專利名稱：一種用于設備的按鍵的制作方法
技術領域：
本發明的實施例涉及一種用于設備的按鍵。具體地，涉及適用于緊湊性是重要因素的情況的按鍵。
背景技術：
在被用戶按壓時移動從而驅動下面的電鍵(switch)的按鍵通常提供準確的用戶輸入并向用戶提供良好的觸覺反饋。相反，不像按鍵那樣移動的鍵，例如在觸摸敏感的顯示屏上的鍵，通常提供不是那么準確的用戶輸入，并向用戶提供較少的觸覺反饋。然而，提供按鍵移動所穿過的空間會增加鍵區(keypad)以及容納鍵區的設備的體積。這是不利的，特別是在設備是手持設備，其中保持小尺寸是重要因素的情況。
發明內容
根據本發明的多種但不必是全部實施例，提供了一種設備，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置，其中，在按鍵處于使用中配置時，按鍵被配置為在用戶施加的壓力下，在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動，并被配置為在用戶施加的力移除之后，返回到所述第一相對突起位置，以及其中，在處于裝載配置時，按鍵不能移動到所述第一相對突起位置。所述使用中配置提供按鍵移動所穿越的空間，所述裝載配置保持設備的小尺寸。 所述設備因此具有在不使用(裝載配置)時是緊湊的這樣的優點，并具有在使用(使用中配置)時按鍵移動的優點。處于所述使用中配置的第一相對突起位置的按鍵可具有突起的輪廓，處于裝載配置中的按鍵可具有較低的輪廓。所述按鍵處于裝載配置時，對于到設備的用戶輸入來說可以是不可操作的。所述設備可進一步包括被配置為保留至少一個按鍵處于所述裝載配置的機械結構。該機械結構可被配置為將所述多個按鍵中的每個按鍵的配置從使用中配置同時改變為裝載配置。所述機械結構可包括蓋，例如諸如滑動蓋。所述設備可進一步包括偏置結構，該偏置結構被配置為將按鍵推向使用中配置并遠離裝載配置。所述設備可進一步包括偏置結構，該偏置結構被配置為將按鍵推向所述使用中配置的相對突起位置。根據一個實施例，所述按鍵可包括具有固有偏置結構的彈性材料，所述固有偏置結構促使移動朝向所述使用中配置的第一相對突起位置。按鍵可包括單個整體彈性材料構件。所述彈性材料包括在裝載配置中變形的形狀金屬合金。根據一個實施例，所述按鍵可包括經由中間接合件互連的第一構件和第二構件， 所述接合件使得能夠實現第一和第二構件的相對轉動。所述第一構件可包括與第二端相對的第一端，所述第一端被互連到所述中間接合件，所述第二端經由端接合件被互連到所述設備，所述端接合件使得能夠實現所述第一構件相對于所述設備的相對轉動。所述第二構件可包括與第四端相對的第三端，所述第三端被互連到所述中間接合件，并且經由用于相對于設備的平移滑動的滑動件，第四端被互連到所述設備的軌道。對于使用中配置，在所述中間接合件處第一構件與第二構件之間形成的角度中最小的一個角度可小于裝載配置。一種機械結構可使第一和第二構件偏向使用中配置。一種鎖閂可將所述第一和第二構件保持在裝載配置中。根據另一個實施例，多個按鍵可以是具有延展的使用中配置和收縮的裝載配置的鍵區的一部分，其中，所述多個按鍵被配置為一致地從按鍵的使用中配置(對應于鍵區的使用中配置)移動到按鍵的裝載配置(對應于鍵區的裝載配置)。根據各種但不必是本發明的全部實施例，提供了一種設備，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置；用于使得在使用中配置時按鍵能夠在用戶施加的相應壓力下在第一相對突起位置和第二相對降低位置之間移動的裝置；以及用于使得在使用中配置時在用戶施加的相應力移除之后按鍵能夠自動返回到所述第一相對突起位置的裝置； 以及用于在裝載配置時，禁止用戶激活的按鍵在第一相對突起位置與第二相對降低位置之間的移動的裝置。根據多個但不必是本發明的所有實施例，提供了一種用于設備的鍵區模塊，包括 多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置，其中，當按鍵處于使用中配置時，被配置為在所施加的壓力下，在第一相對突起位置和第二相對降低位置之間移動，并且被配置為在所施加的力移除之后，返回到所述第一相對突起位置，并且其中，當按鍵處于裝載配置時，不移動到第一相對突起位置。
為了更好地理解本發明的各實施例，現在僅僅是以示例的方式參考附圖，其中圖IA和IB示意性示出包括分別處于使用中配置和裝載配置的按鍵的設備的第一實施例；圖2示意性示出形成多個按鍵的單個連續構件；圖3A示意性示出包括處于裝載配置的按鍵的設備的第二實施例；
圖;3B和3C示意性示出包括分別處于使用中配置的突起位置和使用中配置的較低位置的按鍵的設備的第二實施例；圖4A示意性示出包括處于裝載配置的按鍵的設備的第三實施例；圖4B和4C示意性示出包括分別處于使用中配置的突起位置和使用中配置的較低位置的按鍵的設備的第三實施例；圖5A示意性示出包括處于使用中配置的鍵區的設備的第四實施例；圖5B示意性示出包括處于裝載配置中的鍵區的設備的第四實施例；以及圖6示意性示出被配置為改變鍵區的配置的機械結構。
具體實施例方式圖示意性示出設備2包括多個按鍵10，每個按鍵都具有使用中配置4和裝載 (stowed)配置6。在按鍵10處于使用中配置4時，其被配置為在用戶施加的壓力16下，在
5第一相對突起位置12和第二相對較低位置14之間移動，并且被配置為在用戶施加的力16 移除之后，返回到第一相對突起位置12。在按鍵處于裝載配置6時，其不能移動到第一相對突起位置12。設備2可以是手持便攜式電子設備，例如移動蜂窩電話、個人音樂播放器、個人數
字助理等。可替代地，設備2可以是作為獨立商品存在的鍵區模塊，在電子設備的制造期間將其與電鍵30組合。這里所使用的“模塊”指排除了將由最終制造商或用戶添加的特定部分/部件的單元或設備。第一實施例設備2的第一實施例示意性地示于圖IA和IB中。在該實施例中，滑蓋31用于覆蓋(圖1B)和暴露(圖1A)鍵區殼20。當鍵區殼20被覆蓋時(圖1B)，按鍵10處于裝載配置中。當向回滑動鍵區殼20以便暴露鍵區殼20時(圖1A)，按鍵10處于使用中模式。每個按鍵10在其處于使用中模式4時，都被配置為在用戶施加的壓力16下從第一相對突起位置12移動到第二相對較低位置14，并在用戶施加的壓力16移除之后返回到第一相對突起位置12。當按鍵10被移入到第二相對較低位置14時，驅動提供用戶輸入電信號的電鍵30。鍵區殼20具有多個空隙22。多個按鍵10穿過空隙22凸起，使得用戶能夠施加壓力16并驅動下面的電鍵30。處于使用中配置4的第一相對突起位置12的按鍵10具有突起的輪廓，使得按鍵突起在鍵區殼20之上，并置于可滑動蓋31的路徑上。這是中立平衡位置。隨著可滑動蓋在鍵區殼20上移動，其接觸并使按鍵10變形降低其輪廓，使得蓋31 可越過按鍵10。在一個實施方式中，由蓋31引起的按鍵變形足以將按鍵10推到鍵區殼20 的上表面之下，但是不足以驅動下面的電鍵30。在另一個實施例中，檢測蓋31的移動并對電鍵30進行去激活(de-activate)，使得即使由蓋31引起的按鍵變形足以物理上驅動下面的電鍵30，電鍵也不提供用戶輸入電信號。當按鍵10處于裝載配置6時，由于介入的可滑動蓋31，按鍵10不能移動到第一相對突起位置12，并且對于到設備2的用戶輸入來說是不可操作的。可滑動蓋31將按鍵10保留在裝載配置6中。按鍵10偏向使用中配置4并遠離裝載配置6，并朝向使用中配置的第一相對突起位置，使得收回可滑動蓋31時，按鍵10彈起成突起輪廓。用戶通過施加壓力16來推動該偏置結構(bias)，以便在第一相對突起位置12和第二相對較低位置14之間移動按鍵10。蓋31推動該偏置結構以便將按鍵10從使用中配置4改變為裝載配置6。在該實施例中，按鍵10可由整體構件形成，例如拱頂或弧形帶。拱頂是具有沿兩個互相正交的軸的凸曲率表面。沿每個軸的曲率可以是相同的，使得拱頂軸向對稱。弧形帶是具有沿一個軸的凸曲率但是沿其他正交軸不連續的表面。帶可表示通過進行兩個平行的穿過拱頂的切割形成的拱頂的一部分。拱頂或弧形帶的邊緣充當對凸曲線表面的支撐。在一個實施例中，邊緣沒有被固定到下面的襯底，并且在用戶施加壓力16時，邊緣張開或移開，以允許將凸曲線表面向電鍵30方向降低。在另一個實施例中，邊緣可以被也可以不被固定到下面的襯底，并且在用戶施加壓力16時，凸表面彎曲或變形以便驅動下面的電鍵30。凸表面的一部分可以例如基本上變成凹形。當壓力16被移除時，按鍵10返回到其自然平衡形狀——凸曲線表面。按鍵10包括彈性材料，該彈性材料給予按鍵10固有的偏置結構，并限定了處于使用中配置4的第一相對突起位置的自然平衡位置。按鍵10可以例如由在裝載配置6中彎曲的形狀金屬合金(記憶金屬)形成。形狀金屬合金(記憶金屬)被選為具有低于正常周圍溫度的相變溫度。于是金屬合金通常處于高溫(奧氏體)相，在該高溫相中，通過所施加的壓力，可以使金屬合金從其平衡形狀變形，但是在壓力移除時立即恢復到平衡形狀。這允許在釋放的情況下在改善金屬的形狀之前，其是彎曲、扭轉的。在圖IA和IB中，多個按鍵10是不同的整體構件，每個整體構件都呈現凸面，以便用戶驅動。圖2示意性示出替代性實施例，其中單個連續的構件8形成多個按鍵10。該單個連續構件具有帶有凸面的多個部分，每個凸面形成一個按鍵10。實施例2設備2的第二實施例示意性示于圖3AJB和3C中。按鍵10在圖3A中處于裝載配置6，在圖;3B和3C中處于使用中配置4。當處于使用中配置4時，每個按鍵10都被配置為在用戶施加的壓力16下，從第一相對突起位置12 (圖3B)移動到第二相對較低位置14 (圖3C)，并在用戶施加的壓力16移除之后，返回到第一相對突起位置12 (圖3B)。當移入第二相對較低位置14時，按鍵10驅動提供用戶輸入電信號的電鍵30。處于使用中配置4的第一相對突起位置12的按鍵10具有突起的輪廓，使得按鍵 10穿過鍵區殼20中的空隙22突起。這是中立平衡位置。當按鍵10處于裝載配置6時，其不能移動到第一相對突起位置12，因為按鍵10被鎖閂32維持在裝載位置。按鍵10對于到設備2的用戶輸入來說是不可操作的。按鍵10偏向使用中配置4并遠離裝載配置6，并朝向使用中配置6的第一相對突起位置12，使得當鎖閂32被釋放時，按鍵10彈起成突起輪廓。用戶通過施加壓力16來推動該偏置結構，以便使按鍵10在第一相對突起位置12 和第二相對較低位置14之間移動，從而驅動電鍵30。用戶或蓋還可以推動該偏置結構，以將按鍵10從使用中配置4改變為裝載配置6。 啟用鎖閂32可能是必要的，使得鎖閂32將按鍵保持在裝載配置6中。在該實施例中，按鍵10可以由參照第一實施例描述的弧形帶形成。弧形帶的一個邊緣被固定，而另一個則是可移動的。可移動的邊緣由鎖閂32來保持。按鍵10包括彈性材料，該彈性材料給予按鍵10固有的偏置結構，并限定了處于使用中配置4的第一相對突起位置的自然平衡位置。按鍵10可以例如由形狀金屬合金(記憶金屬)形成。形狀金屬合金(記憶金屬)被選為具有低于正常周圍溫度的相變溫度。于是金屬合金通常處于高溫(奧氏體)相，在該高溫相中，通過所施加的壓力，可以使金屬合金從其平衡形狀變形，但是在壓力移除時立即恢復到平衡形狀。這允許在釋放的情況下在改善金屬的形狀之前，其是彎曲、扭轉的。
在裝載配置6中，按鍵10具有低輪廓并延伸跨越整個空隙22。按鍵10的平的上表面和鍵區殼20的平的上表面形成連續表面。在使用中配置4，按鍵10具有突起的凸輪廓但是僅僅延伸跨越部分空隙22，留出開口 24，開口 M可露出例如下面的標記，該標記指示按鍵的功能。實施例3設備2的第三實施例示意性地示于圖4A、4B和4C中。按鍵10在圖4A中處于裝載配置，在圖4B和4C中處于使用中配置6。當處于使用中配置4時，每個按鍵10都被配置為在用戶施加的壓力16下，從第一相對突起位置12 (圖4B)移動到第二相對較低位置14 (圖4C)，并在用戶施加的壓力16移除之后，返回到第一相對突起位置12 (圖4B)。當移入第二相對較低位置14時，按鍵10驅動提供用戶輸入電信號的電鍵30。處于使用中配置4的第一相對突起位置12的按鍵10具有突起的輪廓，使得按鍵 10穿過鍵區殼20中的空隙22突起。這是中立平衡位置。當處于裝載配置6時，按鍵10不能移動到第一相對突起位置12，因為按鍵10被鎖閂32維持在裝載位置。按鍵10對于到設備2的用戶輸入來說是不可操作的。按鍵10偏向使用中配置4并遠離裝載配置6，并朝向使用中配置6的第一相對突起位置12，使得當鎖閂32被釋放時，按鍵10彈起成突起輪廓。用戶通過施加壓力16來推動該偏置結構，以便使按鍵10在第一相對突起位置12 和第二相對較低位置14之間移動，從而驅動電鍵30。用戶或蓋還可以推動該偏置結構，以將按鍵10從使用中配置4改變為裝載配置6。 啟用鎖閂32可能是必要的，使得鎖閂32將按鍵保持在裝載配置6中。在該實施例中，按鍵10可由第一構件40和第二構件42形成，上述兩構件經由例如鉸鏈的中間接合件44互連。該中間接合件使得實現第一和第二構件40、42的相對轉動。該第一構件40包括與第二端52相對的第一端M。第一端M被互連到中間接合件44，并且經由端接合件46，第二端52被互連到設備2 00)的鍵區殼20。端接合件實現了第一構件40相對于設備2的鍵區殼20的相對轉動。第二構件42包括與第四端58相對的第三端56。第三端56互連到中間接合件44， 第四端58互連到在鍵區殼20的軌道60中移動的滑動件62。軌道60容納滑動件62并將滑動件(因此第二構件42的第四端58)的移動約束為與鍵區殼20的正面平行的平移滑動。 軌道和滑動件約束了按鍵10的移動。在第一相對突起位置12，第一構件40和第二構件42在中間接合件44處相交成一角度，形成在中間接合件44處的突起頂點。在示意性實施例中，第一構件40和第二構件 42長度大致相同。在其他實施例中，全部或部分第一構件40可以比全部或部分第二構件 42長(或者短)。在第二相對較低位置14，中間接合件44處第一構件40和第二構件42之間的最小角度增加、消失或倒轉，使得中間接合件處的突起頂點具有較低的輪廓。在使用中配置4，按鍵10具有突起的輪廓但是僅僅延伸跨越部分空隙22，留出開口 24，開口 M可露出例如下面的標記，該標記指示按鍵的功能。在裝載配置6中，中間接合件44處第一構件40與第二構件42之間的最小角度是大致180度。于是按鍵10具有低輪廓并延伸跨越整個空隙22。按鍵10的平的上表面和鍵區殼 20的平的上表面形成連續表面。將按鍵10偏向使用中配置4并遠離裝載配置6、并朝向使用中配置6的第一相對突起位置12，使得當鎖閂32被釋放時，按鍵10彈起成突起輪廓的機械結構可包括用于促使第一構件40的第二端52和第二構件42的第四端58朝向彼此的機械結構。合適的機械結構可以是，例如，包括在每個端部分52、58之間的彈性材料的拉伸部分。另一個合適的機械結構可以是在第二構件42的第四端58處的壓縮彈簧。實施例4設備2的第四實施例示意性地示于圖5A和5B中。按鍵10在圖5B中處于裝載配置6，在圖5A中處于使用中配置4。當處于使用中配置4時，每個按鍵10都被配置為在用戶施加的壓力16下，從第一相對突起位置12 (圖5B)移動到第二相對較低位置14 (圖5C)，并在用戶施加的壓力16移除之后，返回到第一相對突起位置12 (圖5B)。當移入第二相對較低位置14時，按鍵10驅動提供用戶輸入電信號的電鍵30。處于使用中配置4的第一相對突起位置12的按鍵10具有突起的輪廓，使得按鍵 10基本與設備2的顯示屏7的正面齊平。當按鍵10處于裝載配置6時，按鍵10位于顯示屏7的正面的水平面之下并被蓋 31覆蓋，蓋31具有與顯示屏7的正面齊平的外表面。按鍵10對于到設備2的用戶輸入來說是不可操作的。按鍵10被設置為一致地從裝載配置(圖5B)向上移動成使用中配置(圖5A)，并從使用中配置(圖5A)向下移動成裝載配置(圖5B)的鍵區66。鍵區66偏向使用中配置4并遠離裝載配置6，使得在蓋31被滑回(圖5A)時，鍵區66彈起成突起輪廓。而且，鍵區66的每個按鍵10都獨自偏向使用中配置4的第一相對突起位置12。當滑向閉合位置時，蓋推動鍵區偏置結構86，以便將鍵區66從使用中配置4改變為裝載配置6。參考圖6，示出用于改變鍵區66的配置的機械結構的實例。蓋31具有傾斜的前邊緣73。蓋31被滑動件72附聯(attach)到滑動件沿其滑行的直導軌74。這將蓋31 的移動約束為在導軌74的方向上的平移移動。鍵區66具有面向蓋31的前邊緣73的凸輪面83。鍵區66被滑動件82附聯到滑動件沿其滑行的直導軌84。這將蓋31的移動約束為基本與導軌74正交的導軌84的方向上的平移移動。偏置機械結構86 (例如可以是彈簧) 促使鍵區66朝向使用中配置。隨著蓋31向鍵區66移動，前邊緣73接觸傾斜的凸輪面83， 并迫使鍵區對著偏置結構86向下移動成裝載配置。當蓋稍后展開使得其不再壓在鍵區66 上時，偏置結構86促使鍵區66從裝載配置朝向使用中配置。盡管上文中參考多種實例描述了本發明的實施例，但是，應當理解，在不脫離如所要求的本發明的范圍的情況下，可以對給出的實例做出各種改動。除了明確描述的組合之外，前述描述中給出的特性還可以組合使用。盡管參照某些特性描述了功能，但是無論是否描述過，都可由其他特性來執行這些功能。
盡管參照某些實施例描述了特性，但是無論是否描述過，這些特性都可以出現在其他實施例中。盡管在前述描述中試圖引起對被認為是特別重要的本發明的特征的注意，但是應當理解，申請人就此后提及的和/或附圖中示出的任何可授權特征或特征的組合方面要求保護，無論是否對其做出了特別強調。
權利要求
1.一種設備，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置，其中，當按鍵處于使用中配置時， 按鍵被配置為在用戶施加的壓力下在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動，并被配置為在用戶施加的壓力移除之后返回到所述第一相對突起位置，并且其中當處于裝載配置時，按鍵被配置為不能移動到所述第一相對突起位置。
2.如權利要求1所述的設備，其中，處于使用中配置的第一相對突起位置的按鍵具有突起的輪廓，處于裝載配置的按鍵具有較低的輪廓。
3.如權利要求1或2所述的設備，其中，當處于裝載配置時，按鍵對于到所述設備的用戶輸入來說是不可操作的。
4.如權利要求1、2或3所述的設備，進一步包括被配置為將至少一個按鍵保留在裝載配置中的機械結構。
5.如權利要求4所述的設備，其中，被配置為將至少一個按鍵保留在裝載配置中的機械裝置被配置為，將所述多個按鍵的每個按鍵的配置同時從使用中配置改變為裝載配置。
6.如權利要求4或5所述的設備，其中，所述機械裝置包括蓋。
7.如權利要求4或5所述的設備，其中，所述機械裝置包括滑蓋。
8.如前述任一權利要求所述的設備，進一步包括被配置為促使所述按鍵朝向使用中配置并遠離裝載配置的偏置結構。
9.如前述任一權利要求所述的設備，進一步包括被配置為促使所述按鍵朝向使用中配置的第一相對突起位置的偏置結構。
10.如前述任一權利要求所述的設備，其中，所述按鍵包括具有固有偏置結構的彈性材料，所述偏置結構促使向使用中配置的第一相對突起位置移動。
11.如權利要求10所述的設備，其中，按鍵包括單個彈性材料整體構件。
12.如權利要求10或11所述的設備，其中，所述彈性材料包括在裝載配置中變形的形狀金屬合金。
13.如權利要求1至9中任一權利要求所述的設備，其中，所述按鍵包括經由中間接合件互連的第一構件和第二構件，所述中間接合件使得能夠實現第一和第二構件的相對轉動。
14.如權利要求13所述的設備，其中，所述第一構件包括與第二端相對的第一端，第一端被互連到所述中間接合件，第二端經由端接合件互連到所述設備，所述端接合件使得實現所述第一構件相對于所述設備的相對轉動。
15.如權利要求14所述的設備，其中，第二構件包括與第四端相對的第三端，第三端被互連到所述中間接合件，第四端經由滑動件被互連到所述設備的軌道，以便相對于設備的平移滑動。
16.如權利要求13至15中任一權利要求所述的設備，其中，在使用中配置中在所述中間接合件處第一構件與第二構件之間形成的角度中最小的角度小于裝載配置。
17.如權利要求13至16中任一權利要求所述的設備，其中，機械裝置使第一和第二構件偏向使用中配置，并且鎖閂將第一和第二構件維持在裝載配置中。
18.如權利要求1至9中任一權利要求所述的設備，其中，所述多個按鍵是具有伸展的使用中配置和收縮的裝載配置的鍵區的一部分，其中，所述多個按鍵被配置為一致地在鍵區的伸展的使用中配置和鍵區的收縮的裝載配置之間移動。
19.一種設備，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置；用于使得在處于使用中配置時，按鍵能夠在用戶施加的相應的壓力下在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動的裝置；用于使得在使用中配置時，在用戶施加的相應的壓力移除之后按鍵能夠自動返回到所述第一相對突起位置的裝置；以及用于在處于裝載配置時，禁止用戶激活的按鍵在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動的裝置。
20.一種用于設備的鍵區模塊，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置，其中，當處于使用中配置時，按鍵被配置為在施加的壓力下在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動，并被配置為在施加的壓力移除之后返回到所述第一相對突起位置，并且其中當處于裝載配置時，按鍵不向所述第一相對突起位置移動。
全文摘要
一種設備，包括多個按鍵，每個按鍵都具有使用中配置和裝載配置，其中，當處于使用中配置時，按鍵被配置為在用戶施加的壓力下在第一相對突起位置和第二相對較低位置之間移動，并被配置為在用戶施加的壓力移除之后返回到所述第一相對突起位置，并且其中當處于裝載配置時，按鍵被配置為不能移動到所述第一相對突起位置。
文檔編號H01H9/02GK102349125SQ201080011217
公開日2012年2月8日 申請日期2010年2月24日 優先權日2009年3月10日
發明者C·Y·翁, D·格拉蒂奧特, S·格蘭特, T·伊頓 申請人:諾基亞公司