方向或朝向鍵盤100的底部豎直向下。X方向和Y方向彼此正交并且與按壓方向正交。X方向和Y方向的組合可以定義正交于按壓方向的無限數(shù)量的附加橫向方向。因此，示例性橫向方向包括X方向(正和負(fù))、Y方向(正和負(fù))以及分量沿X方向和Y方向但不沿z方向的組合橫向方向。任何這些橫向方向的運(yùn)動分量有時在文中被稱為“平面”，因?yàn)檫@樣的橫向運(yùn)動分量可以被認(rèn)為處在正交于按壓方向的平面內(nèi)。
[0027]鍵盤100的一些或所有按鍵構(gòu)造為在各自的未按壓位置與按壓位置之間移動，未按壓位置與按壓位置沿按壓方向和正交于按壓方向的橫向方向間隔開。也就是說，這些按鍵的觸摸表面表現(xiàn)出具有沿負(fù)Z方向和橫向方向的分量的運(yùn)動。在文中所述的實(shí)例中，橫向分量通常沿正X方向或負(fù)X方向以便于理解。然而，在不同的實(shí)施例中，并且視情況重新定向選擇按鍵元素，未按壓位置與按壓位置之間的橫向分離可單獨(dú)沿正X方向或負(fù)X方向、單獨(dú)沿正Y方向或負(fù)Y方向或沿具有沿X方向和Y方向分量的組合方向。
[0028]因此，鍵盤100的這些按鍵可以被描述為表現(xiàn)從未按壓位置到按壓位置的“對角線”運(yùn)動。此對角線運(yùn)動包括“Z”(或豎直)平移分量和橫向(或平面)平移分量的運(yùn)動。由于此平面平移的發(fā)生伴隨著觸摸表面的豎直行程，因此它可以被稱為觸摸表面的“對豎直行程的平面平移響應(yīng)性”或“豎直-橫向行程?！?br>[0029]鍵盤100的一些實(shí)施例包括具有水平按鍵的鍵盤，這種水平按鍵當(dāng)在正常使用期間被按壓時通過其各個豎直-橫向行程時保持大致水平的定向。也就是說，這些水平按鍵的鍵帽(進(jìn)而是這些按鍵的觸摸表面)響應(yīng)于在正常使用期間發(fā)生的按壓表現(xiàn)出沿任何軸線很小的旋轉(zhuǎn)或沒有旋轉(zhuǎn)。因此，鍵帽存在很小或沒有滾動、傾斜、偏轉(zhuǎn)并且相關(guān)聯(lián)的觸摸表面在從未按壓位置到按壓位置的運(yùn)動期間保持相對水平和基本相同的定向。
[0030]在各種實(shí)施例中，與豎直-橫向行程相關(guān)聯(lián)的橫向運(yùn)動可以通過增加沿按壓方向給定量的豎直行程的總按鍵行程來改善按鍵的觸覺感受。在不同的實(shí)施例中，豎直-橫向行程也通過對用戶賦予觸摸表面比實(shí)際行進(jìn)了更大的豎直距離的感知來增強(qiáng)觸覺感受。例如，豎直-橫向行程的橫向分量可對與觸摸表面接觸的手指墊皮膚施加切向摩擦力，并且引起皮膚和手指墊的變形，這被用戶感知為額外的豎直行程。然后這產(chǎn)生了更大豎直行程的觸覺錯覺。在一些實(shí)施例中，在回程上將按鍵從按壓位置返回到未按壓位置也涉及使用橫向運(yùn)動模擬更大的豎直行程。
[0031]為了使鍵盤100的按鍵120啟用豎直-橫向行程，按鍵120是按鍵組件的一部分，每個部分包括實(shí)現(xiàn)平面平移、通過將相關(guān)聯(lián)的鍵帽保持在未按壓位置來準(zhǔn)備按鍵120并且將按鍵120返回到未按壓位置的機(jī)構(gòu)。一些實(shí)施例還包括使鍵帽保持水平的機(jī)構(gòu)。一些實(shí)施例利用針對每個功能的單獨(dú)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些功能，而一些實(shí)施例利用同一機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)這些功能中的兩個或更多個功能。例如，“偏壓”機(jī)構(gòu)可提供準(zhǔn)備功能、返回功能或準(zhǔn)備和返回功能兩者。提供準(zhǔn)備和返回功能兩者的機(jī)構(gòu)在文中稱為“準(zhǔn)備/返回”機(jī)構(gòu)。作為另一實(shí)例，水平化/平面平移產(chǎn)生機(jī)構(gòu)可水平化且產(chǎn)生平面平移。作為另外的實(shí)例，可由同一機(jī)構(gòu)提供功能的其他組合。
[0032]鍵盤100可使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)用于檢測鍵盤100的按鍵的按壓。例如，鍵盤100可采用基于傳統(tǒng)電阻薄膜開關(guān)技術(shù)的按鍵開關(guān)矩陣。按鍵開關(guān)矩陣可位于按鍵120的下方并且構(gòu)造為當(dāng)按壓按鍵120時產(chǎn)生指示按鍵按壓的信號。選擇性地，示例性鍵盤100可采用其他的按鍵按壓檢測技術(shù)來檢測與按鍵120的位置或運(yùn)動的細(xì)小或粗略變化相關(guān)聯(lián)的任何變化。示例性按鍵按壓檢測技術(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、聽覺、超聲波、光學(xué)及其他適當(dāng)技術(shù)。根據(jù)許多這些技術(shù)，一個或多個預(yù)先設(shè)定的或可變的閾值可以被定義來識別按壓和釋放。
[0033]作為具體實(shí)例，電容傳感器電極可以設(shè)置在觸摸表面的下方，并且檢測由于觸摸表面的按壓狀態(tài)的變化而導(dǎo)致的電容變化。電容傳感器電極可采用基于傳感器電極與觸摸表面之間的電容耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在一些實(shí)施例中，該觸摸表面部分或全部是導(dǎo)電的，或者導(dǎo)電元件附接在觸摸表面上并且保持為恒定電壓，諸如系統(tǒng)地極。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，從而改變所測量的電容耦合。在一個實(shí)施方式中，絕對電容感測方法在電容傳感器電極位于具有觸摸表面的組件的底下的情況下進(jìn)行操作，相對于參考電壓(例如，系統(tǒng)地極)調(diào)制傳感器電極，并且檢測該傳感器電極與具有觸摸表面的組件之間的電容耦合用于測定觸摸表面的按壓狀態(tài)。
[0034]—些電容實(shí)施方式采用基于傳感器電極之間的電容耦合的變化的“互電容”(或“跨越電容”)感測方法。在不同的實(shí)施例中，觸摸表面靠近傳感器電極的近端改變傳感器電極之間的電場，從而改變所測量的電容耦合。觸摸表面可以是導(dǎo)電的或非導(dǎo)電的、電驅(qū)動的或浮動的，只要其運(yùn)動能夠引起傳感器電極之間的電容耦合產(chǎn)生可測量的變化即可。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(也稱為“發(fā)射器”)與一個或多個接收器傳感器電極(也稱為“接收器”)之間的電容耦合來進(jìn)行操作。發(fā)射器傳感器電極可相對于參考電壓(例如，系統(tǒng)地極)被調(diào)制為發(fā)射信號。接收器傳感器電極可相對于參考電壓保持基本恒定以便于接收所產(chǎn)生的信號。由此產(chǎn)生的信號可包括對應(yīng)于一個或多個發(fā)射器信號和/或?qū)?yīng)于環(huán)境干擾的一個或多個源(例如，其他電磁信號)的效果(數(shù)個效果)。傳感器電極可以是專門的發(fā)射器或接收器，或者可以構(gòu)造為既發(fā)射又接收。
[0035]在一個實(shí)施方式中，跨越電容感測方法在兩個電容傳感器電極位于觸摸表面底下，即，一個發(fā)射器和一個接收器的情況下進(jìn)行操作。接收器所接收到的由此產(chǎn)生的信號受到發(fā)射器信號和觸摸表面的位置的影響。
[0036]在一些實(shí)施例中，用于檢測觸摸表面按壓的傳感器系統(tǒng)還可以檢測預(yù)按壓。例如，電容傳感器系統(tǒng)也能夠檢測輕輕觸摸觸摸表面的用戶，并且將其與按壓觸摸表面相區(qū)分。這樣的系統(tǒng)可以支持多級觸摸表面輸入，其可對輕觸和按壓做出不同響應(yīng)。
[0037]一些實(shí)施例構(gòu)造為從力對傳感器信號的效果來測定對觸摸表面施加的力的量。也就是說，觸摸表面的凹陷量與一個或多個特定傳感器讀數(shù)相關(guān)，這樣可以從傳感器讀數(shù)(或數(shù)個讀數(shù))確定按壓力的量。
[0038]在一些實(shí)施例中，用于感測的基板也用來提供與觸摸表面相關(guān)聯(lián)的背光。作為具體的實(shí)例，在一些實(shí)施例中，利用在觸摸表面底下的電容傳感器，電容傳感器電極設(shè)置在透明或半透明的電路基板上，諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、另外的聚合物或玻璃。那些實(shí)施例中的某些實(shí)施例使用電路基板作為導(dǎo)光系統(tǒng)的一部分，用于從背后照亮可通過觸摸表面看到的符號。
[0039]圖1還顯示了相對于鍵盤100的按鍵122的剖面線A-A’，將在下面進(jìn)行討論。
[0040]鍵盤100可以被集成或耦接到包括一個或多個處理系統(tǒng)的諸如筆記本電腦等的計(jì)算機(jī)上。處理系統(tǒng)(數(shù)個處理系統(tǒng))分別包括一個或多個1C(集成電路)，其具有用于對按鍵按壓做出響應(yīng)的適當(dāng)?shù)奶幚砥骺蓤?zhí)行的指令。這些指令指導(dǎo)適當(dāng)?shù)?C(數(shù)個1C)操作鍵盤傳感器來判斷按鍵是否被按壓(或按壓的程度)，并且向筆記本的主CPU提供按壓狀態(tài)的指示或向筆記本的用戶提供對按壓狀態(tài)的響應(yīng)。
[0041 ]盡管這里討論的定向術(shù)語、豎直-橫向行程、感測技術(shù)和實(shí)施方式選擇集中在鍵盤100，但這些討論很容易類推到文中所述的其他觸摸表面和設(shè)備。
[0042]根據(jù)文中所述技術(shù)的各種實(shí)施例，包括無金屬彈簧圓頂或橡膠圓頂?shù)膶?shí)施例，提供了類似于圖2中的曲線210的力響應(yīng)曲線。許多觸覺鍵盤按鍵采用不小于0.4且不大于0.6的彈簧比率。其他觸覺鍵盤按鍵可使用在這些范圍以外的彈簧比率，諸如不小于0.3且不大于0.5、不小于0.5且不大于0.7。
[0043]其他實(shí)施例提供了具有其他形狀的其他響應(yīng)曲線，包括具有呈線性或非線性的力和按鍵行程關(guān)系的響應(yīng)曲線。示例性非線性關(guān)系包括分段呈線性的、包含線性和非線性部分、或具有不斷變化的斜率的關(guān)系。力響應(yīng)曲線也可以是非單調(diào)的、單調(diào)的、或嚴(yán)格單調(diào)的。
[0044]例如，根據(jù)文中所述技術(shù)制成的按鍵120可以構(gòu)造為提供曲線210所示的響應(yīng)、或任何適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)曲線。對用戶施加的反作用力可相對于總按鍵行程量、沿按壓方向的按鍵行程量或沿橫向方向的按鍵行程量呈線性或非線性增加。作為具體實(shí)例，所施加的力可相對于按鍵行程量以恒定斜率增加直至相對于其未按壓位置的力或按鍵移動的第一量，然后達(dá)到平衡(以恒定力)或減少到力或按鍵移動的第二量。
[0045]圖3A-3B是第一示例性觸摸表面組件的簡化橫截面視圖。按鍵組件300可用于實(shí)現(xiàn)各種按鍵，包括鍵盤100的按鍵122。在本實(shí)施例中，其中圖3A-3B描繪了按鍵