本发明总的来说涉及手持式电子装置，尤其涉及用于手持式电子装置的键盘。

已知多种类型的手持式电子装置。这些手持式电子装置的例子包括：如，个人数字助理(PDA)、手持计算机、双向呼机、蜂窝式电话等等。这些手持式电子装置通常希望是便携的因而必须相当小。许多手持式电子装置具有无线通信性能，尽管许多这种手持式电子装置是单机设备。因为手持式电子装置一般是便携的，也希望装置的形状因数(form factor)足够小并且符合人机工程学，以便能够方便地利用用户包中的带夹、手动地或在公文包中被运输。技术的改进已允许这种手持式电子装置的形状因数被减小，同时增加该手持式电子装置的通用性和功能性，例如通过增加装置提供的功能的数量以及增加软件应用的数量和特征的多样性。然而，随着手持式电子装置的形状因数减小并且由装置提供的功能的数量增加，装置将可能变得使用不便和难以使用。从而，也希望当其形状因数减小并且其通用性提高时，提高手持式电子装置的可用性。以前的增加这种可用性的尝试具有局限性。
一种类型的解决方案包括使用大量键，当以多种组合被按压时，这些键将产生多种功能。例如，同时按下邻近的键来提供附加功能。在移动电子技术中，键时常与涂敷金属或碳的多个拱形件(poly dome)可操作地连接，拱形件作为键的开关并且是弹性可压缩的，当拱形件从释放位置压缩到偏离的位置时，拱形件提供触觉反馈给用户。触觉开关提供相似的功能。从而，同时按压多个键以提供给定功能时经常能够导致多个拱形件的压缩(collaps)，这会导致给用户混乱的和/或不好的触觉反馈。提高使用性的其他尝试涉及减少手持式装置上的键的数量，同时增加每个键所起的功能的数量。这种系统可能会变得不方便，因为给定键的多种功能可能另外需要按压SHIFT键、ALT键或其他键来提供所述多种功能。在这种情况下，所要求的多键推动需要多种手的驱动，从而妨碍用户友好性。

根据本发明的改进的手持式电子装置、键盘和方法满足这些或其他需要。一种具有改进键盘的改进的手持式电子装置通过成对地组织这些键提供增强的可用性和减小的尺寸，每键对布置在支撑件上。成对键中的每个键可被单独地驱动。键的驱动引起关联键的主导体电连接到一对接触件并引起关联键的副导体与另外一对接触件电连接。主导体为可压缩拱形件或触觉开关，其能够电连接该对接触件并且提供特定的触觉反馈给用户。副导体为不同于可压缩拱形件或触觉开关的导体。从而，任何键或任何一对键的驱动给用户提供一致的触觉反馈，也就是，来自单一拱形件的压缩。还公开了根据本发明的一种改进的方法。
因此，本发明的一个方面是提供一种改进的手持式电子装置、一种改进的键盘以及一种提供增强的可用性的改进方法。
本发明的另一方面是提供一种改进的手持式电子装置和具有键的改进的键盘，所述键成对地组织，从而能够使键盘具有减小的整体尺寸。
本发明的另一方面是提供一种改进的手持式电子装置以及一种改进的键盘，该装置和键盘提供可压缩拱形件(或提供触觉反馈的替代开关)和导电碳元件(或通常不提供触觉反馈的替代开关)，拱形件的压缩提供触觉反馈给用户。
本发明的另一方面是提供一种能够对手持式电子装置进行输入的改进的方法，其中手持式电子装置的键具有指定(assign)给其的语言元素，并且其中成对的键也具有指定给其的语言元素，该改进的方法是提供用于检测来自键的输入的多种模式。
本发明的另一方面是提供一种改进的手持式装置和一种改进的键盘，该装置和键盘能够使形状因数变小的同时仍提供增强的可用性或用户友好性。
此外，本发明的一方面是提供一种改进的键盘，该改进的键盘被结合在手持式电子装置中。键盘的总体特点可被描述为包括接触装置、按钮装置、主导体部分和副导体部分。接触装置包括多个电接触件。按钮装置包括多个键组(keyset)。多个键组中的至少一部分键组中的每个键组包括一对键和支撑件，所述一对键设置在支撑件上。主导体部分包括可在释放(relaxed)位置和挠曲位置(deflected position)之间弹性挠曲(deflectable)的多个主导体。多个主导体中的在挠曲位置上的至少一部分主导体中的每个主导体将多个电接触件中的一对电接触件电连接在一起。副导体部分包括可在第一位置和第二位置之间移动的多个副导体。多个副导体中的在第二位置上的至少一部分副导体中的每个副导体将多个电接触件中的一对电接触件电连接在一起。所述一对键包括第一键和第二键，第一键可在未驱动位置和驱动位置之间移动，以及第二键可在未驱动位置和驱动位置之间移动。当第一键位于驱动位置上时，对应于键组的主导体位于挠曲位置。当第一键位于驱动位置上时，对应于第一键的第一副导体在第二位置。当第二键位于驱动位置上时，对应于键组的主导体位于挠曲位置。当第二键位于驱动位置上时，对应于第二键的第二副导体在第二位置。
本发明的另一方面是提供一种改进的手持式电子装置，其总体特点可被描述为包括处理器装置、输入装置和输出装置。处理器装置包括处理器和存储器。输入装置包括键盘并且与处理器装置协作以提供输入给处理器装置。输出装置与处理器装置协作以接收来自处理器装置的信号并且提供输出。键盘包括接触装置、按钮装置、主导体部分和副导体部分。接触装置包括多个电接触件。按钮装置包括多个键组。多个键组中的至少一部分键组中的每个键组包括一对键和支撑件，该一对键被设置在支撑件上。主导体部分包括可在释放位置和挠曲位置之间弹性挠曲的多个主导体。多个主导体中的在挠曲位置上的至少一部分主导体中的每个主导体将多个电接触件中的一对电接触件电连接在一起。副导体部分包括可在第一位置和第二位置之间移动的多个副导体。多个副导体中的在第二位置上的至少一部分副导体中的每个副导体将多个电接触件中的一对电接触件电连接在一起。所述一对键包括第一键和第二键，第一键可在未驱动位置和驱动位置之间移动，并且第二键可在未驱动位置和驱动位置之间移动。当第一键位于驱动位置上时，对应于键组的主导体位于挠曲位置。当第一键位于驱动位置上时，对应于第一键的第一副导体在第二位置。当第二键位于驱动位置上时，对应于键组的主导体位于挠曲位置。当第二键位于驱动位置上时，对应于第二键的第二副导体在第二位置。
本发明的另一方面是提供一种能够对手持式电子装置进行输入的改进的方法。该手持式电子装置是包括具有一对键的输入装置的类型，该一对键包括具有指定给其的第一语言元素的第一键和具有指定给其的第二语言元素的第二键，并且该一对键具有指定给其的第三语言元素。手持式电子装置至少可在第一输入模式和第二输入模式下操作。该方法的总体特点可被描述为包括：在第一输入模式下检测下述i)和ii)中的至少一个，其中：i)将第一键的驱动检测为第一语言元素的输入；以及ii)将第二键的驱动检测为第二语言元素的输入。该方法进一步包括：在第二输入模式下将第一键的驱动检测为第三语言元素的输入以及作为第三语言元素的输入的第二键的驱动。
附图说明
当结合附图理解时，从优选实施例的下面描述中，可以更全面地理解本发明，其中：图1是根据本发明的改进的手持式电子装置的方框图；图2是根据本发明的改进的键盘的俯视图；图3是图2的键盘的分解透视图；图4是沿着图2的线4-4的截面图；图5是图2的键盘的印刷电路板的俯视图；图6是图4的部分放大图，描述未驱动位置的一对键中的第一键和第二键的每一个；图7是与图6类似的视图，除了描述未驱动位置的第一键以外；以及图8是与图6类似的视图，除了描述未驱动位置的第二键以外。
在整个说明书中相同的附图标记表示相同的部件。

根据本发明的改进的手持式电子装置4在图1中示意地绘出。手持式电子装置4包括根据本发明的改进的键盘8，该改进的键盘8在图2-8中全部或部分地绘出。根据本发明的手持式电子装置4和键盘8有利地被构造为相当小的尺寸，同时，例如，根据本发明的改进的方法，提供增强的可用性，所述方法在后面将被详细地阐明。
手持式电子装置4包括输入装置6、处理器装置10、外壳12和输出装置14。该输入装置6包括键盘8。该输出装置14包括显示器16。键盘8和显示器16设置在外壳12上。
处理器装置10包括适当的处理器18，例如，微处理器(μP)，并不限于此。处理器装置10进一步包括存储器20，存储器20具有存储在其中的可由处理器18执行的多个程序22。在处理器18中执行的程序22提供从键盘8接收输入的功能并且提供输出给显示器16。存储器20可为多种存储装置中的任一种，并且可以包括一个或多个例如RAM、ROM、EPROM、EEPROM和/或其他适当的存储装置，但并不限于此。在美国专利号No.6,452,588和6,489,950中包括了手持式电子装置的例子，在此引用该专利作为参考。
正如图2中看到的，典型的键盘8包括多个键60。键60中的许多键具有指定给其的语言元素24。正如这里所使用的，表述“语言元素”和其变化表述广泛地指任何类型的字符、表意符号、数字表示、和/或其他符号，它们可被用于提供语言表达，并且特别地包括这些符号的一部分，例如笔划等，但不限于此。键60中的许多键组织为键60的键对32。相邻键60的键对32具有指定给其的替代(altemate)语言元素28。如将在下面详细阐明的那样，手持式电子装置4和本发明的方法允许在多种输入模式下输入。根据哪种输入模式在手持式电子装置4上被激活，键60的驱动可引起指定给被驱动的键60的语言元素24的输入，或者引起指定给键60和其相邻的键60形成的键对32的替代语言元素28的输入。
正如从图3-4和6-8中理解的，键盘8包括按钮装置40、主导体部分44(图6-8)、副导体部分48(图4和6-8)和采用印刷电路板56的形式的接触装置。注意，为了清楚的目的，图3中并未特别地示出主导体部分。按钮装置40包括多个键组36、在一些键组36之间延伸的多个桥接件38和柔性座66。如这里所使用的，表述“多个”及其变化表述广泛地指任意的非零数量，包括一个的数量。
键组36的每一个通常包括键60的键对32、支撑件64和驱动器70。在这里所描述的典型实施例中，支撑件64被设置在键对32的键60之间，并且驱动器70大致设置在支撑件64邻近。小间隙42在邻近支撑件64的键60之间被提供，也就是，支撑件64在间隙42处终止。该间隙42在键组36的键60之间提供小间隔120以提供给用户在两个相邻键60之间的视觉和触觉的区分。支撑件64用来将键对32的键60连接在一起。
柔性座66大致设置在键60和印刷电路板56之间。在这里所描述的典型的座66包括与印刷电路板56相接合的多个下垂支柱46。
当前典型实施例中的驱动器70在支撑件64上形成并且跨过键组36的一个或多个键60的至少一部分延伸。在当前的典型实施例中，驱动器70通过柔性座66中形成的孔84延伸。注意，在其他实施例中，驱动器70可被形成为柔性座66的一部分而不偏离本发明的构思。典型的柔性座66由柔性硅化物形成，然而在不偏离本发明的构思的条件下，可由其他材料所制造。
主导体部分44(图6-8)包括多个导电的拱形件68，在当前典型实施例中，该多个导电的拱形件68被设置在印刷电路板56上。拱形件68可在释放位置(图6)和挠曲位置(图7-8)之间弹性地挠曲(deflect)。拱形件68在释放位置和挠曲位置之间的移动通过拱形件68的弹性变形发生并且引起拱形件在释放和挠曲位置之间发出“啪哒”声，以提供所希望的触觉反馈给用户。
可以理解，在本发明的其他实施例中，在不偏离本发明的构思的条件下，可采用触觉开关或其他触觉开关结构代替拱形件68。因此，这里所使用的，所提到的拱形件的压缩和/或由其导致的触觉反馈显然包括，例如，触觉开关和其他类似结构以及来自它们的触觉反馈。可以理解，这种其他结构在释放位置和挠曲位置之间弹性地挠曲并且提供触觉反馈给用户。
例如图5中所描述的，在挠曲位置的拱形件68将一组主接触件96连接在一起，以在它们之间形成电路。典型的每组主接触件96包括在印刷电路板56上同心设置的球状接触件104和环状接触件108。当拱形件68位于释放位置时，其圆形边缘，也就是拱形件68的与其凸出(proud)部分对应的部分，被设置在相关的一组主接触件96的环状接触件108上。当拱形件68处于挠曲位置时，它的先前的凸出部分与相关的一对主接触件96的球状接触件98接合，以在它们之间形成电路，从而提供可由处理器18检测的输入。拱形件68可以全部或部分由金属或其他电导体制成。
副导电部分48包括多个碳丸76，在当前典型实施例中，多个碳丸76被设置在柔性座66上。碳丸76是由导电碳材料形成或涂敷导电碳材料的小部件。例如，碳丸76被粘附或安装到柔性座66上。类似地，柔性座66可以与碳丸76物理接触形成，即固化，由此，柔性座66可以形成在碳丸76上以将碳丸76保持在其上。其他的结构也是可以的。同时要注意碳丸76也可被设置在键60本身上，而不偏离本发明的构思。
每个碳丸76可在第一位置(图6)和第二位置(如图7-8不同地示出的那样)之间移动。在第二位置时，碳丸76将相关的一组副接触件100连接在一起，如图5所示。副接触件100的组具有“网格梳状”的构造，包括具有邻接或网格状的多个指状物的第一梳状接触件112和第二梳状接触件116。当碳丸76接合一组副接触件100时，其在第一梳状接触件112和第二梳状接触件116之间形成电路，以提供可由处理器18检测的输入。
可以理解，拱形件68和碳丸76可说是作为用于键60的开关。拱形件通过在释放位置和挠曲位置之间弹性挠曲提供触觉反馈。除了由柔性座66的弹性变形提供的阻力外，在第一和第二位置之间移动以接合副接触件100的碳丸76通常不提供任何触觉反馈，无论如何，所述阻力不同于由拱形件68提供的触觉反馈。
每个键60具有相关的碳丸76，碳丸76与该键相关联，并且，当驱动键60时，碳丸76在其第一和第二位置之间移动。每个键组36具有与之相关联的关联拱形件68，并且，当上述键组36的键60被驱动时，所述拱形件68可在释放位置和挠曲位置之间弹性地挠曲。从而，键组36的每个键60也与相同的关联拱形件68相关联。
在图6-8中描述了具有键60的键对32的键组36的典型实施例。键60的键对32包括第一键60’、第二键60”和设置在它们之间的支撑件64。键组36也包括关联的驱动器70，该关联的驱动器70可说是与支撑件64以及键60’和60”相关联，并且与关联的拱形件68的凸出部分相接合。第一碳丸76’与第一键60’相关联，并且第二碳丸76”与第二键60”相关联。在图6中，第一和第二键60’和60”的每一个都位于未驱动位置，从而拱形件68在释放位置并且第一和第二碳丸76’和76”的每一个都位于第一位置。
在图7中，第一键60’已经被驱动并且从而从其未驱动位置移动到驱动位置。当第一键60’位于驱动位置上时，拱形件68由驱动器70弹性变形到挠曲位置，从而提供给用户与拱形件68的这种移动相关联的触觉反馈。第一键60’的驱动也弹性地挠曲或弯曲座66，该座66将第一碳丸76’从第一位置移动到第二位置。这样，拱形件68将相关联的一组主接触件96电连接在一起，并且第一碳丸76将相关联的一组副接触件100电连接在一起。包括前述一组主接触件96的电路的形成以及包括前述一组副接触件100的电路的形成均提供可由处理器18检测的输入。一旦释放第一键60’，储存在处于挠曲位置的拱形件68和弯曲状态的座66中的弹性能引起第一键60’回弹到其未驱动的位置，如图6中所描述的。
在图8中，示出了第二键60”已经被从其未驱动位置驱动到驱动位置。拱形件68在挠曲位置，并且第二碳丸76”在第二位置，在该位置时第二碳丸76”将另一组副接触件100电连接在一起。
在驱动第一键60’或第二键60”时，支撑件64轻微地转动并且朝向印刷电路板56轻微地移动，拱形件68在释放位置和挠曲位置之间移动，并且第一碳丸76’或第二碳丸76”从其第一位置移动到其第二位置。尽管第一和第二键60’和60”均被设置在共用支撑件64上，第一和第二键60’和60”能够被相互独立地驱动。
通过将键60布置为键对32，键盘68有利地具有相对于其他键盘较小的总体尺寸。关于这一点，可以看出，任何键对32的键60之间具有特定宽度的间隔120，例如可从图4的透视图的水平面测量的那样。给定键组36通过其与相邻键组36之间的被称作节距(pitch space)124的间隔与相邻的键组36间隔开，例如可与间隔120一样在相同平面中被测量的那样。可以直出，至少一些间隔120比至少一些节距124要小。然而，在任意给定键对32中的键60明显地相互隔离从而可被用户单独识别。特定键60之间，即任意给定键对32中的键60之间的间隔，比其他键60之间，即来自给定键对32的键60与相邻键对32中的相邻键60之间的间隔小，使得与所有的键60以相同的距离间隔开的情况相比，键盘8能够具有相对小的总体结构。在当前典型实施例中，间隔120和节距124之间的尺寸差允许键盘8比较窄，正如在对应于图4中水平方向的平面中所测量的那样。键60以本发明范围内的方式形成的其它布置能够在其他方向中提供相对较小的总体尺寸。
根据本发明的一方面，程序22包括给手持式电子装置4提供多种输入模式的输入程序。例如，该输入模式可以为文本输入模式、电话模式、数值模式、和/或其他输入模式，但并不限于此。任意给定键60的驱动可提供输入给处理器18，该输入可由处理器18检测，以作为多个不同的输入，取决于当前哪一种输入模式在手持式电子装置4上被激活。在图2中描述的典型的键盘8中，许多键60具有指定给其的语言元素24，在当前例子中，语言元素24可以为罗马字母。此外，许多键60的键对32具有指定给其的替代语言元素28，例如，采用阿拉伯数字的形式，也就是数字的形式。替代语言元素28以键组式键盘的形式布置在键盘8上，该键组式键盘另外在对应传统键组式布局的位置处提供指定给其中一个键60的星号，也就是*，以及指定给另一个键60的数字符号或磅符，也就是#。
例如，如果文本输入模式在手持式电子装置4上被激活，具有指定给其的例如罗马字母特点的语言元素24的键60的驱动将导致给处理器18的输入，该输入由处理器18检测为语言元素24。另一方面，例如但并不限于此，如果电话输入模式或数值输入模式在手持式电子装置4上被激活，具有指定给其的例如阿拉伯数字形式的替代语言元素28的键对32的一部分键60的驱动将提供输入给处理器18，该输入由处理器18检测为替代语言元素28。这种检测将发生，尽管被驱动的键60自身也具有指定给其的罗马字母特性的语言元素24。当手持式电子装置4处于电话输入模式或数值输入模式时，例如，但并不限于此，已经被指定了替代语言元素28的任何给定键对32中的任一个或两个键60的驱动将导致对处理器18的输入，该输入由处理器18检测为替代语言元素28。可以理解，其他类型的输入模式也可以被使用，和/或其他类型的语言元素也可以指定给键60和/或键对32，而不偏离本发明的构思。
从而，手持式电子装置4有利地被构造为相对小的尺寸并具有增强的功能性，例如，该功能性由本发明的方法所提供。本发明的方法通过以下方式提供增强的功能性：除了允许通过驱动键60输入指定给键60的语言元素24之外，也提供指定给键60的键对32的替代语言元素28的输入。当在手持式电子装置4上激活将键60的驱动检测为这种替代语言元素28的输入的输入模式类型时，给定键对32的任一键60的驱动将导致指定给键对32的替代语言元素28的输入。这样，希望输入这种替代语言元素28的用户可以按压键对32中的任一个键60或两个键60，这将有助于这种输入的快速进行。这种输入能够快速进行，是由于，例如，用户可按压这样的键60的任一个或两个，而不用关注特别地按压一个键60或另一个键60。与要求用户仅驱动特定的键60的情况相比，这也有利地允许用户在提供特定输入时投入相对小的注意力。此外，无论用户驱动键对32的哪一个键60，或如果用户同时驱动两个键60，用户将接收到具有单一拱形件68的压缩的特点的良好的和一致的触觉反馈。
尽管本发明已经详细描述了本发明的特定实施例，本领域的技术人员将会理解，根据所公开的全部教导，可以对细节进行各种改进和替代。因此，所公开的特定布置仅用于示例，而不是限制本发明的范围，本发明的范围被给定为权利要求书的最大范围以及权利要求书的任意或全部等同物。