操縱桿輸入設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種光學(xué)操縱桿使用板提供蓋的懸掛。該板由徑向向外的彈簧臂的端部安裝，以使得所需的偏轉(zhuǎn)由彈簧臂而不是中央板構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)。該彈簧臂可以是直的或著彎曲的，但是它們大體上圍繞中央板構(gòu)件的外周布置，以使得中央板構(gòu)件被居中地和均勻地支撐。
【專利說明】操縱桿輸入設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光學(xué)操縱桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在越來越多的應(yīng)用中，尤其是在移動(dòng)應(yīng)用中，用戶接口應(yīng)當(dāng)更直觀和更舒適。然而，這些種類的口袋設(shè)備正變得越來越小，這為大的用戶友好接口(例如在更“靜態(tài)的”設(shè)備(如家庭音響或桌面計(jì)算機(jī))上可利用的那些大的用戶友好接口)留下了非常小的空間。
[0003]因?yàn)樵谇度胧郊夹g(shù)中分配給接口的如此小的空間量且因?yàn)檫@些接口決不能消耗掉電池中的所有電能，所以該接口經(jīng)常被削減成為小量的鍵，或多或少地布置成鍵盤和四方向的方向鍵。最近以來，觸摸屏輸入已經(jīng)流行，其能夠使屏幕區(qū)域也用作有效的導(dǎo)航工具。
[0004]然而，觸摸屏有時(shí)不能提供應(yīng)用所需的精度。為此，高端電話經(jīng)常專門設(shè)有附加的軌跡球或光學(xué)設(shè)備，用戶可以使手指在其上滾動(dòng)或卷動(dòng)以相應(yīng)地在屏幕上移動(dòng)。
[0005]這些解決方案可以成功地復(fù)現(xiàn)鼠標(biāo)功能，但是它們不適合作為4向按鈕或4向數(shù)字操縱桿的替代品。
[0006]光學(xué)操縱桿是一種最近的用戶接口設(shè)備，例如在W02010/020906和W02010/0325170 中描述的。
[0007]該設(shè)計(jì)基于來自于LED的反射的測量。該設(shè)備可以替代4向按鈕和更常用的數(shù)字操縱桿。另外，其可以用作模擬操縱桿，提供遠(yuǎn)多于4個(gè)或8個(gè)預(yù)定方向。替代地，該設(shè)備可以實(shí)質(zhì)上覆蓋任何角度和不同的強(qiáng)度(當(dāng)你在操縱桿上或重或輕地推動(dòng)時(shí)的或多或少的速度)。
[0008]操縱桿是能夠通過沿著北/南/東/西方向傾斜桿或鈕來實(shí)現(xiàn)控制的設(shè)備。該傾斜角定義了用戶輸入。該傾斜性質(zhì)將操縱桿與其它類型的控制設(shè)備(如鼠標(biāo)(運(yùn)動(dòng))、軌跡球(滾動(dòng))或觸摸板(滑動(dòng)))區(qū)別開來。因?yàn)闄C(jī)械輸入配置的這種設(shè)計(jì)，該控制對于終端用戶而言感覺非常自然，并可以有效地替代導(dǎo)航鍵、軌跡球、光學(xué)傳感器或鼠標(biāo)以及當(dāng)然任何種類的之前的數(shù)字操縱桿。
[0009]上述光學(xué)操縱桿具有復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)，以便提供所需要的傾斜運(yùn)動(dòng)。柔性的橡膠隔膜可以被使用，但是這可能會(huì)出現(xiàn)在設(shè)備之間的性能的顯著變化和隨時(shí)間的顯著變化。
[0010]因此，需要一種低成本、裝配簡單的光學(xué)操縱桿布置，其能夠提供在設(shè)備之間的一致的性能以及長時(shí)間的可靠性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明，提供一種操縱桿輸入設(shè)備，包括:
[0012]光源，安裝在基板上或集成于基板中；
[0013]反射器，安裝在光源上方，并能夠響應(yīng)于用戶致動(dòng)而傾斜；[0014]光學(xué)傳感器布置，設(shè)置在基板上或集成于基板中，用于檢測反射器傾斜的方向，
[0015]其中該設(shè)備包括:
[0016]基座；
[0017]設(shè)置在該基座上方的板，所述板的下側(cè)用于限定或承載反射器，其中所述板包括中央板構(gòu)件和至少三個(gè)彈簧臂，所述彈簧臂在一端連接至中央板構(gòu)件并圍繞中央板構(gòu)件的外邊緣延伸至自由端，其中自由端的位置被固定，以使得該板由彈簧臂懸掛；和
[0018]輸入部，成耦接至板的蓋的形式。
[0019]該布置使用板提供蓋的懸掛。該板由彈簧臂的端部安裝，以使得由彈簧臂而不是中央板構(gòu)件進(jìn)行期望的偏轉(zhuǎn)。彈簧臂可以是直的或彎曲的，但是它們大體圍繞中央板構(gòu)件的外周布置，以使得中央板構(gòu)件被居中地和均勻地支撐。
[0020]該板也防止結(jié)構(gòu)的橫向移動(dòng)，因?yàn)閺椈杀郾辉O(shè)計(jì)成允許豎直移位但抵制橫向移位。因此，該板提供了反射器期望的(中央)定位。
[0021]該板可以是金屬的或另一種給出所需的彈性和強(qiáng)度的材料。
[0022]該板可以是大體圓形的或形成為多邊形的形狀，沿著每一邊設(shè)有一彈簧臂。多邊形具有至少三條邊，優(yōu)選地可以是方形。
[0023]每個(gè)彈簧臂可以借助于臺階區(qū)域連接至中央板構(gòu)件，以使得在板的未變形狀態(tài)中，彈簧臂處于與中央板構(gòu)件不同的平面中。該板然后可以被借助于彈簧臂的彎曲朝向支撐件推下。取而代之的是，中央板構(gòu)件和彈簧臂可以以未變形狀態(tài)處于同一平面中。
[0024]該蓋可以包括平坦的圓墊，用于限定緊湊的用戶輸入設(shè)備。
[0025]反射器可以包括安裝在金屬板下側(cè)上的獨(dú)立部件，或者其可以是板的下側(cè)的表面或施加于板下側(cè)的涂層。其優(yōu)選居中地定位。
[0026]該設(shè)備優(yōu)選地能夠檢測3度或更小的傾斜的方向，更優(yōu)選地能夠檢測I度或更小的傾斜的方向.[0027]該基座可以是該設(shè)備的下殼體部件，以使得包括該基座的設(shè)備之后被安裝在基板(例如PCB)上。替代地，該基座可以是該設(shè)備安裝所在的表面的一部分。例如，該設(shè)備可以集成于多層PCB中，以使得該基座由一些PCB層來限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]本發(fā)明在此將參照附圖進(jìn)行詳細(xì)地描述，其中:
[0029]圖1示出光學(xué)操縱桿的已知電路；
[0030]圖2示出操縱桿的已知的機(jī)械結(jié)構(gòu)；
[0031]圖3以第一分解視圖示出本發(fā)明的操縱桿的一示例；
[0032]圖4以第二分解視圖示出本發(fā)明的操縱桿的一示例；
[0033]圖5更詳細(xì)地示出本發(fā)明的設(shè)備的彈簧板部分；
[0034]圖6更詳細(xì)地示出本發(fā)明的設(shè)備的殼體部分；
[0035]圖7更詳細(xì)地示出本發(fā)明的設(shè)備的密封部分；
[0036]圖8更詳細(xì)地示出本發(fā)明的設(shè)備的反射鏡部分；
[0037]圖9以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第二示例；
[0038]圖10以分解圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第二示例；[0039]圖11以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第三示例；
[0040]圖12以分解圖不出本發(fā)明的設(shè)備的第三不例；
[0041]圖13以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第四示例；
[0042]圖14以分解圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第四示例；
[0043]圖15以平面圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第五示例；
[0044]圖16更詳細(xì)地示出本發(fā)明的設(shè)備的第五示例的彈簧部分；和
[0045]圖17以剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第六示例。
【具體實(shí)施方式】
[0046]本發(fā)明提供了一種光學(xué)操縱桿的機(jī)械配置，其部件數(shù)量低并提供可靠和一致的性能，尤其是通過支撐用戶接口的結(jié)構(gòu)(蓋)的設(shè)計(jì)。
[0047]本發(fā)明涉及一種操縱桿，其總體設(shè)計(jì)在W02010/035170和W02010/020906中進(jìn)行了描述。圖1和2是對W02010/035170復(fù)述，更多的細(xì)節(jié)請參見這些公開文獻(xiàn)。
[0048]圖1示出可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的光學(xué)操縱桿的電路的總體配置。
[0049]如圖1所示，多個(gè)光電傳感或敏感設(shè)備，例如光探測器(或光電探測器)Dl至D4具有光感應(yīng)功能。例如，圖1的布置示出探測器Dl至D4，但是可以提供任何合適數(shù)量η的探測器Dl至Dn以獲得所需的角度探測功能。探測器Dl至D4中的每一個(gè)可以由多個(gè)光敏感元件構(gòu)成，例如由光電二極管或光電晶體管構(gòu)成。
[0050]光發(fā)射元件S設(shè)置成與多個(gè)探測器Dl至D4相鄰，并布置成用于發(fā)射光，該光可以被反射單元5(未在圖1中示出，下文將進(jìn)行解釋)反射，以借助于反射單元5獲得在多個(gè)探測器Dl至D4中的每一個(gè)上的入射光。光源S可以由多個(gè)發(fā)光元件(例如LED)構(gòu)成。
[0051]所述多個(gè)探測器Dl至D4的一子組，在本示例中是第一和第二探測器Dl和D2，連接至第一處理單元6，布置用于對由各自的第一和第二探測器Dl和D2生成的對應(yīng)的輸出信號進(jìn)行預(yù)處理。
[0052]以相似的方式，所述多個(gè)探測器Dl至D4的另一子組，具體地是第三和第四探測器D3和D4連接至第二處理單元7，如在第一處理單元6的示例中那樣，用于提供對各個(gè)子組的探測器(探測器D3和D4)的輸出信號的對應(yīng)的預(yù)處理。
[0053]所述多個(gè)探測器Dl至D4的經(jīng)過預(yù)處理的輸出信號，具體地是第一和第二處理單元6和7的輸出信號被傳送至具有數(shù)據(jù)評估功能和控制裝置方式的控制器8。控制器8適用于一方面基于所述多個(gè)探測器Dl至D4的經(jīng)過預(yù)處理的輸出信號執(zhí)行數(shù)據(jù)評估，而另一方面執(zhí)行對整個(gè)檢測系統(tǒng)的控制。這包括對光源S的受控的驅(qū)動(dòng)，用于發(fā)射對應(yīng)的光。
[0054]可選地，所述多個(gè)探測器Dl至D4的輸出信號另外被傳送至也具有數(shù)據(jù)評估功能和控制裝置的另一控制器8a，用于按下按鈕命令檢測。該另一控制器8a適用于基于所述多個(gè)探測器Dl至D4的輸出信號來執(zhí)行數(shù)據(jù)評估。具體地，基于所述多個(gè)探測器中的每一個(gè)的輸出信號的供給，產(chǎn)生公共信號(通過對所有信號進(jìn)行求和)，并生成點(diǎn)擊信號(Z檢測信號)并之后將該點(diǎn)擊信號饋送至(中央)控制器8。
[0055]控制器8可以具有至任何另外的設(shè)備和相應(yīng)的控制裝置的連接，這依賴于檢測系統(tǒng)所連接至的設(shè)備或裝置或者檢測系統(tǒng)所應(yīng)用于的設(shè)備或裝置。
[0056]圖1示出電路結(jié)構(gòu)的總體連接，該總體連接用于在所示的電路的各種部件之間發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)以及電流和/或電壓信號。
[0057]圖1示出了操縱桿的電路和硬件的基本元件或部件，而圖2示出了可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的操縱桿的布置的剖視圖。
[0058]圖2的剖視圖示出封裝(或殼)9，其中在布置于封裝9的空腔11中的基板10上布置有或嵌有多個(gè)探測器(光電敏感元件、光接收元件)D1至D4。該基板借助于金屬層12固定于封裝9，優(yōu)選地固定于封裝9的空腔11中的中央部分中。
[0059]在圖1中示意性地示出的光源S布置在基板10上，優(yōu)選地但不一定作為獨(dú)立部件布置在其的中央部分處，或可以嵌于基板10中以基本上沿著在圖2中向上的方向發(fā)射光。
[0060]光源S優(yōu)選地位于基板10的中央部處，而所述多個(gè)探測器Dl至D4布置于光源S的周圍。在封裝與探測器Dl至D4和光源S之間的電連接由接合導(dǎo)線提供，封裝至外部的電連接可以是球形網(wǎng)、SMD (表面安裝器件)等，但是也可以使用柔性連接。
[0061]封裝的空腔11延伸至光源S以及由封裝9的側(cè)壁13所包圍的探測器Dl至D4的上方。因此，連接有探測器Dl至D4的基板10、光源S和對應(yīng)的接合的連接被共同容裝在封裝內(nèi)部，該封裝可以設(shè)置成IC封裝的形式。在這種情況下，檢測系統(tǒng)在IC封裝中實(shí)現(xiàn)。
[0062]在光源S上方，在可移動(dòng)物體上存在觸摸表面，優(yōu)選地設(shè)置成鈕14的形式，其可以由用戶觸摸以操作操縱桿。如圖2所示的鈕14基本上構(gòu)成封裝9及其空腔11上的蓋，并可以是能夠相對于封裝9進(jìn)行一定程度的移動(dòng)。為此，鈕14由柔性懸掛機(jī)構(gòu)柔性地支撐，所述柔性懸掛機(jī)構(gòu)優(yōu)選地設(shè)置成彈簧15的形式，該彈簧15允許鈕14在施加來自于用戶手指的力時(shí)圍繞虛擬點(diǎn)傾斜幾度。由于借助于彈簧15對封裝9上的鈕14的彈性支撐，當(dāng)移除用戶的手指的力時(shí)，該鈕可以返回到中央位置或靜止位置，這對應(yīng)于鈕14(可移動(dòng)物體)的釋放位置。其還能夠?qū)崿F(xiàn)按壓按鈕檢測，因?yàn)樵搹椈删哂袃蓚€(gè)穩(wěn)定的位置。當(dāng)反射表面移動(dòng)至光源附近時(shí)，到達(dá)傳感器的強(qiáng)度增大，而差分信號(用于產(chǎn)生X和y坐標(biāo))保持不變。于是，點(diǎn)擊功能可以被唯一地檢測。點(diǎn)擊檢測導(dǎo)致由光學(xué)傳感器提供的脈沖信號。
[0063]在鈕14的下部，在其與封裝9的空腔11相對置的表面上，反射單元5布置成使得面對光源S。反射單元5因此與鈕(可移動(dòng)物體)14具有功能關(guān)系或操作連接，并可以設(shè)置成反射鏡的形式，其可以具有對稱形狀，例如方形或圓形，反射單元5可以被安裝在鈕14的中央部處，所述鈕14可以設(shè)置成沿著圖2中向下的方向朝向基板10 (尤其是朝向光源S)延伸的突出部的形式。
[0064]因此，為獲得與鈕14的功能或操作連接，反射單元5被安裝于鈕14的底部，即鈕14的下表面，而鈕14的上表面構(gòu)成用于由用戶任意操作的觸摸表面。
[0065]彈簧15可以由金屬材料或塑料材料制成以提供鈕14的基本對稱的懸掛。例如，已知彈簧15在鈕14的中央部附近(即與用于固定反射單元5的突出部相鄰的位置)被固定于鈕14，而彈簧15的另外的端部由封裝的側(cè)壁13支撐。
[0066]整個(gè)設(shè)備的尺寸是大約幾毫米，但是如果需要的話，可以更大。應(yīng)當(dāng)注意，彈簧15的形狀和結(jié)構(gòu)、封裝9的形狀和尺寸以及鈕14的布置如圖2所示，僅僅是作為說明性的示例，這些部件可以以不同的合適的方式布置或設(shè)計(jì)，只要確保與操縱桿I的其它部件的正確的相互作用即可。
[0067]多個(gè)探測器Dl至D4、光源S和其它部件可以以集成的方式布置在封裝9的基板10上，以使得可以獲得片上解決方案。[0068]要注意的是，點(diǎn)擊信號檢測(通過處理器8a)是完全可選的。
[0069]本發(fā)明提供對該設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)的改進(jìn)。
[0070]圖3以從上方觀察的第一分解圖示出本發(fā)明的操縱桿的第一示例。
[0071]該設(shè)備的基座包括集成電路30，該集成電路30包括光源和探測器布置以及信號處理電路(雖然這可以替代地位于該設(shè)備的外部)。該光源和探測器布置沒有被詳細(xì)地示出，因?yàn)樗鼈兛梢耘c現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備完全相同。
[0072]位于集成電路30上方的是下殼體32。其具有四個(gè)懸掛點(diǎn)34，每個(gè)角中有一個(gè)。
[0073]板36設(shè)置在下殼體32的上方，在該示例中，反射器38 (以壓配合的方式)被保持在板36的中心的開口中。在優(yōu)選的示例中，該板是金屬板，但是也可以使用其它材料，只要它們能夠提供所需的彈性和強(qiáng)度。例如可以使用塑料材料。
[0074]該板36包括中央板構(gòu)件40。在所示的示例中，該板大體是方形的，且在方形的每個(gè)邊緣的外部周圍設(shè)有一彈簧臂42。彈簧臂42在一端42a處連接至中央板構(gòu)件40，并圍繞該方形的外邊緣延伸至自由端42b。
[0075]彈簧臂的一端42a由高度臺階連接至中央板構(gòu)件，以使得(在板的未變形狀態(tài)中)彈簧臂處于與中央板構(gòu)件40不同但平行的平面。該中央板構(gòu)件因此被提升至彈簧臂上方。
[0076]彈簧臂的自由端42b被布置成與懸掛點(diǎn)34配合，所述懸掛點(diǎn)34用作支撐件，以使得該板由彈簧臂42懸掛，并處于其上方。自由端42b因此在位置上被固定，彈簧臂變形以相對于所固定的自由端移動(dòng)中央板構(gòu)件。
[0077]彈簧臂允許中央?yún)^(qū)域樞轉(zhuǎn)，也允許其被豎直地下壓。然而，彈簧臂的設(shè)計(jì)使得它們抵抗橫向變形(因?yàn)槠鋵⒃趶椈杀鄣钠矫嬷?。這樣，該板提供反射器在χ-y平面(該平面平行于中央板構(gòu)件的平面)中的魯棒性的定位并防止結(jié)構(gòu)的橫向移動(dòng)。
[0078]在該示例中，自由端42b與懸掛點(diǎn)卡接配合，以使得它們提供在該板和下殼體之間的機(jī)械連接。正如從下文所理解的，這將整個(gè)結(jié)構(gòu)保持在一起。
[0079]每個(gè)彈簧臂的第一端42a還具有面向外的凸部44，如下文所述，凸部44的目的在于提供與頂蓋46的接合，所述頂蓋46是用戶輸入部。
[0080]該板36提供所述蓋的懸掛。該板不能移動(dòng)所在的僅有的點(diǎn)是彈簧臂的自由端42b。于是，通過在任意角位置下壓該板，四個(gè)彈簧臂將彎曲以容納中央板構(gòu)件40的新的角位置。
[0081]懸掛點(diǎn)34被設(shè)置成殼體的升高的區(qū)域，以使得整個(gè)板36可以被降低到殼體32中。
[0082]在所示的示例中，該板是大致方形的。然而，其可以是三角形的，且三個(gè)彈簧臂是能夠使任何角度位置被解決或分辨的最小數(shù)量?？梢栽O(shè)有五個(gè)或六個(gè)(或更多)彈簧臂。然而，四是優(yōu)選的，因?yàn)檫@能夠使得臂相對長。彈簧臂可以是直的(如圖所示)，或者是圍繞大致圓形的中央板構(gòu)件彎曲的。在所有的情況下，它們布置在中央板構(gòu)件的外周周圍，以使得中央板構(gòu)件被居中地和均勻地支撐。
[0083]彈簧構(gòu)件的固定端42a被圍繞中央板構(gòu)件40的形狀均勻地角度間隔開。
[0084]凸部44耦接至該蓋46的接合耳部48，在凸部44和接合耳部48之間設(shè)有壓扭配合的接合。存在相應(yīng)的開口 50，該開口可以被置于凸部44上方，然后蓋被扭轉(zhuǎn)以將凸部滑入保持槽52。蓋46的邊緣的上下移動(dòng)然后被轉(zhuǎn)換成四個(gè)凸部的上下移動(dòng)，尤其是離按下力的施加點(diǎn)最近的凸部或凸部對的上下移動(dòng)。
[0085]扭配合僅僅是如何固定蓋的一個(gè)示例。另一示例是使用過模制或模制出(over-moulded)的柔性的蓋部分。
[0086]該蓋46包括平坦的圓墊，以限定緊湊的用戶輸入設(shè)備。
[0087]在圖3中，反射器38被示出為安裝在板36下側(cè)的中心上的獨(dú)立部件。然而，該板可以自身提供所需的反射表面(如圖2所示的表面5)。
[0088]圖3還示出密封構(gòu)件54。其用作保護(hù)集成電路30的密封。其保持在該板36下面并位于下殼體32頂部的圓形開口 56上方。
[0089]密封構(gòu)件還能夠?qū)崿F(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)按壓點(diǎn)擊命令，且其具有兩個(gè)位置，一個(gè)是向上的釋放位置(如圖所示)，一個(gè)是下壓位置，但是當(dāng)不施加力時(shí)，其彈回到該釋放位置。
[0090]圖4示出從該下側(cè)的同一組部件。使用相同的參考標(biāo)號，另一描述將僅關(guān)于從下側(cè)可能更容易看到的特征給出。
[0091]反射器38可以從下側(cè)更清楚地被看到。其包括上銷55 (如圖8所示)和下銷56，所述上銷55是進(jìn)入中央板構(gòu)件40的中心的開口中的摩擦壓配合，下銷56是進(jìn)入密封構(gòu)件54的中心的開口中的摩擦壓配合。下銷56的底表面是經(jīng)過拋光的反射器表面。
[0092]蓋46的下側(cè)具有溝道60。如能夠可見的，這些與彈簧臂對齊并處于彈簧臂的自由端的位置。它們限定該板36的移動(dòng)的極限并因此限定蓋46的移動(dòng)的極限。當(dāng)該蓋被完全壓入到一個(gè)彈簧臂的區(qū)域中時(shí)，該溝道60置于彈簧臂42上方，且在溝道60的基座和彈簧臂42的頂部之間存在接觸。彈簧臂42的自由端還與懸掛點(diǎn)接觸。這提供非常緊湊的布置，該蓋的頂部僅僅是彈簧臂的厚度以及從懸掛點(diǎn)34至蓋的頂表面的厚度。
[0093]圖5更詳細(xì)地示出彈簧板36以及示例的尺寸。
[0094]如圖所示，該板被設(shè)計(jì)成使得其可以是沖壓部件，且其可以由不銹鋼形成。用于形成該板的片材的厚度被示出為0.15mm(典型地是0.1至0.5mm)，整體厚度(即考慮中央板構(gòu)件和彈簧臂的不同的高度)是0.4mm(典型地是0.3至2mm)。板構(gòu)件的外尺寸(即方形的邊長)通常是約7mm (典型地是5mm至20mm)。
[0095]圖6更詳細(xì)地示出下殼體32，也標(biāo)有示例尺寸。下殼體32的下表面與集成電路30的基座平齊，因此井64設(shè)置成集成電路配合到其中。井64具有涂黑的側(cè)壁66，以使得光學(xué)布置處于暗腔中。下殼體32的厚度是大約Imm (典型地是0.8mm至5mm)，用于容納集成電路，其幾乎填滿了井64的深度(該深度被示出為1.03mm)。下殼體32的外邊緣在尺寸上對應(yīng)于彈簧臂42的外邊緣(忽略凸部44)。
[0096]圖7更詳細(xì)地示出密封54，也帶有示例尺寸。其具有大約4mm的外徑，但是尺寸被設(shè)定成封閉位于井64上方的下殼體中的開口。下側(cè)具有亞光或無光澤的黑涂層68 (其當(dāng)然必須能夠承受彎曲)。
[0097]圖8更詳細(xì)地示出反射器38，也帶有示例尺寸。用于與該板中的開口接合的頂銷55示出具有0.5mm直徑，用于與密封構(gòu)件中的開口接合的底部頂銷56被示出為0.4mm直徑。其具有經(jīng)過拋光的下表面。
[0098]在組裝好的狀態(tài)中，反射器表面被安裝在集成電路的光源上方的所需位置。
[0099]該設(shè)備可以被容易地組裝。下殼體、密封構(gòu)件、板和反射器可以被組裝成堆疊件。當(dāng)互鎖的凸部和凹陷設(shè)置成圓周對準(zhǔn)時(shí)，彈簧臂的自由端42b與懸掛點(diǎn)34鎖住，例如通過扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0100]該設(shè)備被設(shè)計(jì)成能夠檢測3度或更小的傾斜方向，更優(yōu)選地能夠檢測I度或更小的傾斜方向。這又支配彈簧板需要移動(dòng)的距離。如可從圖5中所見的，總移動(dòng)可以小至
0.25mm(從0.4mm的起始厚度壓縮至0.15mm的最小厚度)。該最大下降可以在0.1mm至Imm范圍內(nèi)。
[0101]這樣，能夠?qū)崿F(xiàn)非常緊湊的設(shè)計(jì)，例如適合于集成到小型手持式設(shè)備中，例如移動(dòng)電話。
[0102]在上述示例中，該板36被壓印或按壓，以使得其具有在不同平面中的主中央構(gòu)件40和彈簧臂42。
[0103]中央板構(gòu)件40和彈簧臂可以處于同一平面中，以能夠使得厚度進(jìn)一步減小。圖9以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第二示例，圖10是分解圖。對于相同的部件使用相同的附圖標(biāo)號，該設(shè)備的總體操作是相同的。
[0104]中央板構(gòu)件40將反射器限定為其下側(cè)的表面的一部分。
[0105]該板36 (包括該中央板構(gòu)件40和彈簧臂42)被置于板載體36a內(nèi)以提供正確的對準(zhǔn)。
[0106]以與第一示例相同的方式，該板具有至少三個(gè)彈簧臂42，所述彈簧臂42在一端連接至中央板構(gòu)件，并圍繞中央板構(gòu)件的外邊緣延伸至自由端。該彈簧臂的自由端又被安裝到下殼體32的支撐件上，以使得該板由彈簧臂的端部懸掛。
[0107]該設(shè)計(jì)大體上與第一示例相同，明顯的差別是板36的厚度削減。
[0108]圖11以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的另一示例，圖12以分解圖示出第三示例。
[0109]該設(shè)計(jì)與圖9和10的形式實(shí)質(zhì)上相同。中央板構(gòu)件40和彈簧臂42也處在同一平面中，但是設(shè)置另一保持框架36b(又優(yōu)選為金屬)，其限定包封該板36的側(cè)壁。保持框架和該板36可以是單一部件，在彈簧臂42的靜態(tài)自由端具有連接。這些可以仍設(shè)置在下殼體上，用于附加的強(qiáng)度。
[0110]該單一部件也可以被壓印和按壓成形。該保持框架可以被固定于基板以將所有部件安裝到一起，其可以從圖12中最清楚地看出。這也示出兩件式下殼體32a、32b。
[0111]圖13以透視圖和剖視圖示出本發(fā)明的設(shè)備的第四示例，圖14示出分解圖。
[0112]該板36被模制成框架36c，其捕獲彈簧臂42的自由端42b。該彈簧臂和中央板構(gòu)件也處在同一平面中。彈簧臂的自由端也設(shè)置在下殼體32的一部分上，但是當(dāng)它們由框架36c固定于合適位置時(shí)，這不是必要的。
[0113]該設(shè)備可以被集成到細(xì)長的鍵盤中，其例如具有與鍵盤的鍵相同的大體輪廓。
[0114]圖15示出被實(shí)現(xiàn)為鍵盤/鍵區(qū)的鍵的操縱桿的示例的平面圖和剖視圖。鍵150是正常的鍵盤的鍵，鍵152是更大的操縱桿墊。鍵/墊具有在柔性結(jié)構(gòu)156上的蓋154。該板36如圖16所示。在該示例中，中央板構(gòu)件和彈簧臂也處于同一平面中，中央板構(gòu)件40被升高以置于蓋154下面。中央板構(gòu)件連接至環(huán)形框架158，其置于柔性結(jié)構(gòu)156下面。
[0115]圖17示出另一變體，其中該設(shè)備集成到多層基板中，該設(shè)備的基座由下面的基板的層限定。
[0116]多層PCB 170具有各種疊層。在所示的示例中，從頂部算的第三層171具有開口，ASIC 172安裝與該開口中。從頂部算的第二層173具有更大的開口，以使得穹頂支撐結(jié)構(gòu)174置于第三層171上。穹頂開關(guān)176 (也用作空腔閉合裝置)位于支撐結(jié)構(gòu)174上方。
[0117]頂部的PCB層178具有甚至更大的開口，以使得板180置于第二層173上，且板180的頂部可以與多層PCB的頂部平齊。這提供零高度解決方案，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)嵌入到PCB中。該板可以包括平面結(jié)構(gòu)和支撐框架，例如與圖10中所示的平面結(jié)構(gòu)和支撐框架相似的平面結(jié)構(gòu)和支撐框架。
[0118]在該設(shè)計(jì)中，該設(shè)備的基座由下面的基板(PCB)限定，僅僅四個(gè)部件限定設(shè)備的結(jié)構(gòu):ASIC、穹頂支撐件、穹頂和板。
[0119]本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施所要求的本發(fā)明的過程中可以根據(jù)對附圖、公開內(nèi)容和所附的權(quán)利要求對于所公開的實(shí)施例的其它變體進(jìn)行理解和實(shí)施。在權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”不排除其它的元件或步驟，限定詞“一個(gè)”不排除多個(gè)。僅有的事實(shí)是在彼此不同的從屬權(quán)利要求中限定的一些措施不意味著這些措施的組合不能用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)點(diǎn)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)解釋成對保護(hù)范圍進(jìn)行限制。
【權(quán)利要求】
1.一種操縱桿輸入設(shè)備,包括: 光源(S)，安裝在基板上或集成于基板中； 反射器(5)，安裝在光源上方，并能夠響應(yīng)于用戶致動(dòng)而傾斜； 光學(xué)傳感器布置(D1-D4)，設(shè)置在基板上或集成于基板中，用于檢測反射器傾斜的方向， 其中所述操縱桿輸入設(shè)備包括: 基座(32)； 設(shè)置在基座上方的板(36)，所述板的下側(cè)用于限定或承載反射器(5)，其中所述板包括中央板構(gòu)件(40)和至少三個(gè)彈簧臂(42)，所述彈簧臂在一端連接至中央板構(gòu)件(40)并圍繞中央板構(gòu)件的外邊緣延伸至自由端(42b)，其中自由端的位置被固定，以使得所述板由彈簧臂(42)懸掛；和 輸入部，成耦接至板(36)的蓋(46)的形式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中板(36)大體形成為多邊形的形狀，沿著每一邊設(shè)有一彈簧臂(42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，每個(gè)彈簧臂(42)借助于臺階區(qū)域(42a)連接至中央板構(gòu)件(40)，以使得在板的未變形狀態(tài)中，彈簧臂(42)處于與中央板構(gòu)件(40)不同的平面中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，在板的未變形狀態(tài)中，彈簧臂(42)和中央板構(gòu)件(40)處于同一平面中。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中蓋(46)包括圓墊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，所述圓墊是基本上平坦的。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，板(36)是不銹鋼部件。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，反射器(5)包括安裝在板(36)的下側(cè)上的獨(dú)立部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，反射器包括板(36)的下側(cè)的表面或施加于板(36)的下側(cè)的涂層。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，還包括密封穹頂(54)，所述密封穹頂耦接至所述板的下側(cè)并封閉基座(32)中的開口以限定封閉的空腔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，所述密封穹頂(54)能夠被壓下以使得其具有高位置和低位置，且其中當(dāng)被偏壓至低位置時(shí)，由光學(xué)傳感器布置產(chǎn)生脈沖。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，彈簧臂(42)的自由端(42a)與外殼接合。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，其中，彈簧臂(42)的自由端(42a)被安裝于基座的支撐件上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的操縱桿輸入設(shè)備，設(shè)置在鍵盤柔性墊區(qū)域(154)下方。
15.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，配置成檢測3度或更小的傾斜的方向，更優(yōu)選地能夠檢測I度或更小的傾斜的方向。
【文檔編號】G06F3/0338GK103443730SQ201280014941
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月7日
【發(fā)明者】赫伯特·內(nèi)梅特, 克里斯托夫·波塔科沃斯基 申請人:樓氏電子亞洲有限公司