專利名稱：多狀態(tài)多功能資料處理鍵及鍵陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于用于資料輸入與裝置控制的鍵和鍵盤現(xiàn)今較高密度集成電路使得電腦和其它電子裝置進(jìn)一步的微小化。由于傳統(tǒng)的資料輸入裝置例如鍵和鍵盤越做越小，它們變得很難使用。對(duì)于英文語(yǔ)系世界慣用的英文字母和數(shù)字資料輸入，除了一般的10個(gè)數(shù)字外尚需包括26個(gè)英文字母再加上某些標(biāo)點(diǎn)與功能鍵。每個(gè)英文字母、數(shù)字、或功能指定給一個(gè)唯一鍵，這樣就導(dǎo)致了一個(gè)非常大的傳統(tǒng)電腦鍵盤。使用小很多的鍵以減低傳統(tǒng)鍵盤的大小，將只會(huì)使鍵盤變得很難使用且容易發(fā)生錯(cuò)誤。此問(wèn)題成為將使用傳統(tǒng)鍵盤的電子物品繼續(xù)小型化的主要障礙。
現(xiàn)有技術(shù)揭示了多種方式嘗試解決此問(wèn)題。例如，在傳統(tǒng)的按鍵式電話中，英文字母和數(shù)字安排在12個(gè)鍵之中。每個(gè)鍵載送最多三個(gè)英文字母和一個(gè)數(shù)字。欲區(qū)別每一個(gè)英文字母或數(shù)字，需使用精密的設(shè)計(jì)。在美國(guó)專利案號(hào)為4,918,721于1990年4月17日發(fā)給哈氏的專利，和美國(guó)專利案號(hào)4,825,464于1989年4月25日發(fā)給魏氏的專利中揭示了兩種這樣的設(shè)計(jì)。
在哈氏與魏氏專利中，需要一獨(dú)特的鍵敲擊順序以識(shí)別一個(gè)單一英文字母。由于多個(gè)繁雜且容易發(fā)生錯(cuò)誤的步驟，這些設(shè)計(jì)很難使用。這些不同的設(shè)計(jì)沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)可尋，它們是任意的。因此，沒(méi)有一個(gè)被接受成為一般的標(biāo)準(zhǔn)。
在美國(guó)專利案號(hào)為4,065,650于1977年12月2日頒給路氏的專利中，揭示一種具有一組側(cè)面致動(dòng)的用于計(jì)算機(jī)的鍵盤，但其不允許英文字母輸入。
在美國(guó)專利案號(hào)為4,769,516于1988年8月6日頒給艾氏的專利，和美國(guó)專利案號(hào)為4,029,915于1977年7月14日頒給歐氏的專利中，揭示了具有多方向鍵的鍵盤。在艾氏發(fā)明，每個(gè)鍵最多只能產(chǎn)生3個(gè)英文字母或數(shù)字。但是使用者需要利用手指藉著延伸、彎曲或垂直地壓下而致動(dòng)這些鍵。此外，每個(gè)鍵的內(nèi)部構(gòu)造非常復(fù)雜。在歐氏專利中，多方向數(shù)字和多功能鍵做成一列而成為可置于筆上的計(jì)算機(jī)鍵盤。
上述任何專利均未揭示這樣一種功能鍵盤，即其尺寸非常小巧，并能執(zhí)行所有的英文字母、數(shù)字加上其它特別的操作功能。
因此，本發(fā)明的目的為提供一種鍵盤，該鍵盤具有減低數(shù)目的鍵，卻能以簡(jiǎn)單、容易、直接的方式完整地編碼，所有在傳統(tǒng)鍵盤中正常具有英文字母、數(shù)字和操作功能其均具備。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是使鍵盤尺寸減小，但不用減小鍵的大小，因此操作者能容易地執(zhí)行資料輸入，不會(huì)敲到相鄰鍵，如常發(fā)生在具有較小尺寸的擁塞鍵盤內(nèi)的誤敲情形。
本發(fā)明的另一目標(biāo)為提供具有鍵數(shù)目減少的鍵盤，卻能具有所有的英文字母、數(shù)字和操作功能，可容易、快速、精確和舒適地使用，不需使用任何多重下壓的記憶設(shè)計(jì)。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)為提供一個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單、整體尺寸很小的鍵盤，其制造成本低且功能可靠，但卻保留任何傳統(tǒng)鍵盤的方便性和實(shí)用性。
本發(fā)明的進(jìn)一步目標(biāo)為提供一個(gè)可廣泛使用于各種不同裝置和儀器的鍵盤，這些裝置需要使用鍵來(lái)輸入資料或控制。
本發(fā)明包含特殊的鍵和鍵盤，此鍵盤包含此種特殊的鍵的一個(gè)陣列，其能回避現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。特別是將方向可偏斜、可壓縮或可導(dǎo)向的鍵的一個(gè)陣列埋入于框內(nèi)。不像傳統(tǒng)鍵盤的鍵，本發(fā)明中的各鍵可在多個(gè)方向移動(dòng)或偏斜，此多方向包括一可選擇的垂直方向，并且本發(fā)明的鍵能典型地以唯一的一對(duì)一的對(duì)應(yīng)方式，產(chǎn)生多個(gè)不同的、相異和預(yù)先決定的信號(hào)，然后這些信號(hào)被組合成英文字母、數(shù)字、符號(hào)、功能與操作。
每個(gè)鍵指定配給超過(guò)一個(gè)英文字母、數(shù)字或功能。然而只有一個(gè)特定的、區(qū)別的、預(yù)先指定的英文字母或功能與鍵的每個(gè)不同的、預(yù)先決定的方向的致動(dòng)相關(guān)。在此新穎的鍵的一個(gè)實(shí)施例中，包括一個(gè)(可選擇)垂直向下方向的每個(gè)可偏斜方向，是與一個(gè)預(yù)先指定且唯一的信號(hào)相關(guān)。各個(gè)這種信號(hào)可以被編碼以對(duì)應(yīng)一個(gè)英文字母、數(shù)字、特殊功能或操作。以此方式所實(shí)施的鍵盤，能大幅地縮減實(shí)質(zhì)的鍵數(shù)目，導(dǎo)致鍵盤的實(shí)質(zhì)尺寸變得很小巧，但不用減小鍵本身的尺寸、或圍繞每個(gè)鍵的空間的大小。以此方式實(shí)施，操作者能容易地執(zhí)行資料輸入而不會(huì)敲到隔壁鍵，如經(jīng)常在使用小型化鍵的傳統(tǒng)鍵盤時(shí)所發(fā)生的。
在本發(fā)明中，每個(gè)鍵上可設(shè)置5個(gè)英文字母、數(shù)字或功能。而且對(duì)各方向接觸的致動(dòng)可以明確而不混淆地進(jìn)行。除了垂直方向的下壓外，鍵亦可偏斜于四個(gè)側(cè)面方向。每個(gè)側(cè)面接觸方向?qū)?yīng)在鍵頂下方電路板上一個(gè)開(kāi)關(guān)的橋接(bridging)，且導(dǎo)致選擇性地產(chǎn)生一個(gè)特定的、不同的、區(qū)別和預(yù)先設(shè)定的信號(hào)，而且此信號(hào)與一個(gè)符號(hào)、功能或操作相關(guān)的方向唯一地對(duì)應(yīng)?？蛇x擇的垂直下壓與全部四個(gè)側(cè)面接觸的同時(shí)橋接相適應(yīng)，并表示成唯一、特定、不同的第五個(gè)方向的下壓，其亦只與一個(gè)符號(hào)、功能或操作有關(guān)。
電路板上的解碼電路在開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)碼。此碼可以是DTMF、ASCII或其它標(biāo)準(zhǔn)碼。當(dāng)鍵頂被完全地向下壓時(shí)，鍵頂下所有四個(gè)接觸均橋接在電路板中，如果如此設(shè)計(jì)或程序設(shè)計(jì)的話，此解碼電路板可將此解釋為一個(gè)第5特定不同的鍵下壓，如此情況下便產(chǎn)生一個(gè)唯一預(yù)先設(shè)定的對(duì)應(yīng)碼。每個(gè)鍵能夠?qū)?yīng)5個(gè)英文字母、數(shù)字、操作或功能，因此，傳統(tǒng)鍵盤上的鍵的數(shù)目在理論上能減少5倍，而不用犧牲任何功能。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，鍵盤裝設(shè)成用于電話的一個(gè)獨(dú)特鍵盤。英文字母Q與Z是以適當(dāng)英文字母順序來(lái)表示的，不會(huì)擾亂英文字母和數(shù)字間傳統(tǒng)的順序關(guān)系。不需記憶程序就能撥一串的英文字母。這方式簡(jiǎn)單、不言自明而且非常直接。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，鍵盤使用于掌上型電腦，鍵的數(shù)目得以減少，且每個(gè)鍵能編碼超過(guò)一個(gè)英文字母、數(shù)字或功能。鍵尺寸不必減少，使用者能很舒適地致動(dòng)鍵，而與傳統(tǒng)鍵盤比較并不會(huì)犧牲功能數(shù)目。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的鍵盤裝設(shè)成收銀機(jī)的控制盤。由于英文字母、數(shù)字和額外功能所有均整合在一起，即使大幅地減少鍵的數(shù)目，亦可以得到如同“單下壓”或“一步”的所有操作，因此使用此種鍵盤的收銀機(jī)的功能大量增加。
本發(fā)明的目標(biāo)、特色和其它優(yōu)點(diǎn)，將由下述說(shuō)明和附圖變得更為清楚。


圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的部分切去的等角視圖，指出一電話鍵盤的一般性構(gòu)造。
圖2為圖1兩個(gè)中凹鍵的放大視圖，指出指定給每個(gè)鍵表面的特定英文字母、數(shù)字或功能。
圖3取自沿圖2中3—3線的中凹鍵的剖面視圖，指出鍵在其無(wú)接觸的中立位置的內(nèi)部構(gòu)造的一個(gè)例子。
圖4指出圖3所示的中凹鍵被側(cè)向地下壓進(jìn)入一預(yù)定的致動(dòng)接觸位置的剖面圖。
圖5指出圖3所示的中凹鍵被下壓進(jìn)入另一個(gè)預(yù)定的致動(dòng)接觸位置的剖面圖，這時(shí)，當(dāng)由使用者指尖向下推壓而致動(dòng)時(shí)，鍵頂?shù)乃型咕夒姌O均與其電路板上的對(duì)應(yīng)電極電氣接觸。
圖6為鍵設(shè)計(jì)的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖，其具有可選擇的防滑周圍脊和可選擇的中心凹部(centercatch)。
圖7為沿圖6中7—7線的鍵頂?shù)钠拭鎴D。
圖8指出本發(fā)明較佳實(shí)施例的鍵盤配置的頂視圖，其作為一先進(jìn)的電話鍵盤。
圖9指出本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的鍵盤的頂視圖，其作為一電腦鍵盤。
圖10指出本發(fā)明另外一個(gè)實(shí)施例的頂視圖，其作為收銀機(jī)的緊密小型鍵盤。參考標(biāo)號(hào)的列表20 鍵盤22 鍵矩陣24 鍵26 鍵盤框28 鍵盤面板30 電路板32 鍵盤基座34 橡膠墊片35 指尖36 鍵盤面板的開(kāi)口38 鍵頂?shù)闹車咕?0 凸緣接觸電極42 電路板接觸電極44 電路線路46 鍵面52 每個(gè)鍵周圍的彈性薄墊片54 彈性構(gòu)件56 鍵頂上的周圍脊58 中心凹部62 先進(jìn)的電話鍵陣列64 視覺(jué)顯示裝置例如LCD66 LED指示燈68 緊密小型電腦鍵盤70 緊密小型收銀機(jī)鍵盤現(xiàn)在參照?qǐng)D1，該圖為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的一個(gè)部分切去的等角視圖，可看出鍵盤是以標(biāo)號(hào)20來(lái)表示的。在此較佳實(shí)施例中排列成矩陣形式的一陣列的鍵以標(biāo)號(hào)22來(lái)表示。鍵矩陣22包含多個(gè)鍵24a到240。鍵24A—24O包含在框26內(nèi)，此框包含一個(gè)電路板30，該電路板30夾在面板28和基座32之間，并以橡膠墊片34密封。面板28有多個(gè)開(kāi)口36，以使鍵24A－24O露出而使使用者能用到。在電路板30的表面上是接觸電極42和電路線路44。對(duì)鍵24A到24O的每次按動(dòng)都將使某組預(yù)定接觸電極42接通，而允許電流流經(jīng)線路44。
解碼電路識(shí)別在每個(gè)線路44上的特定電流源，并產(chǎn)生電氣信號(hào)。
需注意每個(gè)鍵24A至24O可以機(jī)械地在幾個(gè)預(yù)先選擇的方向偏斜。每個(gè)特定預(yù)先選擇的接觸位置對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的、區(qū)別的、預(yù)先決定的操作信號(hào)，該信號(hào)可依序被解碼成為一個(gè)區(qū)別的、預(yù)先指定的英文字母、符號(hào)或功能。以此特色，每個(gè)鍵能產(chǎn)生5個(gè)不同的區(qū)別信號(hào)。因此鍵的數(shù)目與傳統(tǒng)鍵盤比較可以減少5倍。
圖2是圖1中的鍵24B和24C的近距離等角視圖。每個(gè)鍵具有一鍵頂48，每個(gè)鍵頂具有一個(gè)凹部和5個(gè)面4個(gè)斜面或區(qū)域50A至50D，以順時(shí)鐘方向標(biāo)示，及一個(gè)平坦的中央面50E。這種中凹的外形能適合使用者的指尖，更重要的是可精確地控制鍵的移動(dòng)方向。
在這實(shí)施例，當(dāng)使用者的手指壓力施加在各鍵的5個(gè)鍵面或區(qū)域50A至50E時(shí)，每個(gè)鍵24A至24O能在5個(gè)位置被致動(dòng)。
如果需要的話，彈性薄墊片52可以覆蓋面板28內(nèi)的鍵頂48與開(kāi)口36間的間隙。彈性墊片52防止灰塵和濕氣進(jìn)入鍵盤20的內(nèi)部，且可在側(cè)面致動(dòng)后，協(xié)助回到中立的鍵位置。另一個(gè)方式是整個(gè)鍵盤表面可藉由一個(gè)彈性膜來(lái)覆蓋，以防止灰塵和塵垢。
圖3是鍵24C沿著圖2的3—3線的剖面圖。鍵頂48具有四個(gè)周圍凸緣38。在每個(gè)周圍凸緣38的底表面的中央是一個(gè)接觸電極40。每個(gè)電極40的正下方是一組電極42，其印刷在電路板30的表面上。每組電極42分成兩半如圖1所示。當(dāng)一鍵被致動(dòng)時(shí)，凸緣電極40被壓下，因此橋接電路板電板42中的間隙，以允許電流通過(guò)解碼電路而釋譯。在鍵頂48的中央鍵面50E的下方是一彈性構(gòu)件54。在此實(shí)施例中，彈性構(gòu)件54是一螺旋彈簧。其它適當(dāng)?shù)拇嫫房砂ㄋ芰瞎堋A筒或由具有可彈回或彈簧特性的彈性材料構(gòu)成的預(yù)先成型的物件。
須注意每個(gè)鍵24A至24O具有一中立的非致動(dòng)位置和1個(gè)垂直及4個(gè)側(cè)面可致動(dòng)接觸位置。表示于圖4中的是鍵頂48的一個(gè)相應(yīng)位置，具體地說(shuō)，鍵頂48是在其一個(gè)側(cè)面致動(dòng)接觸位置上，它的其中一個(gè)電極40D與電路板30上的對(duì)應(yīng)的電極42D接觸。每個(gè)側(cè)面致動(dòng)位置對(duì)應(yīng)一個(gè)特定、唯一、預(yù)先設(shè)定的英文字母、數(shù)字符號(hào)或功能。
表示于圖5中的是一個(gè)致動(dòng)后的垂直接觸位置，全部的4個(gè)鍵凸緣電極40A至40D均與電路板30上全部的4個(gè)電路板電極42A至42D電氣接觸。在此例子中，全部4組接點(diǎn)的同時(shí)接觸產(chǎn)生一個(gè)唯一的電流流動(dòng)方式，其被解碼成為一特定的、唯一預(yù)先設(shè)定的第五功能。
包括圖4與圖5所示的兩個(gè)位置的任何可致動(dòng)位置，能以使用者的指尖35或任何細(xì)長(zhǎng)物件例如一只筆的致動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此外，鍵頂本身的設(shè)計(jì)可以有許多變化和附加。圖6所示是兩個(gè)可選擇的實(shí)施例。
例如，如果希望即使是使用硬的光滑物件如筆尖亦能確保鍵可以被精確地致動(dòng)，則整個(gè)鍵可由非滑動(dòng)性塑料材料做成，和/或以脊56或中心凹部58的形式構(gòu)成的抗滑動(dòng)的結(jié)構(gòu)性障礙作為鍵設(shè)計(jì)的部分。
圖7為圖6的沿7—7線的剖面視圖，用來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明周圍脊56和中心凹部58對(duì)于鍵面的關(guān)系。在其它可行的實(shí)施例中，鍵本身能以中凸來(lái)代替中凹，且致動(dòng)或敲擊方向能以拉代替推。此實(shí)施例于實(shí)施時(shí)的改變對(duì)本行業(yè)的專業(yè)人員而言是明顯的。
圖8指出本發(fā)明作為一先進(jìn)的電話鍵列62的實(shí)施例。如前所述，本發(fā)明中不需要記憶敲擊順序。由鍵實(shí)現(xiàn)的英文字母和數(shù)字輸入是直接和不言自明的。除了在電話鍵盤中可找到的傳統(tǒng)英文字母和數(shù)字符號(hào)之外，鍵24G至24I供給以前不具備的英文字母Q至Z，和全部標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和計(jì)算功能。本發(fā)明保留傳統(tǒng)英文字母至數(shù)字符號(hào)對(duì)，不但在商業(yè)上保持它們唯一的電話號(hào)碼，使其拼出預(yù)先建立的信息(例如1—800－FLOWER)，并且亦能產(chǎn)生新的功能，因?yàn)楝F(xiàn)在可包括英文字母Q至Z(例如1—800－FOR—QUIZ)。
鍵24J至24O提供許多更多的功能，因此大幅地增強(qiáng)了此種電話鍵盤的能力。例如，藉由致動(dòng)鍵24J的DATABASE(數(shù)據(jù)庫(kù))部分，鍵盤能以文字處理的模式設(shè)置，可經(jīng)由電話線送出文字信息。如欲藉由此新穎的鍵盤賦于標(biāo)準(zhǔn)電話盡可能多的新的能力，可使用一視覺(jué)顯示裝置64，例如可用于連接電話鍵陣列62的TFT(薄膜電晶體)面板或LCD(液晶顯示)。
與電子電話薄“Rolodex(注冊(cè)商標(biāo))”類似的功能可藉由直接輸入或經(jīng)由來(lái)自另外一儲(chǔ)存裝置例如電腦的傳送而輸入至電話的記憶體中。然后可搜尋、卷動(dòng)并選定名字和住址，且一個(gè)例如(Enter)的單一鍵命令可使電話撥叫所選定的號(hào)碼。
開(kāi)會(huì)和其它事件的提醒均能輸入至電話的記憶體，并以程序設(shè)計(jì)成在適當(dāng)時(shí)間和適當(dāng)日期發(fā)出語(yǔ)音或影像信號(hào)作為提醒。每個(gè)英文字母輸入是單一步驟的操作，其與現(xiàn)有電話鍵盤不同，現(xiàn)有電話鍵盤需執(zhí)行一串需記憶的鍵敲擊來(lái)轉(zhuǎn)換成為英文字母與其它功能。其它功能例如轉(zhuǎn)變成擴(kuò)音機(jī)模式，當(dāng)有如此設(shè)備時(shí)，亦能藉由推壓如圖8所示的鍵24L的擴(kuò)音機(jī)鍵面而容易地執(zhí)行。
對(duì)于電腦化信息存送系統(tǒng)，例如語(yǔ)音信箱，當(dāng)處理以Q和Z開(kāi)頭的姓時(shí)，現(xiàn)在藉由本發(fā)明讓使用者完全可以進(jìn)行了。此外，設(shè)有新的鍵盤和顯示裝置的電話能作為寫(xiě)入信息的儲(chǔ)存裝置，如圖8所示。話中插接功能亦能帶有特別的閃爍信號(hào)的靜音顯示和警告的能力，和/或插接呼叫者的識(shí)別與信息信號(hào)。聾啞人的通信將更為容易并擴(kuò)展，不需特別昂貴的TDD設(shè)備或操作者協(xié)助利用此獨(dú)特的鍵及鍵盤可以達(dá)到許多其它的功能和能力。簡(jiǎn)言之，請(qǐng)?jiān)俣葏⒄請(qǐng)D8，例如藉由推壓鍵24C的CALC鍵面，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算器功能，且CALC鍵面上的一個(gè)LED燈66亮起來(lái)，以確認(rèn)并提醒電話現(xiàn)在是在CALC模式。在這模式下，英文字母功能暫時(shí)不能用，以允許快速計(jì)算。具有LED燈的鍵面，例如CALC、SHIFT、ALPHA、MUTE等，是撥動(dòng)型開(kāi)關(guān)，當(dāng)它們重復(fù)地被按壓時(shí)，則在開(kāi)和關(guān)之間變換。CAPS—LOCK鍵面允許連續(xù)的大寫(xiě)英文字母輸入。壓下鍵24J的SHIFT鍵功能會(huì)將鍵24A之側(cè)面的標(biāo)點(diǎn)功能從“’”，“？”，“；”，和“’”轉(zhuǎn)換成表示于鍵的周圍的計(jì)算器功能“＋”，“－”，“×”，“/”。
同樣地，與鍵24L有關(guān)的SHIFT鍵可將“擴(kuò)音器”、“輸入”、“保持”與“取消警告”功能轉(zhuǎn)換成卷功能。當(dāng)一預(yù)先設(shè)定提醒警告時(shí)間到達(dá)時(shí)，此“取消警告”功能用于終止或取消警告指示，且LCD板用于顯示警告的目的。電話鍵盤上的其它功能是不言自明的。另外增加一個(gè)與TFT面板及光纖傳輸連接的自動(dòng)聚焦影像輸入裝置將允許較大范圍的電話會(huì)議。如前面所討論的那種先進(jìn)電話的各種不同的能力提高，是另外專利申請(qǐng)案的標(biāo)的。
圖9指出一小型尺寸電腦鍵盤68的鍵配置。圖中清楚地指出，與傳統(tǒng)電腦鍵盤比較，鍵的數(shù)目實(shí)質(zhì)地減少了，這對(duì)現(xiàn)今掌上型或袖珍型電腦而言是理想的。鍵的數(shù)目減少但不需減小鍵的大小，因此它們操作仍能容易且精確地執(zhí)行。再者，不用犧牲英文字母、數(shù)字和功能的數(shù)目。鍵的鍵面或區(qū)域的邏輯英文字母次序和順時(shí)鐘標(biāo)示使得使用該鍵盤變得簡(jiǎn)單而容易。
圖10指出本發(fā)明另一實(shí)施例的配置，其為一電子收銀機(jī)鍵盤70。除了傳統(tǒng)電子收銀機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能外，許多更多的功能可并入于較少的鍵中。再者，全部操作不用記憶僅需利用執(zhí)行“單一敲擊”即可實(shí)施。這特色實(shí)質(zhì)地增加了機(jī)器的能力。
從前述詳細(xì)的揭示可明顯看出，本發(fā)明是一種獨(dú)特的、非常多樣化的技術(shù)進(jìn)步，提供用于資料輸入的多狀態(tài)鍵，藉鍵在各個(gè)不同的預(yù)定方向的移動(dòng)或狀態(tài)，來(lái)產(chǎn)生特定的、區(qū)別的、預(yù)先設(shè)定的信號(hào)。因?yàn)楦麈I能獨(dú)特地代表多重功能，故可提供以前所不可能的新水準(zhǔn)的簡(jiǎn)化、功能增強(qiáng)和小型化。
因?yàn)殒I盤小型化的限制經(jīng)常被視為一些裝置的連續(xù)小型化的主要障礙，這些裝置例如攜帶式電話、電腦和其它需經(jīng)由鍵的資料處理裝置，因此本發(fā)明代表一種重要的技術(shù)進(jìn)步，可滿足長(zhǎng)久以來(lái)所感到的急切需要。
除了在電話和電腦化商業(yè)機(jī)器上的重要應(yīng)用外，許多其它應(yīng)用都可在本發(fā)明范圍內(nèi)使用。例如，本發(fā)明亦能使用作為許多不同家用設(shè)備的控制鍵盤，例如用于整個(gè)聲音影像娛樂(lè)設(shè)備、微波爐、安全警告面板等等的遙控裝置。
很明顯本發(fā)明亦可使用作為一人機(jī)界面，使用于許多不同的工業(yè)儀表和設(shè)備，例如條碼庫(kù)存控制裝置或機(jī)器人控制。
亦可以看出本發(fā)明的鍵盤不需受限于傳統(tǒng)對(duì)應(yīng)組件的緊密或縮小尺寸。例如，本發(fā)明能實(shí)施成為全尺寸的傳統(tǒng)電腦鍵盤，又能實(shí)質(zhì)地組合更多的功能。
以另一種方式，本發(fā)明能修改成為電腦、文字處理機(jī)或甚至電話的資料輸入裝置，亦可使用于例如需要很多個(gè)鍵的中文、朝鮮文或日本的文字處理中。每一個(gè)鍵的功能的大幅度增加，使得例如中文中的漢語(yǔ)拼音字母、日文中的平假名或片假名或朝鮮文中的26個(gè)左右的字母能被很容易地全部容納下并被唯一地標(biāo)示出來(lái)。作為一個(gè)例子，在將中文應(yīng)用于本鍵盤時(shí)，漢語(yǔ)拼音字母例如“b、p、m、f”、“d、t、n、l”等可以依次地并且唯一地與數(shù)字2、3……等等相關(guān)起來(lái)。最后，如果需要的話，亦可修改鍵且/或鍵盤的設(shè)計(jì)。例如利用中凸的鍵頂代替中凹，亦可有不同于四個(gè)的許多側(cè)面，并能以推來(lái)代替拉，且以滑來(lái)代替斜而致動(dòng)。同樣地，各鍵面用于檢測(cè)致動(dòng)的感測(cè)裝置可以是電子、機(jī)械、電機(jī)、壓電、電壓改變、或電容改變的感測(cè)器，而且這里所舉的只是少數(shù)幾個(gè)替代方式。
再者，用來(lái)通知、指示或警告使用者，并確認(rèn)其所選定的操作功能、或特定符號(hào)、或模式、或狀態(tài)的致動(dòng)的裝置，亦可使用包括使用光、聲音和觸覺(jué)反饋的各種裝置來(lái)完成。
每個(gè)鍵的所有接觸的同時(shí)致動(dòng)，例如所述實(shí)施例的向下敲擊，是一種可選擇的特色或狀態(tài)，其可以但不一定需要對(duì)應(yīng)一符號(hào)、功能或操作。
本發(fā)明可應(yīng)用于任何資料輸入/輸出裝置，如果增加鍵的功能或減少鍵的數(shù)目對(duì)其有利。因此，本發(fā)明亦可應(yīng)用于各種家用設(shè)備例如電話、消費(fèi)用品例如攝影機(jī)、及各種不同的機(jī)器例如用于電視遙控的控制板。所有這些使用輸入鍵、按鍵或類似的裝置的設(shè)備，都可利用本發(fā)明來(lái)代替原有裝置，而達(dá)到功能的增加，且/或鍵數(shù)目的減少，而同時(shí)減小控制板的尺寸。
本發(fā)明的應(yīng)用并不受限于本發(fā)明所揭露或附圖中所示出的構(gòu)造和零件配置。因?yàn)楸景l(fā)明能有其它的實(shí)施例，并能以不同方式實(shí)施和運(yùn)用。在此所用的措辭和術(shù)語(yǔ)的目的是敘述，不應(yīng)視為限制。熟悉該行業(yè)的人員將了解可使用本發(fā)明的概念來(lái)設(shè)計(jì)其它的結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)，以實(shí)施本發(fā)明的幾個(gè)目的。
雖然上述已說(shuō)明本發(fā)明的幾個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)，以及本發(fā)明的相關(guān)的功能和構(gòu)造，但在此所披露的只是解說(shuō)而已。熟悉該行業(yè)的專業(yè)人員可在形狀和細(xì)部構(gòu)造上做改變，特別是在零件的配置、大小和形狀上做改變，使用功能上的等效等及其替代品，均應(yīng)是本發(fā)明的原理之中，屬于申請(qǐng)專利范圍中所表示的廣義延伸。
所以重要的是，申請(qǐng)專利范圍必須視為包括等效的方法與構(gòu)造，只要它們沒(méi)有偏離本發(fā)明的精神與范圍。
權(quán)利要求
1.一種英文字母和數(shù)字鍵盤，其特征在于，包含一包括至少十個(gè)多狀態(tài)的鍵的陣列，各鍵分別具有唯一與0至9相關(guān)的數(shù)字，其中六個(gè)所述鍵具有唯一與三個(gè)不同英文字母相關(guān)的英文字母，且其中兩個(gè)所述鍵具有唯一與四個(gè)不同的英文字母相關(guān)的英文字母，所述八個(gè)鍵所具有的相應(yīng)字母包容了全部的二十六個(gè)英文字母。
2.如權(quán)利要求1所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，所述兩個(gè)鍵的其中之一與四個(gè)英文字母和數(shù)字7有關(guān)，且所述兩個(gè)鍵的另外一個(gè)是與四個(gè)英文字母和數(shù)字9有關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，所述八個(gè)鍵之外的另兩個(gè)鍵與數(shù)字0和1有關(guān)，而不與任何英文字母有關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，與數(shù)字0和1相關(guān)的所述兩個(gè)鍵亦具有相關(guān)的標(biāo)點(diǎn)、計(jì)算和電話功能。
5.如權(quán)利要求4所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，進(jìn)一步包含一個(gè)電路板，其中所述多狀態(tài)鍵包含一鍵頂構(gòu)件，具有n個(gè)鍵面；一個(gè)彈性構(gòu)件，從所述電路板延伸并連接至所述鍵頂構(gòu)件的底部，所述彈性構(gòu)件可容納所述鍵頂構(gòu)件在操作者控制下的移動(dòng)，并使該鍵頂構(gòu)件回到一個(gè)中立位置；n－1個(gè)鍵接點(diǎn)連接至并定位于該鍵頂?shù)牡撞勘砻嫣?；及n－1個(gè)板接點(diǎn)連接至電路板，各所述鍵接點(diǎn)是分別唯一地與所述板接點(diǎn)的其中之一相關(guān)并與之疊置。
6.如權(quán)利要求5所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，所述n－1個(gè)鍵面是分別唯一地與所述鍵接點(diǎn)的其中之一及所述板接點(diǎn)的其中之一相關(guān)的。
7.如權(quán)利要求6所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，所述n－1個(gè)鍵面以外的一個(gè)鍵面，是與全部的所述鍵接點(diǎn)及所述板接點(diǎn)相關(guān)的。
8.如權(quán)利要求7所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，在該彈性構(gòu)件上的所述鍵頂構(gòu)件的移動(dòng)，使得唯一相關(guān)的鍵接點(diǎn)和板接點(diǎn)的選定者接合。
9.如權(quán)利要求8所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，在該彈性構(gòu)件上的所述鍵頂構(gòu)件的所述移動(dòng)，進(jìn)一步達(dá)成所述唯一地相關(guān)的鍵接點(diǎn)和板接點(diǎn)的同時(shí)接合。
10.一種將資料或信號(hào)輸入至電路板的多狀態(tài)鍵，其特征在于，包括一個(gè)鍵頂構(gòu)件，具有n個(gè)鍵面；一個(gè)彈性構(gòu)件，從鍵盤延伸并連接至所述鍵頂構(gòu)件的底部，所述彈性構(gòu)件可容納所述鍵頂在操作者控制下的移動(dòng)，并使所述鍵頂構(gòu)件回到一個(gè)中立位置；n－1個(gè)鍵接點(diǎn)，連接至并定位于所述鍵頂?shù)牡撞勘砻嫣帲患皀－1個(gè)板接點(diǎn)，連接至電路板，每個(gè)所述鍵接點(diǎn)與所述板接點(diǎn)的其中之一唯一地相關(guān)并與之疊置。11、如權(quán)利要求10所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，n－1個(gè)所述鍵面是分別唯一地與所述鍵接點(diǎn)的其中之一及所述板接點(diǎn)的其中之一相關(guān)。
12.如權(quán)利要求11所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，所述n－1個(gè)鍵面以外的一個(gè)鍵面，是與全部的所述鍵接點(diǎn)及所述板接點(diǎn)有關(guān)。
13.如權(quán)利要求12所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，在所述彈性構(gòu)件上的所述鍵頂構(gòu)件的移動(dòng)，使得唯一相關(guān)的鍵接點(diǎn)和板接點(diǎn)的選定者接合。
14.如權(quán)利要求13所述的英文字母和數(shù)字鍵盤，其中，在該所述彈性構(gòu)件上的所述鍵頂構(gòu)件的所述移動(dòng)，進(jìn)一步達(dá)成所述唯一地相關(guān)的鍵接點(diǎn)和板接點(diǎn)的同時(shí)接合。
15.一種用于輸入數(shù)字與中文語(yǔ)音字母(拼音)的鍵盤，其特征在于，包含一包括至少十個(gè)多狀態(tài)的鍵的陣列，所述各鍵分別具有唯一地與0至9相關(guān)的數(shù)字，所述鍵還唯一地具有與不同的語(yǔ)音字母相關(guān)的字母，所述陣列可以包容所有中文拼音語(yǔ)音字母。
16.一種用于輸入數(shù)字和日文語(yǔ)音字母(平假名或片假名)的鍵盤，其特征在于，包含一包括至少十個(gè)多狀態(tài)的鍵的陣列，所述各鍵分別具有唯一地與0至9相關(guān)的數(shù)字，所述鍵還唯一地具有與不同的平假名或片假名相應(yīng)的假名，所述陣列可以包容所有的平假名或片假名語(yǔ)音字母。
17.一種用于輸入數(shù)字和一種語(yǔ)言的語(yǔ)音字母的鍵盤，其特征在于，包含一包括至少十個(gè)多狀態(tài)的鍵的陣列，所述各鍵分別具有唯一地與0至9有關(guān)的數(shù)字，所述鍵還唯一地具有與該語(yǔ)言的不同的語(yǔ)音字母有關(guān)的語(yǔ)音字母，所述陣列可以包容該種語(yǔ)言的所有語(yǔ)音字母。
18.一種如權(quán)利要求15、16或17所述的鍵盤，其特征在于，所述鍵具有權(quán)利要求10所述的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種多狀態(tài)資料輸入鍵和鍵盤，能夠在每個(gè)鍵狀態(tài)和一個(gè)預(yù)先指定信號(hào)或狀態(tài)之間產(chǎn)生一對(duì)一的對(duì)應(yīng)，其中中立位置或狀態(tài)只是其中一個(gè)狀態(tài)，各非中立鍵狀態(tài)與一個(gè)唯一的預(yù)定信號(hào)有關(guān)，并對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的符號(hào)、功能或操作。本發(fā)明可實(shí)施于電話、電腦、收銀機(jī)和其它裝置中。
文檔編號(hào)H01H13/70GK1124872SQ9411945
公開(kāi)日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1994年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月16日
發(fā)明者艾德華·林, 瓦利斯·林 申請(qǐng)人:艾德華·林, 瓦利斯·林