具体实施方式

在本发明的优选实施例的后续描述中，相同或相似的附图标记将用于各个附图中示出的相似作用的元件，其中将省略这些元件的重复描述。

图1示出了根据一个实施例的具有键模块110的键盘100的示意图。例如，键盘100是笔记本计算机、膝上型计算机等的一部分。可替代地，键盘100特别是设计为计算机的外围设备。

键盘100包括电路基板102。电路基板102例如是电路板、导体板等。根据图1中所示的实施例，键盘100包括多个键模块110。键模块110布置在电路基板102上。

根据图1中所示的实施例，键盘100还包括用于将键模块110固定到电路基板102的固定元件104。更具体地，固定元件104形成为与键模块建立形状锁定，并且附加地或可替代地建立非形状锁定。在此，固定元件104仅示例性地形成为键框架。可替代地，固定元件104可以形成为键盘顶部。

此外，根据图1中所示和所描述的实施例，键帽106附接到各个键模块110。各个键帽106联接到其自身的键模块110。每个键模块110单元的键帽106表示键盘100的键。可替代地，每个键模块110表示键盘100的键。特别地，将参考随后的附图更详细地说明键模块110。

键帽106表示键的对于键盘100的用户来说可见和可触摸的一部分。键模块110的致动是通过按压到键帽106上来实现的。每个键模块110均被构造用以以阻力或复位力的力-位移特性来对致动力做出反应。此外，每个键模块110被构造用以响应于致动以可预定致动路径来建立电连接，从而执行开关程序。

图2示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部分解图。键盘100在此对应于或类似于图1的键盘。在此示出了电路基板102，形成为键框架的固定元件104以及键模块110。

在电路基板102中形成孔201。键模块110的定位突起可以被引入或插入到电路基板102的孔201中。此外，两个电接触垫203或开关垫布置在电路基板102上或电路基板102中，其中该两个电接触垫203或开关垫可以在键模块110的致动运动中被键模块110短路。此外，根据这里所示的实施例，多个电子设备205布置在电路基板102上或电路基板102中。电子设备205是发光二极管和例如电阻器等。接触垫203和设备205布置在孔201附近。

用于键模块110的保持开口207形成在固定元件104中。键模块110可以插入并闩锁在保持开口207中。当电路基板102和固定元件104彼此堆叠时，电路基板102的孔201、接触垫203和设备205通过固定元件104的保持开口207暴露。

在图2的图示中示出了键模块110的键挺杆220和模块外壳230。在致动运动中，键挺杆220能够相对于模块外壳230移动。在图2的图示中，键挺杆220被示出为容纳在模块外壳230中。具体地，此处，键挺杆220被示出为相对于模块外壳230处于静止位置，在所述静止位置中，键挺杆220被部分地容纳在模块外壳230中。键模块110将参考随后的附图进行更详细的说明。

换句话说，图2示出了键盘100的子部段的分解图。例如，至少一个用于开关照亮的发光二极管、电阻器、二极管或传感器可以通过表面安装过程或常规焊接过程来安装在电路基板102上，以作为设备205。键模块110通过孔201和形成为键模块110的柱的定位突起定位在电路基板102上。对键模块110的固定通过在固定元件104的保持开口207中的卡扣作用连接发生。根据另一实施例，键盘100的顶部部分可以用作固定框架或固定元件104。用于替换键模块110的简单组装和拆卸是可能的。

图3示出了图2的键模块110的分解图。键模块110包括键挺杆220、模块外壳230、弹性装置340和触发元件350。

当键模块110被致动时，键挺杆220可相对于模块外壳230在静止位置和致动位置之间平移运动。这被称为键挺杆220的致动运动。根据图3中所示的实施例，键挺杆220一体地形成。根据一个实施例，键挺杆220由半透光材料形成。因此，能够实现对键帽的均匀照亮。根据另一实施例，键挺杆220由不透光材料形成。

键挺杆220包括联接部322。联接部322形成为能够机械地联接到键模块110的键帽。联接部322沿着致动运动的运动轴线延伸。根据这里所示的实施例，联接部322具有十字架形状的截面轮廓。

键挺杆220进一步包括至少挺杆止挡324，其用于限制致动。虽然由于图示原因在图3中仅隐式地示出，但键挺杆220包括有两个挺杆止挡324。每一个挺杆止挡324形成为台阶、肩部或壁架。

键挺杆220进一步包括用于引导致动的至少一个引导部。根据这里所示的实施例，键挺杆220包括键挺杆220的表面部326和作为引导部的引导柱328。根据一个实施例，表面部326形成为多面管。更具体地，根据这里所示的实施例，表面部326形成为具有倒角边缘的四面管，以作为防止旋转的锁。换句话说，表面部326由沿着致动运动轴线延伸的键挺杆220的外壁形成。引导柱328也沿着致动运动轴线延伸。

键模块110的触发元件350被构造用以响应于致动运动而触发键模块110的开关信号。更具体地，触发器350被形成为通过作用在键盘的电路基板上来触发开关信号。触发元件350可附接到键挺杆220。特别地，触发元件350可附接到键挺杆220的被表面部326围起的区域。根据这里所示的实施例，触发元件350是接触器350。将参照随后的附图更详细地解释接触器350。

模块外壳230一体地形成。模块外壳230形成为以可移动方式容纳键挺杆220，以便允许键挺杆220相对于模块外壳230的致动运动。模块外壳230的主体在此为槽形。根据一个实施例，模块外壳230由半透光材料形成。因此，可以实现键帽的环境照亮。根据另一实施例，模块外壳230由遮光材料形成。这样，对键模块110的照亮可限制于键帽。

模块外壳230包括至少一个外壳止挡332，用于限制键挺杆220的运动。虽然在图3中仅隐式地示出，但模块外壳230包括有两个外壳止挡332。每一个外壳止挡332形成为在键挺杆220的静止位置中抵靠键挺杆220的相应一个挺杆止挡324。每一个外壳止挡332形成为台阶、肩部或壁架，从而与挺杆止挡324中的所述相应一个挺杆止挡互补。键挺杆220可通过挺杆止挡324和外壳止挡332的相互作用而被闩锁并保持在模块外壳230中。

此外，模块外壳230包括至少一个定位突起334。定位突起334形成为将模块外壳230以及组装的键模块110定位在键盘的电路基板上。定位突起334形成为柱或销。定位突起334沿着致动运动轴线延伸。根据这里所示的实施例，定位突起334由模块外壳230的凸起形成。键帽220的引导柱328形成为在致动运动的过程中插入到该凸起中。

此外，根据这里所示的实施例，模块外壳230包括安装部336，用于将键模块110以形状锁定和/或非形状锁定安装在键盘中。固定部336包括用于闩锁固定元件的闩锁突起或凸耳，特别是将其闩锁在键盘的固定元件的保持开口中。围绕模块外壳230形成的凸缘338相对于形状锁定和/或非形状锁定起到另一安装部或止挡的作用。

根据这里所示的实施例，键模块110的弹性装置340是压缩弹簧。弹性装置340被构造用以在键模块110的组装状态下将键挺杆220偏压在静止位置。弹性装置340可以被置于键挺杆220的引导柱328上。因此，弹性装置340可布置在键挺杆220和模块外壳230之间。弹性装置340也可称为复位弹簧。

根据一个实施例，键挺杆220例如是透明或半透光的，以便均匀地照亮键帽上的符号。此外，模块外壳230例如是半透光的，以便照亮键之间的间隙，或者是不透光的，以便使这些间隙不被照亮。根据一个实施例，致动运动具有线性渐进的力-位移特性。弹性装置340具有线性的力-位移特性。从键模块110的开关点开始，接触器350被逐渐增大地偏压，并且改变键模块110的力-位移特性。

图4示出了图3的接触器350。接触器350一体形成。例如，接触器350由金属材料通过冲压和弯折形成。接触器350被构造用以使键盘的电路基板的接触垫电短路。

接触器350包括附接部452，接触器350可通过附接部452附接到键模块的键挺杆。更具体地，接触器350的附接部452可以被压配合到键挺杆中。接触器350还包括至少一个接触指状物454。根据这里所示的实施例，例如，接触器350包括两个接触指状物454。接触指状物454在致动运动的过程中可弹性变形。在朝向致动位置的致动运动的过程中，接触指状物454被构造用以接触电路基板的接触垫，同时产生摩擦。根据这里所示的实施例，接触指状物454的端部是弯曲的或弯折的。根据一个实施例，接触器350包括两个双指状物454或总共四个接触指状物454。以这种方式，可实现冗余接触。因此，可以进一步提高接触的可靠性和安全性。

根据这里所示的实施例，接触器350进一步包括偏转部458。偏转部458在致动运动的过程中可弹性偏转。偏转部458被构造用以响应于其偏转而产生听觉反馈和/或触觉反馈。偏转部458布置在附接部452和接触指状物454之间。更具体地，偏转部458是U形的。偏转部458包括第一腿462和第二腿464。偏转部558刚性或固定地连接到第一腿462上的接触器350。第二腿464在致动运动的过程中可相对于第一腿462弹性地移动。第二腿464形成为接触器350的拍板或用作拍板。控制凸轮466布置在第二腿464的自由端部中。在致动运动的过程中，控制凸轮466与模块外壳的致动凸轮相互作用，以便实现偏转部458的偏转。此外，在第二腿464的自由端部中布置有打击部468。第二腿464的自由端部接合在接触器350的开口456中。在穿过开口456之后，打击部468弯折或弯曲。开口456形成在偏转部458的区域中。开口456形成为允许第二腿464朝向第一腿462和远离第一腿462的弹性第一运动，以进行触觉反馈。根据这里所示的实施例，开口456进一步形成为允许第二腿464横向于第一运动的弹性第二运动，以进行听觉反馈。在此，发生打击部468突然打击到开口456的边沿。根据这里所示的实施例，开口456是细长孔。根据另一实施例，开口456也可以是叉或类似物。

偏转部458也可以被称为具有U形点击弹簧的点击机构。当形成用于第一运动和第二运动的偏转部458时，偏转部458的刚度或弹性是能够调节的。通过对应地缩短开口456，使得第二腿464的拍板或打击部468仅对于第一运动偏转，实现了纯触觉反馈。在致动运动的过程中沿着控制凸轮466的轮廓进行运动会产生非线性力-位移特性，并且不会产生任何可听的声音。根据一个实施例，接触器350可以被形成为没有偏转部458。这使得接触器350更加简单且廉价。总之，取决于所需的开关特性，可以将接触器350实现为三种变型：线性渐进的-触觉式-触觉式和听觉式或点击。键模块中的线性渐进特性如下描述：弹性装置具有线性力-位移特性。从键模块的开关点开始，接触器350的接触指状物454被逐渐增大地偏置，并且改变键模块的力-位移特性。在开关致动时或为了触发开关信号，通过接触指状物454使电路基板的接触垫短路，从而产生键的相应开关状态。

图5示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图。键盘100的子部段对应于图2中所示的子部段，其中键模块110布置在电路基板102上，并且省略了固定元件。在此，示出了键盘100的具有接触垫203的电路基板102和键模块110，其中由于缺少空间，仅一个接触垫203用附图标记标出。在图5的图示中，示出了键模块110的以下部件：键挺杆220，其具有联接部322、表面部326、引导柱328和中间底部529；模块外壳230，其具有定位突起334和致动凸轮539；弹性装置340；和形成为接触器350的触发元件，其具有接触指状物454和控制凸轮466，其中由于缺少空间，仅一个接触指状物454用附图标记标出。

键模块110被示出为处于静止位置。在此，表面部326的一部分从模块外壳230突出。键挺杆220的引导柱328插入到模块外壳230的凸起中，该凸起包括或形成定位突起334。此外，示出了模块外壳230的致动凸轮539。致动凸轮539被形成为与接触器350的控制凸轮466相互作用，以便在致动过程中使接触器350的偏转部偏转和/或使第二腿相对于第一腿运动。还示出了中间底部529，该中间底部529形成在由键挺杆220的表面部326围起的区域中。键挺杆220的联接部322从中间底部529沿第一方向延伸。引导柱328从中间底部529沿与第一方向相反的第二方向延伸。

图6示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于静止位置。键盘100的子部段对应于图2中所示的子部段，其中，键模块110布置在电路基板102上，并且省略了固定元件。因此，图6中的图示类似于图5中的图示，不同之处在于改变了截面平面。在图6中，示出了键盘100的电路基板102和键模块110，其中，示出了键模块110的以下部件：键挺杆220，其具有联接部322；模块外壳230，其具有定位突起334；接触器的弹性装置340和接触指状物454。在键模块110的静止位置，接触器的所述至少一个接触指状物454与电路基板102间隔开。静止位置表示了致动运动的起点和终点。还可以看出，仅联接部322的端部从键挺杆220的表面部突出。

图7示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110在致动运动的过程中。图7中的图示对应于图6中的图示，不同之处在于键模块110被示出为处于致动运动期间的开关点处或在开关位置处。与静止位置相比，此处的键挺杆220进一步移动到模块外壳230中，其中，接触器的接触指状物454与电路基板102接触，或与电路基板102上的接触垫接触。

图8示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于致动位置。图8中的图示对应于图6或图7中的图示，不同之处在于键模块110被示出为处于致动位置。致动位置表示致动运动的反转点。接触器的接触指状物454持续接触电路基板102或电路基板102上的接触垫。在图7中所示的键模块110的开关位置和图8中所示的键模块110的致动位置之间，在接触指状物454和电路基板102的接触垫之间发生摩擦接触，或发生与摩擦部件的接触。

换句话说，图6至图8示出了开关过程或致动运动中的不同阶段。开关机构或接触器的优点在于，在致动运动的过程中，接触指状物454逐渐增大地建立接触力，并且另外地沿着电路基板102的平面进行摩擦运动(rubbing movement)，从而实现了自清洁效果。电路基板102上的接触区或接触垫可以通过接触油脂得到额外保护，这可以防止氧化并使接触部件的磨损最小化。

图9示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于静止位置。键盘100的该子部段对应于图2中所示的子部段，其中，键模块110布置在电路基板102上，并且省略了固定元件。因此，图9中的图示类似于图5或图6中的图示，不同之处在于改变了截面平面。在图9中，示出了键盘100的电路基板102和键模块110，其中，示出了键模块110的以下部件：键挺杆220，其具有联接部322、表面部326、引导柱328和中间底部529；模块外壳230，其具有定位突起334和致动凸轮539；弹性装置34；和接触器的控制凸轮466。如果处于静止位置，则拍板的控制凸轮466或接触器的第二腿不与模块外壳230的致动凸轮539接触，或与该模块外壳230的致动凸轮539间隔开。致动凸轮539从模块外壳230的开关底部沿着致动运动轴线在键挺杆220的方向上延伸，并且具有限定轮廓。

图10示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于预致动状态。图10中的图示对应于图9中的图示，不同之处在于，键模块110被示出为处于离开静止位置之后在致动运动的过程中的预致动状态。在此，接触器的控制凸轮466接触模块外壳230的致动凸轮539，或已经与该模块外壳230的致动凸轮539形成机械接触。

图11示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110在点击点处。图11中的图示对应于图10中的图示，不同之处在于，键模块110被示出为在预致动状态之后在致动运动的进一步过程中处于点击位置处。在进一步致动时，致动凸轮539的尖端滑过控制凸轮466的轮廓或斜坡。由于两个部件之间的相对角度和摩擦，拍板或接触器的第二腿沿远离电路基板102的方向弹性偏转，直到打击在接触器的开口中为止。同时，拍板或第二腿朝向第一腿发生弹性偏转，直到致动凸轮539的尖端在控制凸轮466的尖端上方，这种状态称为点击点。可以通过致动凸轮539的位置来精确地影响或准确地限定和/或改变所述点击点。

图12示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于反馈位置。图12中的图示对应于图11中的图示，不同之处在于，键模块110被示出为在点击点之后在致动运动的进一步过程中处于反馈位置。在点击点之后，拍板或接触器的第二腿突然释放，并在接触器的开口内移动到面向电路基板102的开口的下边缘的止挡。因此，会产生声音或听觉反馈，该声音或听觉反馈被称为“咔嗒”声。音量取决于接触器的偏转部中存储的能量，该偏转部被称为点击机构或点击弹簧。能量的量可以经由形成为细长孔的开口的长度或经由偏转部的截面和/或长度来调节。

可以使键模块110的电开关点与点击点同步，或者可以将点击点任意地调整在电开关点之前或之后。控制凸轮466和致动凸轮539的轮廓也影响键模块110在致动运动中的力-位移特性。根据这里所示的实施例，与听觉点击点同步的压力点形成触觉反馈。因为点击机构的大部分部件是在接触器中并由此在单个部件中实现，所以可以提高听觉反馈的精度，并且由此提高听觉反馈的可再现性。

图13示出了根据本发明的实施例的键盘100的子部段的局部截面图，其中键模块110处于致动位置。图13中的图示对应于图12中的图示，不同之处在于，键模块110被示出为在致动运动的进一步过程中处于致动位置或在致动运动的反转点处。

图14示出了根据本发明的实施例的键模块110的底视图。示出了键模块110的以下部件：键挺杆220的子部段；模块外壳230，其具有定位突起334、安装部336和凸缘338；以及接触器的接触指状物454。在模块外壳230的可朝向电路基板指向的底部形成有两个切口。通过所述切口中的一个切口，接触器的接触指状物454与电路基板形成接触，以使接触垫短路。通过所述切口中的另一切口，可以借助电路基板上的发光二极管照亮键模块110，特别是，从键模块110的内部或经由键模块110的内部照亮键模块110。

图15示出了根据本发明的实施例的键模块的子部段的示意性底视图。在图15的图示中，示出了键模块的触发元件350(其例如具有仅两个接触指状物454)和模块外壳的抵接表面1531。图15中的键模块对应于来自前述附图之一中的键模块，不同之处在于，模块外壳包括抵接表面1531。抵接表面1531被形成并布置为使得在键模块的键挺杆的静止位置，触发元件350布置为抵接在抵接表面1531上。

根据这里所示的实施例，在键模块的键挺杆的静止位置中，一个接触指状物454布置成抵接在抵接表面1531上。为此，触发元件350在所讨论的接触指状物454上具有搁置部1555。在所述静止位置中，在搁置部1555和抵接表面1531之间存在机械接触。换句话说，在静止位置中，搁置部1555抵接在抵接表面1531上。

在静止位置中，通过触发元件350或接触器抵接在作为止挡的抵接表面1531上，可以阻尼或防止触发元件350的不期望振动，特别是接触指状物454的不期望振动。

图16示出了根据本发明实施例的键盘的子部段的局部截面图，其中键模块是在组装或第一次致动之前。该键盘是来自前述附图之一的键盘。键模块对应于或类似于图15的键模块，其中在图16中，示出了键模块的以下部件：模块外壳230的侧壁，其具有阻尼部，其中该阻尼部包括抵接表面1531和倾斜表面1633；和触发元件350，其具有例如仅两个接触指状物454和搁置部1555，并且示出了键盘的电路基板的接触垫203。

在图16中，示出了键盘的键模块在组装或第一次致动之前的状态。在组装或第一次致动之前，具有抵接表面1531和倾斜表面1633的阻尼部布置在触发元件350和接触垫203之间。倾斜表面1633形成为允许或引起触发元件350的第一次和非重复性滑动。抵接表面1531可以定向为与倾斜表面1633成锐角或平行。抵接表面1531至少形成为使得防止滑动回到在组装之前或第一次致动之前的位置。

在键模块的组装或第一次致动期间，触发元件350可以沿着倾斜表面1633偏转，并且第一次且仅这一次被引导经过阻尼部，并因此滑过阻尼部。附加地或可替代地，当触发元件350在倾斜表面1633上滑动时，阻尼部，特别是倾斜表面1633可被偏转。因此，除了触发元件350之外或作为触发元件350的替代，阻尼部也可以包括柔性材料。

图17示出了图16的键盘的子部段的局部截面图，其中键模块处于致动位置。在此，图17中的图示对应于图16中的图示，不同之处在于，键模块被示出为处于致动位置，在该位置中，在接触指状物454和接触垫203之间建立了电接触。在此，接触指状物454和搁置部1555布置在接触垫203与阻尼部之间，其中阻尼部形成在模块外壳230上，包括抵接表面1531和倾斜表面1633。此外，在此，搁置部1555与阻尼部、特别是与抵接表面1531间隔开。从图16中所示的状态开始且朝向图17中所示的状态移动，触发元件350的搁置部1555已经第一次且仅这一次滑过倾斜表面1633和抵接表面1531。

图18示出了图16或图17中的键盘的子部段的局部截面图，其中键模块处于静止位置。在此，图18中的图示对应于图17中的图示，不同之处在于，键模块被示为处于静止位置，在该位置中，触发元件350的搁置部1555抵接在抵接表面1531上。因此，可以防止由触发元件350、特别是接触指状物454的振动引起的噪声。触发元件350、更具体是搁置部1555不能再次滑过阻尼部以到达例如图16中所示的状态。搁置部1555例如接合在抵接表面1531的后方。

根据实施例并且参考前述附图，在用于组装键模块110的组装方法中，其上布置有触发元件350的键挺杆220可以插入到模块外壳230中。这里，具有触发元件350的键挺杆220相对于模块外壳230的相对运动可以沿着致动运动轴线A实现。触发元件350和/或阻尼部或倾斜表面1633在该相对运动期间也偏转，使得触发元件350被引导经过阻尼部，并且第一次且仅这一次滑过阻尼部。当插入包括触发元件350的键挺杆220时，发生相对于模块外壳230的该相对运动，至少直至到达静止位置。由于触发元件350抵接在抵接表面1531上，防止键挺杆220或触发元件350返回到类似组装之前的位置(参见图16)。

如果一个实施例包括有在第一特征和第二特征之间的“和/或”连接，则根据一个实施例，这可以被理解为表示该实施例包括第一特征和第二特征两者，而根据另一个实施例，这可以被理解为表示该实施例包括仅第一特征或者仅第二特征。

附图标记

100键盘

102电路基板

104固定元件

106键帽

110键模块

201孔

203接触垫

205电子设备

207保持开口

220键挺杆

230模块外壳

322联接部

324挺杆止挡

326表面部

328引导柱

332外壳止挡

334定位突起

336安装部

338凸缘

340弹性装置

350触发元件

452附接部

454接触指状物

456开口

458偏转部

462第一腿

464第二腿

466控制凸轮

468打击部

529中间底部

539致动凸轮

1531抵接表面

1555搁置部

1633倾斜表面