МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КЛАВИШНЫЙ УЗЕЛ Российский патент 2012 года по МПК H01H25/06 H04B7/26 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к многофункциональному клавишному узлу для электронного устройства.

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Имеется большая потребность в миниатюризации электронных устройств, в общем, и сотовых телефонов, в частности. С другой стороны, имеется увеличивающаяся потребность в электронных устройствах, которые включают в себя все больше и больше элементов. Эти требования неизменно приводят в результате к уменьшению площади изображения на экране дисплея, то есть размера экрана дисплея или видимой области экрана. Основной причиной этого является необходимость сохранения стандартной конструкции клавишной матрицы для ввода данных. Хотя размер и шаг клавиш, которые образуют стандартную конструкцию клавишной матрицы, постоянно уменьшаются как результат миниатюризации, имеется предел этому уменьшению. Кроме того, с небольшими клавишами или клавишами, расположенными с небольшим шагом, имеется высокая вероятность случайного нажатия ненамеченной клавиши, которая является смежной намеченной клавише, или даже одновременного нажатия двух соседних клавиш, обеспечивая в соответствии с этим неправильный ввод данных. Кроме того, поскольку клавиши нажимают одну за другой для каждого ввода данных, скорость работы является ограниченной.

В патенте США №6441753 описывается многофункциональный клавишный узел для электронных устройств. Многофункциональный клавишный узел имеет клавишный элемент, имеющий верхнюю фасонную поверхность, ограничивающую области девяти клавиш, которые в предпочтительном варианте осуществления расположены в манере, совместимой с 1-9 клавишами стандартной телефонной клавиатуры с центральной клавишной областью, представляющей пять клавиш телефонной клавиатуры, а каждая область периметра клавиш представляет остальные клавиши. Однако в отличие от стандартной клавиатурной матрицы отсутствуют клавиши со знаками нуля, звездочки и фунта. Клавишу нуля может представлять вспомогательная клавиша. В альтернативном варианте область клавиши может выполнять множество функций. Например, область клавиши цифры пять может работать как стандартная клавиша нуля при выполнении двойного щелчка. Эта опция предложена, но ее выполнение не описано. В любом случае числовой нуль не может быть введен в главном режиме работы и по этой причине каждый раз, когда приходится вводить нуль, прерывается плавный поток ввода данных.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного многофункционального клавишного узла для ввода данных в электронное устройство и улучшенный способ ввода данных в электронное устройство.

Задача решается с помощью объекта (изобретения) в соответствии с соответствующими пунктами формулы изобретения.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением предпочтительно обеспечивается многофункциональный клавишный узел, содержащий

два основных переключателя, первый основной переключатель, второй основной переключатель, и четыре первых неосновных переключателя, причем все переключатели электрически соединены между собой;

одну клавишную крышку, механически соединенную с двумя основными переключателями, причем одна клавишная крышка способна избирательно активировать любой один из четырех первых неосновных переключателей, и избирательно активировать два основных переключателя раздельно или одновременно, вместе с любым одним из первых неосновных переключателей, благодаря чему из многофункционального клавишного узла может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем четыре определенных выходных сигнала получают, когда первый основной переключатель активирован вместе с любым одним из четырех первых неосновных переключателей, и четыре дополнительных определенных выходных сигнала получают, когда второй основной переключатель активирован вместе с любым одним из четырех первых неосновных переключателей, а еще четыре дополнительных определенных выходных сигнала получают, если первый и второй основные переключатели одновременно активированы с любым одним из четырех первых неосновных переключателей.

Многофункциональный клавишный узел может быть расположен вне электронного устройства, расположен в электронном устройстве или частично расположен в электронном устройстве, а выходные сигналы могут быть использованы как входные данные к электронному устройству. В общем, выходные сигналы будут электрическими сигналами, которые могут быть преобразованы в другие типы сигналов.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления клавишную крышку активируют путем перемещения ее из основного неактивного положения в основное активное положение, причем клавишная крышка поддается перемещению из основного неактивного положения в основное активное положение посредством нажатия в вертикальном направлении, по меньшей мере, части клавишной крышки, при этом в основном неактивном положении оба переключателя находятся в электрически выключенном состоянии, а в основном активном положении, по меньшей мере, один из основных переключателей находится в электрически включенном состоянии, при этом имеется всего три основных активных положения, первое основное активное положение, соответствующее одному из основных переключателей, находящемуся в электрически включенном состоянии, второе основное активное положение, соответствующее другому одному из основных переключателей, находящемуся в электрически включенном состоянии, и третье основное активное положение, соответствующее двум основным переключателям, одновременно находящимся в электрически включенном состоянии.

Будет очевидно, что нажатие, по меньшей мере, части клавишной крышки ограничивает направление, которое названо в этой заявке как вертикальное направление.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления клавишная крышка поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях к любому одному из четырех неосновных активных положений.

Как правило, два взаимно перпендикулярные направления обозначены север-юг и восток-запад, а четыре не основных активных положения находятся по направлению часовой стрелки север, восток, юг и запад. Два взаимно перпендикулярных направления являются компланарными и перпендикулярными вертикальному направлению, в котором нажата, по меньшей мере, часть клавишной крышки.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления для каждой комбинации данного неосновного активного положения и конкретного основного активного положения клавишной крышки многофункциональным клавишным узлом выводится специальный определенный выходной сигнал из двенадцати возможных определенных выходных сигналов.

В еще одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения каждый из четырех первых неосновных переключателей содержит неосновное основание и неосновной стержень, выходящий из него, каждый основной переключатель содержит основное основание и основной стержень, выходящий из него, а клавишная крышка соединена с основным стержнем каждого основного переключателя.

В соответствии с первым предпочтительным вариантом осуществления клавишная крышка имеет центрально расположенный шток, проходящий из ее нижней поверхности и проходящий между четырьмя первыми неосновными переключателями, а данное неосновное активное положение четырех неосновных активных положений получают посредством штока, толкающего неосновной стержень данного первого неосновного переключателя из четырех первых неосновных переключателей по направлению к его неосновному основанию до тех пор, пока его электрическое состояние не изменится от выключенного состояния до включенного состояния, активируя в соответствии с этим данный первый неосновной переключатель.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления многофункциональный клавишный узел дополнительно содержит первый направляющий элемент, имеющий два сквозных направляющих паза, перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру, через которую проходит шток, причем первый направляющий элемент расположен между клавишной крышкой и четырьмя первыми неосновными переключателями.

В соответствии со вторым вариантом осуществления многофункциональный клавишный узел дополнительно содержит четыре вторых неосновных переключателя, электрически соединенных друг с другом и со всеми другими переключателями, в котором основной стержень первого основного переключателя проходит между четырьмя первыми неосновными переключателями, основной стержень второго основного переключателя проходит между четырьмя вторыми неосновными переключателями, клавишная крышка (28) поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях (L1, L2, H1, Н2) в любое из четырех неосновных активных положений, а данное неосновное активное положение четырех неосновных активных положений получают с помощью основного стержня первого основного переключателя, толкающего неосновной стержень данного первого неосновного переключателя из четырех первых неосновных переключателей по направлению к его неосновному основанию до тех пор, пока его электрическое состояние не изменится от выключенного состояния к включенному состоянию, активируя в соответствии с этим данный первый неосновной переключатель и с помощью стержня второго основного переключателя, толкающего неосновной стержень данного второго неосновного переключателя из четырех вторых неосновных переключателей по направлению к его неосновному основанию до тех пор, пока его электрическое состояние не измениться от выключенного состояния к включенному состоянию, активируя в соответствии с этим данный второй неосновной переключатель.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления многофункциональный клавишный узел дополнительно содержит ровно два направляющих элемента, причем каждый направляющий элемент имеет два сквозных направляющих паза, перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру, в котором основной стержень первого основного переключателя проходит через крестообразную апертуру первого из направляющих элементов, а основной стержень второго основного переключателя проходит через крестообразную апертуру второго из направляющих элементов, причем первый направляющий элемент расположен между клавишной крышкой и четырьмя первыми неосновными переключателями, а второй направляющий элемент расположен между клавишной крышкой и четырьмя вторыми неосновными переключателями.

Имеется ровно два основных переключателя, которые предпочтительно электрически соединены между собой.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивается также способ формирования одного из двенадцати определенных выходных сигналов, предпочтительно предусматривающий: (а) обеспечение многофункционального клавишного узла, содержащего ровно два основных переключателя и ровно четыре первых неосновных переключателя, электрически соединенных с двумя основными переключателями и друг с другом, и одну клавишную крышку, механически соединенную с двумя основными переключателями; (b) вертикальное смещение клавишной крышки из основного неактивного положения в основное активное положение путем нажатия (утапливания), по меньшей мере, части клавишной крышки, причем в основном неактивном положении оба основных переключателя находятся в электрически выключенном состоянии, а в активном положении, по меньшей мере, один из основных переключателей находится в электрически включенном состоянии; и (с) горизонтальное смещение клавишной крышки из неосновного неактивного положения в неосновное активное положение путем смещения клавишной крышки в одном из двух взаимно перпендикулярных направлений к одному из четырех неосновных активных положений, при этом в неосновном неактивном положении все четыре первых неосновных переключателя находятся в электрически выключенном состоянии, а в неосновном активном положении один из первых неосновных переключателей находится в электрически включенном состоянии, обеспечивая в соответствии с этим один из двенадцати определенных выходных сигналов.

Порядок выполнения этапов способа не обязательно должен быть в соответствии с порядком, приведенным выше. Например, при необходимости этап (с) может быть выполнен перед этапом (b).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления способ дополнительно предусматривает (d) обеспечение ровно четырех вторых неосновных переключателей, электрически соединенных с двумя основными переключателями и с четырьмя первыми неосновными переключателями, причем в неосновном активном положении один из вторых неосновных переключателей находится в электрически включенном состоянии.

В соответствии с настоящим изобретением дополнительно обеспечивается получение сотового телефона, содержащего:

корпус, имеющий множество поверхностей;

экран дисплея и

многофункциональный клавишный узел, содержащий:

два основных переключателя и четыре первых неосновных переключателя, электрически соединенных двумя основными переключателями и друг с другом;

одну клавишную крышку, механически соединенную с двумя основными переключателями, причем одна клавишная крышка способна к избирательной активации каждого одного из четырех первых неосновных переключателей и избирательной активации двух основных переключателей либо отдельно, либо одновременно, вместе с любым одним из первых неосновных переключателей, при этом из многофункционального клавишного узла может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов.

При необходимости экран дисплея расположен на передней поверхности корпуса, а клавишная крышка расположена на боковой поверхности корпуса.

Настоящее изобретение обеспечивает следующие предпочтительные преимущества перед стандартными технологиями.

1. Оно облегчает миниатюризацию электронных устройств, в общем, и сотовых телефонов, в частности.

2. Оно дает возможность использования больших экранов дисплея.

3. Многофункциональная клавиша управляется с помощью одной клавишной крышки.

4. Одна клавишная крышка может управляться большим пальцем одной руки оператора.

5. Одна клавишная крышка проста в управлении. Двенадцать определенных выходных сигналов могут быть получены путем смещения клавишной крышки горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях (север-юг, восток-запад) в комбинации с нажатием клавишной крышки в ее трех разных областях.

Другие преимущества настоящего изобретения вполне очевидны квалифицированным специалистам в этой области техники из следующих чертежей, описания и формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более хорошего понимания настоящего изобретения и иллюстрации того, как оно может быть реализовано на практике, далее будет делаться ссылка на сопроводительные чертежи, где

Фиг.1 - изометрическое изображение типового сотового телефона с многофункциональным клавишным узлом, соответствующим настоящему изобретению.

Фиг.2 - изометрическое изображение сверху модуля многофункционального клавишного узла, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг.3 - изометрическое изображение с частичным пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - изометрическое изображение с полным пространственным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.3.

Фиг.5 - изометрическое изображение с частичным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - изометрическое изображение с полным разделением деталей модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.5.

Фиг.7 - вид сверху модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в основном неактивном положении.

Фиг.8 - вид сверху модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изображения, с удаленной клавишной крышкой, иллюстрирующий то, где был бы расположен основной стержень клавишной крышки (пунктирная линия), если клавишная крышка не удалена;

Фиг.9 - вид сверху модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изображения, с удаленной клавишной крышкой;

Фиг.10А - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в основном неактивном положении;

Фиг.10В - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в первом основном активном положении;

Фиг.10С - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой во втором основном активном положении;

Фиг.10D - вид сбоку модуля многофункционального клавишного узла, иллюстрируемого на фиг.2, с клавишной крышкой в третьем основном активном положении;

Фиг.11 - иллюстрация одной возможной конструкции электрической разводки многофункционального клавишного узла, соответствующего первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.12 - иллюстрация одной возможной конструкции электрической разводки многофункционального клавишного узла, соответствующего второму варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 иллюстрируется типовое электронное устройство 20 в соответствии с настоящим изобретением. Несвязывающий пример такого электронного устройства 20, которое иллюстрируется на фиг.1, является сотовым телефоном. Электронное устройство 20 содержит корпус 22, экран 24 дисплея на передней поверхности 25 корпуса 22, многофункциональный клавишный узел 26, соответствующий настоящему изобретению, имеющий клавишную крышку 28, громкоговоритель 30, наушник 32, микрофон 34 и вспомогательные клавиши 36. Заметно отсутствие стандартной клавиатуры для ввода данных в электронное устройство 20. Кроме того, многофункциональный клавишный узел 26, соответствующий настоящему изобретению, намного меньше стандартной клавиатуры и по этой причине может быть расположен в электронном устройстве 20 таким образом, чтобы клавишная крышка 28 была расположена на боковой поверхности 37 корпуса 22 электронного устройства 20, освобождая, в соответствии с этим большую площадь передней поверхности 25 для экрана 24 дисплея, как показано на фиг.1.

Многофункциональный клавишный узел 26 может быть введен в электронное устройство 20 как его интегральная часть или он может быть получен как отдельный модуль и при необходимости удобно вставляется и извлекается из него. На фиг.2 показан многофункциональный узел 26 в виде модуля. Многофункциональный клавишный узел 26 в виде модуля будет описан только для удобства иллюстрации. Это не имеет ограничивающего влияния на описание многофункционального клавишного узла 26, но только служит для ограничения описания элементов многофункционального клавишного узла 26, в соответствии с этим, исключая из описания элементы электронного устройства 20, которые не относятся к настоящему изобретению. Многофункциональный клавишный узел 26 в виде модуля имеет корпус 38, в котором размещены все элементы многофункционального клавишного узла 26, помимо клавишной крышки 28. Очевидно, что в том случае, если многофункциональный клавишный узел 26 не является отдельным модулем, а внедрен в электронное устройство 20 как его интегральная часть, то корпус 38 многофункционального клавишного узла 26 может быть частью корпуса 22 электронного устройства 29.

Как показано на фиг.3 и фиг.4, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения многофункциональный клавишный узел 26 содержит два основных переключателя 40, на которые будут отдельно ссылаться как на первый и второй основные переключатели 40', 40”, четыре первых неосновных переключателя 42'а, 42'b, 42'с, 42'd и первый направляющий элемент 44'. Как основные, так и первые неосновные переключатели 40, 42' являются электрическими переключателями и могут быть нажимными клавишными переключателями. Каждый основной переключатель 40 имеет основной стержень 46, проходящий из неосновного основания 52. Основной стержень 46 каждого основного переключателя 40 имеет продольную ось А, ограничивающую продольное направление основного переключателя 40. Два электропроводных основных вывода 54 проходят из основного основания 48 каждого основного переключателя 40. Аналогичным образом, два электропроводных неосновных вывода 56 проходят из неосновного основания 52 каждого первого основного переключателя 40.

Клавишная крышка 28 имеет противоположные верхнюю и нижнюю поверхности 58,60 и имеет, в общем, овальную или эллиптическую форму, имеющую размер D длины, ограничивающий продольную ось L клавишной крышки 28. Две нажимные кнопки 62 (62', 62”) выступают из верхней поверхности 58 клавишной крышки 28 на концах клавишной крышки 28, то есть в крайних точках размера D длины клавишной крышки 28. Помимо всего прочего, два противоположных удлиненных выступа 64 выступают из верхней поверхности 58, проходя смежно продольным краям 66 клавишной крышки 28 на противоположных сторонах продольной оси L. Конец каждого основного стержня 46, дистальный основному основанию 48, удерживается в соответствующем отверстии (не видно) в нижней поверхности 60 клавишной крышки 28, механически соединяя в соответствии с этим клавишную крышку 28 с основными переключателями 40.

Первый направляющий элемент 44' имеет два сквозных направляющих паза 68, 70, перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру 72. Один из направляющих пазов 68 совмещен с продольной осью L клавишной крышки и будет называться в этой заявке как продольный направляющий паз. Другой направляющий паз 70 является перпендикулярным продольной оси L клавишной крышки 28 и будет называться в этой заявке как поперечный направляющий паз. Клавишная крышка 28 имеет центрально расположенный шток 74, проходящий из ее нижней поверхности 60 в направлении, в общем, параллельном основным стержням 46 и, в общем, перпендикулярном неосновным стержням 50. Первый направляющий элемент 44' расположен между первыми неосновными переключателями 42' и клавишной крышкой 28, причем шток 74 клавишной крышки 28 проходит через крестообразную апертуру 72 первого направляющего элемента 44' и между всеми четырьмя первыми неосновными переключателями 42'.

Теперь описание будет осуществляться со ссылкой на фиг.5 и фиг.6. Многофункциональный клавишный узел 26 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения содержит два основных переключателя 40 (40, 40”), четыре первых неосновных переключателя 42' (42'а, 42'b, 42'с, 42'd), четыре подобных или идентичных вторых неосновных переключателя 42” (42”а, 42'b, 42”c, 42”d) и первый и второй направляющие элементы 44', 44”. В отличие от первого варианта осуществления в соответствии со вторым вариантом осуществления клавишная крышка 28 не обеспечена штоком. Первый направляющий элемент 44' расположен между первыми неосновными переключателями 42' и клавишной крышкой 28, причем основной стержень 46 первого основного переключателя 40' проходит между всеми четырьмя первыми неосновными переключателями 42' и через крестообразную апертуру 72 первого направляющего элемента 44'. Аналогичным образом, второй направляющий элемент 44” расположен между вторыми неосновными переключателями 42” и клавишной крышкой 28, причем основной стержень 46 второго основного переключателя 40” проходит между всеми четырьмя вторыми неосновными переключателями 42” и через крестообразную апертуру 72 второго направляющего элемента 44”. Так же как и в первом варианте осуществления, конец каждого основного стержня 46, дистальный основному основанию 48, удерживается в соответствующем отверстии (не видно) в нижней поверхности 60 клавишной крышки 28, механически соединяя в соответствии с этим клавишную крышку 28 с основными переключателями 40', 40”.

Клавишная крышка 28 может быть перемещена в различных направлениях путем приложения к ней внешнего усилия. В общем, внешнее усилие прикладывается к клавишной крышке 28 оператором, размещающим большой палец на верхней поверхности 60 клавишной крышки 28 или на одной из нажимных кнопок 62', 62” и затем либо нажимающим клавишную крышку 28 и смещающим ее «вертикально» благодаря приложению к клавишной крышке 28 усилия в продольном направлении основных переключателей 40', 40”, или смещающим клавишную крышку 28 «горизонтально» благодаря приложению к клавишной крышке 28 усилия в направлении, перпендикулярном продольному направлению основных переключателей 40', 40”. Помимо всего прочего, как вертикальное, так и горизонтальное усилия могут быть приложены одновременно. Основные стержни 46 предпочтительно являются упругими для обеспечения возможности достаточного горизонтального смещения клавишной крышки 28.

Теперь описание будет делаться со ссылкой на фиг.фиг.7-9 и фиг.фиг.10A-10D. Если к клавишной крышке 28 не прикладывается вертикального усилия, то, как указано выше, клавишная крышка находится в неосновном активном состоянии (фиг.10А). Если к клавишной крышке вообще не приложено внешнее усилие, то клавишная крышка 28 является несмещенной в горизонтальном направлении (фиг.фиг.7-9) и является несмещенной в вертикальном направлении (фиг.10А), а, как указано выше, находится в состоянии покоя. Поскольку шток 74 прикреплен к клавишной крышке 28 и по этой причине с удаленной клавишной крышкой 28 шток 74 не находится в корпусе, он показан на фиг.8 пунктирной линией, которая показывает то, где шток 74 находился бы, если бы клавишная крышка 28 не была удалена. В первом варианте осуществления шток 74 ограничен для движения в горизонтальном направлении в направляющих пазах 68, 70 (фиг.8), а во втором варианте осуществления настоящего изобретения основные стержни 46 ограничены для движения в горизонтальном направлении в направляющих пазах 68, 70 (фиг.9). Таким образом, горизонтальное смещение клавишной крышки 28 ограничено для продольного и поперечного движения, соответствующего движению штока 74 (первый вариант осуществления) или основных стержней 46 (второй вариант осуществления) в продольном и поперечном направляющих пазах 68, 70, в продольном и поперечном направлениях L1, L2 и H1, Н2, соответственно. Другими словами, клавишная крышка 28 может быть смещена горизонтально в двух взаимно перпендикулярных направлениях для четырех горизонтальных направлений L1, L2, H1, Н2 смещения.

Если клавишную крышку 28 смещают вертикально путем нажатия на нее, то она смещается из ее положения покоя или из основного неактивного положения, (фиг.10А), в «основное активное положение». Имеется ровно три основных активных положения. Первое основное активное положение (фиг.10В) получают путем смещения первого конца клавишной крышки 28 вертикально, то есть путем нажатия на первую из нажимных кнопок 62' так, чтобы только основной стержень 46 первого основного переключателя 40' был смещен вертикально, когда его толкают по направлению к его основному основанию 48, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние первого основного переключателя 40' из выключенного состояния (неэлектропроводного) во включенное состояние (электропроводное). Второе основное активное положение (фиг.10С) получают путем вертикального смещения второго конца клавишной крышки 28, то есть путем нажатия второй нажимной кнопки 62” так, чтобы только основной стержень 46 второго основного переключателя 40” был вертикально смещен, когда его толкают по направлению к его основному основанию 48, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние второго основного переключателя 40” из выключенного состояния во включенное состояние. Третье основное активное положение (фиг.10D) получают путем смещения всей клавишной крышки 28 в вертикальном направлении, то есть путем нажатия на верхнюю поверхность 60 клавишной крышки 28 в местоположении между двумя нажимными кнопками 62', 62” так, чтобы оба основных стержня 46 были смещены в вертикальном направлении, изменяя в соответствии с этим электрическое состояние обоих основных переключателей 40', 40” из выключенного состояния во включенное состояние. Другими словами, «основное активное положение» клавишной крышки 28 ограничено как включенное состояние, по меньшей мере, одного из основных переключателей 40', 40”.

После того как клавишная крышка 28 была перемещена в данное основное активное положение нажатием ее в вертикальном направлении, благодаря движению клавишной крышки 28 в конкретное «неосновное активное положение» может быть получен выходной сигнал. «Неосновное активное положение» ограничено здесь как включенное состояние (электропроводное), по меньшей мере, одного из неосновных переключателей 42' (42'а, 42'b, 42'с, 42'd), 42” (42”а, 42”b, 42”с, 42”d). Этого достигают путем смещения клавишной крышки 28 горизонтально либо в продольном, либо в поперечном направлении так, чтобы к неосновному стержню 50 конкретного неосновного переключателя 42', 42” прикладывалось усилие, толкающее его по направлению к его неосновному основанию 52 до тех пор, пока не изменится его электрическое состояние от выключенного состояния (неэлектропроводного) до включенного состояния (электропроводного). В первом варианте осуществления это шток 74 клавишной крышки 28 прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного первого неосновного переключателя 42'. Во втором варианте осуществления настоящего изобретения это стержень 46 первого основного переключателя 40' прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного первого неосновного переключателя 42' и стержень 46 второго основного переключателя 40” прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного второго неосновного переключателя 42”.

Для каждой комбинации данного основного активного положения и конкретного неосновного активного положения получают определенный выходной сигнал. Удлиненные выступы 64 служат для предотвращения соскальзывания большого пальца оператора при смещении клавишной крышки 28 в горизонтальном направлении или когда большой палец оператора находится в местоположении между двумя нажимными кнопками 62. Поскольку имеется три основных активных положения (фиг.10В, фиг.10С и фиг.10D) и четыре неосновных активных положения, соответствующих четырем горизонтальным направлениям L1, L2, H1, Н2 смещения клавишной крышки, и гарантирующая активация конкретного неосновного переключателя 42', 42”, может быть получено всего двенадцать определенных выходных сигналов. Четыре горизонтальных направления L1, L2, H1, Н2 смещения клавишной крышки 28 и гарантирующая активация конкретного неосновного переключателя 42', 42” ограничивают первое, второе, третье и четвертое неосновные активные положения клавишной крышки 28.

В качестве несвязывающего примера, можно выбрать эти двенадцать определенных выходных сигналов для представления 10 чисел 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 и функций "очистить" и "забой". Какие конкретные комбинации основных активных положений и неосновных активных положений используются для представления этих двенадцати выходов, является делом выбора. В качестве несвязывающего примера, четыре выходных сигнала для чисел 1, 2, 3 и 4, ограничивающие первый набор выходных сигналов, могут быть получены при использовании первого основного активного положения (фиг.10В) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым неосновными активными положениями, соответственно; четыре выходных сигнала для чисел 5, 6, 7 и 8, ограничивающие второй набор выходных сигналов, могут быть получены при использовании второго основного активного положения (фиг.10C) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым неосновными активными положениями, соответственно; и четыре выходных сигнала для двух чисел 9, 0 и двух функций "очистить" и "забой", ограничивающие третий набор выходных сигналов, могут быть получены при использовании третьего основного активного положения (фиг.10D) вместе с первым, вторым, третьим и четвертым неосновными активными положениями, соответственно.

На фиг.11 приведен иллюстративный вид одной возможной компоновки электрической разводки многофункционального клавишного узла 26 в соответствии с первым вариантом осуществления, которая даст возможность многофункциональному клавишному узлу 26 обеспечить получения выходных сигналов, упомянутых выше. Два основных переключателя 40', 40” и четыре первых неосновных переключателя 42' (42'а, 42'b, 42'с, 42'd) электрически соединены между собой, причем один из электропроводных основных выводов 54 каждого основного переключателя 40', 40” и один из электропроводных неосновных выводов 56 каждого первого неосновного переключателя 40' являются электрически общими, и другой электропроводный основной вывод 54 каждого основного переключателя 40', 40” и другой электропроводный неосновной вывод 56 каждого первого неосновного переключателя 40' являются электрически общими и заземленными.

С целью иллюстрации выходные сигналы для первого, второго, третьего и четвертного неосновных активных положений указаны, соответственно, символами I, II, III, IV, а выходные сигналы для первого и второго основных активных положений указаны символами IXb и IXc, соответственно. Принимая это во внимание в соответствии с примером, приведенным выше, выходной сигнал для цифры 1 из первого набора выходных сигналов дается символически в виде комбинации IXb+I, то есть, нажимают первую нажимную кнопку 62' так, чтобы первый основной переключатель 40' находился во включенном состоянии, как показано на фиг.10 В, а клавишная крышка 28 находилась в первом неосновном активном положении. Аналогичным образом, выходной сигнал для цифры 5, из второго набора выходных сигналов, дается символически в виде комбинации IXc+I, то есть нажимают вторую нажимную кнопку 62” так, чтобы второй основной переключатель 40” находился во включенном состоянии, как показано на фиг.10С, а клавишная крышка 28 находилась в первом неактивном положении. Для получения выходного сигнала из третьего набора выходных сигналов оба основных переключателя 40', 40” должны быть во включенном состоянии, то есть, должны быть нажаты обе нажимные кнопки 62, как показано на фиг.10D. Например, выходной сигнал для цифры 9 дается символически комбинацией IXb+IXc+I.

Для выведения других сигналов, например букв алфавита, клавишной крышкой 28, можно "дважды щелкнуть" клавишной крышкой 28 перед ее смещением так, как это описано выше. В альтернативном варианте может быть активирована одна или более вспомогательных клавиш 36. Таким образом, большое количество информации, например, цифр, букв, символов, функций и так далее, может быть выведено из многофункционального клавишного узла 26.

На фиг.12 приведен иллюстративный вид одной возможной компоновки электрической разводки многофункционального клавишного узла 26 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, которая дает возможность многофункциональному клавишному узлу 26 обеспечивать выходные сигналы, подобные выходным сигналам, полученным в первом варианте осуществления. Два основных переключателя 40', 40”, четыре первых неосновных переключателя 42' (42'а, 42'b, 42'с, 42'd) и четыре вторых неосновных переключателей 42” (42”а, 42”b, 42”с, 42”d) электрически соединены между собой, причем один из электропроводных основных выводов 54 каждого основного переключателя 40', 40” и один из электропроводных неосновных выводов 56 каждого первого неосновного переключателя 42' и каждого второго основного переключателя 42” являются электрически общими, а другой электропроводный основной вывод 54 каждого основного переключателя 40', 40” и другой электропроводный неосновной вывод 56 каждого первого неосновного переключателя 40 и каждый второй неосновной переключатель 42 являются электрически общими и заземленными.

Двенадцать определенных выходных сигналов получают из многофункционального клавишного узла 26 второго варианта осуществления благодаря применению подобного набора операций к клавишной крышке 28, как описано для первого варианта осуществления. Например, выходной сигнал для цифры 1, из первого набора выходных сигналов, дается символически комбинацией IXb+I, то есть нажимают первую нажимную кнопку 62' так, чтобы первый основной переключатель 40' находился во включенном состоянии, как показано на фиг.10В, а клавишная крышка 28 была в первом неосновном активном положении. Как описано выше, единственным различием между первым и вторым вариантами осуществления настоящего изобретения является то, что в первом варианте осуществления это шток 74 клавишной крышки 28 прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного первого неосновного переключателя 42' для получения конкретного неосновного активного положения клавишной крышки 28. Во втором варианте осуществления стержень 46 первого основного переключателя 40' прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного первого неосновного переключателя 42', а стержень 46 второго основного переключателя 40” прикладывает усилие к неосновному стержню 50 конкретного второго неосновного переключателя 42” для получения конкретного неосновного активного положения клавишной крышки 28.

Хотя настоящее изобретение было описано до некоторой степени в частности, должно быть очевидным, что без отклонения от объема настоящего изобретения, ограниченного прилагаемой формулой изобретения, могут быть сделаны различные изменения и модификации. В частности, настоящее изобретение было описано со ссылкой на сотовый телефон. Однако очевидно, что настоящее изобретение также применимо для других подобных электронных устройств.

Многофункциональный клавишный узел предназначен для ввода данных в электронное устройство, в частности в сотовый телефон. Многофункциональный клавишный узел имеет два переключателя, управляемые посредством одной клавишной крышки. Клавишная крышка может быть смещена в вертикальном направлении в три основных активных положения и горизонтально в четыре неосновных активных положения, давая увеличение до двенадцати определенных выходных сигналов данных для ввода в электронное устройство. Технический результат - облегчение миниатюризации электронных устройств с возможностью использования больших экранов дисплея и упрощение управления. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Многофункциональный клавишный узел (26), содержащий два основных переключателя, первый основной переключатель (40'), второй основной переключатель (40'') и четыре первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), причем все переключатели электрически соединены между собой;
одну клавишную крышку (28), механически соединенную с двумя основными переключателями (40', 40''), причем одна клавишная крышка (28) способна избирательно активировать любой один из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd) и избирательно активировать два основных переключателя (40', 40'') раздельно или одновременно вместе с любым одним из первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), благодаря чему из многофункционального клавишного узла (26) может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов, причем четыре определенных выходных сигналов получают, когда первый основной переключатель (40') активирован вместе с любым одним из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), четыре дополнительных определенных выходных сигналов получают, когда второй основной переключатель (40'') активирован вместе с любым одним из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), а еще четыре дополнительных определенных выходных сигналов получают, если первый и второй основные переключатели (40', 40'') одновременно активированы с любым одним из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd).

2. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.1, в котором клавишную крышку (28) активируют путем перемещения ее из основного неактивного положения в основное активное положение, причем клавишная крышка поддается перемещению из основного неактивного положения в основное активное положение посредством нажатия (утопления) в вертикальном направлении, по меньшей мере, части клавишной крышки 28), при этом в основном неактивном положении оба основные переключателя (40', 40'') находятся в электрически выключенном состоянии, а в основном активном положении, по меньшей мере, один из основных переключателей (40', 40'') находится в электрически включенном состоянии, при этом имеется всего три основных активных положения, первое основное активное положение, соответствующее одному из основных переключателей (40', 40''), находящемуся в электрически включенном состоянии, второе основное активное положение, соответствующее другому одному из основных переключателей (40', 40''), находящемуся в электрически включенном состоянии, и третье основное активное положение, соответствующее двум основным переключателям (40', 40''), одновременно находящимся в электрически включенном состоянии.

3. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.2, в котором клавишная крышка (28) поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях (LI, L2, HI, H2) к любому одному из четырех неосновных активных положений.

4. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.3, в котором для каждой комбинации данного неосновного активного положения и конкретного основного активного положения клавишной крышки (28) многофункциональным клавишным узлом (26) выводится специальный определенный выходной сигнал из двенадцати возможных определенных выходных сигналов.

5. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.1, в котором каждый из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'с, 42'd) содержит неосновное основание (52) и неосновной стержень (50), выходящий из него, каждый основной переключатель (40', 40'') содержит основное основание (48) и основной стержень (46), выходящий из него, а клавишная крышка (28) соединена с основным стержнем (46) каждого основного переключателя (40', 40'').

6. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.5, в котором клавишная крышка (28) имеет центрально расположенный шток (74), проходящий из ее нижней поверхности (60) и проходящий между четырьмя первыми неосновными переключателями (42'а, 42'b, 42'с, 42'd), а данное неосновное активное положение четырех неосновных активных положений получают посредством штока (74), толкающего неосновной стержень (50) данного первого неосновного переключателя из четырех первых неосновных переключателей по направлению к его неосновному основанию (52) до тех пор, пока его электрическое состояние не изменится от выключенного состояния до включенного состояния, активируя в соответствии с этим данный первый неосновной переключатель.

7. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.6, дополнительно содержащий первый направляющий элемент (44'), имеющий два сквозных направляющих паза (68, 70), перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру (72), через которую проходит шток (74), причем первый направляющий элемент (44') расположен между клавишной крышкой (28) и четырьмя первыми неосновными переключателями.

8. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.5, дополнительно содержащий четыре вторых неосновных переключателя (42''а, 42'b, 42''с, 42''d), электрически соединенных друг с другом и со всеми другими переключателями; в котором основной стержень (46) первого основного переключателя (40') проходит между четырьмя первыми неосновными переключателями (42'а, 42'b, 42'c, 42'd); основной стержень (46) второго основного переключателя (40'') проходит между четырьмя вторыми неосновными переключателями (42''а, 42''b, 42''c, 42''d); клавишная крышка (28) поддается горизонтальному смещению в двух взаимно перпендикулярных направлениях (LI, L2, HI, H2) в любое из четырех неосновных активных положений; и в котором данное неосновное активное положение четырех неосновных активных положений получают с помощью основного стержня (46) первого основного переключателя (40'), толкающего неосновной стержень (50) данного первого неосновного переключателя из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd) по направлению к его неосновному основанию (52) до тех пор, пока его электрическое состояние не изменится от выключенного состояния к включенному состоянию, активируя в соответствии с этим данный первый неосновной переключатель, и с помощью основного стержня второго основного переключателя (40''), толкающего неосновной стержень (50) данного второго неосновного переключателя из четырех вторых неосновных переключателей (42''а, 42''b, 42''c, 42''d) по направлению к его неосновному основанию (52) до тех пор, пока его электрическое состояние не измениться от выключенного состояния к включенному состоянию, активируя в соответствии с этим данный второй неосновной переключатель.

9. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.8, дополнительно содержащий ровно два направляющих элемента (44', 44''), причем каждый направляющий элемент имеет два сквозных направляющих паза (68, 70), перпендикулярных друг другу, образующих крестообразную апертуру (72), в котором основной стержень (46) первого основного переключателя (40') проходит через крестообразную апертуру (72) первого из направляющих элементов (44'), а основной стержень (46) второго основного переключателя (40'') проходит через крестообразную апертуру (72) второго из направляющих элементов (44''), причем первый направляющий элемент расположен между клавишной крышкой и четырьмя первыми неосновными переключателями, а второй направляющий элемент расположен между клавишной крышкой и четырьмя вторыми неосновными переключателями.

10. Многофункциональный клавишный узел (26) по п.1, в котором имеется ровно два основных переключателя (40', 40''), которые электрически соединены между собой.

11. Способ обеспечения одного из двенадцати определенных выходных сигналов, предусматривающий:
(a) обеспечение многофункционального клавишного узла (26), содержащего ровно два основных переключателя (40', 40'') и ровно четыре первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), электрически соединенных с двумя основными переключателями (40', 40'') и друг с другом, и одну клавишную крышку (28), механически соединенную с двумя основными переключателями (40', 40'');
(b) вертикальное смещение клавишной крышки (28) из основного неактивного положения в основное активное положение путем нажатия (утапливания), по меньшей мере, части клавишной крышки (28), в котором в основном неактивном положении оба основных переключателя (40', 40'') находятся в электрически выключенном состоянии, и в котором в активном положении, по меньшей мере, один из основных переключателей (40', 40'') находится в электрически включенном состоянии; и
(c) горизонтальное смещение клавишной крышки (28) из неосновного неактивного положения в неосновное активное положение путем смещения клавишной крышки в одном из двух взаимно перпендикулярных направлений (LI, L2, HI, H2) к одному из четырех неосновных активных положений, в котором в неосновном неактивном положении все четверо первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd) находятся в электрически выключенном состоянии, и в котором в неосновном активном положении один из первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd) находится в электрически включенном состоянии, обеспечивая в соответствии с этим один из двенадцати определенных выходных сигналов.

12. Способ обеспечения одного из двенадцати определенных выходных сигналов по п.11, дополнительно предусматривающий (d) обеспечение ровно четырех вторых неосновных переключателей (42''а, 42''b, 42''c, 42''d), электрически соединенных с двумя основными переключателями (40', 40'') и с четырьмя первыми неосновными переключателями (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), причем в неосновном активном положении один из вторых неосновных переключателей (42''а, 42''b, 42''c, 42''d) ((прим. пер.) в оригинале формулы изобретения на английском языке, вероятно, ошибочно написано «вторых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd)) находится в электрически включенном состоянии.

13. Сотовый телефон (20), содержащий
корпус (22), имеющий множество поверхностей (25, 37);
экран (24) дисплея; и
многофункциональный клавишный узел (26), содержащий
два основных переключателя (40', 40'') и четыре первых неосновных переключателя (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), электрически соединенных с двумя основными переключателями (40', 40'') и друг с другом;
одну клавишную крышку (28), механически соединенную с двумя основными переключателями (40', 40''), причем одна клавишная крышка (28) способна к избирательной активации каждого одного из четырех первых неосновных переключателей (42'а, 42b, 42'c, 42'd) и избирательной активации двух основных переключателей (40', 40'') либо отдельно, либо одновременно, вместе с любым одним из первых неосновных переключателей (42'а, 42'b, 42'c, 42'd), благодаря чему из многофункционального клавишного узла (26) может быть выведено всего двенадцать возможных определенных выходных сигналов.