低行程開關(guān)組件的制作方法
【專利說明】低行程開關(guān)組件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本專利合作條約下的專利申請(qǐng)要求于2013年5月27日提交的并且名稱為“LowTravel Switch Assembly”的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)61/827，708的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文所述的實(shí)施例可總體涉及一種用于輸入設(shè)備的開關(guān)，并且可更具體地涉及一種用于鍵盤或其它輸入設(shè)備的低行程開關(guān)組件。
【背景技術(shù)】
[0004]許多電子設(shè)備(例如，臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)設(shè)備等)包括鍵盤作為其輸入設(shè)備之一。在電子設(shè)備中典型地包括若干類型的鍵盤。這些類型的鍵盤的差別主要在于它們所采用的開關(guān)技術(shù)。最常見的鍵盤類型之一是彈片開關(guān)鍵盤。彈片開關(guān)鍵盤包括至少一個(gè)鍵帽、分層電膜和設(shè)置在鍵帽與分層電膜之間的彈性彈片。當(dāng)鍵帽從其原始位置被按壓時(shí)，彈性彈片的最上部分(從其原始位置)向下移動(dòng)或移位并接觸分層電膜以引起開關(guān)操作或事件。當(dāng)鍵帽隨后被釋放時(shí)，彈性彈片的最上部分返回到其原始位置，并迫使鍵帽以使其也移動(dòng)回到其原始位置。
[0005]除了引起開關(guān)事件以外，典型的彈性彈片也向按壓鍵帽的用戶提供觸覺反饋。典型的彈性彈片當(dāng)在一定范圍的距離內(nèi)被按壓和被釋放時(shí)通過以某種方式起反應(yīng)(例如，通過改變形狀、屈曲、解除屈曲，等等)來提供該觸覺反饋。該表現(xiàn)典型地通過力-位移曲線來表征，所述力-位移曲線限定用于將鍵帽(在置于彈性彈片上方的同時(shí))從其自然位置移動(dòng)某距離所需的力的大小。
[0006]經(jīng)常期望的是將電子設(shè)備和鍵盤制得較小。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，設(shè)備的某些部件會(huì)需要被制得較小。此外，設(shè)備的某些可移動(dòng)部件也會(huì)具有較小的移動(dòng)空間，這使得這些可移動(dòng)部件難以執(zhí)行其預(yù)期的功能。例如，典型的鍵帽被設(shè)計(jì)成當(dāng)被按壓時(shí)移動(dòng)某最大距離。從鍵帽的自然(未被按壓的)位置到其最遠(yuǎn)(被按壓的)位置的總距離經(jīng)常被稱為“行程”或“行程量”。當(dāng)設(shè)備被制得較小時(shí)，該行程會(huì)需要是較小的。然而，較小的行程要求對(duì)應(yīng)的彈性彈片的較小的或有限范圍的移動(dòng)，這會(huì)影響彈性彈片根據(jù)其預(yù)期的力-位移特征用于及向用戶提供合適觸覺反饋的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]提供一種低行程開關(guān)組件和系統(tǒng)以及使用所述低行程開關(guān)組件和系統(tǒng)的方法。
[0008]在一些實(shí)施例中，提供一種低行程彈片，所述低行程彈片包括圓頂形表面和一組調(diào)整構(gòu)件，所述圓頂形表面具有上部部分和下部部分，所述一組調(diào)整構(gòu)件被集成在圓頂形表面內(nèi)位于上部部分與下部部分之間。調(diào)整構(gòu)件可以用于控制低行程彈片的力-位移曲線特征。另外，圓頂形表面可以限定調(diào)整構(gòu)件和將調(diào)整構(gòu)件分開的至少一個(gè)區(qū)域。
[0009]在一些實(shí)施例中，提供一種制造低行程彈片的方法，即，通過選擇性地去除圓頂形表面的一組預(yù)定義的部分來調(diào)整圓頂形表面以根據(jù)預(yù)定義的力-位移曲線特征來操作。
[0010]在一些實(shí)施例中，提供一種開關(guān)組件，所述開關(guān)組件包括鍵帽、駐留在鍵帽下方的支撐結(jié)構(gòu)、設(shè)置在鍵帽下面且上面形成有一組開口的圓頂形表面，以及位于圓頂形表面下方并用于觸發(fā)開關(guān)事件的電膜。該一組開口可以用于當(dāng)電膜不觸發(fā)開關(guān)事件時(shí)將開關(guān)組件保持在適當(dāng)?shù)奈恢弥胁⒖刂崎_關(guān)組件以使其根據(jù)預(yù)定義的力-位移曲線來起作用。
【附圖說明】
[0011]在結(jié)合附圖考慮下面的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的上述和其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中相同的附圖標(biāo)號(hào)在整個(gè)附圖中代表相同的部件，并且其中:
[0012]圖1是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)機(jī)構(gòu)的剖視圖，所述開關(guān)機(jī)構(gòu)包括低行程彈片、鍵帽、支撐結(jié)構(gòu)和膜；
[0013]圖2是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的圖1的低行程彈片的透視圖；
[0014]圖3是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的圖2的低行程彈片的俯視圖；
[0015]圖4是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的圖3的低行程彈片的沿著圖3的線A-A得到的剖視圖；
[0016]與圖4類似，圖5是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的圖3的低行程彈片的剖視圖，低行程彈片在第一狀態(tài)中駐留在圖1的膜和鍵帽之間；
[0017]與圖5類似，圖6是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的在第二狀態(tài)中的圖5的低行程彈片、鍵帽和膜的剖視圖；
[0018]與圖5類似，圖7是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的在第三狀態(tài)中的圖5的低行程彈片、鍵帽和膜的剖視圖；
[0019]與圖5類似，圖8是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的在第四狀態(tài)中的圖5的低行程彈片、鍵帽和膜的剖視圖；
[0020]圖9示出根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的預(yù)定義的力-位移曲線，圖5至圖8的鍵帽和低行程彈片可以根據(jù)所述預(yù)定義的力-位移曲線操作；
[0021]圖10是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)低行程彈片的俯視圖；
[0022]圖11是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的又一個(gè)低行程彈片的自頂向下的俯視圖；
[0023]與圖4類似，圖12是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的包括凸塊的圖3的低行程彈片的剖視圖；
[0024]圖13是根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例的提供圖2的低行程彈片的例示性過程；
[0025]圖14是又一個(gè)樣本低行程彈片的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照?qǐng)D1至圖13描述了低行程開關(guān)組件和系統(tǒng)以及使用所述低行程開關(guān)組件和系統(tǒng)的方法。
[0027]圖1是開關(guān)機(jī)構(gòu)的剖視圖，所述開關(guān)機(jī)構(gòu)包括低行程彈片100、鍵帽200、支撐結(jié)構(gòu)300和膜500。低行程彈片100可以由任何適當(dāng)類型的材料(例如，金屬、橡膠等)構(gòu)成并且可以是彈性的。例如，當(dāng)向低行程彈片100施加力時(shí)，低行程彈片100的彈性可以當(dāng)隨后該力被釋放時(shí)促使低行程彈片100返回到其原始形狀。在一些實(shí)施例中，低行程彈片100可以是可以作為彈片墊或薄片(未示出)的一部分的多個(gè)彈片中的一個(gè)彈片。例如，低行程彈片100可以沿著+Y方向從此類彈片薄片突出。該彈片薄片可以駐留在鍵盤(未示出)的一組鍵帽(例如，鍵帽200)下面，使得彈片墊的每個(gè)彈片都可以駐留在鍵盤的特定鍵帽下面。
[0028]例如，如圖1中所示，低行程彈片100可以駐留在鍵帽200下面。鍵帽200可以由支撐結(jié)構(gòu)300支撐。支撐結(jié)構(gòu)300可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧?例如，塑料、金屬、復(fù)合材料等)構(gòu)成，并且可以向鍵帽200提供機(jī)械穩(wěn)定性。支撐結(jié)構(gòu)300可以例如是剪刀形機(jī)構(gòu)或是蝶形機(jī)構(gòu)，其可以分別在按壓和釋放鍵帽200期間收縮和擴(kuò)張。在一些實(shí)施例中，支撐結(jié)構(gòu)300并非是獨(dú)立的剪刀形或蝶形機(jī)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)300可以是鍵帽200的下側(cè)的一部分，所述鍵帽200可以按壓到低行程彈片100的各部分上。不管支撐結(jié)構(gòu)300的物理性質(zhì)如何，鍵帽200都可以按壓到低行程彈片100上以經(jīng)由膜500(以下參照?qǐng)D5至圖8更詳細(xì)地說明)來影響開關(guān)操作或事件。盡管在圖1中未示出，鍵帽200也可以包括下端部分，所述下端部分可以被構(gòu)造成在按壓鍵帽200期間接觸低行程彈片100的最上部分。
[0029]圖1可以示出在未按壓狀態(tài)中的鍵帽200、低行程彈片100、支撐結(jié)構(gòu)300和膜500(例如，在鍵帽200被按壓之前，每個(gè)部件都可以處于其相應(yīng)的自然位置中)。雖然圖1未示出在部分按壓或完全按壓的狀態(tài)中的鍵帽200、低行程彈片100、支撐結(jié)構(gòu)300和膜500，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些部件可以占據(jù)這些狀態(tài)中的任一個(gè)狀態(tài)。
[0030]除了當(dāng)鍵帽被按壓時(shí)促進(jìn)開關(guān)事件以外，彈片開關(guān)的彈片也可以用于其它目的。例如，彈片可以在鍵帽從按壓釋放之后促使鍵帽返回到其自然狀態(tài)或位置。又如，彈片可以當(dāng)用戶按壓鍵帽時(shí)向用戶提供觸覺反饋。彈片的物理屬性(例如，彈性、尺寸、形狀等)可以確定由彈片所提供的觸覺反饋的水平。尤其，物理屬性可以限定用于在一定范圍的距離內(nèi)移動(dòng)鍵帽(例如，當(dāng)鍵帽置于彈片上方時(shí))所需的力的大小之間的關(guān)系。該關(guān)系可以通過力-位移曲線表達(dá)，并且彈片可以根據(jù)該曲線來操作。
[0031]用于移動(dòng)鍵帽所需的力的大小可以依據(jù)鍵帽已經(jīng)從其自然位置移動(dòng)了多遠(yuǎn)而變化，并且用戶可以由于該變化而經(jīng)歷觸覺反饋。例如，用于將彈片的最上部分從其自然位置或初始位置移動(dòng)到第一距離(例如，達(dá)到就在彈片塌縮或屈曲之前的點(diǎn))所需的力可以是力Flo
[0032]用于繼續(xù)將最上部分移動(dòng)越過該第一距離所需的力可以小于力F1。這是因?yàn)楫?dāng)最上部分移動(dòng)越過第一距離時(shí)彈片可以屈曲或塌縮，這可以減小用于繼續(xù)移動(dòng)最上部分所需的力。
[0033]用于將最上部分移動(dòng)到當(dāng)彈片剛好完全屈曲或塌縮時(shí)的點(diǎn)所需的力可以是力F2。然后，用于在鍵帽到達(dá)其最遠(yuǎn)或最凹陷的點(diǎn)之前繼續(xù)移動(dòng)最上部分所需的力可以增大。因而，用戶可以由于彈片的力-位移特征而經(jīng)歷某一觸覺反饋。
[0034]應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)已知彈片的力-位移特征時(shí)，觸覺反饋可以被量化。更具體地，觸覺反饋是用于將彈片的最上部分從其自然位置