手持電腦用的鍵盤系統的製作方法
2023-05-18 03:13:46
專利名稱：手持電腦用的鍵盤系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備的鍵盤及更特別地，如個人數字助理(PDAS)的手提電子設備的鍵盤附件。
小型個人組織器，個人數字助理(PDAS)掌上型電腦，電話/電腦的組合及其它設備通常是依賴使用筆尖而輸入資料的「筆記型電腦」。使用筆尖來輸入資料的兩種最普通的方法1)輕敲「熒幕上軟體鍵盤」及2)手寫於壓力感應層之上。第一個方法的電子設備為一個鍵盤，按鈕或壓力感應熒幕的其它標記，而且使用者經由筆尖輕敲適合的部位以選擇所需要的東西。而第二個方法是使用者移動筆尖於整個壓力感應面上以形成文字。後面那種方法，是所謂的「手寫認知」，設備必須「認得」經由使用者形成於壓力感應表面上的文字。手寫認知使得使用者於做筆記與排列訊息上具較佳的適應及速度，但於認知上卻是易於出錯的。
筆記型電腦的成長已大眾化具多數原因，而主要的原因是它們型體袖珍且攜帶方便。電子構件的小型化使的該設備更加的有效力，多功能且付得起的。然而，多數使用者發現兩種筆尖輸入資料的方法是麻煩且易於出錯的。輕敲的方法典型的緩慢，且個人數字助理的小熒幕更增加使用者非故意錯誤的選擇。
手寫認知法於編著原文及輸入資料中，提供使用者較輕敲法為佳的適應及簡單使用，但手寫認知具有其限制。文字認知程式為這些手寫認知法的中心，通常需學習使用者的手寫以便更有效率。多數使用者並沒有時間或耐心使得他們的筆記型電腦歷經此學習過程。縱使使用者訓練他們的筆記型電腦去認識他們的手寫，但還是會發生不可避免的錯誤因為手寫認知的技藝離完美還有一段距離。如果使用者企圖使用設備於移動如汽車或火車的車輪時，因為移動的車輛使得保持相同的手寫型態會更加困難而使得錯誤更加普遍。更進一步，筆記型電腦被訓練認識一個別的書寫型態並不會有好的效能如果轉移到第二個使用者，且可能永遠不會有好的效能如果有多數使用者固定的使用。
大部分筆記型電腦的使用者已熟悉鍵盤的設計是使用於打字機，標準電腦，10個鍵資料輸入設備，電話鍵盤及類似的物品上。使用者通常於使用鍵盤以編者原文及輸入資料於電子設備內是覺得愉快的。因此，可能需要連接一個鍵盤於PDAs及其它筆記型電腦上以簡化原文及資料輸入。
為了說明以上的問題，Apple Newton PDA真有一個可使用的附屬鍵盤。NewtonPDA的鍵盤，是經由一些麻煩電纜而連接至NewtonPDA。更進一步，Newton PDA的鍵盤於運輸途中是無法保護其不受損壞的，除非將它置入於另一個手提箱內。最後，當使用附屬鍵盤時，為了得到適當的視野，Newton PDA是需要被支持且置放的。
本發明是一個手提電腦鍵盤系統配合著基本上無永久連接鍵盤之小型電腦裝置而使用。於實施例中，系統包含了具活動蓋子的鍵盤及包括輸入/輸出連接器結構而成以便接合電腦化裝置的輸入/輸出埠的界面組合。於另一實施例中，系統亦結合一個可由鍵盤背面的凹處滑出的固定支柱。而固定支柱的優點是提供系統使用時的支撐，如附加裝置的重量，筆尖的使用，或非故意的推擠而不使系統翻覆。
於另一實施例中介於鍵盤與蓋子的活動關節允許蓋子可被打開至多種位置以便使用者可選擇最佳的角度來觀看及使用。於此實施例的固以柱自鍵盤背面的凹處向後滑出。此方法的優點為保護固定支柱當不被使用時減小鍵盤的形狀。
界面組合較適宜連接且移動於蓋子的部分，以便蓋子額外地具有穩定連接電腦裝置的功能不論為開或關的位置。於一實施例中，輸入/輸出連接器是用於接合個人數字助理(PDA)的輸入/輸出連接器。
鍵盤較適宜安排為普通標準的傳統鍵盤布置，並且許多額外的按鈕是位於數字鍵之上，雖然其它鍵盤的布置亦可被使用。這些額外的按鈕設計成具有可設定程式的功用而使用者可經由按下按鈕而執行一或多的電腦指令。
當這些實施例的目標為提供一個方便攜帶式的鍵盤以便與PDAs使用，其它實施例則想像使用較少普遍鍵盤設計，而其它類似形態製造的電腦化裝置的種類，如額外輸入/輸出連接頭，無線解調器及類似全球位置人造衛星(GPS)接收器的額外特徵。
本發明對於PDAs使用者的優點為提供使用者相互使用他們的PDA時有更好的選擇。於大多數人來說，鍵盤的使用較筆記型系統為有效。鍵盤取代筆尖的使用允許使用者更快且較少失誤率的輸入原文及資料。當PDA使用於移動的車輛或使用者的手不夠穩定或PDA無法認知使用者手寫時，這些優點變的更為重要。
具有可設定程式功能的按鈕的優點在於允許使用者習慣鍵盤系統以利重覆的工作。當關閉時，蓋子具保護鍵盤的功能。當開啟時，蓋子為一支撐連接的PDA所需的視野位置的支撐架。當PDA連接且筆尖被使用時，蓋子提供一個背面的支撐為了使側面的力量不會轉移至輸入/輸出連接器。固定腳提供整個鍵盤系統的穩定以避免來自供給PDA的壓力而產生PDA的重量或非故意的推擠或經由飛機或火車般移動的工輛而使鍵盤系統翻覆。
當下列敘述伴隨著附圖被閱讀時，本發明這些或其它方面的優點會更加的明顯。
圖形的簡要敘述本發明可經由下列詳細的敘述伴隨著附圖及參考數字指定的元件而易於了解。
附
圖1為本發明的鍵盤系統當蓋子部分打開時的透視圖；附圖2為附圖1鍵盤系統的側面正視附圖3A為附圖1鍵盤系統的上平面圖；附圖3B為附圖3A中用線3B所圍成的界面組合的放大圖；附圖4A為附圖3B沿線4A的連接頭的部分剖面圖；附圖4B為類似附圖4A的部分剖面圖，其活動關節的機械原理提供插銷組合；附圖5為鍵盤底部其固定腳為整體縮回位置的透視圖；附圖6為類似附圖1，本發明的鍵盤系統具有PDA接合的界面組合之透視圖；附圖7為類似附圖2，本發明的鍵盤系統具有PDA接合的界面組合的側面正視圖；附圖8A為附圖1的鍵盤系統的蓋子打開為90°的側面正視圖；附圖8B為附圖1的鍵盤系統的蓋子打開數個不同位置的側面正視圖；附圖8C為附圖1的鍵盤系統的蓋子打開為135℃的側面正視圖；附圖9為附圖1的鍵盤系統的蓋子蓋上且固定支柱整個擴展的上平面圖；附圖10為附圖1的鍵盤系統呈現關閉時的透視圖；附圖10A為附圖10線10A的部分詳細剖解圖；附圖11A為鍵盤系統具有無標準按鍵及固定腳架的透視圖；附圖11B為附圖11A的鍵盤系統的側面正視圖。元件對照件10 鍵盤系統12 蓋子部分14 鍵盤部分19 界面組合16 按鍵18 具可程式功的能按鈕21 筆尖插座27 底座24 支撐平面22 固定腳26 框腳架20 輸入/輸出連接器29 複線路25 垂直肋23 側擋板32 閂鎖機構31 卡合片。
附圖1展示本發明的鍵盤系統10包含了一個蓋子部分12，一個鍵盤部分14及界面組合19。鍵盤部分14具有按鍵16及具可程式功能按鈕18的額外按鈕其安排於按鍵16之上至界面組合19的任一邊。另一個特徵為置於鍵盤部分14之上可為一或多個筆尖插座21。鍵盤部分14的構件是由底座27所支撐，其較適宜由硬塑膠材料所製成。附圖1展示鍵盤部分14的構件的較適宜排列，其它實施例則具有不同的構件排列。
按鍵16較宜為字母數字的按鍵且可根據標準或非標準設計的任何號碼而排列。最普遍標準的設計，於鍵盤設計的技藝中知名的為QWERTY，為較適宜的實施例。換言之，按鍵可能為10個鍵的設計以便資料輸入或庫存品的控制。其它實施例包含了特別設計以達特定申請書的按鍵。舉例，設備的自嚮導巡可提供類似PDA的電腦裝置其連接至現今鍵盤系統由「展示圖」及「告訴我多一點」之特定功能的鍵所連接。
具有程式功能按鈕18的按鈕亦較適宜供給著。這些按鈕允許使用者當按鈕被壓下時，每個鍵可執行一或多個電腦指令。於技藝部分，一連串的電腦指示與單一鍵相關連的或簡單指令通常為宏觀的。執行宏觀的能力充許使用者慣於使用且長時間的連串電腦指示用碰觸單一鍵而執行，由此節省使用取消按鍵次數的時間。可設定程式按鈕及宏觀的實行此技術於技藝中是被認知的。
當鍵盤系統不被使用時，於較佳實施的相關電腦指令是經由不易變存儲器而儲存。這些鍵盤的記憶邏輯於技藝與商業中是被認知的。本發明的較佳實施例自連接的PDA取得能量以便操作按鍵16上的鍵及具可設定程式功能18的按鈕。獲取來自PDA的能量之優點為消除外來的能量或電池供應且因此降低重量及簡化鍵盤系統10的使用。而鍵盤系統10取得來自PDA的能量的更進一步的優點為不論何時PDA具有能量，保證鍵盤系統10總是可操作。適合的鍵盤控制器可得自不同的供應商。
附圖2展示附圖1鍵盤系統的側面正視圖。當鍵盤部分14放置於平坦的表面，介於底座27與表面接觸的點定義為假想平面此文後中為支撐平面24。定義為支撐平面24接觸的點可特別地設計為底座27外表之凹處，或可能是連接的小型彈凹鍵。換言之，整個底座27的外圍可能是平坦的，也就是說底座27與支撐平面24為共面的。諸如此類的實施例，底座27的外圍表面可能織地不很細以提供增加滑動與側移的阻力。
除了蓋子部分12，鍵盤部分14及界面組合19之外，附圖2亦展示一個穩定特徵的固定腳22，其意為防止鍵盤系統遭翻覆。於較佳實施例中，當鍵盤系統10不被使用時，固定腳22縮回於鍵盤部分14的凹處。當鍵盤系統10被使用時，固定腳22是完全伸展的，如此固定腳22的下表面與支撐平面24是共面的。
固定腳22的設計的價值為多重摺疊的。第一，正常使用鍵盤系統10不太可能意外的引起固定腳22縮回於回收位置。第二，較佳的固定腳22設計允計大部分固定腳22的下表面，即與支撐平面24共面的，與鍵盤系統10放置的表面實際接觸，可提供鍵盤系統10較大的穩定度。如此的穩定度提供翻覆的阻力及滑動與側移的阻力。再加上，不論蓋子部分12的位置，固定腳22設計為伸展自鍵盤部分以提供良好的穩定度。另一個固定特徵的實施例為框腳架26會敘述於附圖11A與11B。
附圖3為附圖1鍵盤系統的上平面圖。線3B包圍著界面組合19，其展示於附圖3B為放大情形。界面組合19較適宜固定於蓋子部分12且有一適動關節連接於任一邊以便鍵盤部分14支點地連接至蓋子部分12，且將於附圖4A中詳細介紹。
輸入/輸出連接器20如附圖3B為固定於界面組合19的上面。輸入/輸出連接器20於較佳實施例中設計為3COM掌上型且PDA的輸入/輸出口的夥伴。於其它實施例中，輸入/輸出連接器20特別地配置於其它的PDAs及其它特定的筆記型電腦。而另一個實施例會將輸入/輸出連接器20修改為可適應多於一種筆記型電腦的功能。掌上型且PDA的詳細說明可得自3COM集團。
附圖4A為附圖3B沿線4A的連接頭的部分剖面圖其例證活動關節的機械原理連接著蓋子部分12至鍵盤部分14，且更多的是至鍵盤部分14的底座27。於較佳實施例中界面組合19是固定於蓋子部分12，因此介於界面組合19與底座27支點的連接允許蓋子部分12與界面組合19不論蓋子部分12是否打開或關閉而一起移動。為了使使用者經由按鍵16與可設定程式功能鍵18而與電腦裝置通信，一條包含多種線路29連接輸入/輸出連接器20至鍵盤部份14的控制電路(「鍵盤控制器」)的電纜是必需的。電纜亦攜帶自輸入/輸出連接器20至鍵盤控制器(不在圖上)的能量。這些線路29的路線自輸入/輸出連接器20經過界面組合19的內部，經由界面組合19旁邊的關節進入鍵盤部分14上相配的關節連接器。這些線路29展示於圖4A穿過位於界面組合19右邊的關節的軸心之覆蓋。其它實施例穿越線路29經由左邊或雙邊關節。於附圖4A中線路29的覆蓋協助預防線路29與關節活動的阻礙及預防線路29磨擦及磨斷。
附圖4B為附圖4A的其中一個關節連接器的放大圖。於此圖中一種插銷的設計於例圖上。於此設計中，界面組合19上的關節連接器的外圍表面具有一或多種半球形的凹陷或「凹洞」。圓柱形的物品相當於關節連接器包含一個彈簧及一個圓形的球。當界面組合19相關於鍵盤部分14樞轉時繞軸旋轉於載有彈簧的球與半圓形下凹相遇時會停止。充足旋轉關節力量的應用會推擠圓球回到圓柱形的物品而反抗彈簧的壓力且允許界面組合19再一次自由地旋轉。
經由使用位於界面組合19的關節連接器的插銷也許鎖住關於鍵盤部分14的一或多點。於較佳實施例中界面組合是固定於蓋子部分12，因此，於關節連接器插銷的有效使用允許蓋子部分12被鎖定於一或多個預定有關於鍵盤部分14的角度。許多不同製造插銷的方法於技藝中被認知且此創作的其它實施例佔有這些相互設計的優點是應該被記錄的。
附圖5展示鍵盤部分14位於按鍵16下方的底座27。值得注意的是固定腳22於圖上所示為完全縮回於鍵盤部分14的內部。固定腳22可經由鍵盤部分14的底座27背面之開啟而拉出，附圖22′。如附圖5所示之固定腳22，是T字形的十字構件，一中心支柱，及位於中心支柱兩邊的叉狀物。中心支柱的特徵為兩個引導軌道經由鍵盤部分14的內部的支撐構件上的兩個凹痕而銜接。兩個叉狀物中的任一個具有一倒形狀的末端如此當固定腳22伸展於使用時不會被完全拉扯出於鍵盤部分14。每個叉狀物額外具有一連串的凹痕是為插銷系統的一部分。鍵盤部分14的內部之相符構件銜接固定支柱叉柱物的凹痕使得固定腳22具有一或多種鎖定位置。如此鎖定位置的優點是協助預防固定支柱非故意的被推回至鍵盤部分14內。
附圖6是附圖1鍵盤系統的個人數字助理(PDA)連接至輸入/輸出連接頭的透視圖。於較佳實施例蓋子部分12的內表面具有垂直肋25且他們的空間正好置入且固定PDA連接至輸入/輸出連接器。這些垂直肋亦強化蓋子部分12。
附圖6額外地展示於鍵盤部分14左上及右上角的筆尖型插座21為固定PDA筆尖。當較佳實施例於鍵盤部分14的兩邊均設有筆尖插座21以利右手及左手的使用者，其它鍵盤系統10的實施例並不含有此類的插座因為鍵盤系統10使用於電腦裝置時通常並不需要插座。其它實施例只含有一個插座21因為鍵盤部分14上的按鍵16的式樣及安置受限於設計。額外的實施例的電腦裝置將筆尖型插座21置於蓋子部分12的裡面意欲放置地點的一或雙邊。
附圖7為附圖1鍵盤系統支撐PDA的側面正視圖。圖上展示於蓋子部分12兩側的側擋板23提供強化蓋子部分且當蓋子部分12關閉時，預防髒東西，灰塵及液體滲入鍵盤部分14。額外地，側擋板含有一閂鎖機構32將於附圖10A中詳細討論。
附圖8A-8C為附圖1鍵盤系統的蓋子部分12各種開合程度的側面正視圖。如圖所示，沿著活動關節的軸而旋轉允許蓋子部分12從關閉位置而移動介於蓋子平面與支撐平面24即0°的角度，任何一個開啟角度介於蓋子的平面與支撐平面24最少為90°且較佳為135°，此蓋子放置法為支撐3 COM掌上型PDA於最適宜之視野角度。蓋子為PDA的支撐架是經由上述插銷機械裝置而支撐多種不同的位置。活動關節是如上述附圖4A所提界面組合19的一部分為較佳情形，但並不是其它實施例必須如此。於其它實施例中，活動關節可設計為界面組合19的分別構件，或蓋子部分12可經由直接連接至兩部分的活動關節而連接鍵盤部分14。
附圖9為附圖1鍵盤系統的蓋子部分關閉且固定支柱完全地伸展之上平面圖。於此觀點，固定腳22於十字構件中間具有一半圓形的切洞。此設計是允許固定支柱22被使用者牢牢的抓住且降低整個鍵盤系統10的重量。
附圖10為附圖1鍵盤系統關合時的透視圖。討論於附圖7的側擋板23，於較佳實施例中包含一閂鎖機構32。閂鎖機構32於附圖10A中較為詳細且包含一個於側擋23內側的小型卡合片31及於底座27外圍相對的刻紋。當接頭31銜接相對的刻紋而關閉蓋子時，此法較不易因意外而開啟。卡合片31展示於附圖1。本發明的其它實施例的閂鎖機械裝置32是置於蓋子部分12的前緣，且仍然有實施例並不具備閂鎖。更進一步，有些實施例甚至不包含側擋板23。
附圖11A及11B分別為鍵盤系統10不具標準按鍵且使用腳架26取代固定腳22的透視及側面正視圖。如先前所述，本發明的較佳實施例納入一標準QWERTY的按鍵16，然而其它創作的實施例使用其它的按鍵。如附圖11A所示，相對的按鍵16設計，例如10鍵配置通常使用於庫存控制，不需要如較佳實施例的鍵盤部份14一樣寬。
附圖11A與11B所示的固定特徵是由腳架26完成其摺疊平置於蓋子部分12的外表面。當使用鍵盤系統10時，腳架26打開至如附圖11A與11B的位置。於其它創作的實施例中，框腳架26摺疊至蓋子部分12的外表面之凹處部分。如同固定支柱22，框腳架26提供避免鍵盤系統翻覆的支撐。
雖然前述對本發明已進行詳細的敘述以便明了其目的，顯然的仍有一些改變及修正於附加申請專利範圍的領域可實施，因此，現今實施例應被考慮為解說而不是限制的，且發明並不局限於文中所給的細節，應該修改於附加申請專利範圍相等的領域內。
權利要求
1.一種手提電腦鍵盤系統，包含一個具有正面，背面，界面支撐平面及包含按鍵的鍵盤部分；一個具有內面及外面的蓋子部分，該蓋子部分連接於該鍵盤部分的背面以便依樞軸旋轉從該內表面覆蓋於該鍵盤部分的關閉位置及開啟位置的任一角度到該支撐平面；一個連接該蓋子部分的界面組合，該界面組合包含輸入/輸出連接器結構而成以便於接合電腦化裝置的輸入/輸出埠而該電腦化裝置是經由該蓋子部分的內表面而支撐的；及經由該界面組合而連接至該鍵盤部分的輸入/輸出連接器的多數電線。
2.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統進一步包含一個固定支柱至少連接該鍵盤部分及該蓋子部分中的一個，以抑制因受到壓力的該蓋子部分而使得相對於該支撐平面的該鍵盤部分而產生旋轉移動。
3.如權利要求2所述的一種手提電腦鍵盤系統，該固定支柱連接於該鍵盤的背面。
4.如權利要求3所述的一種手提電腦鍵盤系統，該固定支柱可縮回至該鍵盤部分內。
5.如權利要求2所述的一種手提電腦鍵盤系統，該固定支柱連接於該蓋子部分的外表面。
6.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，該固定支柱可摺疊靠著該蓋子部分。
7.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，該蓋子部分的內表面相對於該支撐平面可支持多種角度。
8.如權利要求7所述的一種手提電腦鍵盤系統，該多種角度相對於該支撐平面的範圍為介於90至135度之間。
9.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，更包含了一個制動器其連接該鍵盤部分與該蓋子部分中的一個且接合該鍵盤部分與該蓋子部分的另一個以限制該蓋子部分的樞軸活動。
10.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，該(鍵盤部分)按鍵是安排成標準QWERTY的形式。
11.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，該(鍵盤部分)按鍵是安排成標準10鍵資料輸入的形式。
12.如權利要求10所述的一種手提電腦鍵盤系統，該鍵盤部分包含除了該QWERTY形式要求的多數按鈕，所述額外多數按鈕具可設定程式功能。
13.如權利要求11所述的一種手提電腦鍵盤系統，該鍵盤部分包含除了該10鍵形式要求的多數按鈕，該額外多數按鈕具可設定程式功能。
14.如權利要求1所述的一種手提電腦鍵盤系統，該鍵盤部分包含至少一個插座以便固定筆尖。
全文摘要
手提電腦鍵盤系統與電腦化裝置如個人數位助理(PDAs)同時使用的一種鍵盤系統,具有一個鍵盤,一個蓋子,及輸入/輸出連接器以便連接電腦化裝置。當此系統置於一平面上時,此系統具備一個伸縮自如且增加穩定性的支柱。此系統允許使用者使用較方便的鍵盤,一般而言是使用筆尖來完成,以使輸入原文與資料於類似PDA的設備上。當系統使用時,系統的蓋子關閉以保護鍵盤及提供PDA支撐架的功能。
文檔編號G06F1/16GK1251924SQ9912153
公開日2000年5月3日 申請日期1999年10月13日 優先權日1998年10月13日
發明者羅伯特·L·富勒頓 申請人:賽康國際公司, 羅伯特·L·富勒頓