TWI412958B - 輸入裝置之重新定心機構 - Google Patents

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TWI412958B
TWI412958B TW096111042A TW96111042A TWI412958B TW I412958 B TWI412958 B TW I412958B TW 096111042 A TW096111042 A TW 096111042A TW 96111042 A TW96111042 A TW 96111042A TW I412958 B TWI412958 B TW I412958B
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Description

輸入裝置之重新定心機構 發明領域
本發明係有關於輸入裝置之重新定心機構。
 發明背景
光學滑鼠對於電腦及其他電子裝置的控制功能而言已經極為普遍。然而，習知光學滑鼠太大且不適合使用於諸如個人數位助理、電話等許多可攜式電子裝置中。為此，諸如TouchPadTM 等其他型習知輸入裝置及以圓盤(puck)為基礎的輸入裝置已經被發展及嵌入諸如膝上型電腦、電話等可攜式電子裝置內。隨著可攜式電子裝置持續併入諸如電子郵件、無線運算、攝影等更多功能，這些輸入裝置已經變得更為重要。
習知以圓盤為基礎的輸入裝置因為其低輪廓而對於手持式電子裝置具有吸引力。部分習知以圓盤為基礎的輸入裝置中，一諸如彈簧等彈性機構係與圓盤相關聯地佈署以維持圓盤的一所想要位置。彈性機構係配置為在圓盤已移至一其中供使用者擷取一使用者輸入的偏離中心位置之後將圓盤偏壓回行到一中心位置。不幸地，習知以圓盤為基礎的輸入裝置中之彈性機構通常係提供不精確及草率之圓盤的重新定心，或未具有對於許多可攜式電子應用夠小的形狀因數。
在諸如IBM TrackPointTM 等速率控制裝置中，圓盤的位置係與游標速度呈映繪。對於速率控制裝置，因為如果圓盤未精密地回行至中心，則精確的重新定心是重要的，使用者未予以碰觸時游標可能漂移。為解決此問題，這些習知輸入裝置通常採用一夠大中央“死區”，或使用一很勁性彈簧，其兩者皆不利於良好的使用者體驗。NEC的NeuropointerTM 係為使用一橡膠薄膜來重新定心圓盤之一習知可攜式以圓盤為基礎的導航裝置之一範例。因為薄膜基本上為一線性彈簧，重新定心精確度相對較差。
其他習知輸入裝置嘗試藉由具有替代性力恢復力輪廓的重新定心機構來解決重新定心一圓盤之精確度。不幸地，這些習知輸入裝置太厚而無法配合在許多可攜式電子裝置中。
使用者不斷要求可攜式電子裝置的使用者輸入裝置中之更高精密度及精確度，同時設計者則面對朝向增加微小化及增高功能之持續壓力。藉由這些挑戰，習知的輸入裝置由於展現不精確的圓盤定心及定位而落後於市場期望。
 發明概要
本發明的實施例係有關一用以擷取一電子裝置的使用者控制輸入之輸入裝置。一實施例中，輸入裝置包含一定位元件及一彈簧構件。定位元件包含一概呈碟形構件。彈簧構件係為一概呈環狀且概呈平面性彈簧構件而其界定一概呈曲折狀圖案。彈簧構件相對於定位元件係側向地往外定位且構形為可朝向定位元件徑向往內地施加一偏壓力。
圖式簡單說明
第1圖為根據本發明一實施例之一包括一輸入裝置之電子裝置的俯視平面圖；第2圖為顯示根據本發明一實施例之用於一輸入裝置的一力曲線之圖形；第3圖為根據本發明一實施例之處於第一狀態中之一輸入裝置的一重新定心機構的俯視平面圖；第4圖為根據一實施例之第3圖的重新定心機構的一彈簧元件之放大部分等角圖；第5圖為根據本發明一實施例之處於第二狀態中之第3圖的重新定心機構之俯視平面圖；第6圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的分解組裝圖；第7圖為根據本發明一實施例之處於一經組裝狀態中之第6圖的輸入裝置之剖視圖；第8圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的一重新定心機構之俯視平面圖；第9圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的一重新定心機構之部分立體圖；第10圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的立體圖；第11圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的一彈簧構件之部分俯視平面圖；第12A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的俯視平面圖；第12B圖為根據本發明一實施例之沿著第12A圖的線12B－12B所取之重新定心機構的剖視圖；第13A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的部分仰視平面圖；第13B圖為根據本發明一實施例之沿著第13A圖的線13B－13B所取之重新定心機構的剖視圖；第14A、14B、14C圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的一彈簧構件之剖視圖。
 較佳實施例之詳細說明
下文詳細描述中參照圖式，圖式係構成其一部分且藉由可用來實行本發明之特定實施例作示範。因此，參照所描述的圖式定向使用諸如“頂”、“底”、“前”、“後”等方向性術語。因此本發明的實施例之組件可定位在數個不同定向中，方向性術語的使用係基於示範用途而絕非限制。請瞭解可利用其他實施例且可作結構性或邏輯性改變而不脫離本發明的範圍。下文詳細描述因此不視為限制意義，本發明的範圍係由申請專利範圍所界定。
本發明的實施例係有關一使用者輸入裝置。一實施例中，一輸入裝置係包括一定位元件及一構形為可改良定位元件的中心定位精確度之重新定心機構。一態樣中，重新定心機構係施加一最小偏壓力以克服原本會阻礙定位元件的精確重新定心之摩擦力。一態樣中，定位元件相對於重新定心機構作可滑運動時，一重新定心機構係實質連續地施加一偏壓力，以儘管摩擦力與定位元件的一零輸入位置或一中心位置相鄰地作用在定位元件上仍可精確地定心定位元件。為此，當來自一使用者的手指之一施力(亦即，手指施加的力)超過重新定心機構的偏壓力時，定位元件係移至一偏離中心位置以擷取一使用者控制輸入。手指施力釋放時，因為偏壓力具有超過原本會防止定位元件精確重新定心的任何摩擦力之最小幅度，偏壓力係造成定位元件精確地回行至零輸入裝置(或一中心位置)。
一實施例中，一手指力係施加至定位元件上以可滑地移動定位元件且重新定心機構係直接地作用在定位元件上以重新定心定位元件。為此，此實施例中，定位元件係直接地接收一使用者的一手指施力之施加作用。
另一實施例中，一圓盤(譬如，一可滑式碟)係直接地接收一使用者之手指力施加且配置為在一殼體的一表面上作可滑式運動。一定位元件及一重新定心機構被包含在殼體內。圓盤連接至定位元件且重新定心機構直接地作用在定位元件上(及只間接地在圓盤上)以重新定心圓盤及定位元件兩者。為此，此實施例中，該位置及圓盤的運動相對於定位元件的位置及運動之間具有一直接的一對一式對應關係。此配置係能夠使一重新定心機構及連桿(用以連接圓盤及定位元件，及其他組件)被隱藏在一殼體內，導致只有可滑式移動於殼體的一外表面上之圓盤或碟的一簡單外觀。
除了提供一輸入裝置的一圓盤或定位元件之精確的重新定心之外，本發明的實施例亦達成一相對於其中可併入輸入裝置的可攜式電子裝置具有一低輪廓之輸入裝置。藉由達成對於輸入裝置之此低輪廓或小形狀因數，可維持可攜式電子裝置的細長設計同時達成較大功能及精確度。
為此，一實施例中，一重新定心機構係包含一概呈環狀形狀的彈簧構件。一態樣中，彈簧構件尺寸及形狀係圍繞定位元件且延伸於概括與定位元件相同的平面中。彈簧構件係相對於定位元件呈側向地往外定位且構形為可徑向地往內施加一偏壓力抵住定位元件。為此，藉由將彈簧構件定位為延伸於概括與定位元件相同之平面中，達成一低輪廓重新定心機構。
一實施例中，彈簧構件係為一概呈平面性元件以能夠使重新定心機構及因此包括輸入裝置具有一低輪廓或小形狀因數。一態樣中，彈簧構件係藉由具有概括對應於(或小於)定位元件厚度之厚度故經由將彈簧構件定位成延伸於概括與定位元件相同的平面以令彈簧構件不顯著垂直地延伸於定位元件延伸經過的平面下方或上方，藉以界定一概呈平面性元件(延伸經過單一、概呈水平平面)。
另一實施例中，除了概呈平面性外，彈簧構件係為經由衝壓形成為單一、單元性元件之一概呈扁平、片狀構件，以進一步降低重新定心機構的厚度或輪廓。
為此，本發明的實施例係不同於其中線圈彈簧在輸入裝置中具有一顯著垂直維度之一習知重新定心機構的一線圈彈簧。
此外，一實施例中，輸入裝置可包括一介於彈簧構件的一外部分與定位元件間之停止機構，以控制彈簧構件抵住定位元件所施加的偏壓力。一態樣中，停止機構係延伸於概括與定位元件及彈簧構件相同之平面中且相對於定位元件概呈側向地往外定位。由於停止機構有效地放置在定位元件旁邊而非如同部分習知輸入裝置中所發生般地位於定位元件的上方或頂部上，此配置亦產生一低輪廓重新定心機構。
為此，本發明的實施例之不同態樣係能夠使一輸入裝置的一重新定心機構達成一小形狀因數或低輪廓。本發明的這些實施例及其他實施例係連同第1至14C圖來描述及顯示。
根據本發明的一實施例，一輸入裝置係實行為一取代習知滑鼠之獨立式指向裝置。本發明的實施例亦特別適合實行於一膝上型電腦或具有用於一輸入裝置的有限空間之其他主機裝備上。第1圖為顯示根據本發明一實施例之一包括一輸入裝置14的可攜式電子裝置10之俯視圖的圖式。一實施例中，可攜式電子裝置10為一膝上型電腦。一實施例中，裝置10係為任何型的可攜式電子裝置，包括一用以擷取使用者控制輸入的輸入裝置14，包括但不限於一蜂巢式/無線電話、個人數位助理(PDA)、數位攝影機、可攜式遊戲裝置、呼叫器、可攜式音樂播放機、及手持式電腦。
如第1圖所示，裝置10係包含攜載輸入裝置14、鍵盤16、及顯示器20之殼體12。顯示器20包含一螢幕及游標22。顯示器20進一步包含一包括但不限於小鍵盤24、選單26、及圖像27等的圖形使用者介面(GUI)之一或多個元件。鍵盤24係包含代表數字、文字或其他符號的一或多個可啟動式鍵。其他實施例中，游標22包含不同形狀的物體諸如指向器、卡通型字元等。輸入裝置14包含一可滑移於一圓盤動作場域19內之圓盤18(或定位元件)以擷取與電子裝置10相關聯的使用者控制輸入，諸如與顯示器20相關聯之選擇及啟動功能。一態樣中，輸入裝置14包含一重新定心機構，其用以在圓盤18運動至一偏離中心位置以擷取一使用者輸入之後控制圓盤18之精確的重新定心。根據本發明的一實施例，此重新定心機構係連同2至14C圖作更詳細的描述及顯示。
第2圖為顯示根據本發明一實施例之用於一輸入裝置的一重新定心機構之一理想力曲線的圖形。如第2圖所示，圖形30包含一y軸線32及一x軸線34。X軸線34代表相對於一零輸入位置33呈側向往外之一定位元件的一位置，而y軸線32代表藉由輸入裝置的不同組件施加至定位元件上之側向或徑向力。一態樣中，x軸線34代表連結至一定位元件之一圓盤的一位置。另一態樣中，零輸入位置33概括對應於一圓盤動作場域內之圓盤的一中心位置。其他態樣中，零輸入位置33係概括對應於並非一圓盤動作場域內的中心位置之圓盤的一位置。
一實施例中，圖形30包含一第一彈簧曲線36，一摩擦低限值38，一第二彈簧曲線39及一摩擦範圍40A、40B。第一彈簧曲線36代表用於一採用一概呈線性彈簧元件的習知重新定心機構之一力曲線。曲線36代表在圓盤的一零輸入位置處為零、而隨著定位元件移離零輸入位置中心以一概呈線性方式增加之彈簧元件的偏壓力。然而，一摩擦範圍40A、40B代表一其中定位元件與零輸入位置33相鄰而定位元件及其支撐表面之間的摩擦力(在其他摩擦力之中)超過習知重新定心機構的偏壓力之位置性區域。這些摩擦力藉由摩擦低限值38顯示於第2圖的圖形30中。
一態樣中，圖形30中的摩擦力係代表一圓盤及其上可供圓盤滑移之殼體的一接觸表面之間的摩擦。另一態樣中，圖形30中的摩擦力係代表一定位元件(供圓盤連結)與可供定位元件抵住滑移之殼體的一(或多)個內部組件之間的摩擦。其他態樣中，圖形30中的摩擦力係代表由於對於圓盤及/或相關聯的定位元件的運動施有阻力或摩擦的其他機械交互作用所致之摩擦。
此摩擦範圍40A、40B內，當圓盤釋放時定位元件的位置並不確定。易言之，因為作用抵住定位元件之摩擦力大於預定控制定位元件的重新定心之習知重新定心機構的偏壓力，定位元件時常未被適當地重新定心於零輸入位置處。
為此，如第一曲線36所代表之一習知重新定心機構係可容許與定位元件的一零輸入位置相鄰之定位誤差。
第二彈簧曲線39代表根據本發明一實施例之用於一包括至少一彈簧元件的重新定心機構之一力曲線。從零輸出位置開始，第二彈簧曲線39包含一超過與零輸入位置33相鄰作用在定位元件上的摩擦力之偏壓力。為此，定位元件運動至一非零輸入位置及定位元件的後續釋放，重新定心機構的偏壓力係足以克服摩擦力(由摩擦低限值38)代表且保障定位元件精確地重新定心至一真正零輸入位置33。一態樣中，第二彈簧曲線39顯示重新定心機構的偏壓力在定位元件的所有非零輸出位置處保持實質地恆定，即便定位元件移動更遠離零輸入位置亦然。
另一態樣中，一替代性第二彈簧42顯示重新定心機構的力可在非零輸入位置處改變。一態樣中，偏壓力係隨著定位元件移動更遠離零輸入位置而增大。然而，即便藉由非零位置處之一增加力量值，零位置處之啟動力或最小偏壓力係大於摩擦力。
為此，力曲線39顯示一重新定心機構根據本發明實施例在非零輸入位置中及零輸入位置處將一一致、相對較均勻偏壓力施加於定位元件上，其有助於與定位元件相關聯之使用者控制輸入的精確擷取。此外，使用者可有信心在定位元件自一非零輸入位置釋放時，重新定心機構將使定位元件回行至一零輸入位置。
第3圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的一重新定心機構。如第3圖所示，重新定心機構60係包含彈簧元件62及框架64且構形為可重新定心定位元件90。一態樣中，框架64包含體部70、外緣72、及複數個柱74A、74B、74C及74D。體部70係界定一概呈環狀形構件，其界定一開口75，及一外緣72，其界定體部70的一外周邊。一態樣中，柱74A－74D以一概呈圓形圖案與框架64的開口75相鄰地配置，概括對應於開口75的形狀。一態樣中，柱74A－74D係沿一360度圓周以概括90度分離彼此等距分隔。另一態樣中，柱74A－74D係配置於框架64的體部70上他處且相對於彼此配置於一概呈非圓形圖案中。
彈簧元件62包含內部分80及外部分85。一態樣中，彈簧元件62包含一概呈環狀形彈簧。另一態樣中，內部分80係界定一概呈圓形，其構形為可概括對應於配置在彈簧元件62的內部分80內之一定位元件90的一概呈圓形。一態樣中，定位元件90係包含一圓盤或可移式碟。另一態樣中，定位元件90包含一連結至一圓盤之構件。
一態樣中，定位元件90係自一用以將定位元件90維持緊鄰於框架64的開口75之較大碟元件160(稍後顯示於第6圖)往上延伸。
一態樣中，重新定心機構60的彈簧元件62及柱74A－74D係相對於定位元件90呈側向地往外定位且概括延伸於與定位元件90相同的平面中，藉以達成對於一含有定位元件90及重新定心機構的輸入裝置之一低輪廓。
一實施例中，彈簧元件62的外部分85係藉由一概呈圓形且概括自彈簧元件62的內部分80呈側向、徑向地往外延伸。另一態樣中，彈簧元件62的外部分85係包含一非圓形。一態樣中，彈簧元件62概括圍繞定位元件90。
一實施例中，如第3圖所示，彈簧元件62包含一曲折狀彈簧元件。一態樣中，彈簧元件62包含單一、單元性構件。一態樣中，彈簧元件62的概呈曲折狀形狀係界定複數個長形摺疊83的一起伏圖案。彈簧元件62的長形摺疊83係包含一概呈連續系列的內迴圈82及外迴圈84，其中一側壁81延伸於其間且連接各相鄰的內迴圈82及外迴圈84。
一態樣中，概呈曲折狀彈簧元件62係藉由具有概括對應於(或小於)定位元件90厚度之一厚度故由於彈簧元件62定位為概括延伸於與定位元件90相同的平面中而使彈簧構件未顯著垂直地延伸於定位元件90延伸經過之平面下方或上方，藉以界定一概呈平面性元件(延伸經過單一、概呈平水平表面)。
另一實施例中，除了概呈平面性外，彈簧元件62係為經由衝壓形成為單一、單元性元件以進一步降低重新定心機構的厚度或輪廓之一概呈扁平、片狀構件。此實施例中，概呈環狀彈簧元件62具有概括等於形成彈簧元件62各別摺疊的各側壁之金屬或材料的厚度之一厚度，故側壁邊緣延伸於概括與定位元件相同之平面中。一態樣中，彈簧元件62係經由細微沖切或蝕刻至單一單元性元件而以衝壓形成。
如第3圖所示，藉由將彈簧元件62的數個外迴圈84定位在框架64的柱74A－74D周圍以相對於框架64可釋放地固接彈簧元件62的外部分85而使彈簧元件62配置於一第一經拉伸狀態中。如稍後第4圖所示，彈簧元件62亦包含其放置在第3圖所示位置中前之一放鬆狀態。
如第3圖所示，框架64的柱74A－74D係作為一停止機構以防止彈簧元件62徑向地往內移動以完全地回行至其放鬆狀態，藉以有效地生成當彈簧元件62試圖回行至其放鬆狀態時徑向地往內作用前往定位元件90之彈簧元件62的一偏壓力FA 。偏壓力FA 的量值係由包括柱74A－74D的間隔、用以形成彈簧元件62之材料類型及厚度等數項參數決定。
一態樣中，定位元件90尺寸具有概括對應於第3圖所示第一經拉伸狀態中之彈簧元件62的內部分80直徑之直徑，使得定位元件90在零輸入位置處保持可釋放地接觸抵住彈簧元件62的內部分80。為此，定位元件90的側向運動係造成彈簧元件62至少一部分之一立即對應運動。此配置係能夠在定位元件90遠離零輸入位置33作任何側向可移式運動時施加一偏壓力FA (第2圖)以保障摩擦力總是被彈簧元件62所施的偏壓力抵銷。
框架64的體部70中之開口75亦具有大於定位元件90直徑之一直徑以使定位元件90能夠運動於開口75區域內。一態樣中，定位元件90相對於體部70往上垂直地延伸故使開口75防止定位元件90側向運動超過開口75的邊緣。
另一態樣中，彈簧元件62具有內部分80(內迴圈82所界定)與外部分85(外迴圈84所界定)之間的一寬度，其尺寸係概括匹配從第3圖所示的第一經拉伸狀態至稍後第5圖所示的第二經拉伸狀態之彈簧元件62的側向位移之最大範圍。一態樣中，外緣72係界定一外邊界，其用以限制彈簧元件62被徑向地往外拉伸之範圍。
另一態樣中，定位元件90包含一體部91、外邊緣92及中心95。如第3圖所示，可釋放地接觸於彈簧元件62的內部分80及定位元件90的中心95之外邊緣92係對準於定位元件90的零輸入位置96(其對應於第2圖中的零輸入位置33)。此零輸入位置96係對應於一經精確定心的定位元件90且亦對應於一將在定位元件90自其啟始、零輸入位置位移之後於彈簧元件62的一偏壓力FA 下供定位元件90(圓盤)回行到達之位置。
第4圖為根據本發明一實施例之彈簧元件62的部分片段圖。如第4圖所示，彈簧元件62包含配置於一起伏或曲折狀圖案中之複數個摺疊83。彈簧元件62之各別摺疊83的各側壁81係包含一體部86及一邊緣88，其中各別相鄰側壁81的體部86係面對彼此。一態樣中，第4圖亦顯示處於一放鬆狀態之彈簧元件62，其中內迴圈82呈立即併列狀，彼此碰觸或幾乎彼此碰觸。反之，第3圖所示的彈簧元件62顯示處於第一經拉伸狀態之彈簧元件，其中內迴圈82彼此側向地分開。
一實施例中，如第4圖所示，彈簧元件62包含一非線圈彈簧。一實施例中，彈簧元件62具有不大於定位元件90厚度之一厚度(第3圖)。
另一態樣中，第3至5圖的彈簧元件62的體部86及邊緣88係延伸於概括垂直於供定位元件90延伸經過及可滑式移動的平面之一平面中。為此，雖然彈簧元件62整體係概括平行於定位元件62且在與其相同的平面中延伸，彈簧元件62的各個個別摺疊83係定向為延伸於一相對於供定位元件90(第3至7圖)延伸經過及可滑地移動的平面概呈垂直之平面中。為此，此態樣中，彈簧元件62如第4圖所示包含一概呈平面性構件但不包含概括平面性、片狀構件。
第5圖為根據本發明一實施例之第4圖的重新定心機構60之俯視平面圖，其中差異在於顯示定位元件90的運動以在第一方向中將彈簧元件62側向往外地拉伸成第二經拉伸狀態。此操縱係概括對應於一使用者移動定位元件90(或一經連結圓盤)以擷取一輸入裝置的一使用者控制輸入，其中第5圖顯示重新定心機構60對於定位元件90的此使用者引發式運動之一回應。
如第5圖所示，一實施例中，定位元件90進一步包含一用以界定孔95之內環94。一手指施加力FB 係被直接地施加至定位元件90(或間接地經由對於一圓盤之一連結件)以在第一方向中移動定位元件90，如方向力箭頭FB 所示。此手指施加力FB 係大於彈簧元件62的偏壓力FA 。
特定言之，由於定位元件90在一方向中側向地往外移動(由方向性力箭頭FB 代表)，定位元件90的外邊緣92(可釋放地接觸於彈簧元件62的內部分80)係強迫彈簧元件62的內迴圈82彼此分開同時將外迴圈84自框架64的柱74B徑向地推開。如第5圖所示，彈簧元件62的其餘外迴圈84係保持沿其對應的柱74A、74C、74D周圍可釋放地固接至彈簧元件62之錨固側而與柱74B相鄰之彈簧元件62的其他側則被側向地往外拉伸。
手指施加力FB 釋放時，彈簧元件62所施加的偏壓力係使彈簧元件62回行至第3圖所示的中心位置96(或零輸入位置)，其中定位元件90的孔係匹配中心位置96的位置。一態樣中，偏壓力FA 係大於輸入裝置的組件之間的任何摩擦力以保障定位元件90回行至一精確的零輸入位置。另一態樣中，彈簧元件62所施加之全向分佈式、徑向往內偏壓力FA 係進一步保障定位元件90回行至一精確的零輸入位置。
一態樣中，彈簧元件62所施加的偏壓力FA 係概括對應於第2圖第二力曲線39中的力幅度，該力係超過與定位元件90的零輸入位置33(第2圖)相鄰之摩擦力(以摩擦力低限值38代表)。另一態樣中，定位元件90可相對於經定心零輸入位置96以360度定向在任何方向中滑移。當在第5圖所示以外的方向中移動時，彈簧元件62係自抵住一柱(譬如，柱74C及74D)之接觸被釋放同時保持可釋放地接觸抵住其餘的各別柱(譬如，74A及74B)。
另一態樣中，由於可藉由定位元件90的部分運動達成所想要的使用者控制輸入，定位元件90不需移動其完整動作範圍來接觸框架64的開口75邊緣(且藉由彈簧元件62的外部分85抵住外緣72之接觸)。
為此，重新定心機構60係產生作用以精確地維持一中心位置及/或使一定位元件90精確地回行至一中心位置。
第6圖為根據本發明一實施例之一未組裝狀態中的輸入裝置100之分解組裝圖。如第6圖所示，輸入裝置100包含圓盤102、殼體104、重新定心機構61、及定位機構93。一實施例中，重新定心機構61係作為輸入裝置100的一次總成且包含與第3至5圖顯示及描述之重新定心機構60實質相同的屬性及特性並標以類似的編號。一實施例中，定位機構93作為輸入裝置100的一次總成且包含與第3至5圖所顯示及描述之定位元件90實質相同的屬性及特性並標以類似的編號，差異在於進一步包括碟160。
如第6圖所示，圓盤102係為一包含外環110及內碟120之可移式碟。外環110包含一包括一概括扁平底表面112之概呈環狀形的環。內碟120嵌套於外環110內且包含相對於外環110的底表面112呈凹入之一底表面122。圓盤102的內碟120亦包含具有頭126之莖桿124，其自內碟120的底表面122往下延伸且與其概呈垂直。一態樣中，內碟120包含一撓性、彈性材料。
如第6圖所示，殼體104包含壁140、用以界定一外表面142之體部141及中央開口144。體部141界定一概呈碟形構件，且具有用以界定凹部145之壁140。一態樣中，莖桿124係具有一呈現延伸經過殼體104的開口144尺寸之長度以連接於定位元件90中的中央孔94內。
一實施例中，如第6圖所示且如第7圖所示組裝時，彈簧元件62被嵌夾於殼體104與框架64之間，其中框架64及殼體104的體部141在彈簧元件62的相對側上概括平行於彼此延伸。
如第6圖所示，定位機構96包含定位元件90及碟160。碟160連接至元件90的一底部且具有大於定位元件90直徑之一直徑，故碟160界定一自定位元件90的一外邊緣92呈徑向地往外延伸之表面162。一態樣中，碟160的一直徑超過開口75的一直徑以便利維持定位元件90與框架64的開口75之間的一相對位置。
一態樣中，定位元件90包含一凹部97而其形狀及尺寸可接收一圓頂開關170。當如第7圖所示組裝時，經由莖桿124藉由自圓盤102的壓力來壓抵圓頂開關170時，圓頂開關170能夠擷取至少一使用者控制輸入，諸如輸入裝置10的一功能之啟動。
一實施例中，如第6圖所示，彈簧元件62具有不大於定位元件90厚度(T2)之一厚度(T1)。一態樣中，彈簧元件62具有實質小於定位元件90厚度(T2)之一厚度(T1)。
第6至7圖未顯示之另一實施例中，柱74A－74D係配置於殼體104的表面143上(譬如，一概呈圓形圖案)，而非框架62的體部70上(第3圖)，以自表面143往下突起來可釋放地接合彈簧元件62的外部分85。在所有其他方面，柱74A－74D係包含與先前連同第3至7圖所述的框架64上之柱74A－74D實質相同的特性及屬性(譬如，作為一限制彈簧元件62運動之停止機構)。
輸入裝置100的額外特性係連同第7圖作描述及顯示。
第7圖為根據本發明一實施例之處於一組裝狀態之輸入裝置100的剖視圖。如第7圖所示，圓盤102休止於殼體104頂上且其中圓盤102的底表面112配置為可滑式接觸抵住殼體104的表面142。重新定心機構61及定位元件93兩者皆一起嵌套於殼體104的外壁140內。一態樣中，定位元件90係可相對於殼體104的內表面143滑移而彈簧元件62可相對於殼體104的內表面143滑移。
第7圖所示的嵌套位置中，圓盤102之莖桿124(具有頭126)係延伸經過殼體104的開口144以經由中央孔94連接至定位元件90。此連接可用來概括維持圓盤102相對於殼體104之垂直位置及概括維持定位機構93及重新定心機構61相對於殼體104之垂直位置。
一態樣中，經由相對於殼體104之一側向往外方向的手指壓力之圓盤102的側向運動係造成定位元件90的一直接對應運動。重新定心機構61的彈簧元件62係准許如第5圖所示的此運動，但施加一實質連續偏壓力FA 於定位元件90上以造成定位元件90一旦自圓盤102釋放手指壓力則回行至一零輸入位置96(第3至5圖)。第7圖亦顯示圓盤102的內環120之底表面122及定位元件90的表面91之間、及圓盤102的內表面120之底表面122與殼體104的表面142之間的間隔。此間隔能夠隨著圓盤102被往下壓而使內環120往下移動一小距離以啟動開關170。
一實施例中，碟160為一傳導性元件且輸入裝置100可安裝至一包含一積體電路之印刷電路板180，其中該積體電路係包括與碟160相聯結以電容性感測碟160相對於複數個位置電極(譬如，184A、184B)的位置之複數個電極(譬如，電極184A、184B)。為了示範清楚起見，並未顯示類似於電極184A、184B之額外的位置電極。
一態樣中，輸入裝置100概括對應於一單轂配置，其中輸入裝置100的殼體104係有效地相對於印刷電路板180來圍堵輸入裝置100的組件而在殼體104與印刷電路板180之間並無第二轂。此單穀配置進一步有助於對於輸入裝置100在併入一可攜式電子裝置內時之一低輪廓或小形狀因數。
一態樣中，如第7圖所示，定位元件90、彈簧元件62、及一停止機構(譬如，柱74A－74D)係彼此概括在相同平面中延伸(概括以線A代表)，其中彈簧元件62及柱74A－74D係相對於定位元件90呈徑向及側向地往外延伸。
第8圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構300的立體圖。一實施例中，重新定心機構300包含彈簧元件302及框架304。一實施例中，彈簧元件302及框架304包含與重新定心機構60之彈簧元件62及框架64實質相同的特性及屬性，如先前連同第3至7圖所述，差異在於彈簧元件302具有與彈簧元件62不同的一形狀。一態樣中，就像彈簧元件62，彈簧元件302包含一概呈平面性構件，而另一態樣中，彈簧元件302包含一概呈平面性構件及一概呈扁平、片狀構件。
如第8圖所示，彈簧元件302包含內部分310及外部分312。內部分310界定一概呈圓形形狀，其構形為可概括對應於配置在內部分310內之一定位元件316的一概呈圓形形狀。一態樣中，定位元件316包含與連同第3圖所描述之定位元件90實質相同的特性及屬性。為此，一態樣中，彈簧元件302的內部分310概括圍繞定位元件316。
一態樣中，彈簧元件302的外部分312係界定一概呈圓形形狀並自彈簧元件302的內部分310概呈側向、徑向地往外延伸且位於與內部分310概括相同之平面中。一實施例中，彈簧元件312包含一曲折狀彈簧元件，其包括一用以界定複數個摺疊315的一起伏圖案之概呈連續單元性構件。彈簧元件302的摺疊315係包含一概呈連續系列之內迴圈320及外迴圈322，其中一側壁321延伸於相鄰對的各別內迴圈320與外迴圈322之間。
一態樣中，彈簧元件302包含一陣列的概呈圓形迴圈324A－324D，其中各概呈圓形迴圈週期性地介於一相鄰對的長形摺疊315之間。一態樣中，各別概呈圓形迴圈324A－324D沿一360度圓周分開約90度，其中各個各別迴圈324A－324D的位置對應於各別柱336A－336D的一者。一態樣中，各個各別概呈圓形迴圈324A－324D之尺寸及形狀可在一徑向往外方向中滑動離開或切線地相對於各別柱的一者(譬如，柱324A)。一範例中，當定位元件316徑向地往外移離柱336A時，則迴圈324A自柱336A徑向地往外移動同時其餘各別概呈圓形迴圈324B及324D的兩者相對於各別柱的兩者(譬如，柱336B及336D)呈切線地滑動。此配置係當彈簧元件302在一特定方向拉伸時產生彈簧元件302上更平均的應力分佈。
一態樣中，彈簧元件302具有比第8圖所示者更大或更小數量的概呈圓形迴圈(譬如，迴圈324A－324D)。
另一態樣中，如第8圖所示，各摺疊315具有一寬度(W1)且各迴圈324A－324D具有實質大於各別摺疊315寬度W1之一寬度(W2)。
一態樣中，框架304包含與先前連同第1至7圖所述之框架64實質相同的特性及屬性。為此，框架304包含體部330、外外緣332、及複數個柱336A－336D。體部330界定一概呈環狀形構件，其界定一開口334，及外外緣338，其界定體部330的一外周邊。一態樣中，柱336A－336D配置為在一概呈圓形圖案中與框架304的相鄰開口334相鄰，概括對應於開口304的形狀。一態樣中，柱336A－336D沿一360度圓周以概括90度分離彼此等距分隔。另一態樣中，柱336A－336D配置於框架304的體部330上他處且相對於彼此配置於一概呈非圓形圖案中。
如第8圖所示，彈簧元件302藉由將彈簧元件302的錨固迴圈324A－324D沿框架304的各別柱336A－336D定位以相對於框架304可釋放地固接彈簧元件302而被配置於一第一經拉伸狀態中。一態樣中，彈簧元件302亦包含其置於第8圖所示位置前之一放鬆狀態，其方式係實質地類似於第3至5圖所示之彈簧元件62。
如第8圖所示，框架304的柱336A－336D係作為抵住彈簧元件302的外部分312之一停止機構以防止彈簧元件302回行至其放鬆狀態，藉以有效地生成當彈簧元件302試圖回行至其放鬆狀態時朝向定位元件316徑向地往內作用之彈簧元件302的一偏壓力FA 。偏壓力FA 的量值係取決於數項參數，包括柱336A－336D的間隔、形成彈簧元件62之材料的類型的厚度等。一態樣中，柱336A－336D係延伸於概括與彈簧元件302相同之水平平面中且直接地與彈簧元件302的偏壓力呈直列狀。
一實施例中，彈簧元件302係為一概呈扁平構件，其具有概括等於形成彈簧元件302的材料厚度之一垂直厚度。一態樣中，各迴圈的各別邊緣(譬如，迴圈324A)及彈簧元件302的摺疊315係延伸於相同的概括水平平面且概括平行於一供定位元件316延伸經過及可滑地移動之概呈水平平面作延伸。一態樣中，此彈簧元件302係經由衝壓(譬如，細微沖切)或將一材料蝕刻成彈簧元件302形式而形成，藉以達成彈簧元件302的概呈扁平、片狀組態作為單一、單元性構件。
另一態樣中，彈簧元件302為一並非概呈扁平之概呈平面性構件。
一態樣中，彈簧元件302具有不大於(亦即概括等於或小於)定位元件316厚度之一厚度。另一態樣中，彈簧元件302具有實質小於定位元件316厚度之一厚度。彈簧元件302之此相對較小的厚度係有助於重新定心機構的一低輪廓，及因此一併入有重新定心機構300之輸入裝置的一整體低輪廓。
第9圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構350的立體圖。一實施例中，重新定心機構350包含彈簧元件352及框架354，其中重新定心機構350包含與如同先前對於第3至7圖所述之重新定心機構60實質相同的特性及屬性，差異在於彈簧元件352具有一不同形狀。一態樣中，就像彈簧元件62，彈簧元件352包含一概呈平面性構件且另一態樣中，彈簧元件352包含一概呈平面性構件及一概呈扁平、片狀構件。
如第9圖所示，框架354包含體部360、內外緣362、及外外緣364。一態樣中，內外緣362及外外緣364一起界定體部360中之一凹部366。體部360界定一用以界定一開口367之概呈環狀形構件。一態樣中，內外緣362界定一概呈圓形圖案，概括對應於開口367的形狀。另一態樣中，內外緣362配置於框架354的體部360上他處且配置於一概呈非圓形圖案中。
彈簧元件352包含內部分380及外部分382。內部分380界定一概呈圓形形狀，其構形為可概括對應於一配置在內部分380內之定位元件383的一概呈圓形形狀。一態樣中，此定位元件383包含與連同第3至7圖所述之定位元件90實質相同的特性及屬性。為此，一態樣中，彈簧元件352概括圍繞定位元件383。
一態樣中，彈簧元件352的外部分382係界定一概呈圓形形狀且自彈簧元件352的內部分概呈側向、徑向往外地延伸。一實施例中，彈簧元件352包含一包括一概呈連續單元性構件之曲折狀彈簧元件，該概呈連續單元性構件係界定自彼此在一概呈併列狀起伏圖案中延伸之一概呈連續系列(譬如，複數個)的摺疊385。各摺疊385包含概括平行於彼此延伸之一對的臂386。彈簧元件352的摺疊385係包含一包括內迴圈390及外迴圈392之起伏圖案，其中臂(或體部)391延伸於相鄰的內迴圈390與外迴圈392之間。
一態樣中，彈簧元件352具有不大於(亦即，概括等於或小於)定位元件383厚度之一厚度。另一態樣中，彈簧元件352具有實質小於定位元件383厚度(T3)之一厚度，如第9圖所示。
一態樣中，彈簧元件352的內迴圈390概呈拱形以界定一180度曲線。另一態樣中，彈簧元件352的各外迴圈392概呈長方形，其中複數個外迴圈392構形為一凸緣(譬如，一凸起構件)，其概括垂直於彈簧元件352之摺疊385的一體部391延伸，以將彈簧元件352的外部分382相對於框架354的內外緣362作可釋放地固接(或鉤接)。為此，框架354的內外緣362、合併有彈簧元件352的外迴圈392所界定之凸緣係可作為一停止機構以防止彈簧元件352相對於定位元件383之進一步徑向往內運動並准許彈簧元件相對於框架354的內外緣362之徑向往外運動。
一態樣中，彈簧元件352的各摺疊385之體部391及內迴圈390係延伸於概括與定位元件383相同的平面中，而各別外迴圈392(其界定一凸緣)則對於供定位元件383延伸經過且可滑地移動之平面概呈垂直地延伸。
第9圖所示之另一實施例中，實質全部的彈簧構件352係概括延伸於單一平面中使得外迴圈392概括平行於內迴圈390延伸且位於概括與其相同的平面中。此實施例中，彈簧元件352包含被界定於彈簧元件352的數個外迴圈392上之複數個籤片用以可釋放地接合(譬如鉤接至其上)框架354的內外緣362。各籤片係概括垂直於供彈簧元件352概括延伸經過之平面延伸，且籤片形成於沿彈簧元件352的外部分之一概呈圓形圖案中用以接合框架354的內外緣362。一態樣中，籤片具有實質分別與第12A－12B及13A－13B圖所顯示及描述之籤片516及/或籤片566相同之形狀。
為此，彈簧元件352包含至少一凸起構件，其呈現自數個外迴圈392凸起的籤片形式(諸如第12A－12B圖中的籤片516)或如第9圖所示之外迴圈392的一凸緣形式，用以可釋放地接合框架352的內外緣362。
如第9圖所示，彈簧元件352藉由將彈簧元件352的實質全部外迴圈392沿框架354的內外緣362定位而被配置於第一經拉伸狀態中，以將彈簧元件352的外部分382相對於框架354可釋放地固接。一態樣中，彈簧元件302亦包含其置於第8圖所示位置前之一放鬆狀態，其方式實質地類似於第3至5圖所示的彈簧元件62。
如第9圖所示，框架354的內外緣362防止彈簧元件352回行至其放鬆狀態，藉以有效地生成當彈簧元件352試圖回行至其放鬆狀態時朝向一定位元件383徑向地往內作用之彈簧元件352的一偏壓力FA 。偏壓力FA 的量值係取決於數項參數，包括框架354的內外緣362直徑、及用以形成彈簧元件352之材料的類型與厚度等。
一態樣中，處於第一經拉伸狀態中(顯示於第9圖)之彈簧元件352的內部分380之一直徑的尺寸係概括對應於一定位元件383的一直徑故使定位元件383在零輸入位置處保持可釋放地接觸抵住彈簧元件352。為此，定位元件383的側向運動係造成彈簧元件352的至少一部分之一立即對應運動。此配置係能夠當定位元件383作遠離零輸入位置33(第2圖)之任何側向可滑運動時施加一偏壓力FA 以保障摩擦力總是被彈簧元件352施加的偏壓力所抵銷。
框架354的體部360中之開口367亦具有大於定位元件383直徑之一直徑以使定位元件383能夠在開口367區域內運動。
一態樣中，外外緣364係界定一外邊界用以限制彈簧元件352徑向地往外拉伸之範圍。
另一態樣中，定位元件383包含一體部394及外邊緣395。如第9圖所示，外邊緣395係可釋放地接觸於彈簧元件352的內部分380以使定位元件383的一中心能夠對準於一零輸入位置(其對應於第2圖中之零輸入位置33及第3圖中之零輸入位置96)。此零輸入位置係對應於一經精確定心的定位元件383且亦對應於定位元件383自其開始、零輸入位置位移之後定位元件383(或圓盤)將在彈簧元件352的一偏壓力FA 下回行到達之一位置。
第10圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置400的立體圖。如第10圖所示，輸入裝置400包含重新定心機構402及滑件臂401A、401B。各個各別滑件臂401A、401B的側向運動係分開或共同地造成定位器409的運動，其可連接至一圓盤諸如圓盤102(第6至7圖)。為此，滑件臂401A、401B一起作用以扮演實質類似於定位元件90之角色(第2至7圖)但差異在於其界定一二元件式定位機構而非單一定位元件。各滑件臂401A、401B配置為沿著單一軸線作可滑式運動，其中各別滑件臂401A、401B概括垂直於彼此配置。
重新定心機構402係包含包括外緣405之殼套403、體部406、及自體部406概呈往上延伸之錨固部410。一態樣中，錨固部410在一概呈正方形圖案中彼此等距配置且其中各錨固部410配置為與殼套403的外緣405相鄰。重新定心機構402亦包含複數個彈簧機構420，其中各個各別彈簧機構420安裝在各別錨固部410的一者上。各彈簧機構420包含一線圈基底422及自線圈基底422徑向地往外延伸之一對的臂424。第10圖所示位置中，各彈簧機構420被偏壓以將各別臂424朝向殼套403的一中央部分呈徑向地往內移動。如第10圖所示，單一彈簧機構420之各對的臂424係概括垂直於彼此延伸。一態樣中，各個各別臂424的長度尺寸係能夠使各臂424的一端425接觸各個各別滑件臂401A、401B的一端。另一態樣中，如第10圖所示，各個各別臂424的長度尺寸係能夠使相反定向、相鄰的臂424之端425與滑件臂401A、401B的各別端(404A、404B、407A、407B)相鄰地彼此重疊。
一實施例中，殼套403亦包含內壁440，其中各內壁440包括相對端442。如第10圖所示，壁440的各相對端442係作為一停止機構以防止彈簧機構420的各個各別臂424進一步往內運動。然而，各臂424在一休止狀態係保持實質連續地接觸於各定位元件401A、401B的一端425。當定位元件經由對抗彈簧機構420的臂424所施加的偏壓力之手指壓力FD 徑向地往外移動時，至少一臂424保持接觸於定位元件404A、404B之端。
當定位器409對角地移動(亦即，正交於任一滑件臂401A、401B的一縱軸線)時，則兩滑件臂401A及滑件臂401B沿著其軸線可滑地移動。一範例中，定位器409運動時，滑件臂401A的端404A及滑件臂401B的端407B係抵住各別彈簧機構420的各別相鄰臂424之端425呈側向地往外移動。各彈簧機構420施加一偏壓力FB 抵住滑件臂401A、401B以提供滑件臂401A、401B的一受控制運動且一旦自滑件臂401A及401B移除手指所施加的壓力則造成滑件臂401A及401B之重新定心。
依照壁440(亦即一停止機構)的端442所調節，臂424提供的偏壓力FD 係概括對應於第3圖所示的第二力曲線39所代表之偏壓力。此偏壓力輪廓係能夠經由滑件臂401A、401B的可滑式運動使定位器409作精確定心及重新定心，藉以能夠經由輸入裝置400精確地擷取使用者控制輸入。
第11圖為根據本發明一實施例之一包括彈簧構件476之重新定心機構475的部分俯視平暗圖。一實施例中，重新定心機構475的彈簧構件476係包含與彈簧元件62(先前連同第3至7圖所描述)實質相同的特性及屬性，差異在於具有彈簧構件476之不同尺寸及不同形狀的摺疊477、478、480A－480D。此外，一實施例中，重新定心機構475係包括一包括側壁497、498及角落496之概呈長方形框架494。一態樣中，框架494包含與第3至7圖的框架64實質相同之特性及屬性，差異在於具有一概呈長方形形狀及重新定心機構的一框架之不同置放的柱。另一態樣中，重新定心機構475係被併入一與第6至7圖的輸入裝置100實質相同之輸入裝置內，差異在於組件(譬如，殼體104)配置為界定一概呈長方形輸入裝置。
如第11圖所示，一實施例中，概呈環狀形狀彈簧構件476包含配置於一起伏或曲折狀圖案中之一概呈連續系列的複數個摺疊477、478、480A－480D(未清楚圖示起見未顯示迴圈480C、D)。一態樣中，彈簧構件475包含由各別摺疊(亦即，摺疊477、478、479、及480A－480D)的內迴圈486所界定之一內部分482及由各別摺疊477、478、479、及480A－480D的概呈長方形外迴圈488所界定之一外部分484。一態樣中，彈簧構件476包含一概呈平面性構件。另一態樣中，除了身為一概呈平面性構件外，彈簧構件476界定一概呈扁平片狀構件。
一實施例中，各摺疊477、478、及480A－480D係包括一內迴圈486及一外迴圈488，其中側壁延伸於各個各別摺疊的內迴圈486與外迴圈488之間。為此，一態樣中，各個各別摺疊477係具有側壁489A而各個各別摺疊478具有側壁489B。各個各別摺疊479具有側壁489C，而各個各別摺疊480A－480D具有側壁489D。一態樣中，摺疊480A－480D的側壁489D具有實質大於摺疊477的側壁489A、摺疊478的側壁489B、摺疊479的側壁489C的長度之一長度。此配置能夠將柱392A放置在框架的角落496內，其中摺疊480A、480D具有一較長長度以抵達角落放置之柱392A。另一態樣中，彈簧構件376的摺疊480A－480D係分開約90度(以一類似於第8圖的迴圈324A－324D之方式相對於一360度圓周)，故摺疊480A－480D的位置及定向概括對應於框架494的概呈長方形形狀之角落。
為此，一具有實質較大長度的選擇摺疊(480A－480D)之彈簧輪廓係能夠將彈簧放置於一概呈長方形框架內以容納部分可攜式電子裝置的佈局。
此外，如配置於彈簧構件476上之摺疊477－480D的各個各別側壁489A－489D具有與其他側壁489A－489D不同之長度，所以摺疊477、478、479、480A－D的長度係從最短變至最長(自內部分482延伸至外部分484)。一態樣中，側壁489D係為最長而側壁489A為最短，其中側壁478及489具有中間長度。為此，彈簧構件476的外部分484係沿著其周邊界定一峰－谷－峰輪廓，其中摺疊477界定摺疊480A及480D所界定的各別峰間之一谷。一態樣中，此配置能夠在最長摺疊480A－480D延伸至框架494的角落496內之時使如概括最短摺疊477(相較於摺疊480A、480D)所界定之彈簧構件476的谷匹配於概呈長方形框架494的概呈直線側497、498。利用此方式，彈簧構件476的外部分484係構形為可概括對應於概呈長方形框架494的幾何結構。
藉由改變各別摺疊477－480D的長度、且包括各個各別摺疊477－480D的相對較寬、概呈長方形外迴圈488之此配置係能夠增加彈簧構件476的整體長度，其轉而降低彈簧構件476上的整體應力。
一態樣中，各摺疊477、478、479及480A－480D的概呈長形形狀、及彈簧構件475之概呈長方形的外迴圈488係准許一各別摺疊480的各外迴圈488在類似於對於彈簧元件62之第5圖的方向性力箭頭FB 所示方向之一徑向往外方向中之可滑式運動。此外，一態樣中，摺疊480的外迴圈488具有實質大於一柱492A(諸如第3圖的柱74A)的直徑之一寬度(X6 )。另一態樣中，外迴圈488的寬度(X6 )概括對應於各別柱492A的直徑。
最後，另一實施例中，概呈長方形框架494係由如同第3至7圖的框架64之一框架所取代，亦即，具有一概呈環狀形狀，其中長摺疊480A－480D沿一柱諸如第3至7圖之框架64的柱72A等作可釋放地固接。
第12A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構500的部分俯視平面圖。如第12A圖所示，重新定心機構500包含與先前第3至7圖所述實質相同之一框架64，差異在於以框架64的體部70中所形成之對應的槽502來取代柱74A－74D。一態樣中，各個各別槽502係定向在概括平行於一彈簧構件(類似於第3圖的彈簧元件62、第8圖的彈簧構件302、或第11圖的彈簧構件476等)之一各別摺疊510的徑向往外運動之一方向(由方向箭頭XR 代表)中。一態樣中，槽502被定位在開口75與框架64的外外緣72之間。另一態樣中，重新定心機構500包含一彈簧構件(如彈簧元件62)的複數個摺疊510，其中各摺疊510包括在彈簧構件的外部分處被端壁512接合之一對的側壁514。
如第12B圖所示，端壁512包含一籤片516，其概括垂直於供框架64的體部70延伸經過、且供彈簧構件及定位元件(譬如第3圖的定位元件90)的各別摺疊510滑移經過之平面而突起。籤片516的尺寸及形狀係可滑式接收於框架64的槽502內，藉以能夠使彈簧構件的摺疊510之一外部分沿著槽502被徑向地往內及往外滑移。一態樣中，如第12B圖所示，線Z係顯示籤片516的徑向往內可滑式運動之一極限，及因此顯示彈簧構件的外部分之摺疊510的徑向往內可滑式運動之一極限。為此，一彈簧構件的摺疊510之籤片516及一重新定心機構500的一框架64的槽502係共同作為一停止機構以相對於一輸入裝置的一定位元件之一重新定心機構的一框架來界定一彈簧構件的徑向往內及往外運動之一範圍。
一實施例中，槽502具有概括對應於籤片516寬度之一寬度WS，如第12A－12B圖所示。然而，另一實施例中，槽502具有實質地寬於籤片516寬度之一寬度WS。為此，一態樣中，槽502具有概呈對應於(或略微寬於)摺疊510寬度WL之一寬度WS，故籤片516除了其可移動於徑向往內及徑向往外方向(由方向箭頭XR 代表)外亦可橫向地移動於槽502中。
第13A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構550的一部分之部分仰視平面圖。如第13A圖所示，重新定心機構550包含與第6至7圖先前所述殼體104實質相同之一殼體104，差異在於以殼體104的表面143中所形成之對應的槽552來取代第6至7圖中框架64的柱74A－74D。一態樣中，各個各別槽552被定向在概括平行於一彈簧構件(類似於第3圖的彈簧元件62)的一各別摺疊560的徑向往外運動之一方向(以方向箭頭XR 代表)中。一態樣中，槽552被定位在相對於殼體104的側壁140呈徑向往內之一位置處。另一態樣中，重新定心機構550包含一彈簧構件(如彈簧構件62)之複數個摺疊560，其中各摺疊550包括在彈簧構件的外部分處由端壁562接合之一對的側壁564。如第13B圖所示，端壁562包含一籤片566，其概括垂直於供殼體104的表面143延伸經過、且供彈簧構件及定位元件(譬如，第3圖的定位元件90)的各別摺疊550滑移經過之平面而突起。籤片566的尺寸及形狀可被可滑式接收於殼體104的槽552內，藉以能夠使彈簧構件的摺疊550之一外部分沿著槽552呈徑向往內及往外地可滑式移動。一態樣中，如第13B圖所示，線Z顯示籤片566的徑向往內可滑式運動之一極限，及因此顯示彈簧構件的外部分之摺疊550的徑向往內運動之一極限。為此，一彈簧構件之摺疊560的籤片566及一重新定心機構550的一殼體104之槽562係一起作為一停止機構以相對於一輸入裝置的一重新定心機構之一框架來界定一彈簧構件的徑向往內及往外運動之一範圍。
一實施例中，槽552具有概括對應於籤片566寬度之一寬度WS ，如第13A－13B圖所示。然而，另一實施例中，槽552具有實質地寬於籤片566寬度之一寬度WS 。為此，一態樣中，槽552具有概括對應於(或略微寬於)摺疊510寬度WL 之一寬度WS ，故籤片516除了其可移動於徑向往內或徑向往外方向外(如方向箭頭XR 代表)亦可橫向地移動於槽552中。
第14A－14C圖為根據本發明一實施例之不同彈簧構件的剖視圖。一實施例中，如第14A圖所示，一重新定心機構的彈簧構件62之複數個摺疊83的一摺疊83係包含一對的側壁81，其中各摺疊83包含與先前連同第3至7圖所述實質相同之特性及屬性(譬如，側壁81、邊緣88、及面86)。一態樣中，當定位為與一定位元件相鄰時，各側壁81的橫剖面區域之一縱軸線(以線A代表)係延伸於一概呈垂直平面(在方向標示中以V代表)且概括垂直於一概呈水平平面(在方向標示中以H代表)。各側壁81界定一概呈長方形橫剖面且具有概括等於或小於定位元件(譬如，第3至7圖中之定位元件90)厚度之高度Z1 。一態樣中，一彈簧構件相對於概呈水平平面(供一定位元件延伸經過)之此概呈垂直橫剖面定向係在彈簧構件上提供一相對較低的應力量。
一實施例中，如第14B圖所示，一重新定心機構的一彈簧構件352之一摺疊385係包含與先前連同第9圖所述實質相同之特性及屬性(譬如，一對的臂386)。一態樣中，當定位為與一定位元件相鄰時，摺疊385的各臂386之橫剖面區域的一縱軸線(以線A代表)係延伸於一概呈水平平面(在方向標示中以H代表)中且概括水平於一概呈水平平面(方向標示中以H代表)中。各臂386具有一概呈長方形橫剖面且具有概括等於或小於定位元件(譬如，第9圖中的定位元件383)厚度之一厚度或高度Z2 。一態樣中，各臂386包含面604及邊緣606。一態樣中，第14B圖中摺疊385的臂386之厚度Z2 係實質地小於第14A圖中各摺疊83的側壁81之厚度Z1 。另一態樣中，如第14B圖所示，一彈簧構件相對於一概呈水平平面(供一定位元件延伸經過)之此概呈水平橫剖面定向係在彈簧構件上提供略為更大應力，但因為彈簧構件相對於第14A圖的彈簧構件(其具有一概呈垂直橫剖面定向)具有一較小厚度故達成一較低輪廓輸入裝置。一態樣中，此實施例概括概括對應於一概呈扁平、片狀彈簧構件。
另一實施例中，如第14C圖所示，一重新定心機構之一概呈環狀、概呈平面性彈簧構件的一摺疊係包含與先前連同第1至14B圖所描述的彈簧構件實質相同之特性，差異在於此彈簧構件的各摺疊620之臂622具有一概呈圓形橫剖面區域。一態樣中，當定位為與一定位元件相鄰時，彈簧構件的各個各別摺疊620之各臂622係延伸於概括相同平面中，且概括平行於一供一定位元件(譬如，第3圖的定位元件90)延伸經過之概呈水平平面(以標示H代表)中。
本發明的實施例藉由提供一構形為可精確地重新定心一定位元件之輸入裝置來提供一增強的行動運算體驗。一重新定心機構的一偏壓力係以充分幅度施加以克服影響定位元件之摩擦力來保障定位元件確實回行至其動作場域內之妥當起始位置。重新定心機構之一彈簧構件及/或一停止機構係被定位在與定位元件概括相同之平面中且其尺寸分別可達成一低輪廓以產生一具有適合可攜式電子裝置的一小形狀因數之輸入裝置。
雖然此處已經顯示及描述特定實施例，熟習該技術者將瞭解多種不同替代性及/或均等性實行方式可代替所顯示及描述的特定實施例而不脫離本發明的範圍。此申請案預定涵蓋此處所述特定實施例之任何改用或變異。因此，本發明預定只受限於申請專利範圍及其均等物。
10．．．可攜式電子裝置
12，104．．．殼體
14，100，400．．．輸入裝置
16．．．鍵盤
18，102．．．圓盤
19．．．圓盤動作場域
20．．．顯示器
22．．．游標
24．．．小鍵盤
26．．．選單
27．．．圖像
30．．．圖形
32．．．y軸線
33．．．零輸入位置
34．．．x軸線
36．．．第一彈簧曲線
38．．．摩擦低限值
39．．．第二力曲線，第二彈簧曲線
40A，40B．．．摩擦範圍
42．．．替代性第二彈簧
60，61，300，350，402，475，550．．．重新定心機構
62．．．概呈曲折狀彈簧元件
64，304，354．．．框架
70，86，91，141，330，360，394，406．．．體部
72，405．．．外緣
72A，74A，74B，74C，74D，336A－336D，392A，492A．．．柱
75，334，367．．．開口
80，310，380，482．．．內部分
81，321，489A－489D，497，498，514，564．．．側壁
82，320，390，486．．．內迴圈
83，315，385，477，478，479，480A－480D，510，560，620．．．摺疊
84，322，392．．．外迴圈
85．．．彈簧元件62的外部分
86，604．．．面
88，606．．．邊緣
90，316，383．．．定位元件
92．．．定位元件90的外邊緣
93．．．定位機構
94．．．中央孔，內環
95．．．中心，孔
96．．．中心位置，零輸入位置
97，145，366．．．凹部
110．．．外環
112．．．外環110的底表面
120．．．內碟
122．．．內碟120底表面
124．．．莖桿
126．．．頭
140．．．殼體104的外壁
142．．．外表面
143．．．殼體104的內表面
144．．．中央開口
160．．．較大碟元件
162．．．表面
170．．．圓頂開關
180．．．印刷電路板
184A，184B．．．位置電極
302．．．彈簧元件
324A－324D．．．概呈圓形迴圈
332，338，364．．．外外緣
352，376，476．．．彈簧構件
362．．．內外緣
312，382．．．外部分
386，424，622．．．臂
391．．．臂或體部
395．．．外邊緣
401A，401B．．．滑件臂
403．．．殼套
404A，404B，407A，407B．．．滑件臂的端
409．．．定位器
410．．．錨固部
420．．．彈簧機構
422．．．線圈基底
425．．．定位元件的端，臂424的端
440．．．內壁
442．．．壁440的相對端
484．．．彈簧構件476的外部分
488．．．概呈長方形外迴圈，摺疊的外迴圈
494．．．概呈長方形框架
496．．．框架的角落
497，498．．．概呈直線側
502，552．．．槽
512，562．．．端壁
516，566．．．籤片
A．．．縱軸線
FA ，FB ．．．偏壓力
FD ．．．手指施加力，手指壓力，臂424提供的偏壓力
H．．．概呈水平平面
T1．．．彈簧元件62厚度
T2．．．定位元件90厚度
T3．．．定位元件383厚度
V．．．概呈垂直平面
W1．．．摺疊315寬度
W2．．．迴圈324A－324D寬度
WL．．．摺疊510寬度
WS．．．槽502寬度
WS ．．．槽552寬度
X6 ．．．摺疊的外迴圈寬度
XR ．．．徑向往內及徑向往外方向，方向箭頭
Z．．．線
Z1 ．．．摺疊83的側壁81之厚度
Z2 ．．．臂386厚度或高度
第1圖為根據本發明一實施例之一包括一輸入裝置之電子裝置的俯視平面圖；第2圖為顯示根據本發明一實施例之用於一輸入裝置的一力曲線之圖形；第3圖為根據本發明一實施例之處於第一狀態中之一輸入裝置的一重新定心機構的俯視平面圖；第4圖為根據一實施例之第3圖的重新定心機構的一彈簧元件之放大部分等角圖；第5圖為根據本發明一實施例之處於第二狀態中之第3圖的重新定心機構之俯視平面圖；第6圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的分解組裝圖；第7圖為根據本發明一實施例之處於一經組裝狀態中之第6圖的輸入裝置之剖視圖；第8圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的一重新定心機構之俯視平面圖；第9圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的一重新定心機構之部分立體圖；第10圖為根據本發明一實施例之一輸入裝置的立體圖；第11圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的一彈簧構件之部分俯視平面圖；第12A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的俯視平面圖；第12B圖為根據本發明一實施例之沿著第12A圖的線12B－12B所取之重新定心機構的剖視圖；第13A圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的部分仰視平面圖；第13B圖為根據本發明一實施例之沿著第13A圖的線13B－13B所取之重新定心機構的剖視圖；第14A、14B、14C圖為根據本發明一實施例之一重新定心機構的一彈簧構件之剖視圖。
10．．．可攜式電子裝置
12．．．殼體
14．．．輸入裝置
16．．．鍵盤
18．．．圓盤
19．．．圓盤動作場域
20．．．顯示器
22．．．游標
24．．．小鍵盤
26．．．選單
27．．．圖像
A．．．縱軸線

Claims (23)

  1. 一種用以擷取一電子裝置的使用者控制輸入之輸入裝置，該輸入裝置包含：一定位元件，其包含一實質上碟形(disc shaped)構件；一實質上呈環狀形彈簧構件，該彈簧構件為一非線圈(non-coil)彈簧，該彈簧構件在一平面上實質上為平坦，並在該平面上界定一實質上曲折狀(serpentine)圖案，該彈簧構件係定位為相對於該定位元件呈側向往外，以實質上圍繞該定位元件，且經組態以朝向該定位元件呈徑向往內地施加一偏壓力(biasing force)；一可移式圓盤；及一殼體，其包括一用以界定一圓盤動作場域且支撐該圓盤的可滑動作之接觸表面，該接觸表面包括一開口且該殼體至少部分地涵蓋該定位元件及該彈簧構件，其中該定位元件經由該殼體的接觸表面之開口連接至該圓盤，其中該彈簧構件延伸於與該定位元件實質上相同之平面中，且該輸入裝置進一步包含：一停止機構，其延伸於與該定位元件及與該彈簧構件實質上相同之平面中，該停止機構係定位為自該定位元件呈側向地往外，並經組態以可釋放地接合該彈簧構件，以限制抵住(against)該定位元件之該彈簧構件之徑向往內運動。
  2. 如申請專利範圍第1項之輸入裝置，其中該彈簧構件包含一內部分及一外部分，該內部分及該外部分延伸於與彼此概括相同之平面中且該外部分自該內部分呈側向往外地分隔，其中 該內部分係構形為可釋放地接觸抵住該定位元件且其中該外部分係構形為可釋放地接觸抵住該停止機構以准許該彈簧構件相對於該停止機構之徑向往外運動及防止該彈簧構件相對於該停止機構之徑向往內運動。
  3. 如申請專利範圍第2項之輸入裝置，其中該彈簧構件的曲折狀圖案係界定配置於一實質上呈起伏圖案中之一實質上連續系列的長形摺疊。
  4. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該停止機構包含一包括配置於一實質上呈圓形圖案中的複數個柱之實質上呈環狀形框架，該等複數個柱實質上圍繞該定位元件且自該定位元件呈側向往外地分隔而其中與該彈簧構件的外部分相鄰之至少一各別摺疊係可釋放地接合該等各別柱之一者。
  5. 如申請專利範圍第4項之輸入裝置，其中該彈簧構件包含一陣列之實質上呈圓形外迴圈，其中各實質上呈圓形外迴圈介於一相鄰對的該等長形摺疊之間，其中各個各別該等實質上呈圓形外迴圈係對應於該等各別柱之一者，其中各個各別該等實質上呈圓形迴圈之尺寸及形狀係可滑動於下列至少一者中：一遠離該等各別柱之徑向往外方向；及一相對於該等各別柱之側向方向。
  6. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該彈簧構件的外部分係包含至少一籤片，該至少一籤片係實質上垂直於該供該彈簧構件及該定位元件實質上延伸經過之平面而突起。
  7. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該停止機構係包含被 定向在一實質上平行於該彈簧構件的徑向往外運動之方向中之至少一槽且該彈簧構件之至少一籤片係被可滑地接收在該槽內，其中該至少一槽係形成於下列至少一者中：該殼體；及一實質上呈環狀框架，其配置在相對於該彈簧構件與該殼體相對之一側上。
  8. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該彈簧構件之各別摺疊係包含：具有一第一長度之一第一複數個摺疊；及具有一第二長度之一第二複數個摺疊，該第二長度實質上大於該第一長度，其中該第二複數個摺疊的至少一各別摺疊係介於該第一複數個摺疊之至少一對的各別摺疊之間以造成與該第二複數個摺疊的至少一各別摺疊相鄰之該彈簧構件的外部分具有比起與該第一複數個摺疊的各別摺疊相鄰之該彈簧構件的外部分更大之一直徑。
  9. 如申請專利範圍第8項之輸入裝置，其中該停止機構包含一包括複數個柱之實質上呈長方形框架，各個各別柱配置為與該框架的各角落相鄰，該複數個柱實質上圍繞該定位元件且自該定位元件呈側向往外地分隔，其中該框架的各個各別柱係支撐該第二複數個摺疊的至少一各別摺疊沿該等各別柱之可釋放接合。
  10. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該彈簧構件包含一實質上呈扁平、片狀構件。
  11. 如申請專利範圍第10項之輸入裝置，其中該彈簧構件具有不大於該定位元件的一厚度之一厚度。
  12. 如申請專利範圍第10項之輸入裝置，其中該彈簧構件的外部分係包含該等各別摺疊的複數個外迴圈上之至少凸起構件，其中該等各別外迴圈之至少凸起構件係實質上垂直於該彈簧構件的各個各別摺疊之一體部而延伸。
  13. 如申請專利範圍第12項之輸入裝置，其中該停止機構係包含一用以界定經過一內外緣的一開口之實質上呈環狀形框架且其中該內外緣係構形為可釋放地接收該彈簧構件的至少一凸起構件以防止該彈簧構件的進一步徑向往內運動及准許該彈簧構件相對於該停止機構的框架的內外緣之徑向往外運動。
  14. 如申請專利範圍第3項之輸入裝置，其中該彈簧構件的各別摺疊之一橫剖面區域係包含一實質上呈垂直定向的長方形橫剖面、一實質上呈水平定向的長方形橫剖面、及一實質上呈圓形橫剖面之至少一者。
  15. 一種用以將一電子裝置的一輸入裝置之一圓盤重新定心(re-centering)之方法，該方法包含：將一圓盤可滑式移動於一殼體的一接觸表面上；經由一定位元件將該圓盤的側向運動拘限於該殼體內，該定位元件經由該殼體的接觸表面中之一開口連接至該圓盤；經由一彈簧構件實質連續地朝向該定位元件呈徑向往內地施加一偏壓力，該彈簧構件為一實質上呈平面性元件且延伸於與該定位元件實質上相同之平面中，當該定位元件相對 於該彈簧構件作可滑運動時，該偏壓力作用抵住該定位元件；及經由一停止機構限制抵住該定位元件之該彈簧構件之徑向往內運動，該停止機構自該定位元件呈徑向往外地定位且延伸於與該定位元件及該彈簧構件實質上相同之平面中。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該實質連續地徑向往內施加一偏壓力係包含：以一內部分及一外部分配置該彈簧構件，該內部分係可釋放地接觸抵住該定位元件且該外部分相對於該內部分呈徑向往外地延伸，該彈簧構件具有不大於該定位元件的厚度之一厚度。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該限制彈簧構件的運動係包含：將一實質上呈環狀形框架配置為支撐該彈簧構件相對於該框架的一體部之可滑式運動；及將該停止機構配置為該框架的體部上延伸於一實質上呈圓形圖案中之至少一凸起構件以接合該彈簧構件的外部分以限制該彈簧構件的徑向往內運動及准許該彈簧構件相對於該至少一凸起構件之徑向往外運動。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該至少一凸起構件包含下列至少一者：複數個柱，其中該彈簧構件的外部分包含複數個迴圈，其中該複數個迴圈的尺寸及形狀係可使各個各別迴圈沿該框架的各別柱之一者而延伸；及 一內外緣，其實質沿該框架的一內開口而延伸，其中該彈簧構件包含一延伸於該彈簧構件的內部分與外部分之間的體部，該外部分係包含一實質上垂直於該內部分及該彈簧構件的體部而延伸之凸緣。
  19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該施加一偏壓力係包含：提供一概呈碟形框架及該包含可沿著該框架可滑地移動的至少一滑件臂之定位元件；將該至少一彈簧元件配置為被錨固至該框架之至少一扭力彈簧以將該扭力彈簧的一臂定向成概括垂直於該滑件臂而延伸且可釋放地接觸抵住該至少一滑件臂的一端；其中該限制該至少一彈簧構件的徑向往內運動係包含：配置該框架上之一停止構件以使該扭力彈簧的臂能夠可釋放地接觸抵住與該滑件臂的端相鄰之一停止構件，該停止構件經組態以准許該扭力彈簧的臂及一彈性臂的指(finger)回應於該滑件臂的側向往外可滑運動之徑向往外運動。
  20. 一種用於一可攜式電子裝置之輸入裝置，其包含：一可移式碟；一殼體框架，其經組態以支撐該可移式碟的可滑動作；及一重新定心機構，其在與供該可移式碟可滑地移動之實質相同之平面中朝向該可移式碟施加一非零偏壓力，該非零偏壓力係係朝向該可移式碟呈實質連續地且徑向往內地施加，且當該可移式碟相對於該重新定心機構作可滑運動時， 作用在該可移式碟上，其中該非零偏壓力超過該可移式碟與該殼體框架的接觸表面之間的一摩擦力，其中該重新定心機構包含：至少一彈簧元件，其可相對於該殼體框架可滑地移動且包括一可釋放地接觸於該可移式碟之內部分及一自該內部分呈側向地往外分隔之外部分，該至少一彈簧元件延伸於與該可移式碟實質上相同之平面中；及一限制機構，其經定位以自該可移式碟呈側向地往外，且延伸於與該可移式碟實質上相同之該平面中，該限制機構係實質上經定位以自該至少一彈簧元件的內部分呈側向地往外，且經定位以准許該至少一彈簧構件的外部分之可釋放式接觸。
  21. 如申請專利範圍第20項之輸入裝置，其中該至少一彈簧元件包含一實質上呈環狀形彈性構件，該概呈環狀形彈性構件係具有不大於該定位元件的一厚度之一厚度且界定沿該彈性構件的一圓周而延伸之一系列的長形摺疊。
  22. 如申請專利範圍第21項之輸入裝置，其中該限制機構係包含一用以至少部分地支撐該至少一彈簧元件之框架，該限制機構包括沿該可移式碟實質上呈同心地配置且分隔之至少一凸起構件用以可釋放地接合該至少一彈簧元件的外部分，藉以准許該彈簧元件之徑向往外運動及防止該彈簧元件之徑向往內運動。
  23. 如申請專利範圍第20項之輸入裝置，進一步包含：一殼體，其包括一接觸表面及一開口；及 一圓盤，其可滑地支撐於該殼體的一接觸表面上且經由該殼體中的開口連接至該可移式碟，該圓盤係連結至該可移式碟以造成該圓盤的側向運動與該可移式碟之間的一直接一對一式對應關係。
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