[发明专利]具有收发器的智能键帽

说明书

本申请公开了具有收发器的智能键帽。键盘系统包括壳体以及具有键本体和键帽的键结构。键本体包括收发器电路。键帽包括键帽收发器和存储器结构，该存储器结构存储键帽ID数据和/或对应于键功能的键功能数据。收发器电路可以经由键帽收发器对键帽存储器进行轮询并且检索键帽ID数据和/或键功能数据。键盘系统可以通过对键帽进行轮询来确定键帽在键盘上的位置映射，并且可以基于键帽ID数据和/或键功能数据来生成控制信号并且将控制信号发送至通信上耦接至键盘系统的主计算装置。

相关申请的交叉引用段落

本申请是一项非临时申请并且要求于2021年11月16日提交的题为“SMART KEYCAP WITH TRANSCEIVER”的美国临时申请第63/279,829号的权益和优先权，该美国临时申请出于所有目的通过引用整体并入于此。

技术领域

本公开内容的各方面一般地涉及输入装置，并且更具体地涉及被配置成使得用户能够调换输入装置的键结构上的键帽以改变该键结构的相应功能的智能键。

背景技术

输入装置例如键盘或基于键的计算机外围装置仍然是人类与计算机之间流行且有效的用户接口。多年来，键盘在质量、功能、人机工程学和寿命方面已经得到了发展和改进。现代键盘通常包括数字键盘、功能键、多媒体键以及任意数量的不同配置的许多其他键功能。尽管许多配置和选项对消费者可用，但是键盘通常被锁定至特定的键布置和相应的功能中。因此，用户可能诉诸于购买多个键盘装置来更好地适应特定的应用，这可能是昂贵和浪费的。我们需要更好的解决方案。

发明内容

在一些实施方式中，一种键盘系统包括：壳体；设置在壳体中的键结构，该键结构包括：键本体，该键本体包括收发器电路；以及键帽，该键帽被构造成非破坏性地耦接至键本体以及与键本体解耦，其中，键帽包括：收发器电路；以及存储器结构，该存储器结构存储：键帽识别(ID)数据；以及对应于键功能的键功能数据，其中，收发器电路被配置成在键帽耦接至键本体时经由收发器电路对键帽存储器结构进行轮询，并且检索键帽ID数据和键功能数据，并且其中，键盘系统被配置成：基于对键帽的轮询来确定键帽在键盘上的位置；以及生成控制信号并且将控制信号发送至通信上耦接至键盘系统的主计算装置，该控制信号对应于键帽ID数据和键功能数据。在一些实施方式中，键本体包括具有键帽接口的键开关，键开关被构造成经由摩擦配合、磁性耦接、硬件耦接中的至少一种耦接至键帽。键结构还可以包括：被构造在键帽与键本体之间的键帽保持器，键帽保持器被构造成将键本体耦接至键帽。在一些方面，键盘系统包括多个键结构，每个键结构具有相应的键帽，并且其中，收发器电路包括：一个或更多个处理器；以及全局收发器结构，全局收发器结构在壳体内被构造在多个键结构下方，该收发器电路被配置成经由全局收发器结构对多个键结构的相应键帽中的每个收发器电路进行轮询。在一些实施方式中，键结构包括被构造在键本体内或者被构造成与键本体邻近的局部收发器电路，其中，收发器电路耦接至被构造在壳体内的一个或更多个处理器并且由一个或更多个处理器控制，并且其中，收发器电路被配置成经由局部收发器对键帽中的收发器电路进行轮询。在一些实施方式中，控制信号是人机接口装置(HID)格式的控制信号或被配置成用于与计算机外围装置一起使用的专有命令之一。在某些实施方式中，收发器电路被配置成当键帽被按压时对键帽存储器结构进行轮询。在某些情况下，收发器电路被配置成当键帽在任何时候未被按压时对键帽存储器结构进行轮询，以检测经修改的键帽ID数据或经修改的键功能数据。收发器电路能够操作成对存储在键帽的存储器结构中的数据进行修改。收发器电路可以经由基于RF、电感、磁性或光学的通信中的一种与键帽进行通信。在某些实施方式中，收发器电路被配置成当电路通过键结构的相应键按压事件被闭合时对键帽存储结构进行轮询。在一些情况下，可以经由基于压力的检测方案来确定键帽被按压，该基于压力的检测方案包括内部切换机构或力敏电阻器中的至少一个，或者经由基于距离的检测方案，基于检测阈值来确定键帽被按压。在某些实施方式中，键功能可以包括字母数字字符、符号、表情符号、多媒体功能、游戏功能、快捷键、宏功能、编辑键、导航功能、传感器数据和点击功能中的至少一种。