包括电磁体的键盘组件的制作方法
包括电磁体的键盘组件的制作方法
【技术领域】
【背景技术】
[0001 ] 一些类型的便携式电子设备包括键盘组件，键盘组件具有键钮以允许输入文字字符、数字、符号等等。键盘组件具有一定厚度。当集成在便携式电子设备中时，键盘组件会导致便携式电子设备的总厚度的增加。因此，键盘组件在便携式电子设备中的存在可限制构建具有较薄外形的便携式电子设备的能力。
【发明内容】
【附图说明】
[0002]参照以下【附图说明】一些实施例:
[0003]图1是包括根据一些实施的可伸缩键盘组件的示例性便携式电子设备的示意图；
[0004]图2和3是键盘组件的部分的放大立体图，其中部分地除去一个键钮以例示包括根据一些实施的电磁体的键钮致动机构的一部分；
[0005]图4是根据一些实施的键盘组件的示意图；
[0006]图5A-5B是根据一些实施的键盘组件的横截面图；
[0007]图6是包括根据替代的实施的键盘组件的便携式电子设备的一部分的示意图；
[0008]图7A-7B绘出根据进一步替代的实施的键钮和键盘组件的一部分；以及
[0009]图8是提供根据一些实施的键盘组件的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]可用在便携式电子设备中的键盘组件的键钮能够被致动以在第一位置(上升位置)和第二位置(收回位置)之间移动。使用中，用户手指可按压键钮，以使键钮从其上升位置移动到收回位置。释放键钮使键钮能够回到其上升位置。在随后的讨论中，参照键盘组件中键钮的“竖直”行进距离，其中该竖直行进距离使键钮能够在上升位置和收回位置之间行进。注意，参照“竖直”是为了易于说明，因为行进方向根据便携式电子设备的定向和/或键盘组件相对于便携式电子设备的相对定向不同而具有不同的定向。
[0011]便携式电子设备的示例包括下列设备:笔记本式电脑、可转换的平板电脑(其中该电脑能够在笔记本式电脑和平板电脑之间转换)、个人数字助理(PDA)、智能电话、游戏装置等等。虽然参考了被用在便携式电子设备中的键盘组件，但应注意，在其它实施中，键盘组件可以是独立键盘的一部分。
[0012]为了在用户致动键盘组件的键钮时向用户提供触觉反馈，键钮可以被设计成在各键钮的上升位置和收回位置之间移动一定的距离。在上升位置，键盘组件的键钮上升到键盘组件的框架以上。键盘组件的总厚度包括上升到框架以上的键钮部分的厚度。
[0013]包括键盘组件的便携式电子设备必须容纳键盘组件的总厚度，并且因此，键盘组件的存在会限制制造商减小便携式电子设备的厚度以实现较薄外形的能力。例如，如果便携式电子设备是笔记本式电脑，笔记本式电脑具有能够在打开位置和闭合位置之间枢转的盖子(诸如包含显示面板的盖子)，则在盖子处于闭合位置时，必须在盖子的内表面和键钮之间提供一些空间量，以容纳在未使用时处于上升位置的键钮。换句话说，当盖子抵靠笔记本式电脑的基部闭合时，应提供空间使得盖子的内表面不会下压到处于上升位置的键钮的上表面上。
[0014]根据一些实施，为了使集成了键盘组件的便携式电子设备的总厚度能够减小，可提供包括电磁体的键钮致动机构，该键钮致动机构选择性地受控以控制键盘组件的键钮位置。在一些条件下，键盘组件的键钮可由键钮致动机构移动到其收回位置，以减小键盘组件的厚度外形。在便携式电子设备是具有可枢转地附接到基部的盖子的笔记本式电脑的示例中，与其中键盘组件的键钮在盖子闭合时保持在其上升位置的传统设计相比，使键钮移动到其各自的收回位置使得在盖子处于其闭合位置时笔记本式电脑的总厚度能够更薄。
[0015]用以选择性地控制键盘组件的键钮收回的键钮致动机构可用在其它类型的便携式电子设备中。这样的键钮致动机构也可被用在独立的键盘中。
[0016]图1是笔记本式电脑100的透视图，该笔记本式电脑100具有盖子102和基部104。盖子102使用至少一个铰接组件106可枢转地附接到基部104。在图1的示例中，盖子102可包括显示面板108，而基部104可包括键盘组件110。键盘组件110具有可沿竖直行进距离在上升位置和收回位置之间行进的各种键钮112。至少一些键钮112均与相应的电磁体410(在后面进一步描述)关联。当盖子102移动到其闭合位置时，使用根据一些实施的键钮致动机构使键钮112收回。
[0017]键盘组件110的键钮112被安装在键盘框架111中。键盘框架111具有开口以接纳相应的键钮112。当键钮112处于其上升位置时，键钮112凸出到键盘框架111的上表面以上。当键钮112处于其收回位置时，键钮112的上表面与键盘框架111的上表面齐平(或甚至在键盘框架111的上表面以下)。
[0018]在一些实施中，笔记本式电脑100的盖子102的闭合引发键钮112向其收回位置收回。在其它示例中，其它事件可引起键钮112向其收回位置收回。例如，这样的其它事件可包括以下事件中的任何事件或一些事件的组合:检测到显示面板108被用作触屏显示器(在此情况下，用户触摸该触屏显示器，形成对笔记本式电脑100的用户输入)；来自笔记本式电脑100中执行的应用程序的指令，以使键钮112的至少一个子集收回；或者任何其它事件。
[0019]在替代的示例中，笔记本式电脑100可以是可转换电脑，其能够在第一构造和第二构造之间转换。在第一构造中，可转换电脑100被用作传统的笔记本式电脑，其中键盘组件I1用于向笔记本式电脑100输入数据。在第二构造中，可转换电脑100可用作平板电脑，在此情况下，用户输入是通过触屏显示器(例如，显示面板108)做出的。为实现第二构造，图1的盖子102可被旋转，使得显示面板108面向上方，从而使显示面板108能够被用作触控式显示面板。
[0020]图2是图1的键盘组件110的一部分的放大立体图，其中部分地除去一个键钮(112-1)以例示可用于使键钮112-1在上升位置和收回位置之间选择性地移动的部件。类似部件可被用于键盘组件110的其它键钮112。
[0021]图3示出了与键钮112-1关联的部件的进一步放大图。在根据图2和图3的示例中，磁体可被用于将键钮112-1定位在其上升位置或者收回位置中。磁体包括提供在键盘组件110的基部上的磁体202和206。键盘组件110的基部包括支撑键盘组件110的键钮112的底层结构。
[0022]另外，磁体204和208被提供在键钮112-1的内表面212中。磁体202和204形成第一磁体对，而磁体206和208形成第二磁体对。在一些示例中，磁体对202、204是吸引磁体对，其中磁体被定向为使它们彼此吸引。磁体对206、208可以是排斥磁体对，其中磁体206和208被定向为使它们彼此排斥。在其它示例中，磁体对202、204可以是排斥磁体对，而磁体对206、208可以是吸引磁体对。
[0023]另外，包括线圈210的电磁体也可被提供在键钮112-1的内表面212中。线圈210具有导电体211，电流可经过该导电体211。导电体211 (其可以是电线的一部分)可被缠绕在线圈210中。根据一些实施，线圈210和铁磁材料(诸如铁或者其它铁磁材料)芯部的组合形成电磁体。在图3的示例中，线圈210和磁体206、208的铁磁材料共同形成电磁体。在其它实施中，代替利用线圈210和磁体206、208的铁磁材料形成电磁体，可提供与线圈210组合形成电磁体的分立的铁磁芯。
[0024]电磁体产生的磁场取决于通过导电体211的电流方向。如果电流在导电体211中以第一方向流动，则电磁体产生第一方向的磁场。另一方面，如果相反电流经过导电体211，则电磁体产生相反的第二方向的磁场。另外，如果没有电流经过电磁体的导电体211，则电磁体不产生磁场。
[0025]根据通过导电体211的电流方向，电磁体可受控以产生相对于磁体206的吸引力，或者产生相对于磁体206的排斥力。因此，取决于电磁体产生的磁场，电磁体可与磁体2 08一起工作，或者抵抗磁体208工作。
[0026]对于电磁体产生的磁场的选择性控制可控制键钮112-1在上升位置和收回位置之间移动。例如，如果键钮112-1最初在上升位置，则电磁体可受控以产生在电磁体和磁体206之间引起吸引力的磁场，这导致键钮112-1从上升位置移动到收回位置。注意，在电磁体和磁体206之间产生的吸引力与磁体208和磁体206之间的排斥力相反。但是，电磁体和磁体206之间的吸引力大于磁体206和208之间的排斥力，使得键钮112-1被移动到其收回位置。
[0027]一旦键钮112-1已经移动到其收回位置，吸引磁体对的磁体202和204彼此极为接近(或接触)，使得它们能够将键钮112-1保持在收回位置。
[0028]电磁体产生磁场以在电磁体和磁体206之间产生吸引力是响应于通过导电体211的电流脉冲。电流脉冲具有足够的持续时间以使键钮112-1有时间从上升位置行进到收回位置。一旦键钮112-1已经到达其收回位置，并且磁体202和204能够作用以将键钮112-1保持在收回位置，即可从电磁体除去电流，使得电磁体不再产生磁场。以此方式，不必保持有连续电流通过电磁体，这减小了功耗。
[0029]接下来，如果期望使键钮112-1从收回位置移动到上升位置，则相反的电流脉冲可经过电磁体的导电体211以使电磁体产生导致电磁体相对于磁体206被排斥的磁场。电磁体和磁体206之间的该排斥力是附加于排斥磁体对206、208提供的排斥力的。组合的排斥力能够克服吸引磁体对202、204的吸引力。因此，键钮112-1从收回位置被移动到上升位置。一旦键钮112-1上升到上升位置，排斥磁体对206、208提供的排斥力足以将键钮112-1保持在上升位置。因此，可从导电体211除去电流，使得电磁体不再产生磁场。
[0030]虽然图2和3图示电磁体的线圈210被附接到键钮112-1的内表面212，但在其它实施中，线圈210可被提供在键盘组件的基部上(或者甚至在基部下方)。
[0031]而且，在其它示例中，各种磁体202、204、206、208以及线圈210的位置可以不同。
[0032]图4是示例性键盘组件110的部件的示意图。键盘组件110包括控制器402，控制器402可以是与键盘组件110的键钮112交互作用以检测用户对键钮112的致动的键盘控制器。替代地，控制器402可以与键盘控制器分离。控制器402输出控制信号403以控制一个或多个电流驱动器404。电流驱动器404驱动电流至与相应的键钮112关联的一个或多个电磁体410。每个电磁体410均可包括图3中的线圈210和铁磁心(诸如由磁体206、208提供的)。在一些示例中，一个电流驱动器404可向多个电磁体410驱动电流。在其它示例中，一个电流驱动器404可向单个的电磁体410驱动电流。
[0033]更概括地说，电流驱动器404能够控制所有键钮112或者键钮112的子集的致动，其中所述子集可包括仅一个单个键钮112或者少于所有键钮112全体的多个键钮112。
[0034]电磁体410和磁体202、204、206和208是键钮致动机构的一部分。键钮致动机构可由控制器402控制。
[0035]控制器402接收被称为收回事件406和上升事件407的输入。收回事件406和上升事件407均可通过连接到控制器402的一个输入引脚或者多个输入引脚的信号或者信号组合来表示。替代地，收回事件406和上升事件407均可以是可被写入控制器402中的控制寄存器以使控制器402执行请求任务的指令或者其它信息的形式。
[0036]通常，收回事件406被提供到控制器402以使控制器402使键钮112的至少一个子集收回。收回事件406能够对应于盖子102(图1)的闭合、笔记本式电脑100的显示面板108用作触屏、来自应用程序的指令等等。上升事件407被提供到控制器402以使控制器402抬升键钮112的至少一个子集。上升事件407可对应于盖子102的打开、显示面板108用作触屏的中止、来自应用程序的另一指令等等。
[0037]图5A-5B是键盘组件110的一部分的横截面图。所图示的具体部分可以是对应于图2和图3中的键钮112-1的部分，并且在图1中以剖面线5-5标识。
[0038]在图5A中，键钮112-1处于其上升位置，使得其升起或凸出在键盘框架111 (其可由金属或其它材料形成)的上表面502以上。在上升位置，键钮112-1的上表面504在键盘框架111的上表面502以上距离Dl处。
[0039]在图5B中，键钮112-1处于其收回位置，使得键钮112_1的上表面504大体处于与键盘框架111的上表面502相同的高度。换句话说，键钮112-1的上表面504与键盘框架111的上表面502平齐。在其它示例中，当键钮112-1在其收回位置时，键钮112-1的上表面504可在键盘框架111的上表面502以下。
[0040]因此，从图5A和图5B可见，如果如图5B所示，键盘组件110的键钮112被收回到收回位置，键盘组件110的总厚度可减小D1。
[0041]键盘组件110的基部包括底层支撑框架506 (其可由金属或其它材料形成)。底层支撑框架506可通过附接机构514(例如螺钉)附接到键盘框架111。
[0042]另外，柔性电路板508可被提供在底层支撑框架506上。柔性电路板508包括导电体以传送与检测到的键盘组件110的键钮112的致动有关的信号。例如，柔性电路板508的特定导电体可传送指示用户已经按下键盘组件110的特定键钮的信号。
[0043]如图5A中进一步图示的，磁体202和204被布置为使得磁体202和204的N极定向和S极定向是相同的。因此，磁体204的S极面向磁体202的N极，或者反之亦然，这使得磁体202和204相互吸引。磁体202被提供在底层支撑框架506上，而磁体204被附接到包括键钮112-1的键钮组件的臂结构510。
[0044]臂结构510可以操作地联接到臂结构512，以允许键钮112_1和键盘框架111之间的相对运动。
[0045]磁体206和208沿相反的定向布置，使得磁体208的S极面向磁体206的S极(或替代地，磁体208的N极面向磁体206的N极)，这导致磁体206和208相互排斥。
[0046]当键钮112-1处于其收回位置时，磁体204降低以接触磁体202 (或替代地，极为接近磁体202)。磁体208也降低以极为接近磁体206。但是，磁体206和208之间的间隙514(当键钮112-1处于收回位置时)大于磁体202和204之间的间隙(假设那里存在一些间隙)。因此，磁体202和204的吸引力大于磁体206和208的排斥力，这使键钮112-1能够保持在其收回位置，如图5B所示。
[0047]键钮112-1能够以两种不同方式之一从其上升位置(图5A)移动到其收回位置(图5B)。在第一方式中，用户的手指可向下按压键钮112-1以使键钮112-1从上升位置移动到收回位置。在第二方式中，图4的控制器402能够使电流经过电磁体410(图4)以产生在电磁体410和磁体206之间引起吸引力的磁场。这使得键钮112-1被向下牵拉到收回位置。当通过电磁体410的电流停止时，磁体202和204的吸引力使键钮112-1能够保持在其收回位置(图5B)。
[0048]为使键钮112-1返回到其上升位置，电流可沿相反方向通过电磁体410，从而在电磁体410和磁体206之间引起排斥力。在电磁体410和磁体206之间产生的该排斥力可克服磁体202和204的吸引力，这将键钮112-1推到其上升位置(图5A)。
[0049]如上文提到的，键盘组件110的键钮112的收回可例如响应于笔记本式电脑100的盖子闭合来执行。在其它示例中，键盘组件I1的键钮112能够响应于其它事件来执行。例如，如果笔记本式电脑100检测到用户正以其触屏构造使用便携式 电脑100，则键钮112可被收回以提高用户便利性，因为键钮移开从而避免用户在使用图1中的显示面板108以进行触屏输入期间不慎致动键钮112。
[0050]如图6所示，触屏输入检测器602可从触控式显示面板108接收触屏输入已在显示面板108处被接收的指示。响应于接收到该指示，触屏输入检测器602能够对键盘组件110产生输出，从而向键盘组件110提供收回事件406。当触屏输入检测器602检测到在触控式显示面板108处不再接收触屏输入时(诸如在某个超时期间后，或者基于指示该情况的用户输入)，触屏输入检测器602能够提供上升事件407以使键钮112上升。
[0051]在其它示例中，键钮112的收回可在便携式电子设备中实行的应用程序(或者更概括地说是机器可读指令)的控制下执行。例如，图6示出了可在一个或多个处理器606上实行的应用程序604。应用程序604可向控制器402发行指令，以使控制器402执行键盘组件100的键钮112的至少一个子集的选择性收回。例如，应用程序604可以是游戏应用程序，其中键盘组件110的仅某些键钮用于执行游戏功能。应用程序604可以指示控制器402使键钮112的第一子集收回，同时将键钮112的第二子集保持在其上升位置，以允许用户对第二子集中的键钮致动。
[0052]注意，用户对键盘组件110的键钮112的致动可以被传达到处理器606，例如用于输入信息或者控制应用程序604。
[0053]在其它示例中，可执行键钮112的子集(少于全部键钮)的选择性收回。键钮112的不同子集可因不同条件收回(诸如，便携式电子设备的不同用途，在便携式电子设备中运行的不同应用程序等等)。
[0054]虽然图2、图3和图5A-图5B例示除键盘组件110的键钮致动机构中的电磁体之外使用两对磁体，应注意到，在替代的实施中，可用不同机构替代一对或两对磁体(磁体对202、204和/或磁体对206、208)，用于设置键钮112的位置。例如，可以用弹簧替代吸引磁体对202、204，该弹簧将键钮112-1朝向键盘组件基部牵拉，但受到排斥磁体对206、208的排斥力的反作用。替代地，可以用弹簧替代排斥磁体对206、208，该弹簧在键钮112-1的上升位置偏压键钮112-1。电磁体在被致动时可被用于克服弹簧的偏压力。
[0055]如上文提到的，在其它示例中，磁体202、204、206、208和线圈210的位置可不同于图2、图3和图5A-图5B中的位置。作为不同布置的示例，图7A-7B图示具有耳片702的键钮112-2，耳片702上提供有磁体704。耳片702从键钮112-2的侧面703向侧方凸出。
[0056]耳片704被设计成被提供在键盘框架111中的插座706 (图7B)中。虽然在图7B中未图示，对应的磁体可被提供在图7B中的键盘组件110的基部处。例如，这个包括磁体704和位于键盘组件110基部处的对应磁体的磁体对能够替代图2和图3中所示的磁体对202,204ο图7Β还示出了形成如图2和图3中所图示的另一磁体对206、208的磁体206。
[0057]作为进一步替代示例，代替将线圈210和磁体对206、208提供在键钮112_2的中心区域附近(如图2和图3所示)，线圈210和磁体对206、208可以偏移到键钮112-2的一侦U。使这些磁体偏移的益处在于，可提供背光通过键钮112-2。通过在键盘组件110中提供背光光源来实现背光，其中背光光源产生的光通过每个键钮112-2的半透明部分可见。
[0058]图8是提供(例如，制作、组装等等)根据一些实施的键盘组件的方法的流程图。该方法包括在键盘组件中提供电磁体(802处)。该方法进一步包括提供控制器以控制流过电磁体的电流(在804处)。控制器控制电流的方向，以选择性地在上升位置和收回位置之间移动多个键钮中的至少一个键钮。
[0059]在前述说明中，阐述了许多细节以提供对于本文公开的主题的理解。但是，实施可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践。其它实施可包括来自上述细节的修改或变化。其意在使随附的权利要求书覆盖这些修改和变化。
【主权项】
1.一种键盘组件，包括: 多个键钮； 键钮致动机构，用以移动所述键钮中的至少一个键钮，所述键钮致动机构包括电磁体；和 控制器，用以选择性地控制电磁体以使所述至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。2.根据权利要求1所述的键盘组件，进一步包括其中布置有键钮的框架， 其中当所述至少一个键钮处于所述上升位置时，所述至少一个键钮的一部分凸出在所述框架的上表面以上。3.根据权利要求2所述的键盘组件，其中当所述至少一个键钮处于所述收回位置时，所述至少一个键钮的上表面与所述框架的上表面齐平或者在所述框架的上表面以下。4.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述控制器响应于检测事件使所述至少一个键钮收回。5.根据权利要求4所述的键盘组件，其中所述事件响应于闭合电子设备的盖子。6.根据权利要求4所述的键盘组件，其中所述事件响应于接收电子设备的触控式显示面板处的触屏输入。7.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述控制器响应于来自在电子设备中实行的应用程序的指令而使所述键钮中的至少第一子集收回到所述收回位置。8.根据权利要求7所述的键盘组件，其中所述控制器将所述键钮中的第二子集保持在所述上升位置，同时所述键钮中的所述第一子集处于所述收回位置。9.根据权利要求1所述的键盘组件，进一步包括用以驱动电流通过所述电磁体的导电体的电流驱动器，其中所述电流驱动器响应于来自所述控制器的控制信号控制通过所述导电体的电流的方向。10.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述键钮致动机构进一步包括至少一个磁体对，该磁体对是如下磁体对中的一种:(I)排斥磁体对，用以施力以使所述至少一个键钮背离所述键盘组件的基部移动；和(2)吸引磁体对，用以施力以使所述至少一个键钮向所述基部移动。11.根据权利要求10所述的键盘组件，其中所述至少一个键钮具有凸出的耳片，所述磁体对中的一个磁体被提供在所述耳片上。12.—种方法，包括: 在具有多个键钮的键盘组件中提供电磁体；以及 提供控制器以控制通过所述电磁体的电流，所述控制器用于控制电流的方向，以选择性地在上升位置和收回位置之间移动多个键钮中的至少一个键钮。13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括: 提供吸引磁体对，以施力从而使所述至少一个键钮朝向所述键盘组件的基部移动；以及 提供排斥磁体对，以施力从而使所述至少一个键钮背离所述基部移动， 其中所述电磁体与所述吸引磁体对和所述排斥磁体对中的一个的磁体一起工作。14.一种电子设备，包括: 至少一个处理器；和 键盘组件，所述键盘组件联接到所述至少一个处理器，并且具有控制器、键钮致动机构和在所述控制器的控制下能够由所述键钮致动机构选择性地收回的多个键钮，所述键钮致动机构包括电磁体用以基于所述控制器的控制选择性地产生不同方向的磁场， 具有所述不同方向的所述磁场用以控制所述多个键钮中的至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。15.根据权利要求14所述的电子设备，进一步包括能够在所述至少一个处理器上实行的应用程序，用以指示所述控制器使所述多个键钮中的至少一个子集收回到所述收回位置。
【专利摘要】一种键盘组件，包括多个键钮、用以使至少一个键钮移动的键钮致动机构，所述键钮致动机构包括电磁体和控制器，所述控制器用以选择性地控制所述电磁体，从而使所述至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/02
【公开号】CN104903820
【申请号】CN201380069325
【发明人】斯蒂芬·菲利普·德绍莱斯, 爱德华·托马斯·罗斯
【申请人】惠普发展公司，有限责任合伙企业
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年1月4日
【公告号】US20150341030, WO2014107155A1
【技术领域】
【背景技术】
[0001 ] 一些类型的便携式电子设备包括键盘组件，键盘组件具有键钮以允许输入文字字符、数字、符号等等。键盘组件具有一定厚度。当集成在便携式电子设备中时，键盘组件会导致便携式电子设备的总厚度的增加。因此，键盘组件在便携式电子设备中的存在可限制构建具有较薄外形的便携式电子设备的能力。
【发明内容】
【附图说明】
[0002]参照以下【附图说明】一些实施例:
[0003]图1是包括根据一些实施的可伸缩键盘组件的示例性便携式电子设备的示意图；
[0004]图2和3是键盘组件的部分的放大立体图，其中部分地除去一个键钮以例示包括根据一些实施的电磁体的键钮致动机构的一部分；
[0005]图4是根据一些实施的键盘组件的示意图；
[0006]图5A-5B是根据一些实施的键盘组件的横截面图；
[0007]图6是包括根据替代的实施的键盘组件的便携式电子设备的一部分的示意图；
[0008]图7A-7B绘出根据进一步替代的实施的键钮和键盘组件的一部分；以及
[0009]图8是提供根据一些实施的键盘组件的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]可用在便携式电子设备中的键盘组件的键钮能够被致动以在第一位置(上升位置)和第二位置(收回位置)之间移动。使用中，用户手指可按压键钮，以使键钮从其上升位置移动到收回位置。释放键钮使键钮能够回到其上升位置。在随后的讨论中，参照键盘组件中键钮的“竖直”行进距离，其中该竖直行进距离使键钮能够在上升位置和收回位置之间行进。注意，参照“竖直”是为了易于说明，因为行进方向根据便携式电子设备的定向和/或键盘组件相对于便携式电子设备的相对定向不同而具有不同的定向。
[0011]便携式电子设备的示例包括下列设备:笔记本式电脑、可转换的平板电脑(其中该电脑能够在笔记本式电脑和平板电脑之间转换)、个人数字助理(PDA)、智能电话、游戏装置等等。虽然参考了被用在便携式电子设备中的键盘组件，但应注意，在其它实施中，键盘组件可以是独立键盘的一部分。
[0012]为了在用户致动键盘组件的键钮时向用户提供触觉反馈，键钮可以被设计成在各键钮的上升位置和收回位置之间移动一定的距离。在上升位置，键盘组件的键钮上升到键盘组件的框架以上。键盘组件的总厚度包括上升到框架以上的键钮部分的厚度。
[0013]包括键盘组件的便携式电子设备必须容纳键盘组件的总厚度，并且因此，键盘组件的存在会限制制造商减小便携式电子设备的厚度以实现较薄外形的能力。例如，如果便携式电子设备是笔记本式电脑，笔记本式电脑具有能够在打开位置和闭合位置之间枢转的盖子(诸如包含显示面板的盖子)，则在盖子处于闭合位置时，必须在盖子的内表面和键钮之间提供一些空间量，以容纳在未使用时处于上升位置的键钮。换句话说，当盖子抵靠笔记本式电脑的基部闭合时，应提供空间使得盖子的内表面不会下压到处于上升位置的键钮的上表面上。
[0014]根据一些实施，为了使集成了键盘组件的便携式电子设备的总厚度能够减小，可提供包括电磁体的键钮致动机构，该键钮致动机构选择性地受控以控制键盘组件的键钮位置。在一些条件下，键盘组件的键钮可由键钮致动机构移动到其收回位置，以减小键盘组件的厚度外形。在便携式电子设备是具有可枢转地附接到基部的盖子的笔记本式电脑的示例中，与其中键盘组件的键钮在盖子闭合时保持在其上升位置的传统设计相比，使键钮移动到其各自的收回位置使得在盖子处于其闭合位置时笔记本式电脑的总厚度能够更薄。
[0015]用以选择性地控制键盘组件的键钮收回的键钮致动机构可用在其它类型的便携式电子设备中。这样的键钮致动机构也可被用在独立的键盘中。
[0016]图1是笔记本式电脑100的透视图，该笔记本式电脑100具有盖子102和基部104。盖子102使用至少一个铰接组件106可枢转地附接到基部104。在图1的示例中，盖子102可包括显示面板108，而基部104可包括键盘组件110。键盘组件110具有可沿竖直行进距离在上升位置和收回位置之间行进的各种键钮112。至少一些键钮112均与相应的电磁体410(在后面进一步描述)关联。当盖子102移动到其闭合位置时，使用根据一些实施的键钮致动机构使键钮112收回。
[0017]键盘组件110的键钮112被安装在键盘框架111中。键盘框架111具有开口以接纳相应的键钮112。当键钮112处于其上升位置时，键钮112凸出到键盘框架111的上表面以上。当键钮112处于其收回位置时，键钮112的上表面与键盘框架111的上表面齐平(或甚至在键盘框架111的上表面以下)。
[0018]在一些实施中，笔记本式电脑100的盖子102的闭合引发键钮112向其收回位置收回。在其它示例中，其它事件可引起键钮112向其收回位置收回。例如，这样的其它事件可包括以下事件中的任何事件或一些事件的组合:检测到显示面板108被用作触屏显示器(在此情况下，用户触摸该触屏显示器，形成对笔记本式电脑100的用户输入)；来自笔记本式电脑100中执行的应用程序的指令，以使键钮112的至少一个子集收回；或者任何其它事件。
[0019]在替代的示例中，笔记本式电脑100可以是可转换电脑，其能够在第一构造和第二构造之间转换。在第一构造中，可转换电脑100被用作传统的笔记本式电脑，其中键盘组件I1用于向笔记本式电脑100输入数据。在第二构造中，可转换电脑100可用作平板电脑，在此情况下，用户输入是通过触屏显示器(例如，显示面板108)做出的。为实现第二构造，图1的盖子102可被旋转，使得显示面板108面向上方，从而使显示面板108能够被用作触控式显示面板。
[0020]图2是图1的键盘组件110的一部分的放大立体图，其中部分地除去一个键钮(112-1)以例示可用于使键钮112-1在上升位置和收回位置之间选择性地移动的部件。类似部件可被用于键盘组件110的其它键钮112。
[0021]图3示出了与键钮112-1关联的部件的进一步放大图。在根据图2和图3的示例中，磁体可被用于将键钮112-1定位在其上升位置或者收回位置中。磁体包括提供在键盘组件110的基部上的磁体202和206。键盘组件110的基部包括支撑键盘组件110的键钮112的底层结构。
[0022]另外，磁体204和208被提供在键钮112-1的内表面212中。磁体202和204形成第一磁体对，而磁体206和208形成第二磁体对。在一些示例中，磁体对202、204是吸引磁体对，其中磁体被定向为使它们彼此吸引。磁体对206、208可以是排斥磁体对，其中磁体206和208被定向为使它们彼此排斥。在其它示例中，磁体对202、204可以是排斥磁体对，而磁体对206、208可以是吸引磁体对。
[0023]另外，包括线圈210的电磁体也可被提供在键钮112-1的内表面212中。线圈210具有导电体211，电流可经过该导电体211。导电体211 (其可以是电线的一部分)可被缠绕在线圈210中。根据一些实施，线圈210和铁磁材料(诸如铁或者其它铁磁材料)芯部的组合形成电磁体。在图3的示例中，线圈210和磁体206、208的铁磁材料共同形成电磁体。在其它实施中，代替利用线圈210和磁体206、208的铁磁材料形成电磁体，可提供与线圈210组合形成电磁体的分立的铁磁芯。
[0024]电磁体产生的磁场取决于通过导电体211的电流方向。如果电流在导电体211中以第一方向流动，则电磁体产生第一方向的磁场。另一方面，如果相反电流经过导电体211，则电磁体产生相反的第二方向的磁场。另外，如果没有电流经过电磁体的导电体211，则电磁体不产生磁场。
[0025]根据通过导电体211的电流方向，电磁体可受控以产生相对于磁体206的吸引力，或者产生相对于磁体206的排斥力。因此，取决于电磁体产生的磁场，电磁体可与磁体2 08一起工作，或者抵抗磁体208工作。
[0026]对于电磁体产生的磁场的选择性控制可控制键钮112-1在上升位置和收回位置之间移动。例如，如果键钮112-1最初在上升位置，则电磁体可受控以产生在电磁体和磁体206之间引起吸引力的磁场，这导致键钮112-1从上升位置移动到收回位置。注意，在电磁体和磁体206之间产生的吸引力与磁体208和磁体206之间的排斥力相反。但是，电磁体和磁体206之间的吸引力大于磁体206和208之间的排斥力，使得键钮112-1被移动到其收回位置。
[0027]一旦键钮112-1已经移动到其收回位置，吸引磁体对的磁体202和204彼此极为接近(或接触)，使得它们能够将键钮112-1保持在收回位置。
[0028]电磁体产生磁场以在电磁体和磁体206之间产生吸引力是响应于通过导电体211的电流脉冲。电流脉冲具有足够的持续时间以使键钮112-1有时间从上升位置行进到收回位置。一旦键钮112-1已经到达其收回位置，并且磁体202和204能够作用以将键钮112-1保持在收回位置，即可从电磁体除去电流，使得电磁体不再产生磁场。以此方式，不必保持有连续电流通过电磁体，这减小了功耗。
[0029]接下来，如果期望使键钮112-1从收回位置移动到上升位置，则相反的电流脉冲可经过电磁体的导电体211以使电磁体产生导致电磁体相对于磁体206被排斥的磁场。电磁体和磁体206之间的该排斥力是附加于排斥磁体对206、208提供的排斥力的。组合的排斥力能够克服吸引磁体对202、204的吸引力。因此，键钮112-1从收回位置被移动到上升位置。一旦键钮112-1上升到上升位置，排斥磁体对206、208提供的排斥力足以将键钮112-1保持在上升位置。因此，可从导电体211除去电流，使得电磁体不再产生磁场。
[0030]虽然图2和3图示电磁体的线圈210被附接到键钮112-1的内表面212，但在其它实施中，线圈210可被提供在键盘组件的基部上(或者甚至在基部下方)。
[0031]而且，在其它示例中，各种磁体202、204、206、208以及线圈210的位置可以不同。
[0032]图4是示例性键盘组件110的部件的示意图。键盘组件110包括控制器402，控制器402可以是与键盘组件110的键钮112交互作用以检测用户对键钮112的致动的键盘控制器。替代地，控制器402可以与键盘控制器分离。控制器402输出控制信号403以控制一个或多个电流驱动器404。电流驱动器404驱动电流至与相应的键钮112关联的一个或多个电磁体410。每个电磁体410均可包括图3中的线圈210和铁磁心(诸如由磁体206、208提供的)。在一些示例中，一个电流驱动器404可向多个电磁体410驱动电流。在其它示例中，一个电流驱动器404可向单个的电磁体410驱动电流。
[0033]更概括地说，电流驱动器404能够控制所有键钮112或者键钮112的子集的致动，其中所述子集可包括仅一个单个键钮112或者少于所有键钮112全体的多个键钮112。
[0034]电磁体410和磁体202、204、206和208是键钮致动机构的一部分。键钮致动机构可由控制器402控制。
[0035]控制器402接收被称为收回事件406和上升事件407的输入。收回事件406和上升事件407均可通过连接到控制器402的一个输入引脚或者多个输入引脚的信号或者信号组合来表示。替代地，收回事件406和上升事件407均可以是可被写入控制器402中的控制寄存器以使控制器402执行请求任务的指令或者其它信息的形式。
[0036]通常，收回事件406被提供到控制器402以使控制器402使键钮112的至少一个子集收回。收回事件406能够对应于盖子102(图1)的闭合、笔记本式电脑100的显示面板108用作触屏、来自应用程序的指令等等。上升事件407被提供到控制器402以使控制器402抬升键钮112的至少一个子集。上升事件407可对应于盖子102的打开、显示面板108用作触屏的中止、来自应用程序的另一指令等等。
[0037]图5A-5B是键盘组件110的一部分的横截面图。所图示的具体部分可以是对应于图2和图3中的键钮112-1的部分，并且在图1中以剖面线5-5标识。
[0038]在图5A中，键钮112-1处于其上升位置，使得其升起或凸出在键盘框架111 (其可由金属或其它材料形成)的上表面502以上。在上升位置，键钮112-1的上表面504在键盘框架111的上表面502以上距离Dl处。
[0039]在图5B中，键钮112-1处于其收回位置，使得键钮112_1的上表面504大体处于与键盘框架111的上表面502相同的高度。换句话说，键钮112-1的上表面504与键盘框架111的上表面502平齐。在其它示例中，当键钮112-1在其收回位置时，键钮112-1的上表面504可在键盘框架111的上表面502以下。
[0040]因此，从图5A和图5B可见，如果如图5B所示，键盘组件110的键钮112被收回到收回位置，键盘组件110的总厚度可减小D1。
[0041]键盘组件110的基部包括底层支撑框架506 (其可由金属或其它材料形成)。底层支撑框架506可通过附接机构514(例如螺钉)附接到键盘框架111。
[0042]另外，柔性电路板508可被提供在底层支撑框架506上。柔性电路板508包括导电体以传送与检测到的键盘组件110的键钮112的致动有关的信号。例如，柔性电路板508的特定导电体可传送指示用户已经按下键盘组件110的特定键钮的信号。
[0043]如图5A中进一步图示的，磁体202和204被布置为使得磁体202和204的N极定向和S极定向是相同的。因此，磁体204的S极面向磁体202的N极，或者反之亦然，这使得磁体202和204相互吸引。磁体202被提供在底层支撑框架506上，而磁体204被附接到包括键钮112-1的键钮组件的臂结构510。
[0044]臂结构510可以操作地联接到臂结构512，以允许键钮112_1和键盘框架111之间的相对运动。
[0045]磁体206和208沿相反的定向布置，使得磁体208的S极面向磁体206的S极(或替代地，磁体208的N极面向磁体206的N极)，这导致磁体206和208相互排斥。
[0046]当键钮112-1处于其收回位置时，磁体204降低以接触磁体202 (或替代地，极为接近磁体202)。磁体208也降低以极为接近磁体206。但是，磁体206和208之间的间隙514(当键钮112-1处于收回位置时)大于磁体202和204之间的间隙(假设那里存在一些间隙)。因此，磁体202和204的吸引力大于磁体206和208的排斥力，这使键钮112-1能够保持在其收回位置，如图5B所示。
[0047]键钮112-1能够以两种不同方式之一从其上升位置(图5A)移动到其收回位置(图5B)。在第一方式中，用户的手指可向下按压键钮112-1以使键钮112-1从上升位置移动到收回位置。在第二方式中，图4的控制器402能够使电流经过电磁体410(图4)以产生在电磁体410和磁体206之间引起吸引力的磁场。这使得键钮112-1被向下牵拉到收回位置。当通过电磁体410的电流停止时，磁体202和204的吸引力使键钮112-1能够保持在其收回位置(图5B)。
[0048]为使键钮112-1返回到其上升位置，电流可沿相反方向通过电磁体410，从而在电磁体410和磁体206之间引起排斥力。在电磁体410和磁体206之间产生的该排斥力可克服磁体202和204的吸引力，这将键钮112-1推到其上升位置(图5A)。
[0049]如上文提到的，键盘组件110的键钮112的收回可例如响应于笔记本式电脑100的盖子闭合来执行。在其它示例中，键盘组件I1的键钮112能够响应于其它事件来执行。例如，如果笔记本式电脑100检测到用户正以其触屏构造使用便携式 电脑100，则键钮112可被收回以提高用户便利性，因为键钮移开从而避免用户在使用图1中的显示面板108以进行触屏输入期间不慎致动键钮112。
[0050]如图6所示，触屏输入检测器602可从触控式显示面板108接收触屏输入已在显示面板108处被接收的指示。响应于接收到该指示，触屏输入检测器602能够对键盘组件110产生输出，从而向键盘组件110提供收回事件406。当触屏输入检测器602检测到在触控式显示面板108处不再接收触屏输入时(诸如在某个超时期间后，或者基于指示该情况的用户输入)，触屏输入检测器602能够提供上升事件407以使键钮112上升。
[0051]在其它示例中，键钮112的收回可在便携式电子设备中实行的应用程序(或者更概括地说是机器可读指令)的控制下执行。例如，图6示出了可在一个或多个处理器606上实行的应用程序604。应用程序604可向控制器402发行指令，以使控制器402执行键盘组件100的键钮112的至少一个子集的选择性收回。例如，应用程序604可以是游戏应用程序，其中键盘组件110的仅某些键钮用于执行游戏功能。应用程序604可以指示控制器402使键钮112的第一子集收回，同时将键钮112的第二子集保持在其上升位置，以允许用户对第二子集中的键钮致动。
[0052]注意，用户对键盘组件110的键钮112的致动可以被传达到处理器606，例如用于输入信息或者控制应用程序604。
[0053]在其它示例中，可执行键钮112的子集(少于全部键钮)的选择性收回。键钮112的不同子集可因不同条件收回(诸如，便携式电子设备的不同用途，在便携式电子设备中运行的不同应用程序等等)。
[0054]虽然图2、图3和图5A-图5B例示除键盘组件110的键钮致动机构中的电磁体之外使用两对磁体，应注意到，在替代的实施中，可用不同机构替代一对或两对磁体(磁体对202、204和/或磁体对206、208)，用于设置键钮112的位置。例如，可以用弹簧替代吸引磁体对202、204，该弹簧将键钮112-1朝向键盘组件基部牵拉，但受到排斥磁体对206、208的排斥力的反作用。替代地，可以用弹簧替代排斥磁体对206、208，该弹簧在键钮112-1的上升位置偏压键钮112-1。电磁体在被致动时可被用于克服弹簧的偏压力。
[0055]如上文提到的，在其它示例中，磁体202、204、206、208和线圈210的位置可不同于图2、图3和图5A-图5B中的位置。作为不同布置的示例，图7A-7B图示具有耳片702的键钮112-2，耳片702上提供有磁体704。耳片702从键钮112-2的侧面703向侧方凸出。
[0056]耳片704被设计成被提供在键盘框架111中的插座706 (图7B)中。虽然在图7B中未图示，对应的磁体可被提供在图7B中的键盘组件110的基部处。例如，这个包括磁体704和位于键盘组件110基部处的对应磁体的磁体对能够替代图2和图3中所示的磁体对202,204ο图7Β还示出了形成如图2和图3中所图示的另一磁体对206、208的磁体206。
[0057]作为进一步替代示例，代替将线圈210和磁体对206、208提供在键钮112_2的中心区域附近(如图2和图3所示)，线圈210和磁体对206、208可以偏移到键钮112-2的一侦U。使这些磁体偏移的益处在于，可提供背光通过键钮112-2。通过在键盘组件110中提供背光光源来实现背光，其中背光光源产生的光通过每个键钮112-2的半透明部分可见。
[0058]图8是提供(例如，制作、组装等等)根据一些实施的键盘组件的方法的流程图。该方法包括在键盘组件中提供电磁体(802处)。该方法进一步包括提供控制器以控制流过电磁体的电流(在804处)。控制器控制电流的方向，以选择性地在上升位置和收回位置之间移动多个键钮中的至少一个键钮。
[0059]在前述说明中，阐述了许多细节以提供对于本文公开的主题的理解。但是，实施可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践。其它实施可包括来自上述细节的修改或变化。其意在使随附的权利要求书覆盖这些修改和变化。
【主权项】
1.一种键盘组件，包括: 多个键钮； 键钮致动机构，用以移动所述键钮中的至少一个键钮，所述键钮致动机构包括电磁体；和 控制器，用以选择性地控制电磁体以使所述至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。2.根据权利要求1所述的键盘组件，进一步包括其中布置有键钮的框架， 其中当所述至少一个键钮处于所述上升位置时，所述至少一个键钮的一部分凸出在所述框架的上表面以上。3.根据权利要求2所述的键盘组件，其中当所述至少一个键钮处于所述收回位置时，所述至少一个键钮的上表面与所述框架的上表面齐平或者在所述框架的上表面以下。4.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述控制器响应于检测事件使所述至少一个键钮收回。5.根据权利要求4所述的键盘组件，其中所述事件响应于闭合电子设备的盖子。6.根据权利要求4所述的键盘组件，其中所述事件响应于接收电子设备的触控式显示面板处的触屏输入。7.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述控制器响应于来自在电子设备中实行的应用程序的指令而使所述键钮中的至少第一子集收回到所述收回位置。8.根据权利要求7所述的键盘组件，其中所述控制器将所述键钮中的第二子集保持在所述上升位置，同时所述键钮中的所述第一子集处于所述收回位置。9.根据权利要求1所述的键盘组件，进一步包括用以驱动电流通过所述电磁体的导电体的电流驱动器，其中所述电流驱动器响应于来自所述控制器的控制信号控制通过所述导电体的电流的方向。10.根据权利要求1所述的键盘组件，其中所述键钮致动机构进一步包括至少一个磁体对，该磁体对是如下磁体对中的一种:(I)排斥磁体对，用以施力以使所述至少一个键钮背离所述键盘组件的基部移动；和(2)吸引磁体对，用以施力以使所述至少一个键钮向所述基部移动。11.根据权利要求10所述的键盘组件，其中所述至少一个键钮具有凸出的耳片，所述磁体对中的一个磁体被提供在所述耳片上。12.—种方法，包括: 在具有多个键钮的键盘组件中提供电磁体；以及 提供控制器以控制通过所述电磁体的电流，所述控制器用于控制电流的方向，以选择性地在上升位置和收回位置之间移动多个键钮中的至少一个键钮。13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括: 提供吸引磁体对，以施力从而使所述至少一个键钮朝向所述键盘组件的基部移动；以及 提供排斥磁体对，以施力从而使所述至少一个键钮背离所述基部移动， 其中所述电磁体与所述吸引磁体对和所述排斥磁体对中的一个的磁体一起工作。14.一种电子设备，包括: 至少一个处理器；和 键盘组件，所述键盘组件联接到所述至少一个处理器，并且具有控制器、键钮致动机构和在所述控制器的控制下能够由所述键钮致动机构选择性地收回的多个键钮，所述键钮致动机构包括电磁体用以基于所述控制器的控制选择性地产生不同方向的磁场， 具有所述不同方向的所述磁场用以控制所述多个键钮中的至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。15.根据权利要求14所述的电子设备，进一步包括能够在所述至少一个处理器上实行的应用程序，用以指示所述控制器使所述多个键钮中的至少一个子集收回到所述收回位置。
【专利摘要】一种键盘组件，包括多个键钮、用以使至少一个键钮移动的键钮致动机构，所述键钮致动机构包括电磁体和控制器，所述控制器用以选择性地控制所述电磁体，从而使所述至少一个键钮在上升位置和收回位置之间移动。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/02
【公开号】CN104903820
【申请号】CN201380069325
【发明人】斯蒂芬·菲利普·德绍莱斯, 爱德华·托马斯·罗斯
【申请人】惠普发展公司，有限责任合伙企业
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年1月4日
【公告号】US20150341030, WO2014107155A1
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