CN103210362A - 具有隐藏式输入键的电子设备和制造该电子设备的方法 - Google Patents

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Abstract

电子设备包括具有外表面(11)和内表面(12)的壳体(2)。在壳体(2)上设置有键，该键包括形成在壳体(2)中的微孔(21，22)和在微孔(21，22)中延伸至壳体(2)的外表面(11)的导电材料(23，24)。传感器(6)连接至该导电材料(23，24)以检测对象是否在外表面(11)处与该微孔(21，22)接触或分开。

Description

具有隐藏式输入键的电子设备和制造该电子设备的方法
本发明涉及电子设备及其制造方法。本发明特别涉及一种具有输入键以允许用户输入数据或控制电子设备的操作的设备。
背景技术
电子设备，如便携式电子设备，通常包括允许用户输入控制指令或其他数据的用户接口。许多使用了几十年的传统用户接口包括硬件键，该硬件键含有可机械移动元件。考虑到设备的美感，已经有人试图改变电子设备的构造，特别是移动电子设备，以减少在该电子设备上提供的可机械移动元件的数量。一个已采用的路线是已经实现的触敏屏。这样的触敏屏可通常基于电阻或电容传感技术。为了解决一些触摸显示屏的缺陷，有人提议使用接近传感器，其不需要用户物理接触该显示屏。这样的接近传感器的例子在WO 2010/069410A1中有描述。
为了实现开关这种设备、菜单控制功能、扬声器音量控制功能、滚动功能或类似功能，甚至现在广泛使用触摸屏或近距离感应显示器作为输入设备的便携式电子设备通常也具有一个或者多个独立于该显示屏的输入键。如今，这些键可能仍然频繁使用可机械移动元件的方式来实现。除了在其他无缝设计中具有这样键的明显美学缺陷之外，机械输入元件可能随着时间而磨损和/或该机械输入元件可能受到通过设备壳体中大的开口而进入的灰尘或潮气破坏的风险。然而，为了容纳传统机械键元件，这样大的开口是必需的。
虽然我们可以想象通过感测对设备壳体的一部分的按压来使用无缝集成至设备壳体的输入键，例如使用电容感测，但是这会存在一些与设计相关的限制。作为例示，可能会有关于定位键的限定，其需要按压该设备的壳体的一部分。更具体地说，由于角落或边缘可以提供增强硬度的设备表面，所以可能很难将这种键定位得靠近该设备壳体边缘或角落。于是，键动作的可靠检测会成为一个相当大的挑战。
发明内容
因此，在本领域对带有一些上述缺陷的便携式电子设备及其制造方法有着持续的需求。特别是，对于不需要在设备壳体中提供大切口以容纳机械移动元件来实现输入键的便携式电子设备有着持续的需求。在本领域对于允许将键以无缝方式集成至设备壳体中的便携式电子设备也有着持续的需求。在本领域对于生产这样的便携式电子设备的方法也有着持续的需求。
本发明一方面提供了一种电子设备。该电子设备包括具有外表面和内表面的壳体、设置在壳体上的键、以及传感器。该键包括在壳体中形成以从壳体的内表面延伸至外表面的微孔，以及在该微孔中延伸至壳体外表面的导电材料。将该传感器连接至导电材料并且该传感器被配置为监视电气特性来检测对象是否与壳体外表面上的微孔接触或分开。
在电子设备中，与壳体接触的对象，比如用户的皮肤，可能通过该导电材料延伸至微孔而被感知。因此，在用户皮肤与在其中形成键的外表面部分之间的接触和分开可以不需要机械移动元件来实现键而被感知。可以设定微孔尺寸使得通过具有平均视力的成年人的肉眼它难以被检测或根本不能被检测到。
该电子设备可以是便携式电子设备。
该导电材料可能会被暴露在壳体的外表面上。该传感器可以被配置为检测对象是否接触或未接触壳体外表面上的导电材料。
微孔可以通过壳体壁从内表面延伸至外表面。
该壁可定义为法线方向垂直于壁表面，并且该微孔可具有一个被布置为与法线方向有一相对角的中心轴。当使用一些其中被特别提供了延伸至壳体外表面的导电材料的微孔来实现键时，至少一个微孔可具有被布置为与法线方向有一相对角的中心轴。不同微孔可具有相对于彼此被布置为有一相对角的中心轴。
可用金属材料制成壳体。
当壳体用金属材料制成时，将传感器电气连接至壳体。该壳体可作为通过传感器执行的电阻测量的阴极或阳极中的一个来测量该壳体与在微孔中延伸的该导电材料之间的电阻。
该金属材料可在该微孔的边界处被氧化以形成与该导电材料接触的绝缘金属氧化物层。因此，在该孔中延伸的导电材料可与该金属材料电气绝缘。
键可进一步包括在导电材料与微孔边界之间插入的绝缘层以与壳体导电材料电气绝缘。
该绝缘层可以是半透明的。通过将光耦合至半透明绝缘层，使得键可见。
便携式电子设备可进一步包括安装在壳体中并配置为将光耦接至该绝缘层的光源。该光源可以被连接至控制器，该控制器选择性地激活该光源来使得在选择方式下该键可见。
该导电材料的端部与壳体的外表面齐平。这减少了基于用户皮肤接触的键的触觉响应。另外，该导电材料的尾部也可以凸出于外表面。
该键可被配置为包含多个微孔，在微孔中导电材料被分别配置为从壳体壁的内表面延伸至外表面。与键相关的多个微孔可排列成一个矩阵。其中具有导电材料延伸的多个微孔可以相同的方式排列，但是它们也可有不同方向的中心轴。因此，在激活区域中通过将他/她的手指与壳体的外表面接触来激活键，该激活区域可被扩大至所需的大小。进一步，基于用户皮肤接触或脱离壳体外表面，可能会增加电气特性变化的发生，比如电阻或电容。
当键包括其中各自具有导电材料的多个微孔时，至少一个子集的微孔可以进一步包括其中配置的半透明绝缘材料。该键被配置为至少微孔的另一子集不包含半透明绝缘材料。可以选择包含半透明绝缘材料的微孔的排列以使得当光源从壳体中照射多个微孔时在壳体的外表上可看见一个预期的标记。
该键可进一步包括多个从壳体的内表面延伸至外表面贯穿壳体的照明微孔。
该电子设备可进一步包括在壳体中设置并被配置为将光耦接至多个照明微孔的光源。
该传感器可以为电阻传感器。该电阻传感器可以电气连接来检测微孔中该导电材料和另一微孔中导电材料之间测量到的电阻变化。另外，该电阻传感器可以被电气连接来检测一微孔中导电材料与该电子设备的壳体之间测量到的电阻变化。
该传感器可以是电容传感器。
该键的微孔可定义为在壳体外表面中的一个小开口。该小开口可具有相当于或小于肉眼可分辨的直径。
根据另一方面，提供了一种制造具有隐藏式键的电子设备的方法。该电子设备包括具有内表面和外表面的壳体。将一微孔机械加工到壳体中以使得该微孔贯穿壳体的壁从内表面延伸至该外表面。在微孔的边缘处形成电气绝缘层。在微孔中设置导电材料以使得该导电材料在该微孔中延伸至壳体的外表面。
该微孔可通过激光打孔形成。
通过电镀绝缘材料到内部微孔边界来形成绝缘层。如果壳体由所选择的金属形成以使得原生金属氧化物是绝缘的，则可通过在该微孔边界处局部氧化壳体来形成该绝缘层。
根据任一方面或实施方式，该方法可用于制造一电子设备。
可以理解的是，上述特征以及下面待解释的特征不仅用于表示各个组合，而且在不背离本发明的范围内还表示其他组合或个例。可在其他实施方式中组合上述方面及实施方式的特征。
附图说明
结合附图阅读以下详细描述，上述和其他特征以及本发明的优点将显而易见，在附图中相同的元件使用相同的标号来表示。
图1是根据一个实施方式的便携式电子设备的原理图。
图2是沿着图1的线II-II截取的壳体的一部分的示意性截面图。
图3是示出根据一个实施方式的便携式电子设备的壳体壁的截面图。
图4是示出根据另一个实施方式的便携式电子设备的壳体壁的截面图。
图5是根据一个实施方式的设备的壳体壁的外表面的示意性平面图。
图6是图5的壳体壁的内表面的示意性平面图。
图7是示出根据另一个实施方式的便携式电子设备的壳体壁的截面图。
图8-10是例示了根据一个实施方式的制造电子设备的方法的示意图。
图11-13是例示了根据一个实施方式的制造电子设备的方法的示意图。
具体实施方式
在下面，将参考附图详细描述本发明的实施方式。可以理解的是下面实施方式的描述不带有对本发明进行限制的意思。并不试图由这里后面所描述的实施方式或起图示作用的附图来限制本发明的范围。相反，试图通过所附权利要求以及其等同物来定义本发明的范围。
可以理解的是附图仅被视为示意图，而附图中图示的元件不一定是按照比例显示。相反，各种元件都表示了对本领域技术人员而言显而易见的功能以及通用目的。
也可以理解的是，在下面示例性实施方式的描述中，附图中或这里描述的在功能模块、设备、组件或其他物理的或功能性单元之间的任何直接连接或耦接也可以通过间接连接或耦接实现。功能模块可以由硬件、固件、软件或其组合来实现。
进一步可以理解的是，除非特别指出，否则这里描述的各种示例性实施方式的特征可以相互组合。
将描述具有键的电子设备。该键包括至少一个延伸至设备壳体的外表面的微孔(micro hole)，并且在微孔中设置了也延伸至壳体的外表面的导电元件。
在实施方式的语境中使用时，术语“键”一般包括可被用户激活的输入元件。这样的键的例子中包括用于开关设备的电源键、用于输入操作设置或用于调整这样的设置的菜单键、用于通过菜单或各种菜单选项进行导航的导航键以及用于输入数字或字母符号的字母数字键。在实施方式的语境中使用时，术语“微孔”一般指的是横向尺寸远远小于所形成键的横向尺寸的孔，并且该孔可以使用诸如激光钻孔的技术来形成。特别地，“微孔”的直径可以在成年人肉眼可见的空间分别率的量级或者小于该空间分辨率。在若干个实施方式的语境中使用时，术语“隐藏式键”指的是配置为在该电子设备的至少一个操作状态中不能被成年人肉眼轻易地检测到的键。这并不排除设备包括在需要时允许使得键对操作者可见的特征。
图1是根据一个实施方式的便携式电子设备1的示意性框图表示。设备1包括多个分别被配置为隐藏式键的键。便携式电子设备1包括壳体2。壳体2可由金属材料形成，例如铝。壳体2可以无缝方式至少穿过设备1的两主要相对面而延伸。在一个实施方式中，设置有显示屏8的壳体一侧可不限定任何用于容纳机械移动元件(比如按钮或滑动条)的开口。在设备1的主要侧面上，如图1所示，设置了显示屏8，而壳体2无缝地从外面覆盖了显示屏8的这一侧。
设备1设置了键3-5。这些键被配置为隐藏式键并且分别形成有多个通过设备壳体2的壁10而延伸的微孔。对于键3-5中的每一个，多个微孔包括若干个微孔，在其中设置了导电材料以使得该导电材料向上延伸至设备壳体2的壁10的外表面。便携式电子设备1进一步包括电气连接到在微孔中设置的该导电材料的传感器6。例如，传感器6可以被配置为电阻传感器、电容传感器、或者在微孔中所设置的导电材料接触或脱离用户皮肤时对电气特性改变做出响应的其他传感器。
电子设备1进一步具有一个处理器7或若干个处理器7，处理器7连接至传感器6。处理器7可以被配置为基于用户的皮肤是否接触或脱离设备壳体2的外表面上的键区3-5而控制设备1的操作。为了进行说明，如键3-5被配置为字母数字输入键，处理器7可控制显示屏8以使得显示通过键3-5而输入的字母数字字符。为了进一步说明，如果键3-5中的一个是用于开关设备1的电源键，则处理器7可以基于用户是否将他的手指接触这个键而启用或停用设备1的全操作状态。
传感器6和/或处理器7可以被配置为将用户偶然地将他/她的手指在很短的时间内接触一个键区的情况与被识别为有意的键动作的情况加以区分。为了说明，传感器6或处理器7可监控电气特性的改变量和/或观察到超出预定义阈值的改变时间来判定所监控的电气特性的改变代表了一个要丢弃的偶然键输入动作还是一个要被处理器7进一步处理的有意的键输入动作。
尽管图1中的示意图中未示出，但是该便携式电子设备可以包括其他元件，比如用于无线通信的元件、存储器等。此外，尽管图1中示出了以微孔阵列分别形成的3个键，但是该设备可包括任意数量的被配置为分别由微孔阵列形成的隐藏式键。可以实现本发明的实施方式的电子设备的例子可包括移动电话、无绳电话、个人数字助理(PDA)、照相机、便携式音乐播放器及类似物，但不限于此。
参照图1的插图A及图2-12，将更加详细地描述用微孔形成的隐藏式键的实现。
图1中的插图A示出了键5的平面图。可以按照相应的方式配置其他的键3和4。键5包括形成在设备壳体2的壁10中的多个微孔13。在图1所示的实施方式中，壁10限定了设备1的上面设置了显示屏8的侧面。但是，也可在设备壳体2的其他位置处提供用微孔形成的隐藏式键，例如在壳体的相对于容纳显示屏8的壁的侧壁或壁上。
在这些微孔中布置了导电材料14。例如，导电材料14可以为插入到微孔中的细金属线或利用已知技术设置在微孔中的导电迹线。进一步，在所示配置中，绝缘材料15被配置在微孔中以插入在导电材料14与孔/壳体界面之间。在壳体2不是由导电材料形成时，可省略绝缘材料15。进一步，当设备壳体2由金属材料制成时，该金属可在微孔13的内边缘处被氧化以形成绝缘金属氧化层。在这种情况下，可仍然提供绝缘材料15，但是也可以省略。
导电材料14在微孔13中延伸到壁10的外表面，微孔13具有远小于键区特征尺寸dk的最大直径。如图1中所示，键区的特征尺寸dk可被限定为排列有形成键的微孔的区域的外部包络的最小横向尺寸。
在实施方式中，导电材料14在微孔13中延伸到壁10的外表面，这些微孔13可分别在壳体的外表面上具有直径，该直径相当于或小于人肉眼可分辨的尺寸。为了说明，在距一个成年人眼睛1米距离处，人眼可分辨的极限是大约0.1mm。对于孩子，此分辨率可能会更高，例如0.04mm。因此，基于所预期的观察者及观看距离，可选择该微孔13使之具有与人类眼睛分辨率极限相当或以下的直径。如这里所定义的，如果微孔13分别在设备壳体的外表面具有直径，该直径可相当或小于人类肉眼分辨的大小，则微孔13可组成“隐藏式键”。在一个实施方式中，形成隐藏式键的微孔的直径可以小于0.2mm(200μm)并且特别地小于0.1mm(100μm)。在一个实施方式中，形成隐藏式键的全部微孔的直径小于80μm。在一个实施方式中，形成隐藏式键的全部微孔的直径可以在20μm至80μm的范围内。对本领域技术人员而言可使用公知的微机械技术比如，激光打孔来形成这样的微孔。使用激光打孔，可在金属层中形成微孔。
在实施方式中，对于形成键的微孔的至少一个子集，绝缘材料14可为半透明的。这允许通过激活在壳体内部设置的光源使得键可见。应该理解的是，即使对于尺寸对人肉眼是看不见的微孔，从直径小于等于0.1mm的微开口输出的光将仍然对人类观察者可见。这将提供一个光信号出现在设备表面上的效果，在光源没有被激活的状态下，被认为是例如由金属制成的基本上固体平面。在实施方式中，对于微孔的至少另一子集，该微孔被配置为没有光可穿过壳体内部到壳体壁10的外表面。为了说明，可以使用非透明的绝缘材料14来填充一些微孔以避免光通过。因此，通过激活光源，各个键的图形化标记特性被显示在金属壳体的表面。在实施方式中，允许光穿过的微孔可以被排布为限定所需图形标记的形状，比如箭头、正方形、数字或类似物。
对于包括具有半透明导电材料延伸其中的微孔的键，这些微孔可用于电气感觉地与用户皮肤接触以及使得这些键可见，如果需要的话。尽管并未在图1的插图中示出，但是键可额外地或可选地包括用于将光传递到壳体外面的专用照明微孔。这样的微孔不需要在其中设置导电材料。
图2示出了包括隐藏式键的便携式电子设备的部分截面示意图。该截面图是沿着穿过形成隐藏式键的微孔的线，比如沿着图1中的线II-II截取的。对应于图1中所示的元件或特性的元件或特性，考虑到它们的构造或功能，被指定了相同的参考标记。
便携式电子设备的壳体2可由金属形成。该壳体2包括壁10和相对的壁17。壁10具有内表面12和从设备外部可见的外表面11。
在壁10中形成有隐藏式键。该隐藏式键包括多个微孔，这些微孔从内表面12延伸至外表面11。微孔可以是激光打孔形成的微孔。出于说明目的，示出了两个微孔21、22。可以按照阵列方式形成大量微孔，该阵列限定了键区。可形成微孔21、22以具有圆柱内边界，其可有例如圆形或椭圆横截面。
在微孔21中，导电材料23被布置为从内表面12向上延伸到壁10的外表面11。导电材料23的端部与外表面11齐平。绝缘材料25被插入在导电材料23与微孔21的内边界之间。另一个微孔22具有类似的构造，导电材料24和绝缘层26设置在另一个微孔22中。微孔21和22可以分别被配置为，在外表面11上，微孔2和22的最大直径d可小于例如0.2mm或小于0.1mm。微孔21和22可由激光钻孔形成。
在所示构造中，绝缘材料25可为半透明的并且可控光源27可被布置在壳体的内部以将光耦合到绝缘材料25中。类似地，在另一微孔22中绝缘材料26可为半透明的并且可控光源28可被布置在壳体的内部以将光耦合到绝缘材料26中。将光源27和28连接到控制器9，在键要可看见时，该控制器可选择地激活光源27和/或光源28。控制器9可连接至便携式电子设备的处理器7并且可以根据该电子设备的操作状态选择性地激活光源27和28。
穿过微孔21延伸的导电材料23和穿过另一微孔22延伸的导电材料24被连接至传感器6。可使用各种构造来检测用户皮肤与在微孔21和22被形成区域的外表面11的接触。
在一个实施方式中，传感器6可为电容传感器。被设置在限定了键的各个微孔中的导电材料23、24可以全电气连接到传感器6的一个端子。通过这样的构造，传感器6观测到的电容的组合变化(resultant change)可在用户皮肤同时接触布置在键的各个微孔中的导电材料时增强。
在另一实施方式中，传感器6可为电阻传感器。可使用各种构造来观测当用户皮肤在导电材料与参考电极之间建立了导电路径时电阻从无穷大到有限值的下降。为了说明，微孔的第一子集中布置的导电材料可全部电气连接至传感器的第一端子(例如，用于电阻测量的阴极端子)，该微孔的第二子集中布置的导电材料可全部电气连接至传感器6的第二端子(例如，用于电阻测量的阳极端子)。因此，可测量布置在不同微孔中的导电材料之间的电阻，当用户的皮肤在布置在不同微孔中的导电材料之间建立导电路径时，该电阻减小。在另一实施方式中，当壳体2由金属形成时，传感器6可监视壳体2与布置在微孔中的导电材料之间的电流。壳体可电气连接至传感器6的第一端子(例如，用于电阻测量的阴极端子)，设置在微孔中的导电材料可全部电气连接至传感器6的第二端子(例如，用于电阻测量的阳极端子)。因此，可测量布置在微孔中的导电材料与壳体2之间的电阻，当用户皮肤在该导电材料与壳体2之间建立导电路径时，该电阻减小。
可以使用其他技术来感测用户的皮肤是否在键区接触了壳体的外表面11。进一步，如前面所采用的，为了感测由微孔形成的键的动作，可以造成电气连接以使得传感器6处仅需要一个或者两个端子来感测电阻减小或电容变化。对于具有多个由微孔形成的隐藏式键的便携式电子设备，可将多个键电气连接到一个传感器6。这一个传感器可以被配置为使用已知技术来识别被触动的键，比如识别发生电阻减小的行和列导电迹线。
图3示出了包含隐藏式键的便携式电子设备的部分横截面示意图。该横截面示意图是沿着穿过形成隐藏式键的微孔的线，比如沿着图1中线II-II截取的。对应于图1或图2中所示的元件或特性的元件或特性，考虑到它们的构造或功能，被指定了相同的参考标记。
电子设备的壳体2包括其中形成有微孔21、22的壁30，如参照图2所说明的那样。微孔21、22可以是激光打孔的孔。可参考图1和图2所描述的来执行对用户的皮肤与形成微孔21、22的区域中外表面11接触的感测。然而，设置在微孔21和22中的绝缘层25、26不需要为半透明的。单独的照明微孔31、32被形成在壁30中以从壁30的内表面12向上延伸至外表面11。照明微孔31和32可分别为激光打孔的孔。照明微孔31和32具有的最大直径di相当于或小于人类肉眼极限分辨率，因此将该键表现为隐藏式键。在实施方式中，该照明微孔可具有小于0.2mm，特别的是小于0.1mm的最大直径。
提供了与照明微孔31相关联的光源27以及与照明微孔32相关联的光源28。在控制器9的控制下，可激活光源27、28以使得所关联的键可见。可以如图2所描述来执行光源27、28的激活。可以根据设备的工作状态来选择性地执行光源27、28的激活。照明微孔可选地可以被半透明材料填充。
图4示出了穿过包括隐藏式键的便携式电子设备的部分横截面示意图。该横截面示意图是沿着穿过形成隐藏式键的微孔的线，比如沿着图1中线II-II截取的。对应于图1-3中所示的元件或特性的元件或特性，考虑到它们的构造或功能，被指定了相同的参考标记。
电子设备的壳体2包括其中形成有微孔41-43的壁40。微孔41-43可通过激光打孔或使用其他允许形成小直径微孔41-43的技术来形成。导电材料44-46被设置在微孔中。导电材料44-46穿过壁40从内表面12延伸至外表面11。在所示的实施方式中，导电材料44-46的端部被暴露在外表面11上并且与外表面11齐平。
微孔41-43都具有相对于彼此设置有一角度的纵轴。当微孔42的纵轴被指向垂直于外表面11所限定的平面时，微孔41和43的纵轴与外表面11以不同于90°的角度相交。微孔41和42的纵轴围成一个大于0°的角度。类似地，微孔41和42的纵轴围成一个大于0°的角度。
如图4中所示的构造，其中形成键的微孔的纵轴并没有全部平行地延伸，可被用于简化在微孔41-43中电气接触导电元件和/或将光耦合至微孔中的结构需求。为了说明，壳体壁40的外表面11中微孔41所限定的开口的中心与微孔42所限定的开口的中心之间的距离可大于壳体壁40的内表面12中微孔41所限定的开口的中心与微孔42所限定的开口的中心之间的距离。类似地，壳体壁40的外表面11中微孔41所限定的开口的中心与微孔43所限定的开口的中心之间的距离可大于壳体壁40的内表面12中微孔41所限定的开口的中心与微孔43所限定的开口的中心之间的距离。设置在壳体内部的光源50可与多个微孔41-43相关联以将光耦合至微孔中。类似地，在壳体中，布置在微孔41-43中的导电材料可以在小于外表面11上的键区域的内表面12上的接触区域中被电气接触。
可如图1和2所述地来执行对用户皮肤在形成微孔41-43的区域中与外表面11接触的感测。可如图2所述来执行光源50的激活。
如图4所解释的，设置微孔使得外表面11上的微开口模式不同于内表面12上的微开口模式，这可有利于实现所需的电气接触和照明。这个概念将进一步在图5和图6中图示。
图5是壳体壁的外表面11的示意性平面图。限定了键的区域包括在规则排列51中的多个微孔。为了说明而不是限制，图示了具有多个第一微孔52(图示为开口圆)、多个第二微孔53(展示为正方形阴影)以及多个第三微孔54(展示为斜线阴影)的排列51。第一微孔52可在其中设置连接至电阻传感器的第一端子(例如阳极)的导电材料。第二微孔53可在其中设置连接至电阻传感器的第二端子(例如阴极)的导电材料。第三微孔54可以是其中不设置导电材料的照明微孔。第一、第二和第三微孔被排布为使得它们以交替模式穿过外表面。
图6是图5的壳体壁的内表面12的示意性平面图，其中形成了第一、第二及第三微孔的排布。第一、第二及第三微孔52-54穿过壁使得它们以不同于外表面11处的模式与内表面12相交。更特别的是，第一微孔52穿过内表面12以使得对应开口被设置在第一区域中。第二微孔53穿过内表面12以使得对应开口被设置在独立的与第一区域间隔开的第二区域中。第三微孔54穿过内表面12以使得对应开口被设置在独立的第三区域中，该第三区域与第一和第二区域间隔开。应该理解的是，可使用简单延伸接触焊盘来电气接触设置在内表面上第一微孔52中的导电材料，或者电气接触设置在内表面上第二微孔53中的导电材料。类似地，一个光源可足以将光耦合至多个第三孔53中。
在这里描述的任一实施方式中，在第一微孔中设置的与键相关联的导电材料和第二微孔中设置的与同一个键相关联的导电材料可被电气连接到传感器的相同端子。特别地，导电焊盘或层可被排列在壳体的内表面上以使得与设置在与同一个键键相关联的若干个微孔中的导电材料相接触。该导电焊盘或层可与布置在与同一个键相关联的若干个微孔中的导电材料一体形成。该导电焊盘或层可电气连接至传感器的端子。具有这样构造的实施方式将参照图7更为详细地进行解释。
图7示出了穿过包括隐藏式键的便携式电子设备的部分横截面视图。该横截面示意图是沿着穿过形成隐藏式键的微孔的线，比如沿着图1中线II-II截取的。该隐藏式键的结构主要基于参考图4的构造进行解释。对应于图4中所示的元件或特性的元件或特性，考虑到它们的构造或功能，被指定了相同的参考标记。
图7的电子设备壳体2包括其中形成有微孔41-43的壁40。在微孔41-44中分别设置了导电材料44-46。导电材料44-46穿过壁40从内表面12延伸至外表面11。在图示的实施方式中，导电材料44-46的端部被设置在外表面11上并与外表面11齐平。
在内表面12上，提供了电气连接到导电材料44-46的导电焊盘56，所述导电材料44-46设置在微孔41-43的至少两个中。该导电焊盘56被电气连接到传感器6。如上所解释的，通过使用其中设置在多个微孔中的导电材料被连接至传感器6的同一端子的构造，当用户的皮肤接触到与一个键相关联的多个微孔时可增强检测效率。传感器6可为电阻或电容传感器。
尽管图7图示了微孔具有相对于彼此成一角度设置的纵轴的实施方式，但是壳体2的内表面12上的导电层或焊盘的提供可利用其他的微孔构造来实现，例如如图2或图3所示在微孔彼此平行延伸的构造中或者当微孔具有非直线的纵轴时。
应该理解的是，可以对参照图1-7所解释的设备作出各种修改。为了说明，尽管设备被解释为其中的绝缘层设置在该微孔的内部，但是可使用其他技术以使得设置在微孔中的导电材料与金属壳体电气绝缘。为了说明，在金属壳体中形成的微孔的边界可被氧化以形成绝缘金属氧化层。于是将不再需要在微孔中设置绝缘材料层。
参考图8-10，描述了根据实施方式的制造电子设备的方法。设备被制造成在壳体壁60上具有隐藏式键。该壳体可以由金属形成。尽管将使用一个微孔来解释本方法，但是该方法可被用于形成多个微孔，并使用绝缘材料来填充微孔并且在微孔中设置导电材料。可使用该方法来制造这里描述的任意一种电子设备。
如图8所示，在壳体壁60中形成微孔61。可以通过激光打孔来形成微孔61。该微孔可被设置为使它的纵轴垂直于壁60的外表面11。然而，形成该隐藏式键的微孔中的至少一个可被形成为使得它的纵轴与外表面11的法向围成一个大于0°的角度。可形成微孔61以使得它在外表面11中限定了一个开口，该开口具有的最大直径d可相当或小于人类肉眼分辨极限。在一个实施方式中，可形成微孔61以使得它的最大直径d小于0.2mm，特别是小于0.1mm。
如图9所示，在微孔61中设置了绝缘材料62。该绝缘材料62可至少被设置为金属/孔界面上的层。在一个实施方式中，设置该绝缘材料以使得它没有完全填充微孔61。
如图10所示，使用导电材料63至少部分地填充该微孔61。该导电材料63向上延伸至该外表面11。该导电材料63的端部可与外表面11齐平或可从外表面11稍微突出。
在壳体的内表面12上形成有导电层或焊盘。该导电层或焊盘可被电气连接至设置在与一个键相关联的若干微孔中的导电材料。该导电层或焊盘可完全由设置在多个微孔中的导电材料形成。
使用图8-10所示的方法，可以形成突出穿过壳体壁60的电气连接。该电气连接与金属壳体电气绝缘。然后该电气连接可电气连接至传感器，该传感器感测比如电阻或电容传感器的电气特性的变化。
参考图11-13，将描述根据实施方式的制造电子设备的方法。制造在壳体壁70上具有隐藏式键的设备。该壳体由金属形成。尽管参考一个微孔来解释本方法，但是可应用该方法来形成多个微孔，用绝缘材料填充它们并且在其中设置导电材料。可使用该方法来制造这里描述的任意一种电子设备。
在图11-13的方法中，选择形成该壳体的金属以使得金属原生氧化物具有恰当的属性以作为绝缘层使用。
如图11所示，在壳体壁70中形成微孔71。可通过激光钻孔来形成微孔71。可设置微孔以使得它的纵轴垂直于壁70的外表面11。然而，形成该隐藏式键的微孔中的至少一个可被形成为使得它的纵轴与外表面11的法向围绕成一个大于0°的角度。可形成微孔71以使得它在外表面11中限定了一个开口，该开口具有的最大直径d可相当或小于人类肉眼分辨极限。在一个实现中，可形成微孔71以使得它的最大直径d小于0.2mm，特别是小于0.1mm。
如图12所示，该金属在微孔71的边界被氧化。因而形成了金属氧化物的绝缘层72。
如图13所示，使用导电材料73至少部分地填充该微孔71。该导电材料73向上延伸至该外表面11。该导电材料73的端部可与外表面11齐平或可从外表面11稍微突出。
在壳体的内表面12上形成导电层或焊盘。该导电层或焊盘可被电气连接至设置在与一个键相关联的若干微孔中的导电材料。该导电层或焊盘可完全由设置在多个微孔中的导电材料形成。
使用图11-13所示的方法，形成突出穿过壳体壁70的电气连接。该电气连接与金属壳体电气绝缘。然后电气连接可电气连接至传感器，该传感器感测比如电阻或电容传感器的电气特性变化。
尽管已经描述了电子设备以及根据各种实施方式制造电子设备的方法，但是可在进一步实施方式中实现各种修改。为了说明而不是限制，在一些附图内容中已经图示了具有基本圆形横截面的微孔，但是其他形状也可以被使用。然而，在一些实施方式中，定义了该隐藏式键的微孔为圆柱形，也可以使用其他几何形状，比如微孔为朝向外表面的锥形。当一些实施方式设备已经被描述为壳体内部包括光源以用于选择性地使得隐藏式键可见，提供这样的光源是可选的。也可以使用指示键位置的替换方法，包括简单方法，比如在壳体的外表面上提供固定的图形标识。为了进一步说明，尽管这里描述的实施方式中的隐藏式键包括多个微孔，但是可以想到的是减少微孔的数量，甚至减少为一个其中设置有导电材料的微孔。进一步，隐藏式键也可与具有一些机械移动元件的传统键或者在某些区域中与壳体的电容式键感应式按压相组合。特别地，根据实施方式的电子设备可包括由微孔形成的键和使用不同技术形成的其他键。在实施方式中，该电子设备的至少一侧可被形成为其上仅具有由微孔形成的键。在设备的另一侧面可选择性地提供机械键。
应该理解的是各种实施方式的特征可以彼此组合。为了说明而不是限制，微孔被配置为至少两个微孔的纵轴被设置为彼此相对有一角度，参考图4所述，可以使用具有单独照明微孔的构造，如图3所示。
如这里所述，可装配含有微孔键的设备的示例包括但不限制于：移动电话、无绳电话、个人数字助理(PDA)、便携式音乐播放器、照相机等类似物。

Claims (15)

1.一种电子设备，特别是一种便携式电子设备(1)，所述电子设备(1)包括：
具有外表面(11)和内表面(12)的壳体(2)；
设置在所述壳体(2)上的键(3-5)，所述键(3-5)包括
微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)，其形成在所述壳体(2)中以从所述内表面(12)延伸到所述外表面(11)，以及
导电材料(14；23，24；44-46；63；73)，其在所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)中延伸至所述壳体(2)的所述外表面(11)；以及
连接至所述导电材料(14；23，24；44-46；63；73)的传感器(6)，所述传感器(6)被配置为监视电气特性以检测对象是否在所述壳体(2)的所述外表面(11)处与所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)接触或分开。
2.根据权利要求1所述的电子设备，
所述导电材料(14；23，24；44-46；63；73)被暴露在所述壳体(2)的所述外表面(11)上，所述传感器(6)被配置为检测对象是否在所述壳体(2)的所述外表面(11)处与所述导电材料(14；23，24；44-46；63；73)接触或分开。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备，
所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)穿过所述壳体(2)的壁(10；30；40；60；70)从所述内表面(12)延伸至所述外表面(11)，所述壁(10；30；40；60；70)限定了垂直于所述壁(10；30；40；60；70)的法向，所述微孔(41，43；52，53)具有相对于所述法向以一角度设置的中心轴。
4.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述壳体(2)由金属材料制成。
5.根据权利要求4所述的电子设备，
所述传感器(6)电气连接至所述壳体(2)。
6.根据权利要求4或5所述的电子设备，
所述金属材料在所述微孔(71)的边界处被氧化以形成与所述导电材料(73)形成界面的绝缘金属氧化物层(72)。
7.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述键(3-5)还包括介于所述导电材料(14；23，24；44-46；63)和所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61)的边界之间的绝缘层(15；25，26；47-49；62)以使所述导电材料(14；23，24；44-46；63)与所述壳体(2)电气绝缘。
8.根据权利要求7所述的电子设备，
所述绝缘层(25，26；47-49)是半透明的，
所述电子设备还包括光源(27，28；50)，所述光源设置在所述壳体(2)内并被配置为将光耦合至所述绝缘层(25，26；47-49)。
9.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述导电材料(14；23，24；44-46；63；73)的端部与所述壳体(2)的所述外表面(11)齐平或从所述壳体(2)的所述外表面(11)突出。
10.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述键(3-5)还包括：形成在所述壳体(2)中以从所述内表面(12)延伸至所述外表面(11)的多个另外的微孔(22；26；42，43；52，53)；在所述多个另外的微孔(22；26；42，43；52，53)的每一个中分别延伸至所述外表面(11)的导电材料(14；24；45，46)，所述导电材料(14；24；45，46)分别被连接至所述传感器(6)。
11.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述键(3-5)还包括穿过所述壳体(2)从所述内表面(12)延伸至所述外表面(11)的多个照明微孔(31，32)，
所述电子设备(1)还包括光源(27，28)，所述光源(27，28)设置在所述壳体(2)内并且被配置为将光耦合到所述多个照明微孔(31，32)中。
12.根据以上权利要求中任意一项所述的电子设备，
所述传感器(6)是电阻传感器。
13.根据权利要求1-11中任意一项所述的电子设备，
所述传感器(6)是电容传感器。
14.一种制造具有隐藏式键(3-5)的电子设备(1)，特别是便携式移动设备(1)的方法，所述电子设备(1)包括具有内表面(12)和外表面(11)的壳体(2)，所述方法包括以下步骤：
在所述壳体(2)中加工出微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)使得所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)穿过所述壳体(2)的壁(10；30；40；60；70)从所述内表面(12)延伸至所述外表面(11)；
在所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)的边界处形成电气绝缘层(15；25，26；47-49；62；72)；以及
在所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)中设置导电材料(14；23，24；44-46；63；73)使得所述导电材料(14；23，24；44-46；63；73)在所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)内延伸至所述外表面(11)。
15.根据权利要求14所述的方法，
所述微孔(13；21，22；25，26；41-43；52，53；61；71)是通过激光打孔而形成的。
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