) 사이에서의 인력은 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230)의 램프들 위로 상기 키(210)를 다시 끌어올린다. 상기 자석들(222, 224)이 그것들의 원래 위치로 되돌아온다면, 상기 키(210)는 그것의 준비 위치(도 2a에 묘사된 바와 같이)에 있으며 상기 키는 다시 눌려질 준비가 된다. 대안적인 구현들을 갖고, 스프링 또는 바이어싱된 탄성 물질이 그것을 그것의 준비 위치로 복귀시키기 위해 상기 키(210)를 밀거나 또는 당길 수 있다.
도 3은 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 만족스러운 촉각적 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들을 시행하도록 구성된 또 다른 대표적인 키 어셈블리(300)의 등각도이다. 상기 키 어셈블리(300)는 키 포디움(310) 및 키(320)를 포함한다. 묘사된 바와 같이, 상기 키(320)는 상기 포디움(310)에 대해 그것의 준비 위치에 있는 것으로 도시된다. 준비 위치에서, 상기 키(320)는 포디움(310) 위에 앉는다. 실제로, 상기 키(320)는 상기 포디움(310)에서 키홀(312)(키-형 구멍인) 위에 및/또는 적어도 부분적으로 그것 내에 걸린다. 상기 키 포디움은 또한 키프레임 또는 베젤이라 불리울 수 있다.
위에서 아래로, 상기 키 어셈블리(300)는 두께가 약 2.5mm이다. 상기 키 포디움(310)은 두께가 약 1.5mm이며 키(320)는 두께가 약 0.75mm이다. 상기 키(320)는 약 19mm×19mm이며 키홀은 19mm×20mm에서 약간 더 크다. 물론, 상기 치수들은 다른 구현들과 상이할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이중 화살표들(X/Y/Z)의 각각은 친숙한 3-차원 데카르트 좌표 시스템의 방향을 표시한다. 여기에서, 횡 또는 평면 주행 또는 방향은 도 3의 X 및 Y 방향으로 표시된다. 또한, 여기에서, 수직, 위, 또는 아래 움직임 또는 방향은 도 3에 표시된 바와 같이 Z 방향 화살표와 일치한다.
도 4는 그것의 포디움(310) 및 키(320)를 가진 키 어셈블리(300)의 상부 평면도이다. 상기로부터 이해된 바와 같이, 키홀(312)은 약 1.0mm의 횡-움직임 갭(314)이 도시되는 하나의 측면을 제외하고 상기 키를 꼭 맞춘다. 상기 키홀(312)에서 이러한 갭은 그것의 횡 주행을 위한 공간을 상기 키(320)에 허용한다. 하나 이상의 구현들에서, 상기 갭의 치수는 단지 평면 병진을 허용하기에 충분하다. X/Y 방향 화살표들이 도시되며 점선 원은 키(320)를 통해 나오는 Z 방향(예로서, 위 아래)을 표현한다.
도 5는 그것의 포디움(310) 및 키(320)를 가진 키 어셈블리(300)의 측면도이다.
도 6은 그것의 포디움(310), 키(320), 및 키홀(312)을 가진 키 어셈블리(300)의 확대도이다. 이 도면은 키 가이드(610), 포디움 자석(620), 키 자석(630), 및 키 해속(key hassock)(즉, 키패드)(640)을 드러내 보인다.
상기 키 가이드(610)는 상기 포디움(310)에 및/또는 아래에 들어맞도록(예로서, 그것으로 딸각 소리가 나도록) 설계된다. 상기 키 가이드(610)의 가이드-장착 탭들(612, 614)은 상기 포디움(310)에서의 대응하는 탭-수용 구멍들에 꼭 들어맞는다. 이러한 구멍들 중 하나는 도 6에서의 615에서 가시적이다.
상기 포디움 자석(620)은 키 가이드(610) 및 키 포디움(310) 사이에 형성된 형상-끼워맞춤 리세스(form-fitting recess)(626)에 자석을 꼭 맞춤으로써 상기 포디움(310)에 장착된다. 모든 자석들이 하는 것처럼, 상기 포디움 자석(620)은 두 개의 극들을 가지며, 이것은 상이하게 그늘진 섹션들(622, 624)로서 예시된다. 상기 포디움 자석(620)은 하나의 자석(예로서, 624)을 상기 키홀(312)의 내부에 자기적으로 노출시키는 방식으로 장착된다.
단지 하나의 자석이 도 6에서 포디움 자석(620)의 일부인 것으로 도시되지만, 하나 이상의 자석이 이용될 수 있다. 일반적으로, 하나 이상의 포디움 자석들은, 상기 자석들이 키 어셈블리(300)의 포디움에 위치되기 때문에, "포디움-자석 배열"로서 불리울 수 있다. 다른 구현들에서, 포디움 자석 배열에 2, 3, 또는 그 이상의 자석들이 함께 적층되어 있을 수 있다. 다른 이러한 구현들은 키홀(312)의 둘레 주변에서의 다양한 위치들에 및 상기 키홀 내에서의 다양한 Z-위치들에 위치된 다수의 자석들을 포함할 수 있다. 이들 다양한 다중-자석 배열들은 그것의 하향(또는 상향) 키 주행 동안 상기 키의 다수의 횡 움직임들을 부여할 수 있다.
도 6에 도시되지 않지만, 상기 키 자석(630)은 상기 키(320) 아래 및/또는 그것에서 형상-끼워맞춤 리세스에 꼭 장착되고/삽입된다. 모든 자석들과 같이, 이러한 키 자석(630)은 두 개의 극들(632, 634)을 가진다. 하나의 극(632)은 상기 키(320)가 키홀(312) 내에 및/또는 그것 위에 있을 때(예로서, 준비 위치에) 상기 키홀(312)의 내부 벽에 자기적으로 노출된다.
단지 하나의 자석이 도 6에서 키 자석(630)의 일부인 것으로 도시되지만, 하나 이상의 자석이 이용될 수 있다. 일반적으로, 상기 하나 이상의 키 자석들은 상기 자석들이 키 어셈블리(300)의 키(320)에 위치되기 때문에 "키-자석 배열"로서 불리울 수 있다. 다른 구현들에서, 포디움 자석 배열의 하나 이상의 자석들에 대응하기 위해 상기 키의 둘레 주변에서의 다양한 위치들에 2, 3, 또는 그 이상의 자석들이 위치되어 있을 수 있다. 이들 다양한 다중-자석 배열들은 그것의 하향(또는 상향) 키 주행 동안 상기 키의 다수의 횡 움직임들을 부여할 수 있다.
총괄하여, 상기 키-자석 배열 및 포디움-자석 배열은 상기 키를 준비 위치에 유지하고 및/또는 상기 키를 준비 위치로 복귀시키기 위해 함께 동작한다. 결과적으로, 동일한 기능을 달성하는 이들 자석 배열들 또는 다른 구현들은 준비/복귀 메커니즘으로 불리울 수 있다. 또한, 상기 자석 배열들은 키누름의 초기 하방 힘에 대한 저항의 정도를 제공한다. 이러한 식으로, 상기 자석 배열들은 키보드의 전체-주행 키의 스냅-오버의 만족스러운 근사치에 기여한다. 결과적으로, 동일한 기능을 달성하는 이들 자석 배열들, 또는 다른 구현들은 "스냅-오버 느낌을 시뮬레이션하는 하나 이상의 메커니즘들"이라 불리울 수 있다.
상기 키 해속(640)은 키(320)의 중심의 밑면에 부착된다. 통상적으로, 상기 해속(640)은 이중 목적을 가진다. 먼저, 상기 해속(640)은 키누름의 하부에서의 키 스위치(도시되지 않음)와 깨끗하며 신뢰성 있는 접촉을 하도록 돕는다. 상기 해속(640)은 종래의 막 키스위치의 신뢰성 있는 스위치 폐쇄를 보장하기 위해 충분한 정도의 탄력성(즉, 쿠션)을 가진 방해받지 않은 편평한 면적을 제공한다. 두 번째로, 상기 해속(640)은 키보드의 전체-주행 키의 스냅-오버의 만족스러운 근사치를 제공하기 위해 상기 키누름의 하부에서 미리 결정된 양의 쿠션재(또는 그것이 없는)를 제공한다.
상기 키(320)는 키홀(312) 내에서 및/또는 그것 위에서의 동작가능한 위치로(예로서, 준비 위치에 있는) 상기 키를 유지하도록 설계되는 한 세트의 키-보유 탭들(661, 662, 663, 664)을 가진다. 상기 키(320)가 키홀(312) 내에 및/또는 그것 위에 위치될 때, 상기 키-장착 탭들(661, 662, 663, 664)은 포디움(31) 및 키 가이드(610) 사이에서의 형성된 구멍들에서의 대응하는 탭-수용 구멍들에 들어맞는다. 이러한 구멍들 중 3개의 부분들은 도 6에서의 616, 618, 및 619에서 가시적이다. 구멍들(616, 618)은 키-보유 탭들(661, 662)을 수용하도록 설계된다. 구멍(619)은 키-보유 탭(664)을 수용하도록 설계된다. 포디움(310)은 이들 구멍들 위에 천장/지붕을 형성하며 그것에서의 탭들을 캡처한다. 결과적으로, 상기 키(320)는 키홀(312) 내에서의 및/또는 그것 위에서의 위치에(예로서, 준비 위치에) 계속 있을 가능성이 높다.
상기 키 가이드(610)는 그것 내에 구성된 키-가이딩 메커니즘 또는 구조(650)를 가진다. 상기 키-가이딩 메커니즘(650)은 또한 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘이라 불리울 수 있다. 상기 키-가이딩 메커니즘(650)은 키-가이딩 램프들(652, 654, 656, 658)을 포함한다. 이들 램프들은 키 가이드(610)의 4개의 코너들을 향해 위치된다. 도 6에 도시되지 않지만, 역방향 및 상호 보완적인 램프들 또는 챔퍼 처리된 섹션들(즉, "챔퍼들(chamfers)")이 키(320)의 밑면에 들어가 있다.
함께 협력하여 작동할 때, 키의 챔퍼들은 하향 키누름 동안 키-가이딩 램프들 아래로 미끄러진다. 사용자가 누르는 키(320) 상에서의 위치에 상관없이, 각각의 코너에서의 상기 챔퍼-램프 쌍들은 키누름 동안 상기 키(320)를 고정적이며 평평한 채로 유지한다. 그러므로, 상기 챔퍼-램프 쌍들은 상기 키(320)를 레벨링한다. 결과적으로, 상기 키-가이딩 메커니즘(650)은 또한 레벨링 구조 또는 메커니즘, 또는 단지 키 레벨러로서 불리울 수 있다.
가이드 및 레일 시스템과 같은 구조는 X 또는 Y 방향에서의 상기 키(320)의 움직임 및/또는 Z-축에 대한 회전을 추가로 제한하기 위해 사용될 수 있다. 키 가이드(610)의 암 구조(670)는 X-방향 또는 Y-방향 및 Z-축에 대한 회전을 제한하기 위해 레일 시스템으로서 기능한다.
일반적으로, 키 레벨러의 목적은 키가 그것의 Z-방향 주행 동안 비교적 평평한 채로 있도록 상기 키(320)에 인가된 중심에서 벗어난 힘을 재분배하는 것이다. 즉, 상기 키 레벨러는 키누름 동안 상기 키의 어떤 흔들림, 진동, 또는 기울어짐을 감소시키거나 또는 제거한다. 상기 키 어셈블리(300)에서, 상기 암 구조(670) 및 짝짓기 키-보유 탭들 및 구멍들은 Z-축에서 상기 키의 회전을 방지하기 위해 적어도 부분적으로 기능한다.
또한, 상기 챔퍼-램프 쌍들은 사용자의 하방 힘의 적어도 몇몇을 횡력으로 효과적으로 이동시킨다. 따라서, 상기 챔퍼-램프 쌍들은 상기 키(320)의 Z-방향 힘을 Z-방향 및 X/Y 방향(즉, 평면 또는 횡) 움직임 양쪽 모두로 변환한다. 키-가이딩 메커니즘(650)은 또한 Z-방향(즉, 수직) 힘을 X/Y 방향(즉, 평면) 움직임으로 전환시키기 때문에, 상기 키-가이딩 메커니즘(650)은 또한 수직-대-평면 힘 변환기라 불리울 수 있다.
도 7b 및 도 8b는 그것의 준비 위치에 도시된 키(320)를 가진 키 어셈블리(300)의 단면도들이다. 도 7b는 키 어셈블리의 중심 주위에서(도 7a에 도시된 바와 같이 라인(A-A)을 따르는) 취해진 단면을 도시한다. 도 8b는 키 어셈블리의 중심에서 벗어나(도 8a에 도시된 바와 같이 라인(B-B)을 따르는) 취해진 단면을 도시한다. 문맥을 위해, 이들 도면들에서, 사용자의 손가락(710)이 상기 키 상에서 누를 것을 예상하고 상기 키(320) 위를 맴도는 것으로 도시된다.
도 7a, 도 7b, 도 8a, 및 도 8b에 도시된 어셈블리(300)의 대다수의 부분들 및 구성요소들은 도 6에서 소개되었다. 상기 단면도는 이들 이미 소개된 부분들 및 구성요소들의 배열을 도시한다.
도 6 및 도 7b 양쪽에 묘사된 바와 같이, 상기 키 자석(630)의 노출된 단부(632)의 극은 포디움 자석(620)의 노출된 단부(624)의 반대 극이다. 이러한 배열 때문에, 키(320)의 자석(630)은 포디움(310)의 자석(620)을 향해 당겨진다. 결과적으로, 상기 자석 인력들은 상기 포디움(310)에 대항하여 및 그것의 준비 위치에서 캔틸레버 방식으로 상기 키(320)를 단단히 유지한다. 상기 키(320)의 준비 위치의 이러한 캔틸레버 배열은 적어도 도 7b에 묘사된다.
도 6에 소개된 어셈블리(300)의 부분들 및 구성요소들 이외에, 도 7b는 하나 이상의 광 방출기들(722)을 가진 역광 시스템(720)을 소개한다. 묘사된 바와 같이, 상기 역광 시스템(720)의 광원들은 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있다. 예로서 및 제한 없이, 광원들은 몇 개만 예를 들자면, LED들, LED들을 사용한 광 파이프들, 광섬유 매트들, LCD 또는 다른 디스플레이들, 및/또는 전계 발광 패널들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 키보드들은 각각의 키 아래에 위치된 광 디퓨저들 및 시트/막의 측면 상에서의 광 방출기들을 가진 시트/막을 사용한다.
여기에 설명된 기술들을 이용한 키보드의 키들의 역광은 광원(예로서, 역광 시스템(720)) 및 키(320) 사이에 임의의 광-차단 장애물들이 있다면 거의 없다는 점에서 종래의 접근법과 상이하다. 결과적으로, 상기 키(320) 아래로부터 오는 광은 상당한 임피던스 없이 상기 키(320)의 키탑에 도달한다. 종래의 접근법들에서, 통상적으로 키탑을 통해 효과적이며 효율적인 조명을 차단하는 많은 장애물들(러버 돔 및 시저 메커니즘과 같은)이 있다.
이것은 예를 들면, 키 레전드들이 사용자를 위해 조사되도록 허용할 수 있다. 과거에, 역광 키보드들은 광을 차단하는 경향이 있는 돔들 및 시저 메커니즘들과 같은 다양한 구동 구조들의 존재로 인해 어렵다는 것이 증명되었다.
도 8b는 단면에서, 키(320)의 밑면에 들어가 있는 챔퍼들 중 두 개를 도시한다. 챔퍼(810)는 키 가이드(610)의 램프(658)의 역이며 이를 향하고 있다. 유사하게, 챔퍼(812)는 키 가이드(610)의 램프(654)이 역이며 이를 향하고 있다. 하방 힘이 예를 들면 손가락(710)에 의해 상기 키(320)에 이용될 때, 상기 키는 키홀(312)의 하부 아래로 키 가이드(610)를 내리누른다. 보다 정확하게, 함께 동작하는 상기 챔퍼들 및 램프들은 상기 키(320) 상에서의 하방(즉, Z-방향) 힘의 적어도 일부를 상기 키(320) 상에서의 평면 또는 선형(즉, X/Y 방향) 힘으로 변환한다. 결과적으로, 상기 키(320)는 그것이 또한 횡-움직임 갭(314)으로 선형적으로 이동함에 따라 상기 키홀(312)로 아래쪽으로 이동한다.
대안적으로, 상기 키(320)는 챔퍼 대신에 핀들을 가질 수 있다. 상기 시나리오에서, 각각의 핀은 키 가이드(610)의 램프를 따라 라이딩(ride)할 것이다. 대안적으로, 여전히, 상기 키 가이드(610)는 라이딩하기 위한 상기 키(320)의 챔퍼들에 대한 핀들(또는 유사한 구조)을 가질 수 있다. 전자의 대안적인 시나리오를 갖고, 모든 키들은 동일할 수 있어서, 설계 및 금형비들을 절약한다. 후자의 대안적인 시나리오를 갖고, 상이한 키들이 상이한 램프 프로파일들을 가진 챔퍼들을 갖고 생성될 수 있어서, 키들을 스왑 아웃함으로써 재구성가능한 프로파일들을 가능하게 한다.
도 9b 및 도 10b는 하향 키누름 후 아래 위치에서 도시된 키(320)를 가진 키 어셈블리(300)의 단면도들이다. 도 9b는 키 어셈블리의 중심 주위에(도 9a에 도시된 바와 같이 라인(A-A)을 다르는) 취해진 단면을 도시한다. 도 10b는 키 어셈블리의 중심에서 벗어나(도 10a에 도시된 바와 같이 라인(B-B)를 따르는) 취해진 단면을 도시한다. 문맥에 대하여, 이들 도면들에서, 사용자의 손가락(710)은 키홀(312)로 상기 키(320)를 누르는 것으로 도시된다.
도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b는 각각 도 7a, 도 7b, 도 8a, 및 도 8b에 대응한다. 도 7a, 도 7b, 도 8a, 및 도 8b는 키누름을 예상하고 준비 위치에서의(그것은 상기 키홀(312) 위에 및/또는 그것에 위치된다) 키(320)를 도시하고, 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b는 키누름의 하부에서 및 따라서 키홀(312)의 하부에서의 키(320)를 도시한다. 간소화를 위해, 역광 시스템은 단지 도 7b 및 도 9b에서만 도시된다.
도 9b 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 손가락(710)에 의해 키(320)에 인가된 Z-방향 힘(벡터(920)에 의해 표시된 바와 같이)은 X/Y-방향 힘(벡터(922)에 의해 표시된 바와 같이)을 또한 키에 부여한다. 상기 X/Y-방향(즉, 횡 또는 평면) 힘은 키 가이드(610)에 대한 키(320)의 챔퍼-램프 관계들에 의해 여기에 구현된 바와 같이, 수직-대-평면 힘 변환기로부터 기인한다.
사용자가 상기 키(320)로부터 그의 손가락(710)을 들어올릴 때, 상기 키를 키홀(312)에 유지하는 하방 힘은 없다. 상기 키의 반대 극들(632, 624) 및 포디움 자석들(630, 620) 사이에서의 자기 인력은 키가 그것의 준비 위치로 되돌아올 때까지 상기 램프들 위로 상기 키(320)를 끌어올린다. 즉, 상기 키(320)에 대한 하방 힘 없이, 상기 키는 도 9a, 도 9b, 도 10a, 및 도 10b에 묘사된 위치로부터 도 7a, 도 7b, 도 8a, 및 도 8b에 묘사된 준비 위치로 이동한다.
상술된 바와 같이, 상기 키 가이드(610)는 사용자가 아래쪽으로 키를 누를 때(및 상기 키가 그것의 준비-위치로 복귀할 때) 상기 키(320)가 횡 방향으로(X/Y-방향) 및 수직으로(Z-방향) 이동하도록 상기 포디움(310) 아래에 고정된다. 물론, 상기 키(320)는 램프들이 횡 움직임을 키에 부여하도록 키-가이딩 메커니즘(650)의 램프들(예로서, 652, 654, 656, 658)을 아래 및 위로 라이딩한다.
대안적으로, 상기 키 가이드(610)는 키(320)가 실질적으로 수직으로 이동하도록 제한되는 동안 횡 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 이러한 대안적인 시나리오를 갖고, 상기 키(320)에 대한 하방 누름은 키의 움직임이 수직으로 제한되는 동안 키 가이드(610)의 램프들(예로서, 652, 654, 656, 658)을 통해 횡 방향으로 이동하도록 상기 키 가이드(610)를 민다. 스프링, 자석 조합, 또는 유사한 구성요소는 키(320)가 그것의 준비 위치로 복귀한 후 상기 키 가이드(610)를 그것의 원래 위치로 복귀시킨다.
대안적인 구현은 터치면이 터치패드인 상황들에 특히 적합할 수 있다. 상기 상황에서, 사용자는 온-스크린 버튼, 아이콘, 액션 등을 선택하기 위해 상기 터치패드 상에서 누를 수 있다. 이에 응답하여, 상기 터치패드는 실질적으로 수직으로 이동하며 그것이 횡 방향으로 미끄러지도록 상기 램프들을 갖고 바이어싱된 가이드를 민다. 충분한 하방 힘이 제거될 때, 가이드의 바이어스는 그것을 다시 그것의 원래 위치로 되돌아가도록 촉구하며 상기 터치패드를 다시 수직으로 밀어올린다.
대표적인 램프 프로파일들
도 11은 다양한 구현들에 이용될 수 있는 램프 프로파일들의 다양한 예들을 도시한다. 실제로, 단일 키보드 및 단일 키가 상이한 느낌들 및/또는 효과들을 달성하기 위해 상이한 램프 프로파일들을 이용할 수 있다. 램프 프로파일은 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘들을 위해 사용된 램프들 및/또는 챔퍼들의 활성 표면의 아웃라인 또는 윤곽이다. 상기 키는 그것의 프로파일에 의해 설명되는 램프 표면에 라이딩하기 때문에, 상기 램프 프로파일은 그것의 하향-평면 병진 및 그것의 복귀 동안 키의 움직임을 알리거나 또는 설명한다.
도 11은 단일-각 급격한 기울기를 가진 제 1 대표적인 램프 프로파일(1110), 롤-오프 기울기를 가진 제 2 대표적인 램프 프로파일(1120), 계단 모양의 기울기를 가진 제 3 대표적인 램프 프로파일(1130), 스쿱형 기울기를 가진 제 4 대표적인 램프 프로파일(1140), 및 반경 기울기를 가진 제 5 대표적인 램프 프로파일(1150)을 도시한다.
제 1 대표적인 램프 프로파일(1110)은 터치면의 하향 주행 전체에 걸쳐 고르며 고정적인 평면 움직임을 제공한다. 상기 램프의 경사진 표면 및 베이스 사이에서의 각도(1112)는 35 및 65도 사이에서 설정될 수 있지만, 통상적으로 그것은 45도로 설정될 수 있다. 상기 각도(1112)가 얕게 설정될수록, 평면 병진이 더 많이 부여된다. 물론, 각도가 너무 얕으면, 사용자가 터치면 상에서 누를 때 그것을 효과적으로 이동시키는 것이 너무 어려울 수 있다. 반대로, 각도(1112)가 너무 가파르면, 상기 키의 레벨링은 손상될 수 있다.
제 2 대표적인 램프 프로파일(또는 롤-오버 프로파일)(1120)은 상기 제 1 대표적인 램프 프로파일(1110)을 가진 램프에 의해 느껴지는 것보다 상기 램프의 롤오버 부분에서의 스냅 또는 분리 느낌을 더 많이 제공한다. 제 3 대표적인 램프 프로파일(또는 계단 모양 프로파일)(1130)을 가진 램프의 느낌은 상기 제 2 대표적인 램프 프로파일(1120)의 느낌과 유사하지만, 상기 스냅 또는 분리 느낌이 보다 더 극적이다.
상기 제 1 대표적인 램프 프로파일(1110)을 가진 램프의 느낌과 비교할 때, 제 4 대표적인 램프 프로파일(또는 스쿱형 프로파일)(1140)을 사용한 램프의 느낌은 보다 더 부드러우며, 아마도 "스펀지 같다". 제 5 대표적인 램프 프로파일(또는 반경 프로파일)(1150)을 사용한 램프의 느낌은 상기 계단 모양 프로파일(1130)의 것과 유사하지만, 보다 더 부드러운 전이를 가진다. 즉, 상기 느낌에 대한 스냅이 더 적다.
도 11에 묘사된 프로파일들은 이러한 프로파일들을 사용한 터치면의 평면-병진 반응도의 행동 및/또는 느낌에 유용한 정보를 준다. 물론, 묘사된 프로파일들의 다수의 대안적인 변형들 및 조합들이 있다. 또한, 많은 대안적인 프로파일들이 묘사된 것들과 상당히 다르다.
대표적인 키보드
도 12a 내지 도 12c는 여기에 설명된 기술들을 시행하도록 구성되는 대표적인 키보드(1200)의 3개의 상이한 뷰들을 제공한다. 도 12a는 대표적인 키보드(1200)의 등각도이다. 도 12b는 대표적인 키보드(1200)의 상부 평면도이다. 도 12c는 대표적인 키보드(1200)의 측면도이다. 묘사된 바와 같이, 대표적인 키보드(1200)는 하우징(1202) 및 키들의 어레이(1204)를 가진다.
도 12a 내지 도 12c에 의해 제공된 3개의 관점들로부터 대표적인 키보드(1200)를 봄으로써 이해될 수 있는 바와 같이, 상기 대표적인 키보드는 종래의 전체-주행 키들을 가진 키보드와는 대조적으로 유난히 얇다(즉, 낮은-프로파일). 종래의 키보드는 통상적으로 두께가 12 내지 30mm이다(키보드 하우징의 하부로부터 키캡들의 상부까지 측정된). 이러한 키보드들의 예들은 미국 특허 번호들(D278239, D292801, D284574, D527004, 및 D312623)의 도면들에 보여질 수 있다. 이들 종래의 키보드들과 달리, 대표적인 키보드(1200)는 두께가 4.0mm보다 작은 두께(1206)를 가진다(키보드 하우징의 하부로부터 키캡들의 상부까지 측정된). 다른 구현들을 갖고, 상기 키보드는 3.0mm 또는 심지어 2.0mm보다 작을 수 있다.
상기 대표적인 키보드(1200)는 사용자가 그것의 연관된 키를 단호히 누를 때 키누름을 시그널링하도록 배열되는 키들(1204) 아래에서 종래의 키스위치 매트릭스를 이용할 수 있다. 대안적으로, 상기 대표적인 키보드(1200)는 새롭고 통상적이지 않은 키스위치 매트릭스를 이용할 수 있다.
상기 대표적인 키보드(1200)는 랩탑 컴퓨터의 키보드들과 같이, 컴퓨터와 함께 통합된 것이라기보다는 독립형 키보드이다. 물론, 대안적인 구현들이 컴퓨터 또는 다른 디바이스 구성요소들의 하우징 또는 섀시 내에 통합된 키보드를 가질 수 있다. 다음은 대표적인 키보드(1200)와 같이 키보드를 사용하거나 또는 포함할 수 있는 디바이스들 및 시스템들의 예들이다(단지 예로서이며 제한적이지 않은): 이동 전화, 전자 책, 컴퓨터, 랩탑, 태블릿 컴퓨터, 독립형 키보드, 입력 디바이스, 액세서리(내장형 키보드를 가진 이러한 태블릿 경우), 모니터, 전자 키오스크, 게이밍 디바이스, 현금 자동 입출금기(ATM), 차량 대시보드, 제어 패널, 의료용 워크스테이션, 및 산업용 워크스테이션.
종래의 랩탑 컴퓨터에서, 상기 키보드는 디바이스 자체에 통합된다. 키보드의 키들은 통상적으로 랩탑의 하우징을 통해 돌출된다. 키보드의 스크린/뚜껑이 닫힌 동안 키보드의 기계적 구성요소들에 대한 불필요한 마모를 회피하기 위해, 종래의 랩탑의 키들은 통상적으로 소위 키보드 트로프(keyboard trough)로 리세스된다. 불운하게도, 키보드의 역학은 키보드 트로프와 같이, 액체가 오목한 곳들로 자연스럽게 흐르기 때문에 액체 오염물들(예로서, 쏟아진 커피)에 특히 민감하다. 그러므로, 종래의 랩탑의 키보드 트로프들은 그것의 키보드 메커니즘들로의 액체 오염물들의 침투에 기여한다.
종래의 랩탑의 키보드와 달리, 여기에 설명된 기술들을 이용한 키보드는 키보드 트로프와 같이 오염물이 모이는 오목한 곳에 위치될 필요가 없다. 도 12에서의 대표적인 키보드(1200)에 의해 도시된 바와 같이, 키들(1204)은 오목한 곳 또는 트로프에 위치되지 않는다. 실제로, 대표적인 키보드(1200)는 랩탑의 뚜껑이 닫힐 때 그것들 각각의 키홀들로 상기 키들(1204)을 낙하시키기 위한 메커니즘을 갖고 랩탑과 함께 통합될 수 있다. 이러한 메커니즘은 각각의 키를 그것의 준비 위치로부터 그것의 키홀로 끌어당기는 테더(tether)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 이러한 메커니즘은 이러한 자석이 더 이상 키를 보유하지 않도록 각각의 키의 포디움 자석들의 시프팅 또는 이동을 수반할 수 있다. 결과적으로, 각각의 키는 그것들 각각의 키홀들로 낙하할 것이다.
이것을 행하는 것은 키들에 대한 어떤 과도한 기계적 마모도 생성하지 않는다. 종래의 접근법들과 달리, 대표적인 키보드(1200)는 연장된 오용으로 인해 그것들의 스프링, 바이어스, 또는 탄성을 잃을 어떤 부분들도 가지지 않는다. 유사하게, 상기 키들(1204)의 자석들은 그것들의 키홀들로 눌려짐으로써 그것들의 자기 능력을 잃지 않을 것이다. 스크린/뚜껑이 들어올려질 때, 상기 키들(1204)은 테더의 장력이 해제되고 및/또는 포디움 자석이 그것의 원래 위치로 복구되자마자 그것들의 준비 위치로 스냅 업한다.
다른 대표적인 키 어셈블리들
도 13은 수동적인 촉각적 응답을 사용하여 만족스러운 촉각 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들을 시행하도록 구성된 또 다른 대표적인 키 어셈블리(1300)의 등각도이다. 상기 키 어셈블리(1300)는 키 포디움(1310) 및 키(1320)를 포함한다. 상기 키(1320)는 포디움(1300) 위에 있다는 것을 주의하자. 실제로, 상기 키(1320)는 포디움(1310)에서의 키-형 홀(1312)("키홀") 위에(및/또는 그것에 부분적으로) 걸려 있다. 상기 키 포디움은 또한 키프레임 또는 베젤로 불리울 수 있다.
위에서 아래까지, 상기 키 어셈블리(1300)는 두께가 약 2.5mm이다. 키 포디움(1310)은 두께가 약 1.5mm이며 상기 키(1320)는 두께가 약 0.75mm이다. 상기 키(1320)는 약 19mm×19mm이며 키홀은 19mm×20mm에서 약간 더 크다. 물론, 상기 치수들은 다른 구현들과 상이할 수 있다.
도 14는 포디움(1310) 및 키(1320)를 가진 키 어셈블리(1300)의 상부 평면도이다. 상기로부터 보여지는 바와 같이, 키-형 홀(1312)은 약 1.0mm의 갭이 남겨진 하나의 측면을 제외하고 상기 키에 딱 맞는다. 상기 키홀(1312)에서의 이러한 갭은 그것의 횡 주행을 위한 룸을 상기 키(1310)에 허용한다. X/Y 방향 화살표들이 도시되며 점선 원은 키(1320)를 통해 나오는 Z 방향(예로서, 위 및 아래)을 표현한다.
도 15는 그것의 포디움(1310) 및 키(1320)를 가진 키 어셈블리(1300)의 측면도이다.
도 16은 그것의 포디움(1310) 및 키(1320)를 가진 키 어셈블리(1300)의 확대도이다.
도 17은 키 어셈블리(1300)의 단면이며, 상기 단면은 키 어셈블리의 중심 주위에서 취해진다. 문맥에 대하여, 사용자의 손가락(1710)은 키를 누를 것을 예상하고 키(1320) 위를 맴도는 것으로 도시된다.
도 16 및 도 17의 도들은 어셈블리(1300)의 이전의 도면들에서 노출되지 않은 3개의 자석들(1610, 1620, 1630)을 도시한다. 자석들(1610, 1620)은 함께 적층되며 키 포디움(1310)의 형상-끼워맞춤 리세스(1314)로 딱 맞게 장착되고/삽입된다. 도 16 및 도 17 양쪽 모두에서 묘사된 바와 같이, 상기 자석(1620)은 반대 극들(1612, 1614) 바로 위에 하나의 자석(1622, 1624)의 극들을 가진 자석(1610)의 맨 위에 적층된다. 이러한 배열은, 물론 자석들의 반대 극들이 서로를 향해 끌어당겨지기 때문에 사용된다.
포디움 자석들은 키홀(1312)의 내부로의 자석 적층의 상부 자석(1620)의 하나의 극(예로서, 1622) 및 하부 자석(1610)의 반대 극(예로서, 1614)을 자기적으로 노출시키기 위해 상기 포디움(1310)에 장착된다.
총괄하여, 상기 두 개의 자석들(1610, 1620)은 자석들이 키 어셈블리(1300)의 포디움에 위치되기 때문에 "포디움 자석 배열"로 불리울 수 있다. 이러한 구현은 포디움 자석 배열을 위해 두 개의 자석들을 사용하지만, 대안적인 구현은 단지 하나의 자석만을 이용할 수 있다. 상기 구현에서, 단일 자석은 양쪽 극들이 키홀의 내부로 자기적으로 노출되도록 수직으로 배열될 것이다.
또 다른 구현들에서, 포디움 자석 배열에서 2개 이상의 자석들이 있을 수 있다. 하나의 이러한 구현은 적층에서 3개 또는 그 이상의 자석들을 포함할 수 있다. 다른 이러한 구현들은 키홀(1312)의 둘레 주변에서의 다양한 위치들에 및 상기 키홀 내에서의 다양한 Z-위치들에 위치된 다수의 자석들을 포함할 수 있다. 이들 다양한 다중-자석 배열들은 그것의 하향(또는 상향) 키 주행 동안 상기 키의 다수의 횡 움직임들을 부여할 수 있다.
도 16 및 도 17 양쪽 모두에 묘사된 바와 같이, 상기 키(1320)는 키캡(1322) 및 키베이스(1324)를 포함한다. 키 베이스(1324)는 키 레벨러(1326)를 포함한다. 몇몇 구현들에서, 상기 키 레벨러(1326)는 바이어싱될 수 있다. 키 레벨러(1326)의 목적은 키가 그것의 Z-방향 주행 동안 비교적 평평한 채로 있도록 상기 키에 인가된 중심을 벗어난 힘을 재분배하는 것이다. 물론, 다른 레벨링 메커니즘들 및 접근법들이 대안적인 구현들에서 이용될 수 있다. 하나의 대안에서, 다른 자석들이 하방 힘에 응답하여 키(1320)를 유지하고 균일하게 분리하기 위해 상기 키홀(1312)의 주변 주위에 분배될 수 있다.
키 자석(1630)은 키 베이스(1324)의 형상-끼워맞춤 리세스(1328)로 딱 맞게 장착되고/삽입된다. 상기 리세스(1328)는 도 16에 도시된다. 모든 자석들과 같이, 이러한 키 자석(1630)은 두 개의 극들(1632, 1634)을 가진다. 하나의 극(1634)은 키홀(132)의 내부 벽들로 자기적으로 노출된다.
여기에 설명된 수직-주행에-대한-평면-병진-반응도의 목적을 위해, 상기 키 자석의 노출된 단부의 극은 포디움 자석 배열의 상부 자석의 노출된 단부의 반대이다. 도 16 및 도 17 양쪽 모두에 묘사된 바와 같이, 키 자석(1630)의 극(1634)은 포디움 자석 배열의 상부 자석(1629)의 극(1622)의 반대이다. 이러한 배열 때문에, 상기 키(1320)의 자석(1630)은 포디움(1310)의 자석(1620)을 향해 끌어당겨진다. 결과적으로, 상기 자석 인력들은 상기 포디움(1310)에 대항하여 및 상기 키홀(1312) 위에서 및/또는 그것에 부분적으로 캔틸레버 방식으로 상기 키(1320)를 단단히 유지한다. 이러한 캔틸레버 배열은 도 17에 가장 잘 묘사된다.
총괄하여, 상기 키-자석 배열 및 상기 포디움-자석 배열은 키를 안에 유지하고 상기 키를 준비 위치로 복귀시키기 위해 함께 동작한다. 결과적으로, 동일한 기능을 달성하는 이들 자석 배열들 또는 다른 구현들은 준비/복귀 메커니즘으로 불리울 수 있다. 또한, 자석 배열들은 키누름의 초기 하방 힘에 대한 저항의 정도를 제공한다. 이러한 식으로, 상기 자석 배열들은 키보드의 전체-주행 키의 스냅-오버의 만족스러운 근사치에 기여한다. 결과적으로, 동일한 기능을 달성하는 이들 자석 배열들, 또는 다른 구현들은 "스냅-오버 느낌을 시뮬레이션하는 하나 이상의 메커니즘들"로 불리울 수 있다.
도 18a 및 도 18b는 도 17에서 동그라미가 그려진 바와 같이, 컷-어웨이 부분(1720)을 도시한다. 도 18a는 그것들이 도 17에 배열된 것처럼 키 어셈블리(1300)의 구성요소들을 도시한다. 상기 키(1320)는 자기 인력을 통해 상기 키 포디움(1310)에 동작적으로 연관된다(예로서, 연결되고, 결합되고, 링크되는 등). 키 자석(1630) 및 상부 포디움 자석(1620)의 반대 극들(1634, 1622) 사이에서의 인력(1810)은 그 사이에서의 볼트 심볼들(
Figure 112013099667230-pct00001
)의 모음에 의해 표시된다.
도 18b는 하방 힘(벡터(1820)에 의해 표현된)이 사용자의 손가락에 의해 상기 키(1320)에 부여된 후를 제외하고 상기 어셈블리(1300)의 동일한 구성요소들을 도시한다. 상기 하방 힘은 상기 키 자석(1630) 및 상부 포디움 자석(1620) 사이에서의 인력(1810)을 깬다. 자기적 결합을 깨기 위해 필요한 하방 힘의 양은 수반된 상기 자석들의 크기, 유형, 형태 및 위치 결정에 기초하여 맞춤화될 수 있다. 통상적으로, 분리 힘은 범위가 40 내지 100 그램들에 이른다.
상기 키(1320)가 아래쪽으로(Z-방향인) 주행함에 따라, 그것은 또한 키 자석(1630) 및 하부 포디움 자석(1610)의 유사한 극들(1634, 1614) 사이에서의 자기 척력에 의해 횡 방향으로 밀린다. 상기 자석들 사이에서의 반발(1822)은 화살표 및 볼트 심볼들(
Figure 112013099667230-pct00002
)의 모음에 의해 도 18b에 표현된다.
이러한 배열을 갖고, 키누름에 대한 사용자의 경험은 2011년 1월 4일에 출원된 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/429,749호(참조로서 여기에 통합됨)에 설명된 바와 같이 스냅-오버의 느낌과 유사하다. 상기 키누름 동안, 자기 유지로부터의 상기 키(1320)의 떼기는 브레이크오버 포인트와 같으며, 이것은 종래의 러버-돔 키의 러버 돔이 붕괴할 때의 느낌이다.
키홀(1312)의 측벽들은 키의 Z-방향 주행(예로서, 아래 및/또는 위) 동안 상기 키(1320)에 대한 가이드로서 동작한다. 상기 키홀(1312)의 원위부는 그것에 장착된 포디움 자석들을 갖고 상기 벽으로부터 멀어진다. 상기 키(1320)가 키누름에 대한 그것의 하향 주행 동안 횡 방향으로 주행하도록 허용하는 키홀(1312)의 원위부에서의 부가적인 공간이 있다. 상기 키 레벨러(1326)는 키홀(1312)의 원위부의 벽을 터치하거나 또는 칠 수 있다. 대안적으로, 이전 구현에서 설명된 것(키 어셈블리(300)인)과 유사한 키 가이드 시스템이 키 레벨링 및 횡 변위를 보조하기 위해 사용될 수 있다.
도 19는 수동적인 촉각적 응답을 사용하여 만족스러운 촉각적 사용자 경험을 제공하기 위해 여기에 설명된 기술들을 시행하도록 구성된 또 다른 대표적인 키 어셈블리(1900)의 등각도이다. 상기 키 어셈블리(1900)는 키 포디움(1910) 및 키(1920)를 포함한다. 상기 키(1920)는 포디움(1910)에서 키-형 홀(1912)("키홀') 위에(및/또는 그것에 부분적으로) 걸린다. 상기 키 포디움은 또한 키프레임 또는 베젤로 불리울 수 있다.
도 20은 동일한 키 포디움(1910) 및 키(1920)를 가진, 대표적인 키 어셈블리(1900)의 상부 평면도이다.
도 21은 동일한 키 포디움(1910) 및 키(1920)를 가진, 대표적인 키 어셈블리(1900)의 확대도이다. 또한, 키 해속(2010)이 도 21에 도시된다.
도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 이러한 키 어셈블리(1900)는, 키에 횡력을 부여하고 키에 레벨링을 제공하도록 설계되는 키 및 포디움을 갖는, 자석들의 배열들 및 구조들의 포함에서 키 어셈블리(1300)(도 13 내지 도 18에 도시된)와 상이하다.
키 어셈블리(1900)의 포디움 자석 배열은 각각의 자석의 극들이 교대하는 둘 이상의 적층된 자석들을 포함한다. 이러한 어셈블리(1900)를 갖고, 상기 포디움 자석 배열은 하나의 단일 자석(1930)을 포함한다. 단일의, 비-적층 자석 배열은 도 21에 가장 잘 보여질 수 있다. 이러한 유일한 자석은 단지 하나의 극이 키홀(1912)에 노출되도록 수평으로 위치된다. 상기 어셈블리(1900)와 같이, 자석(1930)의 노출된 극은 상기 키 자석(1940)(도 21에 도시된)의 노출된 극의 반대이다(및 따라서 그것에 자기적으로 끌어당겨진다).
도 20 및 도 21에 보여지는 바와 같이, 상기 포디움(1910)은 키홀(1912)의 각각의 코너에 들어가져 있는 램프 또는 경사진 평면(1980a, 1980b, 1980c, 1980d)을 가진다. 역의 및 상호 보완적 램프들 또는 챔퍼들이 상기 키(1920)에 내장된다. 두 개의 이러한 상호 보완적 램프들(1960c, 1960d)이 도 20 및 도 21에 보여진다.
함께 협력하여 동작할 때, 상기 키의 램프들은 하향 키누름 동안 상기 포디움의 램프들을 아래로 미끄러진다. 사용자가 누르는 키(1920) 상에서의 위치에 상관없이, 각각의 코너에서의 상기 램프-쌍들은 키누름 동안 상기 키(1920)를 고정적이며 평평한 채로 유지한다. 그러므로, 상기 램프-쌍들은 상기 키(1920)를 레벨링한다.
또한, 상기 램프-쌍들은 사용자의 하방 힘의 적어도 일부를 횡력으로 효과적으로 변환한다. 따라서, 상기 램프-쌍들은 상기 키(1920)의 Z-방향 움직임을 Z-방향 및 횡 방향 움직임 양쪽 모두로 변환한다. 이로 인해, 상기 키 어셈블리(1900)의 하부 포디움 자석의 밀어내는 자력은 상기 키에 횡력을 부여하기 위해 요구되지 않는다. 따라서, 키 어셈블리(1300)와 달리, 키 어셈블리(1900)에 사용된 어떤 하부 포디움 자석도 없다. 그러나, 대안적인 구현들은 상기 평면-병진 동작 액션을 갖고 상기 램프들을 돕기 위해 하부 포디움 자석을 이용할 수 있다.
또한, 이러한 키 어셈블리(1900)에서 발견되지만, 여기에 이미 논의된 구현들에서 발견되지 않은 부가적인 구조적 양상이 있다. 상기 키는 4개의 플랜지들 또는 돌기들을 가지며, 그 중 두 개는 1980a 및 1980b로 라벨링되고 도 20에 가장 잘 보여진다. 다른 두 개의 돌기들은 1960c 및 1960d로 라벨링되며 도 19 및 도 20에 가장 잘 보여진다. 이들 돌기들은 그것들 상에 상기 키의 램프들 중 두 개를 갖기 때문에, 이들 돌기들은 램프들로서 이전에 소개되고 라벨링되었다. 여기에서, 상기 라벨들(1960c, 1960d)은 공통적인 구조를 나타내지만, 상기 구조는 상이한 기능들을 수행하는 것으로서 설명될 수 있다.
도 19, 도 20, 및 도 21에 보여지는 바와 같이, 상기 포디움(1910)은 키홀(1912)의 벽들의 부분으로부터 형성된 4개의 돌기-수용 리세스들(1980a, 1980b, 1980c, 1980d)을 가진다. 그것들의 이름들이 제안하는 바와 같이, 이들 리세스들(1980a, 1980b, 1980c, 1980d)의 각각은 키의 돌기들의 대응하는 것을 수용하도록 구성된다. 도 19 내지 도 21은 그것들의 대응하는 리세스들에 맞는 그것의 돌기들을 갖는 자기적으로 결합된 키(1920)를 도시한다.
이러한 배열에서, 마감층(도시되지 않음)은 밑에서 상기 돌기들을 트랩하도록 상기 포디움(1910) 위로 및 상기 리세스들 위로 연장될 수 있다. 이러한 식으로, 마감층은 상기 키홀(1912) 위에 및/또는 그것 내에 걸린 그것의 위치에서 상기 키(1920)를 유지할 것이다. 상기 마감층은 충분히 강하고 견고한 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료는 (이에 제한되지 않지만) 금속 포일, 고무, 실리콘, 탄성 중합체, 플라스틱, 비닐 등을 포함할 수 있다.
상기 키 해속(2010)은 키(1920)의 밑면 및 그 중심에 부착된다. 통상적으로, 상기 해속(2010)은 이중 목적을 가진다. 먼저, 상기 해속(2010)은 키누름의 하부에서의 키 스위치(도시되지 않음)와 깨끗하며 신뢰성 있는 접촉을 하도록 돕는다. 상기 해속(2010)은 종래의 막 키스위치의 신뢰성 있는 스위치 폐쇄를 보장하기 위해 충분한 정도의 탄력성(즉, 쿠션)을 가진 방해받지 않은 평평한 면적을 제공한다. 두 번째로, 상기 해속(2010)은 키보드의 전체-주행 키의 스냅-오버의 만족스러운 근사치를 제공하기 위해 상기 키누름의 하부에서 미리 결정된 양의 쿠션재(또는 것이 없음)를 제공한다.
자석들
여기에 논의된 구현들을 위한 자석들은 영구 자석들 및 특히 상업용 영구 자석들이다. 이러한 자석들의 가장 보편적인 유형들은 다음을 포함한다:
ㆍ 네오디뮴 철 붕소;
ㆍ 사마륨 코발트;
ㆍ 알니코; 및
ㆍ 세라믹.
상기 리스트는 가장 강한 것에서부터 가장 약한 것으로 통상적인 자석 강도의 순서이다.
그것들의 비교적 작은 크기 및 인상적인 자기 세기 때문에, 여기에 설명된 구현들은 희토 자석들을 이용하며, 이것은 희토 원소들의 합금들로 만들어진 강한 영구 자석들이다. 희토 자석들은 통상적으로 1.4 테슬라를 초과하는 자기장들을 생성하며, 이것은 비교가능한 페라이트 또는 세라믹 자석들보다 50 내지 200 퍼센트 더 많다. 상기 구현들 중 적어도 하나는 네오뮴-계 자석들을 사용한다.
대안적인 구현들은 전자석들을 이용할 수 있다.
수직 주행에 대한 평면 병진 반응도
도 22a, 도 22b, 및 도 22c의 각각은 여기에 설명된 기술들의 하나 이상의 구현들에 적합한 대표적인 터치면(2200)의 일 부분의 간략화되고 축약된 버전의 상이한 뷰들을 도시한다. 예시의 간단함을 위해, 상기 터치면(2200)은 깊이(즉, Z-차원)보다 더 큰 폭 및 너비(즉, X/Y 차원들)를 가진 단단한 직사각형 몸체로서 도시된다. 또한 예시의 간단함을 위해, 레벨링, 수직-주행에-대한-평면-병진-반응도, 및/또는 상기 터치면의 다른 기능들 및 동작들을 제공하는 기초 구조들 및 메커니즘들은 도시되지 않는다.
도 22a에서, 상기 터치면(2200)은 상부 평면도에 도시된다. 도 22b 및 도 22c는 상이한 정면도들에서의 상기 터치면(2200)을 도시한다. 이들 도면들에서 금지 픽토그램들(즉, 슬래시를 가진 원)에 의해 주지된 바와 같이, 상기 터치면은 모든 3개의 축들(즉, X, Y, Z)에 대한 회전으로부터 제한된다. 즉, 상기 터치면(2200)은 어쨌든 회전하는 것으로부터 제한된다.
그러나, 상기 터치면(2200)은 Z-방향(즉, 수직으로, 아래로, 및/또는 위로)으로 이동하도록 허용되며 가능해진다. 또한, 상기 터치면(2200)은 X/Y 면에서 평면 방향으로 이동하도록 허용된다. 즉, 상기 터치면(2200)은 X, Y, 또는 그것의 조합인 X/Y 면에서 하나의 방향으로 이동한다. 실제로, 상기 터치면(2200)은 또한 수직 방향으로 이동하면서 평면 방향으로 이동하도록 구성된다. 이들 두 개의 방향들에서의 움직임의 조합은 소위 "대각선"이라 불리울 수 있다. 더욱이, 상기 터치면(2200)은 이동하면서 회전하지 않기 때문에, 이러한 움직임은 여기에서 "병진"이라 불리운다. 결과적으로, 상기 터치면(2200)의 전체 움직임은 여기에서 "수직-주행에-대한-평면-병진-반응도"라 불리운다.
또 다른 대표적인 어셈블리의 자유 물체도
도 23은 여기에 설명된 기술들의 하나 이상의 구현들에 적절한 대표적인 터치면 어셈블리(2300)의 간소화하고 축약된 버전의 자유 물체도를 도시한다. 예시의 단순함을 위해, 상기 어셈블리(2300)의 구성요소들 중 단지 두 개, 즉 램프(2310) 및 챔퍼(2320)가 도시된다. 상기 램프(2310)는 키 가이드(도 6에 도시된 키 가이드(610)의 것과 같은)의 램프들 중 하나 이상의 간소화된 대표이다. 유사하게, 상기 챔퍼(2320)는 터치면의 챔퍼들(도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 키(320)의 것과 같은) 중 하나 이상의 간소화된 대표이다. 또한 예시의 단순함을 위해, 상기 어셈블리의 다른 기능들 및 동작들을 제공하는 다른 구조들 및 메커니즘들은 도시되지 않는다.
도 23은 자유 물체도이기 때문에, 그것은 상기 챔퍼(2320) 및/또는 상기 램프(2310) 상에서 동작하는 여러 개의 힘 벡터들(화살표들에 의해 표현된 바와 같이)을 도시한다. 이들 벡터들은 자력 벡터(Fmagnet)(2330), 사용자-누름 힘 벡터(Fpress)(2332), 중력 벡터(Fgravity)(2334), 램프-면-수직 힘 벡터(Fj)(2336), 마찰력 벡터(Ffriction)(2338), 및 램프-면-병렬 힘 벡터(Fi)(2340)를 포함한다. 상기 램프(2310)의 각도(α)는 2312에 도시된다. 이 설명에서, μ는 알려진 마찰 계수이며 g는 중력 상수이다.
묘사된 바와 같이, 상기 램프-면-평행 힘 벡터(Fi)(2340)는 상기 램프(2310)의 램프 면(2314)을 따른(즉, 이에 평행한) 방향으로 상기 챔퍼(2320) 상에서 동작하는 묘사된 힘들의 합계이다. 상기 램프-면-평행 힘 벡터(Fi)(2340)는, 적어도 그것들이 상기 램프 면(2314)에 평행한 방향으로 동작하기 때문에, 자력(Fmagnet)(2330), 마찰력(Ffriction)(2338), 및 사용자-누름 힘(Fpress)(2332) 및 중력(Fgravity)(2334)의 구성요소들을 포함한다. 묘사된 바와 같이, 상기 자력(Fmagnet)(2330)은 상기 사용자-누름 힘(Fpress)(2332) 및 중력(Fgravity)(2334)의 램프-평행 구성요소들이 상기 램프 아래로 동작하는 동안 상기 램프(2310) 위를 향한다. 상기 마찰력(Ffriction)(2338)은 움직임으로부터 멀어지는 방향으로 향하게 된다. 즉, 상기 챔퍼(2320)가 상기 램프 면(2314) 아래로 이동할 때, 상기 마찰력은 상기 램프(2310) 위로 향한다. 반대로, 챔퍼가 상기 램프 위로 이동할 때, 마찰력은 상기 램프 아래로 향한다. 이들 힘 벡터들(Fi)(2340)의 합계가 상기 램프(2310) 위로 향할 때, 상기 챔퍼(2320)는 예를 들면 그것이 준비 위치에서 정지할 때까지 위로 이동할 것이다. 이들 힘 벡터들(Fi)(2340)이 아래로 향할 때, 상기 챔퍼(2320)는 예를 들면 그것이 하부에서의 정지점에 도달할 때까지 상기 램프(2310) 아래로 이동할 것이다.
그것의 준비 위치에서, 상기 챔퍼(2320)는 램프-면-평행 힘(Fi)이 램프 면(2314) 위로 향하기 때문에 상기 램프(2310)의 최상부에서 또는 그 가까이에서 유지된다. 이것은 주로 상기 어셈블리에서의 자석들의 상호 인력에 기인한다(여기에 묘사되지 않는다). 상기 상호 인력의 힘은 자력 벡터(Fmagnet)(2230)에 의해 표현된다. 마찰력(Ffriction)(2338)은 또한 상기 챔퍼(2320)를 그것의 현재 위치 및/또는 상기 챔퍼의 느린 움직임에 유지하도록 동작한다. 상기 챔퍼(2320)는 램프-면-평행 힘 벡터(Fi)(2340)가 램프 면(2314) 아래로 향할 때까지 이 위치에 남아있을 것이다. 이것은 하향 램프 평행 힘들(Fi인)의 합계가 상기 자력(Fmagnet)(2330) 및 상기 마찰력(Ffriction)(2338)의 합계보다 클 때 발생한다.
마찰력(Ffriction)(2338)을 계산하기 위해, 상기 램프-면-수직 힘(Fj)(2336)이 결정된다. 묘사된 바와 같이, 상기 힘(Fj)은 상기 램프 면(2314)을 향해(즉, 이에 수직인) 동작하는 구성요소를 가진 힘들의 합계이다. 예시에서 보여질 수 있는 바와 같이, 사용자-누름 힘 벡터(Fpress)(2332) 및 중력 벡터(Fgravity)의 각각은 램프 면(2314)에 수직인 방향으로 구성요소를 가진다. 이들 수직 힘 벡터들의 규모는 예를 들면, 다음의 공식: Fj=(Fpress+Fgravity)*cos(α)에 따라 상기 램프 각(α)(2312)의 코사인에 의해 결정될 수 있다. 상기 마찰력(Ffriction)(2338)은 그 후 상기 램프(2310) 및 챔퍼(2320) 사이에서의 마찰(μ)의 계수 및 수직 힘의 적, 즉 Ffriction=Fj*μ로서 계산될 수 있다.
유사한 방식으로, 상기 램프-면-평행 힘 벡터(Fi)(2340)가 산출될 수 있다. 상기 하향 램프-면-평행 힘 벡터는 사용자-누름 힘(Fpress)(2332) 및 중력(Fgravity)(2334)의 합 곱하기 sin(램프 각(α; 2312))이다. 이전에 설명된 바와 같이 및 묘사된 바와 같이, 자력(Fmagnet)(2330)은 마찰력(Ffriction)(2338)이 움직임의 반대 방향에서 동작하는 동안 램프(2310)를 따라 상향 방향으로 향한다. 이것은 이들 방식으로 표현될 수 있다:
ㆍ 램프 아래로 이동할 때: Fi=(Fpress+Fgravity)*sin(α)-Ffriction-Fmagnet 및
ㆍ 램프 위로 이동할 때: Fi=(Fpress+Fgravity)*sin(α)+Ffriction-Fmagnet.
많은 제품 설계들 및 애플리케이션들에서, 터치면(예로서, 키)의 무게는 사용자-누름 힘(Fpress) 및 자력(Fmagnet)에 비해 작을 것이다. 이들 경우들에서, 상기 중력 구성요소는 Fi에 대한 등식들 양쪽 모두에 무시될 수 있다. 결과적으로, 마찰력(Ffriction)에 대한 등식이 램프-면-평행 힘(Fi)에 대한 등식으로 교체되고 중력이 무시된다면, 다음이 야기된다:
ㆍ 램프 아래로 이동할 때: Fi=Fpress*sin(α)-Fpress*cos(α)*μ-Fmagnet, 및
ㆍ 램프 위로 이동할 때: Fi=Fpress*sin(α)+Fpress*cos(α)*μ-Fmagnet.
이들 간소화된 등식들은 사용자-누름 힘(Fpress)(2332), 자력(Fmagnet)(2330), 램프 각(α)(2312), 및 마찰 계수(μ)의 함수로서 상기 챔퍼(2320) 상에서 동작하는 힘을 계산하기 위해 사용될 수 있다.
묘사된 대표적인 터치면 어셈블리(2300)에 대해, 상기 램프 각(α)(2312)은 45도이다. 단지 예시를 위해(제한 없이), 상기 램프(2310) 및 상기 챔퍼(2320)의 각각은 아세탈 수지(예로서, DuPont™ 브랜드 Delrin®)로 구성된다. 이 기술분야의 숙련자들은 두 개의 아세탈 수지 표면들에 대한 마찰 계수(μ)는 0.2임을 알고 있다. 이러한 예의 경우에, 상기 램프-면 평행 방향에서 상기 챔퍼(2320) 상에 동작하는 힘들은,
ㆍ 다운-램프 움직임 동안: Fi=(.8*.717)*Fpress-Fmagnet
ㆍ 업-램프 움직임 동안: Fi=(1.2*.717)*Fpress-Fmagnet이다.
이들 등식들은 또한 준비 위치 및 종료 정지점 둘 모두에서 자력의 함수로서 분리 및 복귀 힘을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
ㆍ 분리를 위해: Fpress > 1.77Fmagnet(준비 위치에서)
ㆍ 복귀를 위해: Fpress < 1.18Fmagnet(종료 정지점에서)
결과적으로, 상기 시스템은 적절한 자력(Fmagnet)(2330)을 선택함으로써 특정된 사용자-누름 힘(Fpress)(2332)을 충족시키도록 설계될 수 있다. 예를 들면, 원하는 60 그램 분리 힘을 위해, 상기 자력 벡터(Fmagnet)는 약 35그램들일 수 있다.
대표적인 컴퓨팅 시스템 및 환경
도 22는 여기에 설명된 바와 같이, 하나 이상의 구현들이 시행될 수 있는(완전히 또는 부분적으로) 적절한 컴퓨팅 환경(2200)의 일 예를 예시한다. 대표적인 컴퓨팅 환경(2200)은 컴퓨팅 환경의 단지 하나의 예이며 컴퓨터 및 네트워크 아키텍처들의 사용 또는 기능의 범위에 대한 임의의 제한을 제안하도록 의도되지 않는다. 컴퓨팅 환경(2200)은, 대표적인 컴퓨팅 환경(2200)에서 예시된, 임의의 하나의 구성요소, 또는 구성요소들의 조합에 관한 임의의 의존성 또는 요건을 갖는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
여기에 설명된 바와 같이, 상기 하나 이상의 구현들은 프로세서에 의해 실행되는, 프로그램 모듈들과 같은, 프로세서-실행 가능한 명령들의 일반적인 문맥으로 설명될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈들은 특정한 작업들을 수행하거나 또는 특정한 추상적 데이터 유형들을 시행하는 루틴들, 프로그램들, 오브젝트들, 구성요소들, 데이터 구조들 등을 포함한다.
상기 컴퓨팅 환경(2200)은 컴퓨터(2202)의 형태인 범용 컴퓨팅 디바이스를 포함한다. 컴퓨터(2202)의 구성요소들은, 이에 제한되지 않지만, 하나 이상의 프로세서들 또는 프로세싱 유닛들(2204), 시스템 메모리(2206), 및 상기 프로세서(2204)를 포함한 다양한 시스템 구성요소들을 시스템 메모리(2206)에 결합하는,시스템 버스(2208)를 포함할 수 있다.
상기 시스템 버스(2208)는 메모리 버스 또는 메모리 제어기, 주변 버스, 가속 그래픽 포트, 및 다양한 버스 아키텍처들 중 임의의 것을 사용한 프로세서 또는 로컬 버스를 포함한, 여러 유형들의 버스 구조들 중 임의의 것의 하나 이상을 표현한다.
컴퓨터(2202)는 통상적으로 다양한 프로세서-판독 가능한 미디어를 포함한다. 이러한 미디어는 컴퓨터(2202)에 의해 액세스 가능하며 휘발성 및 비휘발성 미디어, 착탈 가능하며 착탈 가능하지 않은 미디어 둘 모두를 포함하는 임의의 이용가능한 미디어일 수 있다.
상기 시스템 메모리(2206)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(2210)와 같은 휘발성 메모리, 및/또는 판독 전용 메모리(ROM)(2212)와 같은 비휘발성 메모리의 형태에 있는 프로세서-판독가능한 미디어를 포함한다. 가동 동안과 같이, 컴퓨터(2202) 내에서의 요소들 사이에서 정보를 전달하도록 돕는 기본 루틴들을 포함하는, 기본 입력/출력 시스템(BIOS)(2214)은 ROM(2212)에 저장된다. RAM(2210)은 통상적으로 프로세싱 유닛(2204)에 즉시 액세스 가능하고 및/또는 그것에 의해 현재 동작되는 데이터 및/또는 프로그램 모듈들을 포함한다.
컴퓨터(2202)는 또한 다른 착탈 가능한/착탈 가능하지 않은, 휘발성/비휘발성 컴퓨터 저장 미디어를 포함할 수 있다. 예로서, 도 22는 착탈 가능하지 않은, 비 휘발성 자기 미디어(도시되지 않음)로부터 판독하고 그것에 기록하기 위한 하드 디스크 드라이브(2216), 착탈 가능하고, 비-휘발성 플래시 메모리 데이터 저장 디바이스(2220)(예로서, "플래시 드라이브")로부터 판독하고 그것에 기록하기 위한 자기 디스크 드라이브(2218), 및 CD-ROM, DVD-ROM, 또는 다른 광 미디어와 같은 착탈 가능하고, 비휘발성 광 디스크(2224)로부터 판독하고 및/또는 그것에 기록하기 위한 광 디스크 드라이브(2222)를 예시한다. 상기 하드 디스크 드라이브(2216), 플래시 드라이브(2218), 및 광 디스크 드라이브(2222)는 각각 하나 이상의 데이터 미디어 인터페이스들(2226)에 의해 시스템 버스(2208)에 연결된다. 대안적으로, 상기 하드 디스크 드라이브(2216), 자기 디스크 드라이브(2218), 및 광 디스크 드라이브(2222)는 하나 이상의 인터페이스들(도시되지 않음)에 의해 시스템 버스(2208)에 연결될 수 있다.
상기 드라이브들 및 그것들의 연관된 프로세서-판독 가능한 미디어는 컴퓨터(2202)를 위한 프로세서-판독 가능한 명령들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들, 및 다른 데이터의 비-휘발성 저장을 제공한다. 상기 예는 하드 디스크(2216), 착탈 가능한 자기 디스크(2220), 및 착탈 가능한 광 디스크(2224)를 예시하지만, 컴퓨터(자기 카세트들 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 플래시 메모리 카드들, 플로피 디스크들, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다용도 디스크들(DVD) 또는 다른 광 저장 장치, 랜덤 액세스 메모리들(RAM), 판독 전용 메모리들(ROM), 전기적으로 소거 가능한 프로그램 가능한 판독-전용 메모리(EEPROM) 등)에 의해 액세스 가능한 데이터를 저장할 수 있는 다른 유형들의 프로세서-판독 가능한 미디어가 또한 대표적인 컴퓨팅 시스템 및 환경을 구현하기 위해 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
임의의 수의 프로그램 모듈들은 예로서, 운영 시스템(2228), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들(2230), 다른 프로그램 모듈들(2232), 및 프로그램 데이터(2234)를 포함하여, 하드 디스크(2216), 자기 디스크(2220), 광 디스크(2224), ROM(2212), 및/또는 RAM(2210)에 저장될 수 있다.
사용자는 키보드(2236) 및 마우스(2238) 또는 터치패드(2240)와 같은 하나 이상의 포인팅 디바이스들과 같은 입력 디바이스들을 통해 명령어들 및 정보를 컴퓨터(2202)에 입력할 수 있다. 다른 입력 디바이스들(2238)(구체적으로 도시되지 않음)은 마이크로폰, 조이스틱, 게임 패드, 카메라, 직렬 포트, 스캐너 등을 포함할 수 있다. 이들 및 다른 입력 디바이스들은 시스템 버스(2208)에 결합되는 입력/출력 인터페이스들(2242)을 통해 프로세싱 유닛(2204)에 연결되지만, 병렬 포트, 게임 포트, 범용 직렬 버스(USB), 또는 블루투스와 같은 무선 연결과 같은 다른 인터페이스들 및 버스 구조들에 의해 연결될 수 있다.
모니터(2244), 또는 다른 유형의 디스플레이 디바이스가 또한 비디오 어댑터(2246)와 같은 인터페이스를 통해 시스템 버스(2208)에 연결될 수 있다. 모니터(2244) 이외에, 다른 출력 주변 디바이스들이 스피커들(도시되지 않음) 및 프린터(2248)와 같은 구성요소들을 포함할 수 있으며, 이것은 입력/출력 인터페이스들(2242)을 통해 컴퓨터(2202)에 연결될 수 있다.
컴퓨터(2202)는 원격 컴퓨팅 디바이스(2250)와 같은 하나 이상의 원격 컴퓨터들에 대한 논리적 연결들을 통해 네트워킹된 환경에서 동작할 수 있다. 예로서, 상기 원격 컴퓨팅 디바이스(2250)는 개인용 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 서버, 라우터, 네트워크 컴퓨터, 피어 디바이스 또는 다른 공통 네트워크 노드 등일 수 있다. 상기 원격 컴퓨팅 디바이스(2250)는 컴퓨터(2202)에 대한, 여기에 설명된 요소들 및 특징들의 모두 또는 많은 부분을 포함할 수 있는 휴대용 컴퓨터로서 예시된다. 유사하게, 상기 원격 컴퓨팅 디바이스(2250)는 그것 상에서 구동하는 원격 애플리케이션 프로그램들(2258)을 가질 수 있다.
컴퓨터(2202) 및 원격 컴퓨터(2250) 사이에서의 논리적 연결들은 근거리 네트워크(LAN)(2252) 및 범용 광역 네트워크(WAN)(2265)로서 묘사된다. 이러한 네트워킹 환경들은 사무실, 기업-전체 컴퓨터 네트워크들, 인트라넷들, 및 인터넷에서 아주 흔하다.
LAN 네트워킹 환경에서 구현될 때, 컴퓨터(2202)는 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(2256)를 통해 유선 또는 무선 로컬 네트워크(2252)에 연결된다. WAN 네트워킹 환경에서 구현될 때, 상기 컴퓨터(2202)는 통상적으로 광역 네트워크(2254)에 걸쳐 통신들을 확립하기 위한 몇몇 수단들을 포함한다. 상기 예시된 네트워크 연결들은 대표적이며 상기 컴퓨터들(2202, 2250) 사이에 통신 링크(들)를 확립하는 다른 수단들이 이용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
컴퓨팅 환경(2200)을 갖고 예시된 것과 같은, 네트워킹된 환경에서, 컴퓨터(2202), 또는 그것의 부분들에 대하여 묘사된 프로그램 모듈들은 원격 메모리 저장 디바이스에 저장될 수 있다.
부가적이며 대안적인 구현 노트들
여기에 설명된 터치면의 구현들은 주로 키보드의 키에 초점을 맞추지만, 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 가진 레벨링된 터치면의 다른 구현들이 이용가능하며 바람직하다. 예를 들면, 여기에 설명된 새로운 기술들을 구현한 터치면은 (예시 목적들을 위해 리스트되며 제한이 없음) 터치 스크린, 터치패드, 포인팅 디바이스, 및 인간이 터치하는 인간-기계 인터페이스(human-machine interface; HMI)를 가진 임의의 디바이스일 수 있다. 적절한 HMI 디바이스들의 예들은 (예시로서 및 제한 없이) 키보드, 키 패드, 포인팅 디바이스, 마우스, 트랙볼, 터치패드, 조이스틱, 포인팅 스틱, 게임 제어기, 게임패드, 패들, 펜, 스타일러스, 터치스크린, 터치패드, 풋 마우스, 조향 핸들, 조그 다이얼, 요크, 지향성 패드, 및 댄스 패드를 포함한다.
여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 HMI 디바이스를 이용할 수 있는 컴퓨팅 시스템들의 예들은 (이에 제한되지 않지만): 셀 전화, 스마트폰(예로서, iPhone™), 태블릿 컴퓨터(예로서, iPad™), 모니터, 제어 패널, 차량 대시보드 패널, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 서버 컴퓨터, 게이밍 디바이스, 전자 키오스크, 현금 자동화 입출금기(ATM), 네트워킹된 기기, 판매 시점 관리 워크스테이션, 의료용 워크스테이션, 및 산업용 워크스테이션을 포함한다.
예를 들면, 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰의 터치스크린은 여기에 설명된 기수들에 따라 구성될 수 있다. 그렇다면, 사용자는 터치스크린을 누름으로써 온-스크린 아이콘 또는 버튼을 선택할 수 있을 것이다. 이에 응답하여, 상기 터치스크린은 아래로 및 옆으로 이동할 수 있으며 상기 스크린의 훨씬 더 큰 하향 움직임의 인상을 사용자에게 줄 수 있다.
또한, 랩탑 컴퓨터가 여기에 설명된 기술들에 따라 구성된 터치패드를 갖는다고 가정하자. 임의의 다른 기계적인 버튼들을 누르지 않고, 사용자는 터치패드를 아래로 누름으로써 스크린상 아이콘 또는 버튼을 선택할 수 있다. 이에 응답하여, 터치패드는 하향 또는 횡 방향으로 이동할 수 있고 사용자에게 스크린의 더 큰 하향 움직임의 느낌을 준다. 대안적으로, 상기 터치패드는 횡 방향으로 미끄러지도록 바이어싱된 가이드를 미는 동안 단지 하향으로 실질적으로 수직으로 이동할 수 있다.
몇몇 구현들에서, 대표적인 터치면(예로서, 키, 터치스크린, 터치패드)은 불투명할 수 있다. 다른 구현들에서, 대표적인 터치면은 전체적으로 또는 부분적으로 반투명하거나 또는 투명하다.
다음의 미국 특허 출원들은 여기에 전체적으로 참조로서 통합된다:
ㆍ 2009년 10월 15일에 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 제12/580,002호;
ㆍ 2010년 5월 24일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/347,768호;
ㆍ 2010년 11월 6일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/410,891호;
ㆍ 2010년 12월 22일에 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 제12/975,733호;
ㆍ 2011년 1월 4일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/429,749호;
ㆍ 2011년 4월 3일에 출원된, 미국 가 특허 출원 일련 번호 제61/471,186호.
상기 구현들 중 하나 이상은 사용자가 터치면(예로서, 키, 터치면, 터치스크린)을 얼마나 세게 눌렀는지를 검출하기 위해 힘-감지 기술을 이용할 수 있다.
다른 터치면 구현들 및 변화들의 예들은 (예로서 및 제한 없이): 토글 키, 슬라이더 키, 슬라이더 팟, 로터리 인코더 또는 팟, 내비게이션/다중-위치 스위치 등을 포함할 수 있다.
토글 키-여기에 설명된 바와 같은, 토글 키는 그것의 베이스에서 피봇하는 레벨링된 키이다. 토글 키 구현은 사용자가 하나의 자석으로부터 토글을 바꾸도록 키홀의 양쪽 측면들 상에 서로 끌어당기는 자석들을 가질 수 있다. 이것은 스냅 오버 느낌을 생성하며 원하는 위치들에서 토글을 유지할 것이다.
슬라이더 키 - 이것은 피봇팅 대신에, 그것이 미끄러진다는 점을 제외하고, 상기 토글 키와 유사하다.
슬라이드 팟 - 이것은 주행이 훨씬 더 길다는 점을 제외하고, 슬라이더 키와 유사하다. 그것은 슬라이더가 따라 이동하는 것처럼 상기 슬라이더에 대한 멈춤쇠들을 갖는 것이 바람직할 수 있으며 자석들이 이를 달성하기 위해 사용될 수 있다. 자석들은 이들 포인트들을 정의하기 위해 상기 단부들에 및 상기 중간에 사용될 수 있다. 또한, 상이한 세기들의 자석들이 상이한 촉각적 응답들을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
로터리 인코더 또는 팟 - 자석들은 멈춤쇠들을 제공하기 위해 둘레 주변에 사용될 수 있다. 구현들은 단단하며 부드러운 멈춤쇠들을 사용할 수 있다.
내비게이션/다중-위치 스위치 - 이것은 다중-방향 스위치이다. 구현은 모든 지향적 사분면들에서 자석들을 사용할 수 있으며 상기 스위치는 그것들 사이에서 공중에 뜰 것이다.
다른 유형들의 준비/복귀 메커니즘들이 청구된 주제의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이용될 수 있다는 것이 인식되며 이해될 것이다. 예를 들면, 대안적인 복귀 메커니즘들은 상기 터치면을 다시 밀어 올리는 자기 반발을 사용하여 상기 터치면을 그것의 준비 위치로 회복시킬 수 있다. 다른 대안적인 복귀 메커니즘들은 자기 또는 전자기 힘들을 사용하지 않을 수 있다. 대신에, 아마도, 바이어싱 또는 스프링 힘들이 상기 키를 그것의 준비 위치로 밀거나 또는 당기며 상기 터치면을 상기 위치에 유지하기 위해 사용될 수 있다. 대안적인 메커니즘들의 예들은 (이에 제한되지 않지만) 스프링들, 고무 밴드들, 및 촉각 돔들(예로서, 러버 돔, 탄성 중합체 돔, 금속 돔 등)을 포함한다.
또한, 다수의 메커니즘들이 복귀 및 준비 기능들을 개별적으로 달성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 메커니즘은 상기 터치면을 그것의 준비 위치에 유지할 수 있으며 별개의 메커니즘은 상기 터치면을 그것의 준비 위치로 복귀시킬 수 있다.
마찬가지로, 다른 유형들의 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘들이 청구된 주제의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이용될 수 있다는 것이 인식되며 이해될 것이다. 예를 들면, 대안적인 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘들은 램프들 없이 터치면을 레벨링할 수 있고 및/또는 램프들 또는 자기 또는 전자기 힘들을 사용하지 않고 수직 움직임으로부터 평면 병진을 부여할 수 있다.
대안적인 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘들의 예들은 (이에 제한되지 않지만) 4-바 연결 메커니즘 및 리브-및-그루브(rib-and-groove) 메커니즘을 포함한다. 4-바 연결 메커니즘을 갖고, 상기 터치면은 최상위 바로서 동작할 것이며 상기 베이스는 최하위 바일 것이다. 상기 터치면이 눌려질 때, 상기 메커니즘은 터치면의 스윙을 아래로 및 하나의 평면 방향으로 제한하도록 구성될 것이다. 리브-및-그루브 메커니즘들 갖고, 상기 터치면은 포디움의 그루브들의 기울어진 경로를 따라 라이딩하는 리브들을 가질 것이다. 그루브의 한정된 경로는 Z-방향 주행 및 평면 방향 주행의 구성요소를 포함할 것이다. 물론, 상기 터치면은 그루브들을 가질 수 있으며 상기 포디움은 상기 리브들을 가진다.
또한, 다수의 메커니즘들이 이들 기능들을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 하나의 메커니즘은 상기 터치면을 레벨링할 수 있으며 별개의 메커니즘은 상기 터치면에 평면 병진을 부여할 수 있다.
대표적인 구현들의 상기 설명에서, 설명을 위해, 특정 숫자들, 재료들 구성들, 및 다른 세부사항들이 청구된 바와 같이, 본 발명을 보다 양호하게 설명하기 위해 제시된다. 그러나, 청구된 발명은 여기에 설명된 대표적인 것들과 상이한 세부사항들을 사용하여 실시될 수 있다는 것이 이 기술분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 다른 인스턴스들에서, 잘-알려진 특징들은 대표적인 구현들의 설명을 명확하게 하기 위해 생략되거나 또는 간소화된다.
본 발명자들은 설명된 대표적인 구현들이 주로 예들이도록 의도한다. 본 발명자들은 이들 대표적인 구현들이 첨부된 청구항들의 범위를 제한하도록 의도하지 않는다. 오히려, 본 발명자들은 청구된 발명이 다른 현재 또는 미래의 기술들과 함께, 다른 방식들로 구체화되고 구현될 수 있다는 것을 고려한다.
게다가, 단어("대표적인")는 예, 실례, 또는 예시로서 작용하는 것을 의미하도록 여기에서 사용된다. "대표적인"으로서 여기에 설명된 임의의 양상 또는 설계는 다른 양상들 또는 설계들에 비해 선호되거나 또는 유리한 것으로서 반드시 해석되는 것은 아니다. 오히려, 단어(대표적인)의 사용은 구체적인 방식으로 개념들 및 기술들을 제공하도록 의도된다. 용어("기술들")는 예를 들면, 여기에 설명된 문맥에 의해 표시된 바와 같이, 하나 이상의 디바이스들, 장치들, 시스템들, 방법들, 제조물들, 및/또는 컴퓨터-판독가능한 명령들을 나타낼 수 있다.
본 출원에서 사용된 바와 같이, 용어("또는")는 배타적인 "또는"이라기보다는 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 또는 문맥으로부터 명확하지 않다면, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연스러운 포괄적 순열들 중 임의의 것을 의미하도록 의도된다. 즉, X가 A를 이용하고; X는 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 둘 모두를 이용한다면, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 앞서 말한 인스턴스들 중 임의의 것 하에서 만족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 청구항들에 사용된 바와 같이 관사들("a", "an")은 일반적으로 달리 특정되지 않거나 또는 단일 형태에 관한 것이도록 문맥으로부터 명백하지 않다면, "하나 이상"을 의미하도록 해석되어야 한다.
구현들의 특징들, 양상들, 기능들 등
다음의 열거된 단락들은 여기에 설명된 기술들에 따른 방법들, 시스템들, 디바이스들 등의 예시적이면, 배타적이지 않은 설명들을 표현한다:
A. 상기 키 상에서의 인간-부여 Z-방향 힘 동안 그것 상에 부여된 횡 방향 병진을 가진 터치면(예로서, 키)(특히 이러한 횡 주행이 임의의 종류의 모터에 의해 야기되지 않을 때).
A1. 단락 A의 터치면, 여기에서 자기 반발 및/또는 인력은 상기 횡 주행을 부여한다.
A2. 단락 A의 터치면, 여기에서 다수의 램프들은 하방 힘에 응답하여 상기 횡 주행을 부여한다.
B. 그것의 준비 위치에서의 키의 캔틸레버 식 보유(특히 자기 인력에 의해 유지될 때).
C. 그것의 준비 위치에서 키를 횡 방향으로 유지하는 것(예로서, 키홀(1312) 유지의 내부(예로서, 자기 인력을 통해).
D. Z-방향 주행(키누름 및 키 떼기에 응답하여 키의 위/아래 움직임인) 동안 키에 횡 주행을 부여하기 위한 자기 반발 또는 인력.
E. 키를 그것의 원래 위치로 복귀시키기 위한 자기 인력 - 인력은 상기 키의 횡 및 Z-방향 움직임 양쪽 모두를 부여할 수 있다.
F. 두 개 이상의 포디움 자석들의 극 배열을 적층시키고 교체하는 것.
G. 키누름 동안 상기 키의 횡 방향 병진을 허용하기 위해 함께 맞추기 위한 키의 형상 및 키의 키-수용 구멍(예로서, 키홀(1312))의 배열.
H. 역광 배열 - 투명하거나 또는 반투명한 키 아래의 조명 요소.
I. 대안 극들을 가진 다수의 (3+) 자석들의 적층을 위한 대안적인 자석 배열(Z-방향 주행 동안 키의 다각적 움직임(예로서, X 또는 Y 방향에서 앞뒤로)을 부여하기 위해).
J. 이러한 대안적인 자석 배열은 Z-방향 주행 동안 키의 다중-벡터화 횡 방향 병진(예로서, X 및 Y 방향들 양쪽에서)을 부여하기 위해 키-수용 구멍(예로서, 키홀(1312))에 대해 분산된 자석들의 어레이를 포함할 수 있다.
K. 키 상에서의 Z-방향 대 횡 방향 힘 전이 및 레벨링 양쪽 모두를 수행하기 위해 상기 포디움 및 상기 키 사이에서의 다수의 램프-쌍들.
L. 상기 터치면의 수직 주행에 대한 평면 병진 반응도를 통해 사용자에 대한 만족스러운 촉각적 키누름 경험을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 터치면을 포함한 장치.
M. 햅틱 모터 없이 사용자를 위한 만족스러운 촉각적 키누름 경험을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 터치면을 포함한 장치.
N. 활성 작동기 없이 사용자를 위한 만족스러운 촉각적 키누름 경험을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 터치면을 포함한 장치.
O. 상기 표면과의 사용자의 접촉에 의해 부여된 단일-벡터 힘에 응답하여 다중-벡터화 방식으로 주행하도록 구성된 적어도 하나의 터치면을 포함한 장치.
P. 단락들(L 내지 0)의 장치로서, 상기 터치면은 키 또는 터치면이다.
Q. 단락들(L 내지 0)의 장치로서, 상기 터치면은 투명하거나 또는 반투명하다.
R. 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스는:
그 안에 홀을 정의하는 포디움으로서, 하나 이상의 포디움 자석들이 상기 홀의 내부에 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 적어도 하나의 극을 자기적으로 노출시키도록 상기 포디움에 장착되는, 상기 포디움; 및
상기 홀에 들어맞도록 성형되며 상기 홀 위에 걸리거나 및/또는 그것 내에 있는 터치면으로서, 하나 이상의 터치면 자석들은 상기 하나 이상의 터치면 자석들의 적어도 하나의 극을 자기적으로 노출시키기 위해 상기 터치면에 장착되며, 상기 하나 이상의 터치면 자석들의 상기 노출된 극은 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 상기 노출된 극의 반대인, 상기 터치면을 포함하며,
상기 하나 이상의 터치면 자석들의 상기 노출된 극 및 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 상기 노출된 극 사이에서의 자기 결합은 상기 포디움의 상기 홀 위에 및/또는 그것으로 상기 터치면을 매단다.
S. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 터치면은 키 또는 터치스크린이다.
T. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 터치면은 투명하거나 또는 반투명이다.
U. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 터치면은 상기 포디움의 상기 홀 위에 및/또는 그것에서 캔틸레버식 방식으로 중단된다.
V. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 하나 이상의 터치면 자석들의 상기 노출된 극 및 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 상기 노출된 극 사이에서의 상기 자기 결합은 통상적인 키누름의 하방 힘이 상기 터치면에 인가될 때 해제하도록 구성된다.
W. 단락 V에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 하나 이상의 터치면 자석들의 상기 노출된 극 및 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 상부 극 사이에서의 상기 자기 결합은 상기 키누름의 상기 하방 힘이 해제된 후 회복된다.
X. 단락 W에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 자기 결합의 상기 회복은 위 및 횡 방향 양쪽 모두로, 상기 터치면을 그것의 원래 중단된 위치로 다시 이동시킨다.
Y. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 포디움 및/또는 터치면은 그것의 하향 주행 동안 상기 키를 횡 방향으로 이동시키기 위해 상기 터치면에 인가된 하방 힘의 적어도 몇몇을 재전송하도록 구성된 하나 이상의 구조들을 포함한다.
Z. 단락 R에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 포디움 자석들은 상부 자석이 상기 터치면의 자석의 상기 노출된 극에 결합된 상기 노출된 극을 가지며 하부 자석이 상기 상부 자석의 노출된 극의 것에 대한 극성에 반대인, 그 자신의 노출된 극을 갖도록 적층 방식으로 배열된 적어도 두 개의 자석들을 포함한다.
AA. 단락 Z에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 하나 이상의 터치면 자석들의 상기 노출된 극의 유사한 극들 및 상기 하나 이상의 포디움 자석들의 상기 하부 극 사이에서의 자기 반발은 상기 포디움에서의 상기 홀로의 상기 터치면 하향 움직임 동안 상기 터치면을 횡 방향으로 민다.
BB. 하방 힘이 상기 키에 인가될 때 상기 키를 수용하도록 구성된 구멍 위에 걸린 캔틸레버식 키를 포함하는 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스.
CC. 하방 힘이 상기 터치면에 인가될 때 상기 터치면을 수용하도록 구성된 구멍 위에 걸린 자기적으로 결합된 캔틸레버식 터치면을 포함한 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스.
DD. 단락 CC에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 터치면은 키 및/또는 터치스크린이다.
EE. 단락 CC에 열거된 바와 같은 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 디바이스는 또한 하방 힘이 상기 구멍으로 상기 터치면을 이동시킨 후 상기 공동에서 상기 자유로운 터치면을 자기적으로 밀어내도록 구성된다.
FF. 상기 터치면을 수용하도록 구성된 구멍 위에 걸린 터치면을 포함한 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스로서, 상기 터치면의 측벽은 상기 구멍의 내부 벽에 자기적으로 결합된다.
GG. 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에 있어서,
그 안에 정의된 구멍을 가진 포디움;
상기 구멍 위에 걸린 터치면으로서, 상기 터치면은 하방 힘이 상기 구멍으로 상기 터치면을 이동시키기 위해 상기 터치면에 인가될 때 상기 구멍에 들어맞도록 구성되는, 상기 터치면; 및
상기 포디움 및 상기 터치면의 각각에 동작적으로 연결된 둘 이상의 자석들로서, 상기 자석들은 상기 하방 힘이 상기 터치면을 상기 구멍으로 이동시키기 위해 상기 터치면에 인가될 때 상기 터치면 상에 횡 움직임을 부여하도록 배열되는, 상기 둘 이상의 자석들을 포함한다.
HH. 단락 GG에 열거된 바와 같이 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 횡 움직임은 둘 이상의 자석들 사이에서의 자기 반발에 의해 부여된다.
II. 단락 GG에 열거된 바와 같이 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 횡 움직임은 둘 이상의 자석들 사이에서의 자기 인력에 의해 부여된다.
JJ. 단락 GG에 열거된 바와 같이 인간-컴퓨터 상호작용 디바이스에서, 상기 횡 움직임은 하나보다 많은 횡 방향에서의 움직임을 포함한다.
KK. 수동형-병진 반응도의 방법에 있어서,
하방 힘이 상기 터치면에 인가될 때 상기 터치면을 수용하도록 구성된 구멍 위에 및/또는 그것에 걸리는 자기적으로 결합된 터치면 상에서 아래쪽 방향으로 힘을 수용하는 단계; 및
상기 하방 힘의 상기 수용에 응답하여,
상기 터치면을 매달은 상기 자기 결합을 해제하는 단계;
그것이 상기 구멍으로 빠져들어갈 때 상기 터치면 상에서 횡 방향 병진을 부여하는 단계를 포함한다.
LL. 단락 KK에 열거된 바와 같은 수동형-병진 반응도의 방법에서, 충분한 힘의 해제에 응답하여, 상기 구멍 위 및/또는 그것에서의 그것의 원래 매달린 위치로 상기 터치면을 복귀시키는 단계를 더 포함한다.
MM. 단락 KK에 열거된 바와 같은 수동형-병진 반응도의 방법에서, 상기 하방 힘의 상기 수용에 응답하여 상기 터치면이 회전하는 것을 제한하는 단계를 더 포함한다.
NN. 키 어셈블리에 있어서,
상기 사용자에 의해 눌려질 사용자에게 제공된 키;
상기 키와 동작적으로 연관된 레벨링 메커니즘으로서, 상기 레벨링 메커니즘은 그것의 회전을 방지하기 위해 상기 키를 제한하도록 구성되는, 상기 레벨링 메커니즘; 및
상기 키와 동작적으로 연관된 대각선-움직임-부여 메커니즘으로서, 상기 대각선-움직임-부여 메커니즘은 상기 키가 사용자의 아래누름 및/또는 상기 키를 누른 채로 유지하기에 충분한 힘의 제거에 응답하여 상기 키를 수직으로 주행하는 동안 상기 키에 대각선 움직임을 부여하도록 구성되는, 상기 대각선-움직임-부여 메커니즘을 포함한다.
OO. 터치패드 어셈블리에 있어서,
사용자에 의해 눌려질 상기 사용자에게 제공된 터치패드;
상기 터치패드와 동작적으로 연관된 레벨링 메커니즘으로서, 상기 레벨링 메커니즘은 그것의 회전을 방지하기 위해 상기 터치패드를 제한하도록 구성되는, 상기 레벨링 메커니즘; 및
상기 터치패드와 동작적으로 연관된 바이어싱 가이드 메커니즘으로서, 상기 바이어싱 가이드 메커니즘은 그것의 실질적으로 수직 하향 주행 동안 상기 터치패드에 의해 밀려지는 것에 응답하여 횡 방향으로 미끄러지도록 구성되며 상기 바이어싱 가이드 메커니즘은 또한 상기 터치패드를 다시 그것의 원래 위치로 후진하도록 촉구하도록 구성되는, 상기 바이어싱 가이드 메커니즘을 포함한다.
PP. 랩탑 컴퓨터에 있어서,
힌지 뚜껑/스크린;
상기 키를 수용하기 위해 그것 아래에 그것 자신의 키홀을 가진 각각의 키를 갖는 자기적으로 매달린 키들을 가진 키보드로서, 상기 키보드는 상기 힌지 뚜껑/스크린의 반대에 있는, 상기 키보드; 및
상기 자기적으로 매달린 키들을 그것들 각각의 키홀들로 리트랙팅하도록 구성된 키-리트랙션 시스템으로서, 뚜껑/스크린 폐쇄의 표시에 응답하여 상기 키들을 리트랙팅하는, 상기 키-리트랙션 시스템을 포함한다.
QQ. 키보드에 있어서,
키보드 섀시; 및
상기 키보드 새시에 의해 지지된 다수의 키 어셈블리로서, 각각의 키 어셈블리는:
사용자에 의해 눌려질 상기 사용자에게 제공된 키;
상기 키와 동작적으로 연관된 레벨링 메커니즘으로서, 상기 레벨링 메커니즘은 상기 키가 상기 사용자에 의해 눌려지는 동안 레벨 방향으로 상기 키를 제한하도록 구성되는, 상기 레벨링 메커니즘; 및
상기 키와 동작적으로 연관된 평면-병진-동작 메커니즘으로서, 상기 평면-병진-동작 메커니즘은 상기 키가 상기 사용자에 의해 눌려짐에 따라 상기 키가 아래쪽으로 주행하는 동안 상기 키에 평면 병진을 부여하도록 구성되는, 상기 평면-병진-동작 메커니즘을 포함하는, 상기 다수의 키 어셈블리들을 포함한다.
RR. 단락 QQ에 열거된 바와 같은 키보드를 포함한 컴퓨팅 시스템.
SS. 인간-기계 상호작용(HMI) 장치에 있어서,
터치면을 누르는 사용자에 의해 그것을 통해서 인간 대 컴퓨터 상호작용을 적어도 부분적으로 용이하게 하기 위해 상기 사용자에게 제공된 상기 터치면;
상기 터치면과 동작적으로 연관된 병진 메커니즘으로서, 상기 병진 메커니즘은 상기 터치면의 회전을 방지하도록 상기 터치면을 제한하지만 상기 터치면을 누르는 상기 사용자로부터의 하방 힘에 응답하여 병진을 가능하게 하도록 구성되는, 상기 병진 메커니즘을 포함한다.
TT. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 상기 사용자가 상기 터치면을 누름에 따라 상기 터치면이 아래쪽으로 주행하는 동안 상기 터치면의 흔들림, 떨림, 및/또는 기울어짐을 개선하고 및/또는 제거하기 위해 상기 터치면 아래에 및/또는 그것 주변에 위치된 다수의 지지대들을 포함한다.
UU. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 상기 터치면의 밑면의 주변을 따라, 상기 터치면의 둘레를 따라, 및/또는 상기 터치면의 주변 밖으로 배열된 다수의 지지대들을 포함한다.
VV. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 상기 사용자가 상기 터치면을 누름에 따라 상기 터치면이 아래쪽으로 주행하는 동안 상기 터치면에 평면 움직임 병진을 부여하도록 구성된다.
WW. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 상기 터치면의 밑면의 주변을 따라, 상기 터치면의 둘레를 따라, 및/또는 상기 터치면의 상기 주변 밖으로 배열된 다수의 램프들을 포함한다.
XX. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 4-바 연결 메커니즘을 포함하며, 단단한 사이드바가 상기 터치면의 반대 에지들에 및 또한 상기 터치면 그 아래에 있는 베이스에 달려 있다.
YY. 단락 SS에 열거된 바와 같은 HMI 장치에서, 상기 병진 메커니즘은 리브-및-그루브 메커니즘을 포함하며, 상기 터치면의 하나 이상의 리브들은 터치면이 수직으로 주행할 때 내려오는 구멍을 정의하는 구조의 하나 이상의 그루브들에 라이딩한다.
100: 키 역학 110: 키
120: 러버 돔 130: 시저-메커니즘
132, 134: 연동 블레이드 140: 베이스
200: 키 어셈블리 210: 키
220: 준비/복귀 메커니즘 222: 정 자석
224: 키 자석
230: 레벨링/평면-병진-동작 메커니즘(230)
240: 베이스 250: 하방 힘
252: 평면 벡터 300: 키 어셈블리
310: 키 포디움 312: 홀
320: 키 610: 키 가이드
612, 614: 가이드-장착 탭 620: 포디움 자석
626: 형상-끼워맞춤 리세스 630: 키 자석
640: 키 해속 650: 키-가이딩 메커니즘
652, 654, 656, 658: 키-가이딩 램프
661, 662, 663, 664: 키-보유 탭 670: 암 구조
720: 역광 시스템 722: 광 방출기
810, 812: 챔퍼 1200: 키보드
1202: 하우징 1204: 어레이
1300: 키 어셈블리 1310: 키 포디움
1312: 키-형 홀 1314: 형상-끼워맞춤 리세스
1320: 키 1322: 키캡
1324: 키베이스 1326: 키 레벨러
1328: 형상-끼워맞춤 리세스 1610, 1620, 1630: 자석
1630: 키 자석 1810: 인력
1900: 키 어셈블리 1910: 키 포디움
1912: 키-형 홀 1920: 키
1930: 단일 자석 1940: 키 자석
2010: 키 해속 2200: 터치면
2202: 컴퓨터 2204: 프로세싱 유닛
2206: 시스템 메모리 2208: 시스템 버스
2210: 랜덤 액세스 메모리 2212: 판독 전용 메모리
2214: BIOS 2216: 하드 디스크
2218: 자기 디스크 드라이브 2220: 자기 디스크
2222: 광 디스크 드라이브 2224: 광 디스크
2228: 운영 시스템 2230: 애플리케이션 프로그램
2232: 다른 프로그램 모듈 2234: 프로그램 데이터
2236: 키보드 2238: 마우스
2240: 터치패드 2242: 입력/출력 인터페이스
2244: 모니터 2246: 비디오 어댑터
2248: 프린터 2250: 원격 컴퓨팅 디바이스
2252: LAN 2254: 광역 네트워크
2256: 네트워크 인터페이스 2265: WAN
2258: 원격 애플리케이션 프로그램 2300: 터치면 어셈블리
2310: 램프 2320: 챔퍼
2330: 자력 벡터 2332: 사용자-누름 힘 벡터
2334: 중력 벡터 2336: 램프-면-수직 힘 벡터
2338: 마찰력 벡터

Claims (26)

  1. 복수의 키들로서, 각각의 키는 사용자에 의해 눌려지도록 구성된 터치면을 포함하는, 상기 복수의 키들;
    복수의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘들로서, 각각의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘은 상기 복수의 키들 중 연관된 키의 상기 터치면을, 눌려질 경우, 실질적으로 레벨링되고 평면 병진을 나타내도록 안내하도록 구성되고, 각각의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘은 상기 연관된 키의 상기 터치면의 밑면의 주변을 따라 배열된 복수의 램프들을 포함하는, 상기 복수의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘들; 및
    상기 복수의 키들 중의 키들을 각각의 눌려지 않은 위치들을 향해서 자기적으로 바이어싱하도록 구성된 복수의 자석들로서, 상기 복수의 자석들은 서로 끌어당기도록 배열된 적어도 한 쌍의 자석들을 사용하여 상기 키들을 자기적으로 바이어싱하는, 상기 복수의 자석들을 포함하는, 키보드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 자석들 중의 자석들을 시프트시켜 상기 복수의 키들 중의 상기 키들을 각각의 키홀들 내로 낙하시키는 낙하 메커니즘을 더 포함하는, 키보드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 키보드는 힌지 뚜껑 (hinged lid) 을 가지는 디바이스로 사용되도록 구성되고,
    상기 키보드는,
    상기 복수의 키들 중의 키들을 뚜껑의 폐쇄에 응답하여 리트랙팅하도록 구성된 키-리트랙션 시스템을 더 포함하는, 키보드.
  4. 복수의 키들로서, 각각의 키는 사용자에 의해 눌려지도록 구성된 터치면을 포함하는, 상기 복수의 키들;
    복수의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘들로서, 각각의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘은 상기 복수의 키들 중 연관된 키의 상기 터치면을, 눌려질 경우, 실질적으로 레벨링되고 평면 병진을 나타내도록 안내하도록 구성되는, 상기 복수의 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘들;
    상기 복수의 키들 중의 키들을 각각의 눌리지 않은 위치들을 향해서 자기적으로 바이어싱하도록 구성된 복수의 자석들로서, 상기 복수의 자석들은 서로 끌어당기도록 배열된 적어도 한 쌍의 자석들을 사용하여 상기 키들을 자기적으로 바이어싱하는, 상기 복수의 자석들; 및
    상기 복수의 자석들 중의 자석들을 시프트시켜 상기 복수의 키들 중의 상기 키들을 각각의 키홀들 내로 낙하시키는 낙하 메커니즘을 포함하는, 키보드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 레벨링 및 평면 병진 동작 메커니즘들은 복수의 연결 메커니즘들을 포함하는, 키보드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수의 연결 메커니즘들 중 각각의 연결 메커니즘은 연관된 터치면을 최상위 바로서 사용하는 4-바 연결 메커니즘을 포함하는, 키보드.
  7. 사용자에 의해 눌려지도록 구성된 터치면을 가지는 키캡;
    상기 터치면이 눌리지 않은 위치에서 눌려진 위치로 이동할 경우, 상기 터치면을 실질적으로 레벨링되고 평면 병진을 나타내도록 안내하도록 구성되고, 상기 터치면의 밑면의 주변을 따라 배열된 복수의 램프들을 포함하는, 상기 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘;
    상기 키캡을 눌려진 위치로부터 눌리지 않은 위치를 향해 바이어싱하도록 구성된 자석 복귀 메커니즘으로서, 상기 자석 복귀 메커니즘은 키 어셈블리에 대한 하우징 상에 위치된 제 2 자석을 끌어당기도록 배열된 제 1 자석을 포함하는, 상기 자석 복귀 메커니즘; 및
    랩탑 뚜껑의 폐쇄에 응답하여 상기 키캡을 리트랙팅하도록 구성된 키-리트랙션 시스템을 포함하는, 키 어셈블리.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 레벨링 및 평면-병진 동작 메커니즘은 연결 메커니즘을 포함하고,
    상기 키 어셈블리는,
    상기 키캡 하부의 역광 시스템을 더 포함하는, 키 어셈블리.
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