[go: up one dir, main page]

CN116635967A - 通孔键盘 - Google Patents

通孔键盘 Download PDF

Info

Publication number
CN116635967A
CN116635967A CN202180081905.4A CN202180081905A CN116635967A CN 116635967 A CN116635967 A CN 116635967A CN 202180081905 A CN202180081905 A CN 202180081905A CN 116635967 A CN116635967 A CN 116635967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
facing
keyboard
top portion
outward
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180081905.4A
Other languages
English (en)
Inventor
福本雅朗
P·C·考斯
赵克龙
孙海记
翟斌
王明杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microsoft Technology Licensing LLC
Original Assignee
Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microsoft Technology Licensing LLC filed Critical Microsoft Technology Licensing LLC
Publication of CN116635967A publication Critical patent/CN116635967A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G06F3/0224—Key guide holders
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G06F3/0216—Arrangements for ergonomically adjusting the disposition of keys of a keyboard
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/7006—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard comprising a separate movable contact element for each switch site, all other elements being integrated in layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/704—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by the layers, e.g. by their material or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
    • H01H13/705—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by construction, mounting or arrangement of operating parts, e.g. push-buttons or keys
    • H01H13/7065—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by construction, mounting or arrangement of operating parts, e.g. push-buttons or keys characterised by the mechanism between keys and layered keyboards
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/81—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by electrical connections to external devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/83—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by legends, e.g. Braille, liquid crystal displays, light emitting or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3405—Edge mounted components, e.g. terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/403—Edge contacts; Windows or holes in the substrate having plural connections on the walls thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2203/00—Form of contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2203/00—Form of contacts
    • H01H2203/028—Form of contacts embedded in layer material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2225/00—Switch site location
    • H01H2225/028—Switch site location perpendicular to base of keyboard
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/095—Conductive through-holes or vias
    • H05K2201/09645—Patterning on via walls; Plural lands around one hole

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

本发明描述涉及诸如键盘之类的设备。一个示例可包括顶部部分和相对的底部部分、以及被机械地保持在形成在顶盖中的孔中的按键开关。该示例还可包括形成在顶盖上的电迹线，这些电迹线从孔延伸到处理单元，该处理单元被配置成在按键开关闭合时沿着电迹线接收电信号。

Description

通孔键盘
背景技术
许多用户往往偏好由机械键盘(例如，采用机械按键的键盘)提供的触觉和/或听觉反馈。机械键盘往往是从基座向上构建的。印刷电路板(PCB)定位在基座上，并且按键定位在PCB上并与PCB接合。最后，装饰性的顶盖定位在按键周围并且被紧固到基座，以创建成品外观，并减少污染物进入键盘的机会。
发明内容
本专利涉及诸如键盘之类的设备。一个示例可包括顶部部分和相对的底部部分、以及被机械地保持在形成在顶盖中的孔中的按键开关。该示例还可包括形成在顶盖上的电迹线，该电迹线从孔延伸到处理单元，该处理单元被配置成在按键开关闭合时沿着电迹线接收电信号。
本发明内容旨在作为对本发明一些概念的介绍来帮助读者，而不是旨在限制。
附图说明
各附图解说了本文中所传达的诸概念的实现。所解说的实现的特征可通过参考以下结合附图的描述来更容易地理解。在可行的情况下，各附图中相同的附图标记被用来指代相同的元件。此外，每一附图标记的最左边的数字传达其中首次引入该附图标记的附图及相关联的讨论。在空间允许的情况下，为方便读者，元件及其相关联的附图标记两者都被显示在绘图页面上。否则，仅附图标记被示出。
图1A、2C-2E、4B和5B示出了根据本发明概念的一些实现的示例设备的透视图。
图1B、1C、2A、3、5A、7A、7C和8示出了根据本发明概念的一些实现的示例设备的分解透视图。
图2B、4A、5C-5F、6和7B示出了根据本发明概念的一些实现的示例设备的正视图。
具体实施方式
本发明概念涉及设备，诸如包括用于促成用户输入的按键的键盘。传统上，按键由底层电子组件(诸如定位在底部部分上的印刷电路板)支撑，并且电连接到底层电子组件。因此，按键功能(例如，注册用户对按键的激活)涉及按键和底部部分的底层电子组件两者。在这种配置中，按键的整体形状，无论是平面的还是符合人体工程学的，都必须由底部部分的底层电子组件来近似。这种配置在经济上相对昂贵，并且具有相对较大的生态成本(例如，较大的碳占用面积)表面的顶部部分或顶盖与底部部分配对，以提供键盘的“成品外观”，并覆盖按键周围的间隙，并且支撑用户的手。然而，顶盖与按键之间和/或个体按键之间的间隙仍然为异物进入键盘提供了路径。
相反，本发明概念可以在顶部部分中形成通孔。按键开关可被定位在这些通孔中，以减少和/或消除污染物进入键盘的路径。此外，按键开关可被电连接到顶部部分。顶部部分可包括从按键开关到定位在顶部部分上的方便位置处的处理单元的电迹线。因此，按键开关可用于注册用户选择，而无需在底部或基座部分上的任何底层电子组件。相反，底部部分可以简单地表现为物理上支撑顶部部分的基座。将按键开关和电迹线与顶部部分相关联提供了一种消除在底部部分的底层电子器件上近似整体键盘配置(例如，平面或弯曲)的需要的技术解决方案。这些和其他方面在以下更加详细地描述。
介绍性图1A-1C共同示出了包括设备102的示例系统100。在这种情形中，设备102表现为键盘104。在该示例中，键盘104被表示为全键盘(例如，“QWERTY”或“DVORAK”)，但是如本文所使用的术语键盘104旨在涵盖包括用户可选择按键的任何类型的键盘、小键盘和/或用户输入设备。
键盘104可包括顶部部分106和底部部分108。顶部部分106可限定第一主表面110和第二主表面112。通孔114可以在第一主表面(FMS)110与第二主表面(SMS)112之间延伸。通孔114可以由朝内小表面(IFM)116限定(图1C)。注意，为了避免附图页上的混乱，仅指定了元件的一些实例。
按键开关118可被定位在通孔114中。按键开关118可具有朝外表面(OFS)120(图1C)，其可以近似通孔114的形状和/或大小。按键开关118可以在通孔114处电耦合到定位在顶部部分106上的电迹线或导电迹线(以下称为“迹线”)122。迹线122可以从按键开关118延伸到电子组件124，诸如处理单元126。为了避免附图页上的混乱，在图1B和1C上仅示出了与按键开关118(2)相关的迹线122(2)A和122(2)B。迹线122和电子组件124以虚线示出，因为它们可被定位在第二主表面112上，并且因此在这些视图中会被遮挡。电子组件124(诸如处理单元126)可被定位在印刷电路板(PCB)128上或者直接形成在顶部部分106上。在任一情形中，电子组件124(诸如PCB 128)不需要被定位在按键开关118的下方。相反，本发明实现提供了允许电子组件124(诸如PCB 128)被定位在空间准许的方便位置处而不必在按键开关的下方的技术益处。
图2A-2E共同示出了包括键盘顶部部分106的另一示例键盘104A。对后缀(诸如相对于键盘104A的“A”)的使用旨在传达键盘104A的一些组件可不同于以上描述的键盘104和/或以下描述的具有不同后缀的那些键盘的那些组件。图2A是从键盘上方看的透视图，而图2C是从键盘下方看的对应透视图。图2B是图2A所示的键盘的按键开关118(1)的正视图。图2D和2E分别类似于视图2A和2C，并且示出了键盘变型。
在该示例中，键盘顶部部分106示出了四个通孔114。每个通孔114可容纳按键开关118。然而，注意，为了避免附图页上的混乱，仅示出了一个按键开关118(1)。与所解说实现相关的描述也适用于其他键盘实现。例如，键盘104A可以表示包含不止四个按键的较大键盘(诸如图1A-1C的键盘104)的一部分。
在该情形中，朝内电触点202可被定位在朝内小表面116上。在该示例中，两个大致相对的朝内电触点202相对于每个通孔114来被定位，并用后缀“L”表示左和“R”表示右来区分。以下关于图4A-8描述了具有更多朝内电触点202的实现。
迹线122可以定位在顶部部分106上。在该情形中，迹线122直接定位在第二主表面112上，如图2B所解说的。在所解说的配置中，迹线122从朝内电触点202延伸到端子电极204。端子电极204进而可以电耦合到各种电子组件124(图1B)。替换地，并且如关于图1B所示，迹线可以一直延伸到电子组件。迹线122(1)在朝内电触点202(2)R和202(4)R与端子电极204(1)之间延伸。迹线122(2)在朝内电触点202(1)R和202(3)R与端子电极204(2)之间延伸。迹线122(3)在朝内电触点202(4)L和202(3)L与端子电极204(3)之间延伸。迹线122(4)在朝内电触点202(2)L和202(1)L与端子电极204(4)之间延伸。
跳线206可被用于将迹线122彼此隔离(例如，绝缘)。例如，跳线206(1)可以在迹线122(2)和迹线122(3)交叉路径时将迹线122(2)与迹线122(3)隔离。类似地，跳线206(1)可以在迹线122(2)和迹线122(4)交叉路径时将迹线122(2)与迹线122(4)隔离。
按键开关118可以限定朝外表面120。朝外表面120可具有近似(例如，接合)通孔的朝内小表面116的形状，使得按键开关装配在并被保持在顶部部分106中。在该情形中，朝内小表面116近似矩形形状，而朝外表面120近似相似的(并且潜在地非常稍微小一点的)矩形形状。构想了其他形状，诸如方形和/或圆形。
在该实现中，按键开关118包括保持元件210。在该情形中，保持元件210表现为从按键开关118向外(在x和/或y参考方向上)延伸的闩锁212。当按键开关118在z参考方向上以向下的压力安装在通孔114中时，闩锁212可以穿过通孔114，并且随后接合第二主表面112，以将按键开关118保持在顶部部分106中，因此按键开关不会意外或无意地出来。
将钥匙开关118安装在通孔114中可以自动地使得按键开关相对于顶部部分106被物理地固定(例如，按键开关本身不会相对于顶部部分移动)。在一些配置中，通过向按键开关施加足够的向上力以克服保持元件210，按键开关118可以从顶部部分106移除。因此，如果按键开关118发生故障或出于下述其他原因，则按键开关118可以容易地被替换。
按键开关118可包括在朝外表面120上的朝外电触点214。当按键开关118安装在通孔114中时，朝外电触点214可以自动地与朝内电触点202对齐并电接合。由于朝外电触点214可位于朝外表面120上并且由朝外表面120定位，因此可以促成这种自动对齐。回想如上所提及的，朝外表面120可以近似于朝内小表面116的形状和大小，朝内电触点202定位在朝内小表面116上。因此，本发明实现可以提供在按键开关118插入通孔114中时自动对齐和电耦合朝外电触点214和朝内电触点202的技术解决方案。此外，这种将按键开关118电连接到迹线122的技术解决方案可以在没有焊接或其他明确工艺的情况下实现。
钥匙开关118在通孔114中的安装可以自动地将按键开关经由迹线122电连接到各种电子组件。当按键开关118从顶侧(例如，第一主表面110)插入通孔114中时，按键开关的朝外电触点214接触顶部部分的朝内电触点202。如图2B所示，在一些实现中，按键开关的朝外电触点214可具有弹簧触点功能(例如，磷青铜板)以用于安全接触。在组装配置的这一点上，按键开关118可以用作处于打开位置的开关(例如，穿过按键的电路径是不连续的)。
为了选择按键(例如，字母、数字、符号、字符等的用户输入)，用户可以在按键开关118的用户接合表面216上按下。在一些实现中，用户接合表面216可以大致平行于第一主表面，诸如举例而言+/-20度。用户接合表面216可以被迫使相对于按键开关118的其余部分向下(例如，向下移动)，直到按键开关转变到闭合位置并完成穿过按键开关的电路径。例如，可以通过垂直于第一主表面110按压键开关118(1)的用户接合表面216(1)直到开关闭合并完成从端子电极204(4)通过迹线122(3)、朝内电触点202(1)L、朝外电触点214(1)L、朝外电触点214(1)R、朝内电触点202(1)R、迹线122(2)和端子电极204(2)的电路来实现键激活。当用户释放用户接合表面216时，按键开关118(1)返回到打开位置。
注意，在该实现中，用户接合表面216(1)可以在按键开关118(1)内移动，并且朝外表面120不需要相对于顶部部分106移动。相反，按键开关118可以摩擦配合在顶部部分106中，这可以减少并潜在地消除在按键开关和顶部部分之间通过的污染物。在所解说的配置中，按键开关的上部区域218可以大于通孔114，并且抵靠在第一主表面110上，以进一步阻挡污染物进入。因此，本发明实现可以提供将按键开关118密封到顶部部分104以消除与传统设计相关联的用于污染物进入的间隙的技术解决方案。
在该实现中，顶部部分106可以被视为具有穿过其形成的通孔114的键盘板。按键开关118可用作悬挂在顶部部分106上的独立开关。按键开关118不接合任何底层电子器件，诸如PCB。相反，按键开关118悬挂在顶部部分106上，并经由顶部部分的电子迹线122被电耦合到电子组件。键盘形状由顶部部分106限定(例如，平面的、弯曲的、符合人体工程学的等)。按键开关118悬挂在顶部部分106上，并且自然地遵循顶部部分的形状。顶部部分106可具有任何形状，诸如平面、人体工程学、球形以及任何其他二维/三维弯曲形状及其组合。
按键开关118可用作没有任何底层电子组件的独立电开关。因此，这些实现提供了一种技术解决方案，其利用顶部部分限定键盘的形状，利用顶部部分支持按键开关，并且利用在顶部部分上形成的迹线将按键开关电连接到其他电子组件，而不是依赖于必须机械地和电气地对按键功能作出贡献的底层(例如，定位在底部部分上的)电子组件。
在一些实现中，顶部部分106可以由介电材料(例如，塑料、玻璃)制成，然而，导电材料(例如，金属)也可以通过用介电材料覆盖/涂装/涂覆来使用。可以采用各种技术在顶部部分106上制造迹线122。示例技术可包括嵌入导电板/线、粘贴导电带、导电涂装/电镀和/或光刻等。其他示例技术可包括“模制互连器件(MID)”、“激光直接结构化(LDS)”和/或“由激光诱导的选择性表面活化(SSAIL)”等。
当在单层中采用迹线122时，(诸)跳线206可用于制作开关矩阵。也可以采用导电带、引线接合和/或SMD焊接技术等。如果在多层能力中采用导电迹线，则不采用额外的跳线。在一些实现中，电子组件124(诸如附加电气部件(例如，电阻器、电容器、LED、二极管、晶体管和/或甚至微控制器))可以在顶部部分上的方便位置处(例如，不直接位于按键开关之下)直接焊接到导电迹线上。
图2D和2E示出了另一示例顶部部分106配置，其提供了在迹线122将相交的位置处采用跳线的替换方案。在该情形中，迹线122(3)在通孔114(2)和通孔114(1)之间水平地延伸。类似地，迹线122(3)在通孔114(4)和通孔114(3)之间水平地延伸。迹线122(2)大致垂直地延伸穿过该区域。为了避免短路和避免使用跳线，采用‘穿透通孔’215。迹线122(3)和122(4)(或其他导体)通过“穿透通孔”215延伸到第一主表面110，以避免与迹线122(2)相交。例如，迹线122(3)从第二主表面112穿过“穿透通孔”215(1)行进到迹线122(2)一侧的第一主表面110，并穿过“穿透通孔”215(2)返回到迹线122(2)另一侧的第二主表面112。类似地，迹线122(4)从第二主表面112穿过“穿透通孔”215(3)行进到迹线122(2)一侧的第一主表面110，并穿过“穿透通孔”215(4)返回到迹线122(2)另一侧的第二主表面112。在此类实现中，另一层可以定位在第一主表面110上，以保护迹线122(3)和122(4)。例如，第一主表面110和/或‘穿透通孔’215上的迹线可以被涂装/涂覆以用于实现防水和/或防刮擦功能。
在图2A-2E的所解说的2x2键盘104A配置中，按键开关118可以通过直接焊接导线/连接器、卡边缘连接器和/或各向异性导电粘合剂/薄膜/连接器以及其他解决方案连接到具有(诸)端子电极204的处理单元(126，图1B)。
回顾一下，图2A-2E共同示出了解说一些本发明概念的键盘104A。当四个按键开关118安装在所有四个通孔114中时，该顶部部分106可用作2x2按键开关矩阵。替换地或附加地，本文所解释的概念可应用于具有更多按键开关的键盘，这将难以以相对于该四按键开关配置所示的类似粒度水平来解说。在按键开关118安装在顶部部分106中的情况下，键盘104A是全功能的，并且可以与底部部分配对或在其他设备(诸如在交通工具控制区域(诸如汽车仪表板或飞机驾驶舱))中采用。
与按键焊接到底层PCB的传统设计不同，按键开关118可以通过仅仅从顶侧拉动来容易地移除。这种可移除性甚至可以实现由终端用户进行的容易的修理和修改。保持元件210配置可以被选择为允许或防止按键开关移除，如在特定的设计规范集合中所定义的。在可移除按键开关的情形中，保持元件210可以被设计成使得特定量的向上力克服保持元件并允许按键开关被移除和替换。
图3示出了与图2A的键盘104A相似的另一示例键盘104B。如此，为了简洁起见，并非所有的元件都被重新引入。在该情形中，键盘104B包括弯曲的顶部部分106，诸如可以在人体工程学键盘上采用。在顶部部分106中示出了十个通孔114，尽管为了避免在附图页上出现混乱而仅指定了两个。按键开关118可以被安装在通孔114中。在附图页上仅示出了一个按键开关118(1)以避免混乱，但是可以为每个通孔114提供一按键开关118。
按键开关118可被定位在顶部部分106中限定的通孔114中，而不使用底层PCB/FPC。跟踪技术(例如，MID/LDS/SSAIL)可以用于3D曲面，使得可容易地制造任何种类的曲面形状(例如，“人体工程学”)和/或特殊布局的键盘单元，而无需制造位于按键下方并接触按键的复杂PCB/FPC基板。因为按键开关可以由通孔114支撑和悬挂，所以按键开关118将共同自动地符合顶部部分106的形状。
图4A和4B共同示出了另一示例键盘104C。图4A示出了具有相关联的按键开关118的顶部部分106。在该示例中，顶部部分106以与图2A的顶部部分106类似的布置被示出为具有四个通孔114(1)-114(4)。为了避免附图页上的混乱，仅解说了一个对应的按键开关118(1)。图4B示出了按键开关118(1)的透视图。
图4A表示示例按键开关布线配置。按键开关118(1)在每一侧上具有朝外电触点214(1)。朝外电触点214(1)A和214(1)C被连接在按键开关118(1)中(例如，连接到朝内电触点202(1)A和202(1)C)。朝外电触点214(1)B和214(1)D被连接到朝内电触点202(1)B和202(1)D。按键开关的开关机构402连接在水平“A/C”布线和垂直“B/D”布线两者之间。因此，当开关的用户接合表面216(1)被压下时，所有四个电极通过开关机构402的闭合被连接。开关机构可包括弹簧和柱塞组件或剪式机构等。
在该解说的示例中，键盘104具有四个通孔114(1)-114(4)。每个通孔114在每个侧壁上具有朝内电触点202(例如，朝内小表面116的每个小平面)。键盘104C还具有2x2按键矩阵图案，其具有用于行连接的迹线122(2)和122(3)以及用于列连接的迹线122(1)和122(4)。
例如，当按键开关118被插入所有四个通孔114(1)-114(4)中时，左/右(例如，朝内电触点202(1)A和202(1)C以及朝外电触点214(1)A和214(1)C)和上/下电极(例如，朝内电触点202(1)B和202(1)D以及朝外电触点214(1)B和214(1)D)通过按键开关118(1)连接。因此，不需要额外的跳线来制作2x2矩阵。回顾一下，该实现可以减少或消除以上关于图2C描述的跳线206的使用以在迹线122在顶部部分106上彼此交叉时使迹线122绝缘。代替采用跳线或其他绝缘元件，所解说的配置提供了允许迹线122在按键开关118中交叉，从而消除了交叉迹线之间短路的风险的技术解决方案。
图5A-5F共同示出了另一示例键盘104D。图5A示出了具有相关联的按键开关118的顶部部分106。图5B示出了按键开关118的下侧(例如，相对侧)。图5C示出了以通孔114为中心的从顶部部分106上方看的视图(例如，顶视图)。图5D示出了顶部部分中的通孔的侧视图。图5E示出了与图5D的视图呈90度的穿过顶部部分的通孔的侧视图(例如，前视图)。图5F示出了从与图5C相反的视角(例如，底视图)截取的以通孔114为中心的从顶部部分下方看的视图。
为了便于解说，仅解说了一个通孔114，但是这些概念适用于多个通孔实现。在该实现中，通孔114包括从通孔的一侧延伸到另一侧的顶部部分材料的桥502。电子组件可以跨通孔114被定位在桥502上。在该示例中，电子组件包括电触点504、迹线122和LED灯506。在该配置中，电触点504(1)和504(2)可以涉及如上所述的传达按键开关激活。电触点504(2)A和504(2)B电耦合到LED 506，并且可以提供电功率来激活(例如，点亮)LED。电触点504可以耦合到迹线122，这些迹线122可以在顶部部分上延伸到以上关于图1B讨论的处理单元。
在该配置中，按键开关118包括分别与电触点504(1)和504(3)对齐并接合的朝下弹簧电触点508(1)和508(2)。闩锁212穿过通孔114并接合第二主表面112，以将按键开关118保持在通孔114中，尽管由朝下弹簧电触点508产生向上偏置。
在该实现中，按键开关118与LED 506和电触点504(2)电隔离。物理上，按键开关118包括背光孔510(例如，凹槽)，其被配置为容纳LED 506。用户接合表面216可以是透明的或半透明的，以允许来自LED的光从按键开关118发射。所解说的配置为桥502上的单色LED供电。以下关于图6描述了关于多色LED的示例实现。
回顾一下，通孔114可包括桥502。桥可包括朝上电触点504。这些轨迹122中的一些或全部可用于接合按键开关118以用于传达开关输入(例如，打开或闭合的开关状态)。在所解说的配置中，电触点504(1)和504(3)接合按键开关。其他电触点可以涉及其他功能性。在该情形中，另一功能性涉及利用跨电触点504(2)A和504(2)B连接的LED 506对按键开关进行背光照明。定位在第二主表面112上的迹线122可以在桥502上延伸到电触点504。在该示例中，迹线122(1)连接到电触点504(1)，迹线122(2)连接到电触点504(2)A，迹线122(3)连接到电触点504(2)B，并且迹线122(4)连接到电触点504(3)。迹线122可以如以上关于图1A-1C、2A-2C和/或4A-4B所描述的在顶部部分106上延伸。如以上所提及的，这种实现可以被视为具有由顶部部分完全支持(机械地和电子地两者)的独立按键开关，并且不依赖于任何底层电子组件，诸如与底部部分相关联的PCB。
图6示出了另一示例键盘104E。图6类似于图5C，区别在于在该情形中，在桥502上提供四个电触点504(2)A-504(2)D，以给全色LED 506供电(例如，地+三个色彩元件)。其他组件可以类似于以上关于图5A-5F描述的那些组件，并且如此为了简洁起见，这里不再重新介绍。
回顾一下，通过使用与顶部部分106相关联的多色/全色LED，可以实现个体按键开关118的多色背光。当使用全色LED时，可以采用总共四个电触点504(2)A-504(2)D和对应的迹线122(1)-122(4)。模拟控制(利用常规RGB LED)和数字控制(例如，worldsemi 4引脚协议：http://www.world-semi.com/solution/list-4-1.html)两者都可以被采用。
图7A-7C示出了可采用替换背光解决方案的另一示例键盘104E。在该情形中，如图7C所示，LED 506可被包含在按键开关118中。在按键开关118内，导体702可以将LED连接到朝外电触点214。LED 506可以以各种方式(诸如直接地或经由插座或插口704)连接到导体702。
就按键开关118经由朝外电触点214耦合到顶部部分106而言，该实现类似于以上关于图2A-2C描述的键盘104A。在该情形中，朝外电触点214(1)和214(2)被配置成耦合到导体702(1)和702(2)并因此耦合到LED 506。朝外电触点214(1)和214(2)涉及按键开关功能性(例如，打开/闭合)，并且类似于图2A的朝外电触点214(1)L和214(1)R。当按键开关118安装在顶部部分106中的通孔114中时，朝外电触点214(1)可以与朝内小表面116上的朝内电触点202(1)接合，朝外电触点214(2)可以与朝内电触点202(2)接合，朝外电触点214(3)可以与朝内电触点202(3)接合，并且朝外电触点214(4)可以与朝内电触点202(4)接合。
图8示出了可采用全色背光解决方案的另一示例键盘104F。这种配置可以支持按键开关118中的全色LED 506。为此，四个导体702(1)-702(4)连接到接纳LED 506的四个引脚的插座704。导体702进而分别连接到朝外电触点214(1)、214(2)、214(5)和214(6)。与图7C所示的先前实现一样，朝外电触点214(3)和214(4)专用于传达按键开关状态(例如，打开/闭合)。如上所述，朝外电触点214可以连接到定位在顶部部分106上的迹线122。
本发明概念包括键盘，其中顶部部分可以机械地支撑按键开关并将其电连接到其他电子组件，诸如处理单元。这些概念可以允许完全可定制的键盘，其中个体按键开关的特性可以由用户定义。用户定义的按键开关可以被安装在其被自动机械地支撑和电子地连接的对应的通孔中。例如，用户可能希望他们食指下的按键(诸如“G”和“H”按键)比他们小指接合的按键(诸如“A”按键和““”(引号)按键具有更硬的弹簧。其他用户可选择的按键属性可以涉及由按键产生的音频电平、按键颜色、形状、标签等。在一些情形中，用户(或设计者)可以在用户界面上为个体按键位置指定按键属性。
组装者，无论是人还是机器人，都可基于用户选择的属性将具有所需属性的按键开关放置在对应的通孔中。按键开关可以利用向下的力安装到其被保持元件保持的顶部部分。按键开关在顶部部分中具有电子和机械功能，而没有任何底层底部部分和/或附加底层电子组件。
尽管已用对结构特征和/或方法动作专用的语言描述了涉及采用机械地和电子地支持按键开关的顶部部分的键盘的技术、方法、设备、系统等，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所描述的具体特征或动作。相反，这些具体特征和动作是作为实现所要求保护的方法、设备、系统等的示例形式而公开的。
在上文中描述了各个示例。附加的示例在下文中描述。一个示例包括一种键盘，该键盘包括限定相对的第一主表面和第二主表面的顶部部分以及在第一主表面和第二主表面之间延伸的通孔，该通孔由该顶部部分的朝内小表面和定位在朝内小表面上的朝内电触点限定；以及按键开关，该按键开关至少部分地定位在该通孔中并且具有与第一主表面平行的用户接合表面和朝外表面、以及定位在该朝外表面上向着朝内电触点的朝外电触点。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中按键开关被配置为用户接合表面朝向第二主表面的向下移动完成包括朝内电触点和朝外电触点的电路。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该键盘进一步包括位于顶部部分下方的底部部分。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该按键开关悬挂于顶部部分和底部部分。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中底部部分不包括或不接触任何电气组件。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该键盘进一步包括定位在顶部部分上的电迹线。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该键盘进一步包括从该按键开关延伸到处理单元的电迹线。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该处理单元包括定位在顶部部分上但不在该按键开关下方的印刷电路板。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该处理单元形成在该顶部部分上。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该按键开关包括独立的电开关。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中朝内电触点包括第一朝内电触点和第二朝内电触点，并且朝外电触点包括第一朝外电触点和第二朝外电触点。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中第一朝内电触点和第一朝外电触点被电耦合到独立的电开关，并且第二朝内电触点和第二朝外电触点与独立的电开关电绝缘，并且被电耦合到另一独立的电开关。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中第一朝内电触点和第一朝外电触点被电耦合到独立的电开关，并且第二朝内电触点和第二朝外电触点与独立的电开关电绝缘，并且被电耦合到与独立的电开关相关联的灯。
另一示例包括一种设备，该设备包括限定相对的第一主表面和第二主表面的顶部部分以及在第一主表面和第二主表面之间延伸的通孔，该通孔由该顶部部分的朝内小表面和定位在朝内小表面上的朝内电触点限定，该顶部部分进一步包括从朝内电触点向处理单元延伸的电迹线；以及独立按键开关，该按键开关至少部分地定位在该通孔中并且具有朝外表面、以及定位在该朝外表面上向着朝内电触点的朝外电触点。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中独立按键开关未被焊接到底层PCB上，或者未被接纳在底层PCB的插口中。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中独立按键开关悬挂于顶部部分，并且不物理地或电气地接触任何底层组件。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中独立按键开关包括保持元件，该保持元件被配置成提供保持力以将独立按键开关保持在通孔中。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中独立按键开关包括用户接合表面，并且该用户接合表面垂直于第一主表面和第二主表面的移动闭合该独立按键开关并使得电路在该独立按键开关与该处理单元之间完成。
另一示例可包括以上和/或以下示例中的任一者，其中该设备包括键盘，该键盘包括底盖，该底盖不包括任何电子组件，但在力垂直于第一主表面和第二主表面被施加到顶盖时物理地支撑该顶盖，或者其中设备包括交通工具，并且其中该顶盖定位在包括仪表板或驾驶舱的控制区域上。
另一示例包括一种键盘，该键盘包括顶部部分和相对的底部部分；机械地保持在形成在顶盖中的孔中的按键开关；以及形成在该顶盖上的电迹线，这些电迹线从孔延伸到处理单元，该处理单元被配置成在按键开关闭合时沿着电迹线接收电信号。

Claims (15)

1.一种键盘(104)，包括：
限定相对的第一主表面(110)和第二主表面(112)的顶部部分(106)以及在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的通孔(114)，所述通孔由所述顶部部分的朝内小表面(116)和定位在所述朝内小表面上的朝内电触点(202)限定；以及
按键开关(118)，所述按键开关至少部分地定位在所述通孔中并且具有大致与所述第一主表面平行的用户接合表面(216)和朝外表面(120)、以及定位在所述朝外表面上向着所述朝内电触点的朝外电触点(214)。
2.如权利要求1所述的键盘，其中所述按键开关被配置为所述用户接合表面朝向所述第二主表面的向下移动完成包括所述朝内电触点和所述朝外电触点的电路。
3.如权利要求1所述的键盘，进一步包括：位于所述顶部部分下方的底部部分。
4.如权利要求3所述的键盘，其中所述按键开关悬挂于所述顶部部分，并且不接触所述底部部分。
5.如权利要求4所述的键盘，其中所述底部部分不包括或不接触任何电气组件。
6.如权利要求4所述的键盘，进一步包括：定位在所述顶部部分上的电迹线。
7.如权利要求4所述的键盘，进一步包括：从所述按键开关延伸到处理单元的电迹线。
8.如权利要求7所述的键盘，其中所述处理单元包括定位在所述顶部部分上但不在所述按键开关下方的印刷电路板。
9.如权利要求7所述的键盘，其中所述处理单元形成在所述顶部部分上。
10.如权利要求1所述的键盘，其中所述按键开关包括独立电开关。
11.如权利要求10所述的键盘，其中所述朝内电触点包括第一朝内电触点和第二朝内电触点，并且所述朝外电触点包括第一朝外电触点和第二朝外电触点。
12.如权利要求11所述的键盘，其中所述第一朝内电触点和所述第一朝外电触点被电耦合到所述独立电开关，并且所述第二朝内电触点和所述第二朝外电触点与所述独立电开关电绝缘，并且被电耦合到另一独立电开关。
13.如权利要求11所述的键盘，其中所述第一朝内电触点和所述第一朝外电触点被电耦合到所述独立电开关，并且所述第二朝内电触点和所述第二朝外电触点与所述独立电开关电绝缘，并且被电耦合到与所述独立电开关相关联的灯。
14.一种设备(102)，包括：
限定相对的第一主表面(110)和第二主表面(112)的顶部部分(106)以及在所述第一主表面和所述第二主表面之间延伸的通孔(114)，所述通孔由所述顶部部分的朝内小表面(116)和定位在所述朝内小表面上的朝内电触点(202)限定，所述顶部部分进一步包括从所述朝内电触点向处理单元(126)延伸的电迹线(122)；以及
独立按键开关(118)，所述独立按键开关至少部分地定位在所述通孔中并且具有朝外表面(120)、以及定位在所述朝外表面上向着所述朝内电触点的朝外电触点(214)。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述独立按键开关未被焊接到底层PCB上，或者未被接纳在底层PCB的插口中。
CN202180081905.4A 2021-09-03 2021-09-03 通孔键盘 Pending CN116635967A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/116408 WO2023028978A1 (en) 2021-09-03 2021-09-03 Through hole keyboard

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116635967A true CN116635967A (zh) 2023-08-22

Family

ID=78211775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180081905.4A Pending CN116635967A (zh) 2021-09-03 2021-09-03 通孔键盘

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240345664A1 (zh)
EP (1) EP4396658A1 (zh)
CN (1) CN116635967A (zh)
WO (1) WO2023028978A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4300899A1 (de) * 1993-01-15 1994-07-21 Diehl Gmbh & Co Elektronikeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektronikeinrichtung
US20120160642A1 (en) * 2010-12-22 2012-06-28 Hung-Min Liao Switch unit
WO2013041520A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Behr-Hella Thermocontrol Gmbh Bedienvorrichtung, beispielsweise ein mensch-maschine-interface, insbesondere für eine fahrzeugkomponente
TWI456614B (zh) * 2011-12-05 2014-10-11 Giga Byte Tech Co Ltd 輸入裝置及其製造方法
TWM527987U (zh) * 2016-02-18 2016-09-01 酷碼科技股份有限公司 鍵盤

Also Published As

Publication number Publication date
EP4396658A1 (en) 2024-07-10
US20240345664A1 (en) 2024-10-17
WO2023028978A1 (en) 2023-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10581430B2 (en) Backlighting appliance deadfronted user interfaces
US4772769A (en) Apparatus for selective backlighting of keys of a keyboard
US8258987B2 (en) Icon illumination for capacitive touch switch
US9840185B2 (en) Vehicle accessory control arrangement
CN105428124B (zh) 键盘照明开关电路
US5734137A (en) Universal keypad assembly
US6057517A (en) Elastomeric keyboard incorporating a novel interconnect and back-lighting architecture
CN112335010B (zh) 键盘按键、键盘及电子设备
WO2023028978A1 (en) Through hole keyboard
KR101901815B1 (ko) 곡면 커버와의 접착이 용이한 fpcb 타입의 곡면 터치 센서
US9538589B2 (en) Vehicle accessory control arrangement
CN111697959B (zh) 电热设备及其触控装置
US4181964A (en) Integrated electronics assembly on a plastic chassis
US20210319964A1 (en) Push switch with led light
TWI595523B (zh) 發光鍵盤及鍵盤模組
EP0703591A1 (en) Input/output device with a lamp and a switch having protection against electrostatic discharge and contamination
CN1433625A (zh) 具有可换壳部的装置
US20240321533A1 (en) Mechanical keyboard with printed membrane
US20240321534A1 (en) Mechanical keyboard with printed membrane
CN215010415U (zh) 摄像模块
US20100187077A1 (en) Movable contact unit and switch using the same
JP5287504B2 (ja) リモコン送信機
JP5877544B2 (ja) スイッチ装置
JPH0654152U (ja) スイッチモジュール
JPH0673832U (ja) 電気機器の照光装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination