有滾動、俯仰和偏航，且相關(guān)聯(lián)的觸摸表面保持相對水平，且在其從未壓制位置運(yùn)動到壓制位置期間大致處于相同的定向。
[0021]在各種實(shí)施例中，與豎直-側(cè)向行進(jìn)相關(guān)聯(lián)的側(cè)向運(yùn)動可通過增加對于在壓制方向上的給定量的豎直行進(jìn)來說的總鍵行進(jìn)來改善鍵的觸摸感覺。在各種實(shí)施例中，豎直-側(cè)向行進(jìn)還通過給予使用者以觸摸表面行進(jìn)大于實(shí)際行進(jìn)的豎直距離的感受來提高觸摸感覺。例如，豎直-側(cè)向行進(jìn)的側(cè)向分量可將切向摩擦力施加到與觸摸表面接觸的指墊的皮膚上，且引起使用者察覺為附加豎直行進(jìn)的皮膚和指墊的變形。這然后產(chǎn)生更大豎直行進(jìn)的觸摸錯覺。在一些實(shí)施例中，在鍵在返回行程中從壓制位置回到未壓制位置還涉及使用側(cè)向運(yùn)動來模擬更大的豎直行進(jìn)。
[0022]為了允許鍵盤100的鍵120具有豎直-側(cè)向行進(jìn)，鍵120為鍵組件的部分，其每個包括如下機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平面平移的機(jī)構(gòu)、通過將相關(guān)聯(lián)的鍵帽保持在未壓制位置來準(zhǔn)備好鍵120、且使鍵120回到未壓制位置。一些實(shí)施例還包括用于調(diào)平鍵帽的機(jī)構(gòu)。一些實(shí)施例利用針對各個功能的單獨(dú)的機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些功能，而一些實(shí)施例使用同一機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩個或更多個這些功能。例如，"偏壓〃機(jī)構(gòu)可提供準(zhǔn)備功能、返回功能或準(zhǔn)備功能和返回功能兩者。提供準(zhǔn)備功能和返回功能兩者的機(jī)構(gòu)在本文中稱為"準(zhǔn)備/返回"機(jī)構(gòu)。作為另一個實(shí)例，調(diào)平/平面平移實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)可調(diào)平和實(shí)現(xiàn)平面平移。作為另一個實(shí)例，其他的功能組合可由同一機(jī)構(gòu)提供。
[0023]鍵盤100可使用用于檢測鍵盤100的鍵的壓制的任何適合的技術(shù)。例如，鍵盤100可使用基于常規(guī)電阻膜片開關(guān)技術(shù)的鍵開關(guān)矩陣。鍵開關(guān)矩陣可置于鍵120下方，且構(gòu)造成生成信號以在鍵120被壓制時表明鍵壓制。作為備選，示例性鍵盤100可使用其它鍵壓制檢測技術(shù)來檢測與鍵120的位置或運(yùn)動的細(xì)小變化或大變化相關(guān)聯(lián)的任何變化。示例性鍵壓制檢測技術(shù)包括各種電容、電阻、電感、磁性、力或壓力、線性或角應(yīng)變或位移、溫度、氣味、超聲、光和其它適合的技術(shù)。利用這些技術(shù)中的許多種，可限定一個或多個預(yù)設(shè)或可變的閾值，以用于識別壓制和釋放。
[0024]作為特定實(shí)例，電容傳感器電極可設(shè)置在觸摸表面下方，且檢測由觸摸表面的壓制狀態(tài)中的變化引起的電容變化。電容傳感器電極可使用基于傳感器電極與觸摸表面之間的電容耦合中的變化的"自我電容"(或"絕對電容")感測方法。在一些實(shí)施例中，觸摸表面是部分或完全傳導(dǎo)的，或傳導(dǎo)元件附接到觸摸表面上，且保持在恒定電壓(如，系統(tǒng)接地)下。觸摸表面的位置變化改變觸摸表面下方的傳感器電極附近的電場，因此改變了測量的電容耦合。在一個實(shí)施方式中，絕對電容感測方法利用下覆觸摸表面的電容傳感器電極操作，相對于基準(zhǔn)電壓(例如，系統(tǒng)接地)來調(diào)制傳感器電極，且檢測該傳感器電極與觸摸表面之間的電容耦合，以測量觸摸表面的壓制狀態(tài)。
[0025]一些電容實(shí)施方式使用基于傳感器電極之間的電容耦合的變化的〃交互電容"(或"跨越電容")感測方法。在各種實(shí)施例中，觸摸表面鄰近傳感器電極的迫近度改變了傳感器電極之間的電場，因此改變了測得的電容耦合。觸摸表面可為傳導(dǎo)性或非傳導(dǎo)性的，電驅(qū)動的或浮動的，只要其運(yùn)動引起傳感器電極之間的電容耦合中的可測量的變化。在一些實(shí)施方式中，跨越電容感測方法通過檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極(也為"發(fā)射器")與一個或多個接收器傳感器電極(也為"接收器")之間電容耦合來操作。發(fā)射器傳感器電極可相對于基準(zhǔn)電壓(例如，系統(tǒng)接地)調(diào)制，以傳輸發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可相對于基準(zhǔn)電壓保持大致恒定，以便于接收所得的信號。所得的信號可包括對應(yīng)于一個或多個發(fā)射器信號和/或一個或多個環(huán)境干涉源(例如，其它電磁信號)的影響。傳感器電極可為專用發(fā)射器或接收器，或可構(gòu)造成執(zhí)行發(fā)射和接收兩者。
[0026]在一個實(shí)施方式中，跨越容器感測方法利用下覆具有觸摸表面、一個發(fā)射器和一個接收器的構(gòu)件的兩個電容傳感器電極來操作。由接收器接收到的所得的信號受發(fā)射器信號和具有觸摸表面的構(gòu)件的位置影響。
[0027]在一些實(shí)施例中，用于檢測觸摸表面壓制的傳感器系統(tǒng)還可檢測預(yù)先壓制。例如，電容傳感器系統(tǒng)還可能檢測到使用者輕微接觸觸摸表面，且將其與觸摸表面的壓制進(jìn)行區(qū)分。這種系統(tǒng)可支持多級觸摸表面輸入，這可不同地響應(yīng)于輕觸和壓制。
[0028]一些實(shí)施例構(gòu)造成通過力對傳感器信號的影響來測量施加到觸摸表面上的力的量。即，觸摸表面的下壓量與一個或多個特定傳感器讀數(shù)相關(guān)聯(lián)，使得壓制力的量可從傳感器讀數(shù)確定。
[0029]在一些實(shí)施例中，用于感測的基底還用于提供與觸摸表面相關(guān)聯(lián)的背光。作為特定實(shí)例，在使用下覆觸摸表面的電容傳感器的一些實(shí)施例中，電容傳感器電極設(shè)置在半透明或透明電路基底上，如，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、另一聚合物或玻璃。這些實(shí)施例中的一些使用電路基底作為用于背光照射出可通過觸摸表面看到的符號的光導(dǎo)系統(tǒng)的一部分。
[0030]圖1還示出了下文將論述的相對于鍵盤100的鍵122截取的截面線A_A’。
[0031]鍵盤100可整體結(jié)合到膝上型計算機(jī)中，其包括由具有用于響應(yīng)鍵壓制的適合的處理器可執(zhí)行指令的一個或多個IC(集成電路)形成的一個或多個處理系統(tǒng)。這些指令指示適合的IC來操作鍵盤傳感器，以確定鍵是否被壓制(或壓制的程度)，且向膝上型計算機(jī)的主CPU提供壓制狀態(tài)的指示或向膝上型計算機(jī)的使用者提供壓制狀態(tài)的響應(yīng)。
[0032]盡管本文所述的方向術(shù)語“豎直-側(cè)向行進(jìn)”、“感測技術(shù)”和“實(shí)施方式選擇”集中于鍵盤100，但這些論述容易地類推到本文所述的其它觸摸表面和裝置。
[0033]根據(jù)本文所述的技術(shù)的各種實(shí)施例(包括沒有金屬咬合頂或橡膠頂?shù)膶?shí)施例)提供了類似于圖2的曲線210的力響應(yīng)曲線。許多觸覺鍵盤的鍵實(shí)施例使用不小于0.4且不大于0.6的咬合比。其它觸覺鍵盤的鍵實(shí)施例可使用這些范圍外的咬合比，如，不小于0.3且不大于0.5，以及不小于0.5且不大于0.7ο
[0034]其它實(shí)施例提供了具有其它形狀的其它響應(yīng)曲線，包括具有呈線性或非線性的力與鍵的行進(jìn)的關(guān)系的那些。示例性非線性關(guān)系包括分段線性的那些、包含線性區(qū)段和非線性區(qū)段的那些，或具有恒定變化的斜率的那些。力響應(yīng)曲線還可為非單調(diào)的、單調(diào)的或嚴(yán)格單調(diào)的。
[0035]例如，根據(jù)本文所述的技術(shù)制作的鍵120可構(gòu)造成提供由曲線210所示的響應(yīng)，或任何適合的響應(yīng)曲線。施加到使用者上的反作用力可相對于鍵的總行進(jìn)量、沿壓制方向的鍵的行進(jìn)量，或沿側(cè)向方向的鍵的行進(jìn)量來線性地或非線性地增大。作為特定實(shí)例，施加的力可相對于鍵行進(jìn)量以恒定斜率增大直到相對于其未壓制位置的力或鍵移動的第一量，且然后平穩(wěn)(具有恒定的力)或減小直到力或鍵移動的第二量。
[0036]圖3A-3B為第一示例性觸摸表面組件的簡化截面視圖。鍵組件300可用于實(shí)施各種鍵，包括鍵盤100的鍵122。在其中圖3A-3B繪出鍵122的實(shí)施例中，這些圖示出了鍵122的A-A’截面視圖。圖3A示出了處于未壓制位置的示例性鍵組件300，且圖3B示出了處于壓制位置的相同的鍵組件300。鍵組件300還可用于使用鍵的其它裝置，包括除鍵盤100之外的鍵盤和任何其它適合的使用鍵的裝置。此外，類似于鍵組件300的組件可用于啟用非鍵觸摸表面組件，如按鈕、不透明的觸摸板、觸摸屏，或本文所述的任何啟用觸摸的系統(tǒng)。
[0037]鍵組件300包括使用者可見且構(gòu)造成由使用者壓制的鍵帽310、準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320和底座340。鍵帽310的未壓制和壓制位置沿壓制方向和正交于壓制方向的第一側(cè)向方向間隔開。壓制方向類似于在沒有側(cè)向鍵運(yùn)動的常規(guī)鍵盤中存在的鍵運(yùn)動，處于負(fù)Z方向，且為壓制和鍵運(yùn)動的主要方向。在許多鍵盤中，壓制方向正交于鍵的鍵帽或底座的觸摸表面，使得使用者將認(rèn)為壓制方向是朝底座向下。
[0038]鍵組件300的構(gòu)件可由任何適合的材料制成，包括塑料，如，聚碳酸酯(PC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、尼龍和乙縮醛，金屬，如鋼和鋁，彈性體如橡膠，以及各種其它材料。在各種實(shí)施例中，鍵帽310構(gòu)造成是大致剛性的，使得鍵帽310的觸摸表面對于獨(dú)立的人類感官來說看起來是在正常操作期間隨在其未壓制位置與壓制位置之間的剛性本體運(yùn)動進(jìn)行移動。
[0039]準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320為一類〃偏壓機(jī)構(gòu)〃，其提供了準(zhǔn)備和返回功能兩者。準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320在鍵壓制操作的至少一部分期間物理地偏壓鍵帽310。將注意的是，如果其在鍵壓制操作的至少一部分期間偏壓鍵帽310，則僅提供準(zhǔn)備或返回功能的機(jī)構(gòu)還可稱為"偏壓機(jī)構(gòu)"。準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320構(gòu)造成在其未壓制位置保持鍵帽310，以便鍵帽310準(zhǔn)備由使用者壓制。此外，準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320還構(gòu)造成響應(yīng)于對鍵帽310的壓制力的釋放來使鍵帽310部分地或完全地回到未壓制位置。壓制力的釋放可為壓制力的除去，或壓制力的充分減小，使得鍵組件能夠使鍵帽310回到未壓制位置，這是正常操作。在圖3的示例性實(shí)施例中，鍵組件300使用磁性耦合的構(gòu)件322，324來形成準(zhǔn)備/返回機(jī)構(gòu)320。磁性耦合構(gòu)件322，324可都包括磁體，或一個可包括磁體，而另一個包括磁性耦合的材料，如，含鐵材料。盡管磁性耦合的構(gòu)件322，324分別示為單個矩形形狀，但磁性耦合構(gòu)件322，324中的任一者或兩者可包括非矩形截面，或包括具有相同或不同截面的多個磁性耦合子構(gòu)件。例如，磁性耦合構(gòu)件322或324可包括抵靠含鐵U形子構(gòu)件的中心部分設(shè)置的磁性盒形子構(gòu)件。
[0040]在一些實(shí)施方式中，磁性耦合構(gòu)件322物理地附接到鄰近鍵帽310的框或底座上。磁性耦合的構(gòu)件324物理地附接到鍵帽上，且與磁性耦合的構(gòu)件322磁性地相互作用。磁性耦合的構(gòu)件322，324的物理附接可為直接的或間接的(經(jīng)由一個或多個中間構(gòu)件而間接地)，且可通過壓配合、粘合劑或任何其它技術(shù)或技術(shù)組合來實(shí)現(xiàn)?？朔判择詈?例如，克服磁性吸引或排斥)的鍵帽上所需的壓制力的量可基于涉及的磁性耦合構(gòu)件322，324的尺寸、類型、形狀和位置被定制。
[0041]鍵組件300包括平面平移實(shí)現(xiàn)(PTE)機(jī)構(gòu)330，其構(gòu)造成在其在未壓制位置與壓制位置之間移動時將平面平移給予鍵帽310，使得側(cè)向運(yùn)動的非零分量出現(xiàn)。PTE機(jī)構(gòu)330由鍵帽310和底座340的部分形成，且包括設(shè)置在底座340上的四個斜面(在圖3A-B中可看到兩個斜面331，332)。這四個斜面定位成使得它們在組裝鍵組件300時鄰近鍵帽310的轉(zhuǎn)角。在圖3A-B中所示的實(shí)施例中，這四個斜面(包括斜面331，332)