專利名稱：超薄觸摸鍵盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供至少一個(gè)按鍵并且構(gòu)造成多個(gè)相互堆疊的薄層的觸摸鍵盤裝置，其具有由拱頂支撐層構(gòu)成的一層，對(duì)每個(gè)按鍵具有彈性可變形拱頂設(shè)置在各個(gè)按鍵的下面。
背景技術(shù)：
通常，典型的鍵盤裝置基于具有設(shè)置在其間和每個(gè)按鍵下面的彈性可變形拱形元件的復(fù)合層結(jié)構(gòu)。按鍵的執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分設(shè)置在拱頂頂部的外表面，通過它，拱頂向設(shè)置在低層的用來提供電接觸端子的環(huán)形邊緣展開。通過將外壓力施加在按健上，從而施加在拱頂?shù)纳媳砻?，拱頂變形?dǎo)致其內(nèi)表面接觸設(shè)置在拱頂下的電接觸端子。
這種典型鍵盤裝置的按鍵的截面在附圖5中示意性描述。就像可以從中看到的，按鍵10，例如模制按鍵，提供與按鍵一體形成或附加在那里的執(zhí)行桿15。執(zhí)行桿15直接設(shè)置在與典型地由塑料膜制成的拱頂支撐膜20相連的金屬拱頂25外表面的頂部。金屬拱頂25由其開口環(huán)形邊緣設(shè)置在彎曲膜30上，這樣拱頂25的表面對(duì)于按鍵10或執(zhí)行桿15限定一種凹面和對(duì)于彎曲膜30限定一種凸面。通常形成基層的彎曲膜30由包括導(dǎo)電端子35的電路組成，導(dǎo)電端子35典型地在金屬材料的各個(gè)拱頂25的環(huán)形口內(nèi)部。通過操作按鍵10，執(zhí)行桿15按壓拱頂25造成拱頂25的變形，這樣金屬拱頂25的內(nèi)表面朝著彎曲膜30被壓下以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電端子35之間的連接。通常，拱頂25的彎曲變形為用戶提供了觸摸鍵的操作回復(fù)。按鍵10可以被覆蓋和/或以特定方式保持在一定位置，例如，通過適當(dāng)?shù)臒釅簣D形層50按照所畫圖案封裝按鍵。此外，在拱頂支撐膜20和最高的圖形層50之間，可以?shī)A設(shè)電發(fā)光膜40來發(fā)出光線在鍵盤使用者的方向透過圖形層50。
然而，提供觸摸復(fù)合層鍵盤裝置的這種或類似結(jié)構(gòu)的重要問題之一，與涉及到的整體的厚度有關(guān)，尤其是觸摸鍵盤應(yīng)用在小型電子設(shè)備中的情況下，例如移動(dòng)電話或其他手提式電子設(shè)備。因此，那些例如移動(dòng)電話工業(yè)的產(chǎn)業(yè)努力通過保持甚至提高觸感來降低這種鍵盤的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的是根據(jù)上述討論的技術(shù)狀況提供一種新的并且改進(jìn)的，可實(shí)現(xiàn)有效降低厚度的觸摸復(fù)合層膜鍵盤裝置的結(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的發(fā)明的解決方案令人驚訝地通過具有根據(jù)一個(gè)所附獨(dú)立權(quán)利要求的特征的主題來實(shí)現(xiàn)。
有利的和/或優(yōu)選實(shí)施例或明確表達(dá)是各個(gè)從屬權(quán)利要求的主題。
因此，本發(fā)明提出為電子設(shè)備提供一種觸摸鍵盤或數(shù)字按鍵鍵盤裝置，這樣該裝置構(gòu)造成多個(gè)薄層，尤其是膜基層，相互堆疊形成至少一個(gè)觸摸鍵的基本結(jié)構(gòu)，對(duì)于每個(gè)鍵多層中的一層由具有彈性可形變拱頂?shù)墓绊攲訕?gòu)成，其中拱頂設(shè)置在各個(gè)用于按鍵操作或操控的，由其環(huán)形邊緣定位的用戶區(qū)域的下面，并且其頂端定向在相反的方向，從而形成或限定了對(duì)于按鍵操作用戶區(qū)域的凸起表面。
因此，由于拱頂?shù)姆较虻怪?，關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)狀況，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，拱頂邊緣自己限定了按鍵區(qū)域，其足夠確保由使用者進(jìn)行的提供外力引起拱頂可確定的彎曲變形的精確的按鍵操作，而不需要附加的單獨(dú)的按鍵。因此，通過同時(shí)保持所發(fā)明的鍵盤裝置的觸摸操作回復(fù)與用戶所習(xí)慣的相同，鍵盤裝置的整體厚度可以大幅減少。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)是方便地為用戶提供良好的按鍵和/或按鍵操作區(qū)域的辨別功能。這通過由圖形膜層來提供覆蓋和保護(hù)下膜層的上膜層來實(shí)現(xiàn)，圖形膜層通過圖形定義，尤其是通過象形圖的方式，在各個(gè)用戶按鍵選擇的情況下用壓力來施加的各個(gè)按鍵區(qū)域來形成所發(fā)明的鍵盤裝置的用戶可視表面。由于附加按鍵不包括在本發(fā)明的裝置中，并因此，實(shí)質(zhì)上發(fā)明的裝置的表面是平坦的，圖形膜層不需要用熱壓成型。
為了提供電連接功能來響應(yīng)按鍵操作包括電路的彎曲膜設(shè)置在拱頂層的拱頂邊緣上，這樣電路的各個(gè)導(dǎo)體連接端子優(yōu)選地安置在彎曲膜下面的環(huán)形拱頂邊緣限定的區(qū)域內(nèi)。這樣，響應(yīng)施加給相關(guān)按鍵區(qū)域的外部壓力的拱頂?shù)臄D壓，拱頂?shù)膬?nèi)表面按壓在端子上，并且實(shí)現(xiàn)閉合分配給按鍵的電路的導(dǎo)體的電連接。
為了進(jìn)一步提高安全導(dǎo)電功能而不需要施加過度的外部壓力，優(yōu)選的，至少一個(gè)拱頂由可以閉合導(dǎo)體的導(dǎo)電材料制成，也就是，直接將各個(gè)導(dǎo)體連接端子與拱頂?shù)膬?nèi)表面連接。拱頂自身可以由拱頂層整體形成。然而，至少在拱頂由導(dǎo)電材料制成的情況下，拱頂通過任何適當(dāng)?shù)姆绞?，例如通過粘合劑，連接在塑料制成的拱頂支撐膜上。
還有進(jìn)一步的目的，是提高觸摸按鍵的操作回復(fù)并進(jìn)一步提高安全導(dǎo)電功能。這優(yōu)選地通過設(shè)置在的拱頂層下面的執(zhí)行機(jī)構(gòu)層實(shí)現(xiàn)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)層包括直接設(shè)在位于各個(gè)可變形拱頂后側(cè)或外側(cè)的頂端下面的執(zhí)行柱或桿，用來定義一種支撐響應(yīng)由用戶向按鍵區(qū)域施加的外部壓力的拱頂?shù)木_的和接觸按壓力的反作用。
執(zhí)行柱或桿優(yōu)選地模制或印刷在塑料材料制成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)支撐膜上來提供承受力和剛度，或者成為在其上安裝鍵盤的電子設(shè)備塑料外殼的一部分。
為了進(jìn)一步激發(fā)按鍵區(qū)域的觸感，建議在按鍵區(qū)域的準(zhǔn)確位置增加絲網(wǎng)印刷在圖形層頂端的UV墨水層來支持模擬按鍵。
此外，為了提供鍵盤，尤其是各個(gè)按鍵或按鍵區(qū)域，良好的清晰度或可識(shí)別性，可以另外在圖形層和彎曲膜層中間壓入發(fā)光側(cè)朝向圖形層的發(fā)光層，例如電發(fā)光層。用來激發(fā)嵌在這種發(fā)光層內(nèi)的發(fā)光裝置的電源供應(yīng)可以很容易地由直接鄰近發(fā)光層的彎曲膜層的電路來提供。
因此，發(fā)明的鍵盤或擴(kuò)充鍵盤裝置的優(yōu)選的實(shí)施例構(gòu)成為相互堆疊在一起的多個(gè)膜基層，包括下執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜層、堆疊在其上的金屬拱頂膜層、堆疊在其上的彎曲膜層、堆疊在其上的電發(fā)光膜層和堆疊在其上的圖形膜層。
因此，具有這樣發(fā)明的觸摸鍵盤裝置的電子設(shè)備可以提供厚度的全面降低，并因此，這樣的電子設(shè)備優(yōu)選地是例如移動(dòng)電話、MDA(移動(dòng)數(shù)字助手)、PDA(個(gè)人數(shù)字助手)或WDA(無線數(shù)字助手)的手提電子設(shè)備。
上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將通過下述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述和參照附圖更加明顯。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的觸摸鍵盤裝置的若干堆疊層的示意圖，圖2是表示通過按鍵中心，例如沿圖1中的A-A線橫截面區(qū)域示意圖，描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的觸摸按鍵在沒有被操控時(shí)的初始狀態(tài)下的層結(jié)構(gòu)，圖3是表示根據(jù)圖2的橫截面區(qū)域的示意圖，但是是在按鍵被操控的按壓狀下，圖4是示意性地表示整個(gè)鍵盤可以與適合發(fā)明的鍵盤裝置并且是外殼的一部分的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一起設(shè)置在其中的塑料外殼，以及圖5是示意性地表示典型結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，描述發(fā)明的多層鍵盤裝置的第一優(yōu)選實(shí)施例，該鍵盤裝置包括作為基層的執(zhí)行機(jī)構(gòu)層110。根據(jù)圖1，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)層由插入執(zhí)行桿或柱115的薄塑料膜110制成。在執(zhí)行機(jī)構(gòu)層110上，隨后包括支撐多個(gè)金屬拱頂125的拱頂支撐塑料膜120的拱頂層、包括電路(圖1中未示出)的彎曲膜130的層、電發(fā)光膜140的層和圖形膜150的層分別相互堆疊。因此，拱頂支撐膜120和彎曲膜130的順序與圖5中的典型鍵盤結(jié)構(gòu)相反。
通常，并根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)膜基于一種塑料材料薄膜。此外，尤其是膜110、120和140可以具有預(yù)定數(shù)量的間隙孔118、128或148，用來使這些膜取決于各個(gè)預(yù)定鍵盤設(shè)計(jì)的機(jī)械和電部件進(jìn)行簡(jiǎn)便并適當(dāng)?shù)陌惭b。
此外，電發(fā)光膜140包括多個(gè)用來發(fā)射光線透過圖形層150的發(fā)光燈裝置145，如圖2和3中箭頭L所示。如圖1中描述的發(fā)光燈裝置145排列用于鍵盤表面區(qū)域的照明。為了實(shí)現(xiàn)這樣的功能，電發(fā)光膜140的基礎(chǔ)塑料膜優(yōu)選地在其上提供若干印刷的墨水，例如ITO(氧化銦錫)、電解質(zhì)、AG(銀)和C(碳)，對(duì)應(yīng)地，陽(yáng)極和陰極由中間發(fā)光材料提供。用于電激發(fā)的能量供給(未示出)由彎曲膜130的印刷電路提供。為了提供電路，彎曲膜130的塑料材料可以適當(dāng)層壓銅片，在圖2和3中參照參考標(biāo)記131，由絕緣物覆蓋，在圖2和3中參照參考標(biāo)記132。
此外，圖形膜150由圖形155視覺表現(xiàn)各個(gè)按鍵提供給用戶。被嵌入到拱頂支撐塑料膜120中，并且因此相互之間電隔絕的多個(gè)彎曲可變形金屬拱頂125中的每一個(gè)與由執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜110支撐并如此排列的執(zhí)行桿或柱115中的各個(gè)排列成行，這樣至少一個(gè)拱頂125和一個(gè)桿115精確設(shè)置在表示按鍵的圖形155下面。
因此，如在圖2和3中可看到的，其示意出通過與發(fā)明的多層鍵盤裝置稍微不同的實(shí)施例的按鍵的中心，例如沿圖1中的A-A線的橫截面區(qū)域，不僅拱頂支撐膜120和彎曲膜130的順序與圖5中典型的鍵盤結(jié)構(gòu)相反，并且拱頂125自身的方向與圖5中典型鍵盤結(jié)構(gòu)中的拱頂25相反。
金屬拱頂125設(shè)置成在間隙孔128之內(nèi)，這樣拱頂125的頂端126定向在用戶可視的鍵盤表面的相反方向，并且其向鍵盤表面展開到環(huán)形拱頂邊緣127，彎曲膜130設(shè)置在環(huán)形拱頂邊緣127上。這樣，環(huán)形拱頂邊緣127自身限定了按鍵區(qū)域，該按鍵區(qū)域足以確保精確的由用戶通過提供外力而不需要附加單獨(dú)的按鈕的按鍵操作。
這樣，由于不需要任何模制按鍵或單獨(dú)的按鈕，發(fā)明的鍵盤裝置的整體厚度可以大大降低。對(duì)于圖5所示的典型結(jié)構(gòu)的大約2.50mm的厚度，發(fā)明的相反的鍵盤結(jié)構(gòu)的厚度可以降低到大約1.56mm和更低。結(jié)果，發(fā)明的鍵盤裝置非常適用于小型電子設(shè)備，例如像移動(dòng)電話或PDA的手提電子設(shè)備。
由于彎曲膜130的絕緣蓋層132，金屬拱頂125和電路131電絕緣。在拱頂邊緣127限定的開口區(qū)域內(nèi)，彎曲膜130設(shè)有印刷電路131的導(dǎo)電端子135。將外壓力P施加到按鍵區(qū)域頂端造成拱頂125的彎曲變形，這樣，金屬拱頂125的內(nèi)表面變得與導(dǎo)電端子135相接觸，從而實(shí)現(xiàn)電連接并為用戶提供觸摸按鍵操作回復(fù)。
替換地，彎曲膜的導(dǎo)電端子可以形成為并這樣排列，即響應(yīng)外部壓力，變形拱頂?shù)膬?nèi)拱頂表面造成兩個(gè)導(dǎo)體端子變成相互接觸。相應(yīng)的，對(duì)于這樣的替換，拱頂125不需要是金屬材料的，并且這樣，使用非導(dǎo)電拱頂，拱頂和彎曲膜電路之間的電絕緣就不是必須的，并且拱頂可以作為拱頂層的整體部件形成，尤其是適當(dāng)形成的拱頂支撐膜的一部分。
從圖2和3中還可以進(jìn)一步看出，在拱頂層下面的執(zhí)行機(jī)構(gòu)層110的各個(gè)執(zhí)行柱或桿115可以形成并設(shè)置為直接在位于可變形拱頂125的后側(cè)或外側(cè)的頂端126的下面，來支撐響應(yīng)由用戶施加給按鍵的外壓力的拱頂125的精確按壓，以提高安全導(dǎo)電功能并增加對(duì)用戶的觸摸按鍵操作回復(fù)。
然而作為替換方式和如圖1和4所示，執(zhí)行柱或桿115也可以形成為具有提供小開口區(qū)域的一種環(huán)形邊緣116，拱頂頂端位于小開口區(qū)域內(nèi)。
執(zhí)行柱或桿115和執(zhí)行機(jī)構(gòu)支撐層110可以制造一層或多層。例如，執(zhí)行柱或桿115可以是模制的，插入或印刷在塑料材料制成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)支撐層上來提供足夠的上述承受力和剛性。然而注意到，執(zhí)行機(jī)構(gòu)支撐層也可以由塑料外殼形成，如圖4中所示，或類似的，例如整個(gè)鍵盤與作為塑料外殼的一部分的執(zhí)行柱或桿115一起放置在塑料外殼上。
此外，如圖2和3所述，在圖形層150的頂部，在按鍵區(qū)域的精確位置，附加的UV墨水層160被隨意地絲網(wǎng)印刷來支撐模擬按鈕并且保持接觸按鍵區(qū)域時(shí)手指的良好感覺。這樣的層160也可以由盲文印刷或浮凸印刷來提供。
權(quán)利要求
1.一種用于電子設(shè)備的觸摸鍵盤裝置，該裝置由相互堆疊在一起的多個(gè)薄層構(gòu)成，并且為至少一個(gè)觸摸按鍵提供基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，對(duì)于每個(gè)按鍵，多層中的一層由具有彈性可變形拱頂(125)的拱頂層(120，125)構(gòu)成，其特征在于每個(gè)拱頂(125)設(shè)置在各個(gè)用于按鍵操控的用戶區(qū)域下面，這樣拱頂(125)的表面形成關(guān)于用于按鍵操控的用戶區(qū)域的頂端表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸鍵盤裝置，其特征還在于上圖形層(150)限定鍵盤裝置表面和用于按鍵操控的用戶區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸鍵盤裝置，其中圖形層基于塑料材料薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸鍵盤裝置，其特征還在于至少一個(gè)UV墨水層(160)在圖形層(150)上來模擬一種觸摸按鈕。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的觸摸鍵盤裝置，其特征在于光發(fā)射層(140)直接在圖形層(150)下面來發(fā)射穿透那里的光線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的觸摸鍵盤裝置，其中光發(fā)射層(140)包括電發(fā)光膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸鍵盤裝置，其特征還在于具有彎曲膜(130)的層包括電路端子(135)，具有設(shè)置在彎曲膜(130)下面、并且適于實(shí)現(xiàn)電路端子(135)之間電連接的可變形拱頂(125)，來響應(yīng)施加給按鍵導(dǎo)致拱頂(125)變形的外部壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的觸摸鍵盤裝置，其中每個(gè)彈性可變形拱頂(125)從拱頂頂端(126)向臨靠在彎曲膜層的環(huán)形拱頂邊緣(127)展開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的觸摸鍵盤裝置，其中彎曲膜層包括彎曲膜(130)上的電路(131)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的觸摸鍵盤裝置，其中彎曲膜(130)的電路(131)的電路端子(125)位于環(huán)形拱頂邊緣(127)限定的區(qū)域內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸鍵盤裝置，其中拱頂(125)由導(dǎo)電材料制成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的觸摸鍵盤裝置，其中拱頂(125)包括臨靠在覆蓋印刷在彎曲膜(130)上的電路(131)上的絕緣膜(132)的環(huán)形拱頂邊緣(127)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸鍵盤裝置，其中至少一個(gè)可變形拱頂(125)與拱頂膜整體形成，或者可以設(shè)置在拱頂層的拱頂支撐膜(120)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸鍵盤裝置，其特征還在于，在拱頂層(120，125)下面的執(zhí)行機(jī)構(gòu)層(110)包括在每個(gè)可變形拱頂(125)下面的執(zhí)行柱或桿(115)來支撐響應(yīng)施加給按鍵的外部壓力(P)的拱頂(125)的變形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的觸摸鍵盤裝置，其中執(zhí)行柱或桿(115)是插入、模制或印刷在塑料材料制成的執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜(110)上的，或者是整個(gè)鍵盤放置在其上的塑料外殼的一部分。
16.一種用于電子設(shè)備的由相互堆疊在一起的多個(gè)薄層構(gòu)成的觸摸鍵盤裝置，該裝置包括下執(zhí)行機(jī)構(gòu)層(110，115)、堆疊在其上的包括由塑料膜(120)支撐的可變形拱頂(125)的層、堆疊在其上的包括提供電路端子(135)的彎曲膜(130)的層、堆疊在其上的包括電發(fā)光膜(140)的層和堆疊在其上的圖形膜層(150)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的觸摸鍵盤裝置，其中拱頂(125)的頂端(126)從臨靠在執(zhí)行機(jī)構(gòu)層(110，115)上的拱頂頂端(126)向臨靠在包括彎曲膜(130)的層上的環(huán)形拱頂邊緣(127)展開。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的觸摸鍵盤裝置，其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)層(110，115)包括插入、模制或印刷在塑料材料制成的膜(110)上的執(zhí)行柱或桿(115)，或者是整個(gè)鍵盤放置在其上的塑料外殼的一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提供至少一個(gè)按鍵，并且由相互堆疊在一起的多個(gè)膜層構(gòu)成的觸摸鍵盤裝置，每個(gè)按鍵具有其中由拱頂層構(gòu)成的一個(gè)層，彈性可變形拱頂設(shè)置在各個(gè)按鍵下面。為了提供能夠顯著降低厚度的這樣的觸摸多層膜鍵盤裝置新的和改進(jìn)的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提出用于電子設(shè)備的觸摸鍵盤裝置，該裝置由相互堆疊在一起的多個(gè)膜層構(gòu)成，并且為至少一個(gè)觸摸按鍵提供基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個(gè)按鍵有由具有彈性可變形拱頂(125)的拱頂層(120，125)構(gòu)成的多層中的一層，并且每個(gè)拱頂(125)設(shè)置在各個(gè)用戶區(qū)域下面用于按鍵操控的，這樣拱頂(125)的表面形成關(guān)于用于按鍵操控的用戶區(qū)域的頂端表面。
文檔編號(hào)G06F3/02GK1750201SQ20051011325
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月1日
發(fā)明者埃馬紐埃爾·德瑞奇卡, 斯蒂芬·蒙施 申請(qǐng)人:莫列斯公司