CN104423714B - 电子设备的输入传感器 - Google Patents

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Abstract

描述了输入传感器、包括所述输入传感器的电子设备和制造所述输入传感器的方法。可以将所述输入传感器实现为机械键输入的一部分。所述输入传感器包括基板，所述基板具有：第一基板部分，在其中图案化有信号图案单元，所述信号图案单元被配置为根据对象的触摸或接近产生信号；以及第二基板部分，其上放置有集成电路单元，所述集成电路单元电连接至所述表面图案单元；以及键支撑，具有被配置为支撑基板的底座部分。可以不受限地修改所述输入传感器、电子设备和制造方法。

Description

电子设备的输入传感器
技术领域
本发明涉及电子设备，更具体地，涉及便携式电子设备的输入/传感器。
背景技术
通常，术语“电子设备”是指用户携带以使用多种内容的设备，例如，便携式终端、个人媒体播放器(PMP)、或MP3播放器。主要考虑用户的移动来设计便携式电子设备，以便它们具有方便的便携性及其多种功能。这种便携式电子设备根据其预期用途、时代趋势和消费者需求具有多种形状因素。目前，越来越多地使用具有多种功能的条状电子设备，例如，智能电话、平板PC等。
在目前的条状电子设备的情况下，由于安装了日记薄或多媒体功能，因此可以仅使用便携式电子设备来利用多种内容，包括语音通信、金融服务、游戏/多媒体服务、无线互联网服务等。在条状电子设备中，该电子设备的整个表面上的一个大型显示面板通常是电子设备的主要输入和输出端。
至少向条状电子设备提供一个或多个设备，以便实现输入。例如，在条状电子设备(例如，目前的智能电话)的情况下，向电子设备的整个表面提供大型触摸面板。在电子设备中，可以通过其整个表面上的大型触摸面板显示单元实现输入。此外，将诸如侧键、中心开启/关闭键等的按钮键单独地安装在电子设备的侧面或外围，以便打开/关闭电源单元、执行输入和删除/取消、运行摄像机、控制音量、锁定/解锁显示单元等。
通过识别与显示单元的接触或接近触觉地实现和/或通过使用按钮键机械地实现上述向显示单元的输入。
电子设备的按钮键被布置在显示单元的外围，例如，电子设备的导管区域(vesselregion)或侧面。由于机械式按钮键需要大量组件和宽阔的安装空间，因此按钮键的数目影响电子设备的轻薄化。
目前广泛使用的电子设备(例如，智能电话)具有多种功能和多种个人信息，例如，简单的个人信息(例如，地址)、个人财务信息、支付方式相关信息等。因此，如果电子设备丢失，则可能暴露个人信息或存在其他类型的安全性问题。为了解决安全性问题，提出了用于锁定电子设备的多种方法。例如，可以通过用户经由触摸面板输入图案或数字组合，来实现对电子设备的锁定/解锁。
此外，提供了少量使用指纹的安全解决方案。然而，这些指纹解决方案在确保指纹传感器的单独安装空间方面存在困难，并且存在无法同时提供安全性和方便性的问题。
发明内容
制定本发明以解决上述问题并提供下文所讨论的优点。本发明的一个方面在于提供一种用于增强电子设备的安全性同时需要极小的安装空间的输入/传感器。
本发明的另一方面在于提供一种用于检测对象(具体地，指纹)的接触或接近的输入/传感器。
本发明的再一方面在于提供一种用于检测对象的接触或接近的电子设备，该电子设备配备有实现在键输入(例如，主页按钮)中的输入/传感器。
根据本发明的一个方面，电子设备的输入传感器包括：键支撑，具有被配置为支撑基板的底座部分；所述基板，具有：图案化在第一表面上的信号图案单元，所述信号图案单元被配置为根据对象的触摸或接近产生发送信号或接收信号，以及集成电路单元，所述集成电路单元被放置在第二表面上并且电连接至所述信号图案单元；以及控制器，被配置为处理从信号图案单元或集成电路单元接收的信号。
根据本发明的另一方面，电子设备包括具有传感器输入的机械键输入，所述传感器输入具有：基板，所述基板包括：第一表面，图案化有信号图案单元，所述信号图案单元被配置为根据对象的触摸或接近产生信号，以及第二表面，其上放置有集成电路单元，所述集成电路单元电连接至信号图案单元；以及键支撑，包括被配置为支撑基板的底座部分。
根据本发明的另一方面，一种制造输入传感器的方法，包括：提供具有底座部分的键支撑，所述底座部分包括顶面和底面；提供被配置为安装键支撑的底座部分的基板，所述基板包括：第一基板部分和第二基板部分；以及在所述键支撑的底座部分上安装所述基板，使得第一基板部分被放置在顶面上并且第二基板部分被放置在底面上。
附图说明
根据结合附图给出的以下详细描述，本发明的上述和其他方面、特征和优点将更显而易见，在附图中：
图1A是根据本发明多个实施例之一使用指纹传感器实现主页键的电子设备的视图；
图1B是根据本发明的实施例之一配备有指纹传感器的电子设备的相关组件中的一些的框图；
图2是示出了根据本发明的第一实施例(“沟槽(trench)”实施例)的输入/传感器的视图；
图3A是根据本发明第一实施例沿图2中的线A-A’得到的输入/传感器的横截面图，而图3B示出了根据本发明第一实施例形成图3A中的输入/传感器的表面的层；
图4是根据本发明的第一实施例的输入/传感器的基板的视图；
图5是示出了根据本发明的第二实施例(“通孔(through-hole)”实施例)和第三实施例(“切掉(cutaway)”实施例)的输入/传感器的视图；
图6A是根据本发明的第二实施例和第三实施例沿图5中的线B-B’得到的输入/传感器的横截面图，而图6B示出了根据本发明的第二实施例和第三实施例形成图6A中的输入/传感器的表面的层；
图7是根据本发明的第二“通孔”实施例的输入/传感器的第二键支撑件的视图；
图8A是根据本发明的第二“通孔”实施例的输入/传感器的视图，其中向配备有基板的第二键支撑件设置第一键支撑件，而图8B是图8A中的输入/传感器的横截面图；
图9A是根据本发明的第二实施例和第三实施例的输入/传感器的基板的视图；
图9B是图9A所示的基板的视图，其中所述基板是弯曲的；
图10A是根据本发明的第二“通孔”实施例的输入/传感器的视图，其中基板位于第二键支撑件上；
图10B是根据本发明的第二“通孔”实施例位于图10A所示的第二键支撑件中的基板的横截面图；
图10C是示出了根据本发明的第二“通孔”实施例基板如何绕着第二键支撑件弯曲的横截面图；
图11是示出了根据本发明的实施例装饰单元如何与完整的键支撑件装配在一起的视图；
图12A到图12F是顺序地示出了根据本发明的第三“切掉”实施例制造输入/传感器的工艺的视图；
图13是示出了根据本发明的第三“切掉”实施例的制造工艺的方法的流程图；以及
图14是顺序地示出了制造图12A到12F所示的输入/传感器的工艺的视图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例的电子设备的输入/传感器。在描述中，为了描述的方便和清楚，附图中的线条粗细和结构元件尺寸可以不按比例。此外，在本发明中，稍后所述的组件仅通过考虑其功能来定义，并且可以根据用户的需要、制造商的意图、应用标准或惯例等而不同。因此，应当基于整个说明书的内容来理解而非限制术语的定义。
此外，在本发明的实施例的描述中，诸如第一和第二等的序数被使用并且仅用于区分具有相同名称的对象。所述对象的顺序可以被任意确定，并且可以将对先前对象的描述应用于后面的对象。
在以下描述中，将根据本发明的多个实施例的输入/传感器被实现为条状电子设备的正面上的大型触摸面板外围上的主页按钮。根据本发明的实施例，这仅是实现在电子设备中的输入/传感器的一个示例。例如，根据本发明的实施例的输入/传感器不限于主页按钮。作为另一示例，根据本发明的实施例的输入/传感器可以被单独地设置在电子设备的背面或侧面，或可以被实现为布置在电子设备的侧面上的电源键、音量控制键等。可以改变或修改这里所述的输入/传感器。
此外，根据本发明的实施例的电子设备的示例包括所有信息通信设备、多媒体设备及其应用设备、以及根据与多种通信系统相对应的通信协议操作的所有类型的移动通信终端和便携式通信设备，包括但不限于：便携式多种媒体播放器(PMP)、MP3播放器、导航单元、游戏机、膝上型计算机、上网本、广告牌、TV、数字广播播放器、个人数字助理(PDA)、智能电话等。
图1A是根据本发明的第一实施例配备有输入/传感器的电子设备的视图。输入/传感器100部分地暴露在电子设备1上，并且被配置为接收用户输入。此外，输入/传感器100被配置为像机械按钮键一样执行点击操作，并且可以在其中包括附加传感器单元(未示出)，即，紧握传感器、接近传感器、手势传感器等。
图1B是示出了根据本发明的实施例之一的电子设备的组件的框图。电子设备1包括：控制器104、显示单元103、输入单元105、存储单元106、电源单元107和指纹识别单元108。关于每个结构元件，输入单元105设置有：输入键，用于输入数字和字符信息；以及功能键，用于设置多种功能，并且显示单元103在屏幕上显示图像信号，并还显示通过控制器104请求输出的数据。如果将显示单元103实现在静电电容型或电阻型触摸屏中，则输入单元105可以包括预定的最少键，并且显示单元103可以代替输入单元105的键输入功能。
控制器104从指纹识别单元108接收信号，并且处理该信号以执行预定操作。具体地，例如在下文进一步讨论的实施例中，通过信号图案单元(signal pattern unit)130产生信号，并将所述信号施加到集成电路单元140，集成电路单元140向控制器104发送所述信号。然而，在其他实施例中，控制器104可以直接从信号图案单元接收信号。
存储单元106包括程序存储器和数据存储器。这里，程序存储器存储引导操作系统(下文中，称作“OS”)，该引导操作系统用于控制电子设备1的通用操作，并且数据存储器存储在操作电子设备期间产生的多种数据。
电源单元107在控制器104的控制下从电池向电子设备1的多个部件供电。
指纹识别单元108包括传感器(例如，输入/传感器100)，以检测对象的触摸或接近。指纹识别单元108能够执行识别由用户输入的指纹的功能。在这里讨论的本发明的实施例中，输入/传感器100包括指纹识别单元108，并且电连接至控制器104并在所需预配置(provision)下与控制器104进行通信。此外，向指纹识别单元108供应来自电子设备1中的电源单元107的电力，并且指纹识别单元108与控制器104之间的通信预配置可以是I2C或SPI之一，I2C或SPI也可以应用于设置在电子设备1中的传感器。
图2是示出了根据本发明的第一实施例的输入/传感器的视图。图3A是沿图2的线A-A’得到的输入/传感器的横截面图，而图3B示出了图3A中的横截面的表层。图4是示出了根据本发明的第一实施例的输入/传感器的基板的视图。
参考图2到图4，根据本发明的第一实施例的输入/传感器100包括键支撑110、基板120、信号图案单元130和集成电路单元140。键支撑110将被放置在电子设备1的表面中。具体地，键支撑110将被安放在设置在电子设备1中的显示单元的外围。如果在本发明的实施例中输入/传感器100是“主页按钮”，则输入/传感器100可以被放置在电子设备1的正面下方的中心部分处，例如如图1所示。本发明的键支撑110可以由诸如聚碳酸酯(PC)等的热塑树脂制成。
制造基板120使得信号图案单元130和集成电路单元140被放置在其上，而键支撑110是通过注塑成型制造的，然后将这二者装配在一起。然而，根据本发明的一些实施例的键支撑110并非仅通过注塑成型来制造，并且键支撑110与基板120的装配并非通过注塑成型来实现。例如，可以通过使用耦接手段(例如，双面胶带)或通过按压或模压(die press)来装配键支撑110和基板120。还可以使用按压或模压来制造键支撑110。可以不受限地改变或修改制造键支撑或配置键支撑的工艺。
键支撑110具有底座部分(seat portion)115，在底座部分115上布置有其上放置了信号图案单元130和集成电路单元140的基板120。基板120是柔性膜构件，该柔性膜构件被放置为使得其一个表面暴露在外部，而其另一个表面与底座部分115相对。在第一实施例中，将信号图案单元130和集成电路单元140设置在基板120的下表面上。根据本发明的第一实施例的基板120与键支撑110的上部的外围形成平坦表面。为此，键支撑110具有在基板120所在的底座部分115的上部的外围形成的台阶。基板120的外沿与底座115上部的台阶的内表面接合。因此，当将涂覆层150涂覆在基板120和键支撑110上时，涂覆层150可以具有预定厚度，并且可以防止由于耦接线(coupling line)而产生的不规则表面。
将涂覆层150涂覆在键支撑110的上表面上，以便覆盖暴露在外部的基板120的表面。当涂覆了涂覆层150时，可以覆盖基板120和键支撑110之间的耦接线、或通过安装在基板120上的集成电路单元140产生的下填料标记(under-fill mark)。根据本发明的实施例的涂覆层150具有以所需厚度涂覆的一个或多个层，以便隔离输入/传感器100或增加输入/传感器100的美学外观。涂覆层150涂覆有足够厚的涂层使得它覆盖基板120的正面和耦接线，并且涂覆有足够薄的涂层使得附接至基板120的背面的信号图案单元130可以检测对象在基板120的正面上的接触。可以根据基板120的厚度和信号图案单元130的信号检测距离来改变或修改涂覆层150的厚度，使得信号图案单元130可以检测基板120的正面上的接触。
在第一实施例中，包括Rx(接收)图案和Tx(发送)图案的信号图案单元130位于基板120的背面上。在本发明的实施例中，将描述形成在具有所需厚度的基板120的一个表面或另一表面上的信号图案单元130，然而这是为了说明信号图案单元130的可能位置和配置。信号图案单元不限于这种描述。例如，信号图案单元130可以设置在基板120的下表面上以具有所需厚度，可以印刷在较薄的柔性基板120的下表面上，或者可以通过刻蚀形成在基板120的下表面上。可以不受限地改变或修改信号图案单元130的配置、形状和形式。
信号图案单元130是由导电材料(例如，铜)制成，并且具有发送侧信号图案和接收侧信号图案。信号图案单元130电连接至设置在基板120的表面上的集成电路单元140。如上所述，集成电路单元140附接至基板120的下表面，并且电连接至信号图案单元130。
基板120在其一端具有沿纵向延伸的连接基板部分160(当装配时，连接基板部分160还延伸到键支撑110的外部)，并电连接至放置在电子设备1中的电路板。根据本发明的实施例之一的信号图案单元130包括指纹识别单元的一部分，例如，识别用户的指纹以便维持电子设备1的安全性的指纹传感器。
如上文结合图1B所述的，指纹识别单元包括指纹识别传感器，指纹识别传感器可以是滑动式指纹识别传感器或区域式指纹识别传感器中的任意一种。当然，指纹识别传感器可以包括识别用户的指纹的另一类型的指纹识别传感器，以及滑动式和区域式指纹识别传感器。
当用户在传感器上滑动他/她的手指时，滑动式指纹识别传感器识别用户的指纹，而当用户将他/她的手指静止地放在传感器上时，区域式指纹识别传感器识别用户的指纹。在本发明的实施例之一中，将输入/传感器100实现在主页键中，从而向该主页键添加指纹识别功能，并且增加电子设备1的安全性。当将根据本发明的实施例的输入/传感器100实现在电子设备一侧的键中时，向所述侧键(例如，能够控制音量或打开/关闭电子设备的键)添加指纹识别功能，从而增加电子设备的安全性。
在上述输入/传感器100中，将基板120放置在设置在键支撑110的上表面上的底座部分115中。将涂覆层150涂覆在由键支撑110和基板120的暴露部分构成的表面上。此外，信号图案单元130和集成电路单元140被放置在基板120的下方。因此，信号图案单元130能够检测信号的最长距离与从涂覆层150的暴露表面到基板120的底面的厚度d相对应。
涂覆层150防止暴露基板120的上表面、键支撑110的其余暴露的上部、基板120和键支撑110之间的连接线、以及通过在附接至基板120的底面的集成电路单元140周围下填料(UF)引起的标记。涂覆层150可以具有多个层，并且根据需要可以包括底层涂料(primer)、颜色层、涂覆层等。此外，涂覆层150可以形成在键支撑110的表面上，作为绘画层(painting)、注塑层(in-mold)、印刷层(printing)、涂层(coating)等。
如下文进一步讨论的图11所示，在将键支撑110安装到电子设备1之前，还可以将其与装饰单元170装配在一起。当将装饰单元170安装在电子设备1上时，装饰单元170增强了美学外观，并且提高了键支撑11的牢固性。装饰单元170具有狭槽，根据本发明的实施例的键支撑110位于该狭槽中。在与图11类似的钩状的凸起1123a形成在键支撑110的外表面上的实施例中，对应的闩锁(latch)形成在装饰单元170的内表面上，以便与凸起1123a接合。本发明不限于这种凸起和闩锁耦接机制。例如，在本发明的其他实施例中，可以改变或修改耦接机制，例如，耦接机制可以包括插入到键支撑110和装饰单元170之间的粘合材料，例如，双面胶带。
在下文中，将参考图5到图14描述根据本发明的其他实施例的输入/传感器100。例如，将继续使用如本发明的第一实施例中一样实现在主页按钮中的输入/传感器100。然而，根据本发明的输入/传感器100不限于实现为主页按钮。
图5是示出了根据本发明的第二实施例和第三实施例的输入/传感器的视图，图6A是沿图5的线B-B’得到的输入/传感器的横截面图，而图6B示出了形成图5和图6A中的输入/传感器的表面的层。
参考图5到图6B，第二实施例和第三实施例的输入/传感器100与第一实施例具有不同的形式和形状。具体地，尽管类似于第一实施例的输入/传感器，输入/传感器100包括键支撑110、基板120、信号图案单元130和集成电路单元140等，但是键支撑110和基板120与第一实施例的键支撑和基板具有不同的形状/形式。信号图案单元130的安装位置/布置相对于第一实施例也发生了改变。此外，输入/传感器100的区别在于：基板120包括在源自那里的方向上延伸的延长部分(在本发明的一个实施例中，称作第一和第二基板)。
此外，根据本发明的第二实施例和第三实施例的键支撑110包括第一键支撑件111和第二键支撑件112，可以通过注塑成型产生二者中的任何一个。在第二实施例和第三实施例中，将其上包括信号图案单元130和集成电路单元140的基板120安放在第二键支撑件112的一部分上，然后通过注塑成型在第二键支撑件112上形成第一键支撑件111。
图7是示出了根据本发明的第二实施例(有时也在本文中称作“通孔”实施例)的输入/传感器的第二键支撑件112的视图，图8A是示出了第一键支撑件111与第二键支撑件112的装配的视图，其中已将基板120设置在第二键支撑件112上，而图8B是根据本发明的第二(“通孔”)实施例的图8A的装配的横截面图。
参考图7到图8B，将底座115形成为从第二键支撑件112的内表面的凸起。如下所述，基板120位于底座115的周围。底座115的凸起与第二键构件112的内表面部分形成深度与基板120的放置在底座115顶部的部分的厚度相同的台阶115A。具体地，基板120的第一基板部分121位于底座115的顶部，并且第一基板部分121和第二键支撑件112的顶面位于相同平面内。然后，将之后描述的涂覆层150涂覆在键支撑110上，使得防止产生不规则表面或其他表面缺陷。
一对支撑部分1123从第二键支撑件112的底部两端延伸。底座115位于支撑部分1123之间，其中基板120绕着底座115弯曲，并且在支撑部分1123之间的中空空间内注塑成型第一键支撑件111。如上文参考图11所述的，耦接构件1123a可以被设置在一个或两个支撑部分1123的外表面上，并且耦接到装饰单元170。这些实施例中的耦接构件包括从至少一个支撑部分1123向外延伸的钩状凸起1123a，并且通过形成在装饰单元170的内表面中的闩锁进行闩连。
在如图7所示的第二实施例中，通孔1122形成在键支撑件112的内侧和底座115的侧面之间。当将基板120放置在底座115上时，基板120被插入通孔1122，然后缠绕在形成于第二键支撑件112中的底座115周围。具体地，基板120绕底座115弯曲，从而在底座115的顶部形成第一基板部分121，在底座115的底部形成第二基板部分122，并且在底座115的开口侧形成第三或“弯曲”基板部分123。如图8B所示，当将第一键支撑件111注塑成型在第二键支撑件112上时，闭合通孔1122。
在基板绕底座115弯曲的实施例中，其中将所述底座形成为在第二键支撑件112中的凸起，制造基板120使得信号图案单元130被放置在第一基板部分121的表面上并且集成电路单元140被放置在第二基板部分122的表面上。
在本发明的这些实施例中，通过注塑成型在第二键支撑件112上形成第一键支撑件111。然而，这仅是一个示例，以便于理解键支撑110的制造工艺和形状的功能。因此，可以根据本发明的其他实施例来改变并修改键支撑110的形状和配置以及如何将基板120放置在键支撑110上。
尽管使用在第二键支撑件112中形成的通孔1122描述了本发明的第二实施例，然而本发明不限于此。例如，如图12A和图12B所示，第二键支撑件112可以具有第三实施例的“切掉”形状。在根据本发明的第三实施例的第二键支撑件112的配置中，从第二键支撑件112除去或“切掉”第二键支撑件112的一部分。具体地，切掉第二键构件112的形成通孔1122外侧的部分。换言之，如图12B所示，通过注塑成型形成根据第三实施例的不具有外侧部分的第二键构件112。如图12C所示，之后通过注塑成型将外侧部分形成为键支撑件111的一部分。然而，可以根据基板120的所需最终配置和/或形状，不受限地改变第一键支撑件111和第二键支撑件112的配置或形状。
图9A是根据本发明的第二实施例和第三实施例的输入/传感器的基板的视图，图9B是当图9A所示的基板绕底座115弯曲时该基板的视图。为了清楚地阐述根据第三实施例和第二实施例的基板120的最终得到的形状，图9B并未示出底座115或键支撑110的任意其他部分/构件。
图10A是根据本发明的第二实施例当图9B的弯曲基板120位于第二键支撑件112中时弯曲基板120的视图，图10B是位于图10A中的第二键支撑件112周围的基板120的横截面透视图。图10C是示出了绕从第二键支撑件112内部凸出的底座115缠绕基板120的工艺的最终阶段的横截面透视图。具体地，在图10C中，弯曲第三(“弯曲”)基板部分123的一侧，使得其上具有集成电路140的第二(或“底部”)基板部分122垂直于其上具有表面图案单元(surface pattern unit)130的第一(或“顶部”)基板部分121。图10C中的向上箭头指示移动半弯曲基板120，使得其上具有集成电路140的第二(或“底部”)基板部分122与底座115的底部在同一平面。图10C中的弯曲向下箭头指示向下弯曲第三(或“弯曲”)基板部分123的另一侧，使得其上具有表面图案单元130的第一(或“顶部”)基板部分121与底座115的顶部在同一平面。
参考图9A到图10B，基板120可以由柔性膜构件制成，并且包括第一基板部分121(最终成为“顶部”基板部分)和第二基板部分122(最终成为“底部”基板部分)，第一基板部分121和第二基板部分122被放置在第三基板部分123(其侧面最终绕底座115“弯曲”)的周围。基板120被安装在键支撑110上，具体地，绕第二键支撑件112的底座115安装在键支撑110上。具体地，弯曲的基板部分123包围底座115的侧面。在装配过程中，第一基板部分121被布置在第二键支撑件112的底座115的上表面，第二基板部分122被布置在第二键支撑件112的底座115的下表面。因此，第一基板部分121和第二基板部分122绕形成于第二键构件112内的底座115彼此相对。
如图9A所示，在弯曲基板120之前，将信号图案单元130和集成电路140彼此相邻地放置在基板120的表面上。如图9B所示，当绕底座115弯曲基板120时，放置在第一基板部分121上的信号图案单元130最终在底座115的顶面上，并且放置在第二基板部分122上的集成电路140最终在底座115的底面上。
如图10A所示，图案化在第一基板部分121的表面上的信号图案单元130最终暴露在外部。根据第二实施例和第三实施例的信号图案单元130具有不同于第一实施例的信号图案单元130的配置。根据第一实施例的信号图案单元130被放置在基板120的底面上，而没有暴露在外部。然而，将根据本发明的第二实施例和第三实施例的信号图案单元130放置在第一基板部分121的顶面上，因此暴露在外部。因此，第二键支撑件112的暴露顶面、第一基板部分121的顶面以及信号图案单元130的底部被放置在相同平面内，以便形成键支撑110的顶面。
根据本发明的第二实施例和第三实施例的信号图案单元130被放置在键支撑110的顶面上，从而对检测对象的触摸更敏感。在图2到图3B所示的第一实施例中，信号图案单元130检测经过基板120和涂覆层150触摸输入/传感器100(即，并非直接接触)的对象的信号。因此，信号图案单元130经过较长的信号检测距离检测对象在输入/传感器100的表面上的触摸。然而，在本发明的第二实施例和第三实施例中，对象与信号图案单元130更直接的接触，因此信号图案单元130具有较短的信号检测距离。根据第一实施例的信号图案单元130的触摸检测距离与基板120和涂覆层150的厚度一样长。然而，在本发明的第二实施例和第三实施例中，信号图案单元130具有较短的触摸检测距离，即，仅与涂覆层150的一个或多个层的一样长。因此，可以增加涂覆层150的厚度。当涂覆层150具有增加的厚度时，可以限制耦接线或表面缺陷暴露在外部，从而改善电子设备的美学外观。当涂覆层150的厚度与第一实施例的厚度相同时，信号图案单元130具有改善的检测能力。
返回图9A到图9B，柔性连接基板部分160连接在与第三“弯曲”基板部分123相邻的第二基板部分122处，从中延伸，并且将电连接至设置在电子设备中的电路板。当将基板120安装在第二键支撑件112上时，如图9B所示，连接基板160是弯曲的，并且如图10A所示，暴露于键支撑110的外部。因此，当将键支撑110安装在电子设备1中时，连接基板160更容易与电子设备的电路板电接触。
如上所述，当将基板120布置为包围底座115的外围时，其中底座115凸出作为第二键支撑件112的一部分，将第二键支撑件112上的暴露顶面、第一基板部分121的顶面和信号图案单元130的底部布置在相同平面内。
然后，将涂覆层150涂覆在键支撑110和安装在其上的基板120的暴露顶面。如上文参考第一实施例所述的，涂覆层150防止向外暴露由于基板120、键支撑110、连接基板120和键支撑110的线、由放置在基板120的第二基板部分122的表面上的集成电路单元140的下填料(UF)引起的标记而导致的表面缺陷。涂覆层150可以具有多个层，包括底层涂料、颜色层、涂覆层等。此外，涂覆层150可以形成在暴露表面上，作为绘画层、注塑层、印刷层、涂层等。
图11是示出了根据本发明的实施例将装饰单元附接至经表面涂层且已装配的键支撑110和基板120的透视图。当将组装的键支撑110、基板120和装饰单元170安装在电子设备中时，这改善了其美学外观，
增强了键支撑110的牢固性，并且便于将输入/传感器100与电子设备1组合在一起。还可以将第一实施例关于装饰单元170的形状或装配的先前描述应用于第二实施例和第三实施例。
在根据本发明的实施例的输入/传感器100中，指纹识别单元具有放置在输入键的键支撑110中的信号图案单元130，从而通过经由输入/传感器100提供指纹识别来改善电子设备的安全性。
在下文中，将描述根据本发明的第三实施例的制造输入/传感器的工艺。图12A到图12F是示出了根据本发明的第三实施例用于装配输入/传感器的工序(sequence)的视图，图13是用于制造图12A到12F所示的输入/传感器的方法的流程图。图14是顺序地示出了用于制造图12A到12F所示的输入/传感器的实际工艺的一系列视图。
参考图14的步骤S10，制造柔性膜构件上的多个基板120，并且将最终的膜构件切割并分为单独基板。在图13和图14所述的步骤S100中，将信号图案单元130图案化在每个基板的表面上，并且电连接至同样被放置在每个基板表面上的集成电路单元140。在图12A、图13和图14的步骤S200中，将信号图案单元130和集成电路单元140所在的基板120安装在第二键支撑件上。如图12A所示，可以通过注塑成型形成第二键支撑件。在图12A中，在注塑成型工艺中产生附接至第二键支撑件112侧面的注塑模具(injection molding)10，之后切掉所述模具10。类似地，之后弯曲在步骤10中形成在基板120一端的膜构件20，然后将膜构件20连同模具10一起切掉。
在如图12A和图14的步骤S200所示将平坦基板120的第一基板部分121安放于形成在第二键支撑件112中的底座115上之后，在图12B、图13和图14的步骤S300中，弯曲平坦基板120以便包围第二键支撑件112中的底座115。因此，第一基板部分121被安装在第二键支撑件112中的底座115的顶面上，并且第二基板部分122被安装在第二键支撑件112的底座115的底面上。
在基板120被安装在第二键支撑件112上(包围其底座115)之后，在图12C、图13和图14所示的步骤S400中，通过二次注塑成型在第二键支撑件112上形成第一键支撑件111(图14的步骤S400仅示出了用于第一键支撑件111的模具)。此时，将图案化在基板120上的信号图案单元130暴露在顶面上，并且连接基板160从键支撑110的底侧向外延伸，并且暴露在外部，如图12C所示。
在步骤S400之后，键支撑110具有形成在两侧的模具(如图14的S400所示)，并且基板的膜构件20弯曲在下方(在步骤S300)，因此被放置在键支撑110的一侧。然后，在图13和图14的步骤S500中，切掉模具和膜构件20以便实现装配的键支撑110和基板120，从而将其作为输入/传感器提供给电子设备1(仅在图14中示出的步骤S500)。
由于如在图14的步骤500所示，暴露了第二键支撑件112、第一基板部分121和信号图案单元130的顶面以及形成在其之间的耦接线，因此在步骤S600，将涂覆层150涂覆在顶面上以便覆盖顶面，如图12D、图12E和图14所示。图12E是如图12D所示的经表面涂覆的键支撑110/基板120的横截面图。
在步骤S700，如图12F、图13和图14所示，将用涂覆层150涂覆的键支撑110/基板120与装饰单元170装配在一起，从而允许电子设备具有美丽的外观。
由于具有信号图案单元130和集成电路单元140的基板120被安装在键支撑110上，因此根据本发明的实施例的输入/传感器100可以检测对象的触摸。如果信号图案单元130被配置为识别指纹，则实现为输入/传感器100的输入键(例如，主页按钮)还操作为能够识别用户指纹的安全设备。
具体地，当输入/传感器100被实现在电子设备的主页按钮中/被实现为电子设备的主页按钮时，当用户用他/她的手指触摸该主页按钮时，输入/传感器100可以通过指纹识别单元108(例如，通过与信号图案单元130直接相连的控制器104或通过与信号图案单元130相连的集成电路单元140)来检测用户的指纹。
可以通过由指纹识别单元108检测的指纹来执行诸如解锁或设置电子设备等的操作。与使用图案锁定或密码的锁定方法相比，这可以增强电子设备的安全性。
此外，在根据第二实施例和第三实施例的输入/传感器100中，绕键支撑110的一部分弯曲基板120，从而确保稳定地装配基板120并向基板120提供抵抗外部冲击的牢固结构。此外，将根据第二实施例和第三实施例的信号图案单元130安装在更接近输入/传感器100的顶面的位置处，从而改善输入/传感器100的触摸检测能力。
根据本发明的实施例的电子设备可以通过放置在键支撑中安装的基板上的信号图案单元，检测对象在任意输入键(例如，主页键)的暴露表面上的触摸。
此外，根据本发明的一些实施例的输入/传感器具有信号图案单元和集成电路单元被放置在基板上的简单结构，因此可以容易地通过信号图案单元和集成电路单元检测对象的触摸。
此外，根据本发明的第二实施例和第三实施例的输入/传感器具有如下结构：柔性基板绕从键支撑的凸起的外围弯曲并且包围该外围，使得信号图案单元被布置朝向输入/传感器100的外表面。因此，由于输入/传感器100的外表面和信号图案单元之间的触摸检测距离更短，因此这改善了信号图案单元检测对象的能力。另一方面，根据本发明的第二实施例和第三实施例，可以用较厚的涂覆层覆盖暴露在外部的信号图案单元或基板的外围，以便实现高质量的外观和设计。
此外，可以稳定地装配包括输入/传感器并检测信号的组件，因此可以建立抵抗外部冲击的稳定的输入/传感器。
尽管已经参考本发明的特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应理解，可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的前提下，在其中进行多种形式和细节上的修改。

Claims (27)

1.一种电子设备的输入传感器，包括：
键支撑，包括第一键支撑件和设置在所述第一键支撑件上的第二键支撑件；
基板，包括第一基板部分、第二基板部分和将所述第一基板部分与所述第二基板部分相连的第三基板部分，所述第一基板部分被放置在所述第二键支撑件的上表面上，并且在所述第一基板部分的第一表面上具有信号图案单元，所述信号图案单元被配置为根据对象的触摸或接近产生发送信号或接收信号，并且所述第二基板部分被放置在所述第二键支撑件的下表面上，并且具有被放置在所述第二基板部分的第二表面上的集成电路单元，所述集成电路单元位于所述第一键支撑件内并且电连接至所述信号图案单元；以及
控制器，被配置为处理从所述信号图案单元或所述集成电路单元接收的信号。
2.根据权利要求1所述的输入传感器，其中所述第二键支撑件包括底座部分，所述底座部分被配置为位于所述集成电路单元中。
3.根据权利要求1所述的输入传感器，其中所述基板还包括：
延伸部分，被配置为将所述基板电连接至所述电子设备的所述控制器。
4.根据权利要求3所述的输入传感器，其中所述延伸部分还被配置为从所述集成电路单元向所述控制器发送数据。
5.根据权利要求1所述的输入传感器，还包括：
涂覆层，被配置为覆盖所述信号图案单元的至少一部分。
6.根据权利要求1所述的输入传感器，还包括：
装饰单元，与所述键支撑接合并且包围所述键支撑的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的输入传感器，其中所述信号图案单元识别指纹并且向所述集成电路单元发送对应信号，所述集成电路单元处理所述对应信号。
8.根据权利要求7所述的输入传感器，其中所述控制器接收经处理的信号并且执行预定操作。
9.根据权利要求1所述的输入传感器，还包括：
涂覆层，被涂覆在所述第一键支撑件、所述第二键支撑件以及所述基板的面向外的表面上，以便覆盖所述信号图案单元。
10.根据权利要求2所述的输入传感器，其中所述底座部分包括从所述第二键支撑件的内表面的凸起，其中所述凸起与所述第二键支撑件的内表面形成的台阶的深度与所述第一基板部分的厚度相同。
11.根据权利要求10所述的输入传感器，其中所述集成电路单元被放置在所述第一键支撑件中。
12.一种电子设备，包括：
机械键输入，包括传感器输入，所述传感器输入包括：
键支撑，包括第一键支撑件和设置在所述第一键支撑件上的第二键支撑件，所述第一键支撑件具有底座部分；以及
基板，包括第一基板部分、第二基板部分和将所述第一基板部分与所述第二基板部分相连的第三基板部分，所述第一基板部分被放置在所述第二键支撑件的上表面上，并且所述第一基板部分的第一表面图案化有信号图案单元，所述信号图案单元被配置为根据对象的触摸或接近产生信号，并且所述第二基板部分具有第二表面，所述第二表面具有集成电路单元，所述集成电路单元被放置在所述第一键支撑件内并且所述集成电路单元电连接至所述信号图案单元。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其中所述底座部分包括从所述第二键支撑件的内表面的凸起。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中所述输入传感器还包括：
涂覆层，被配置为至少覆盖所述信号图案单元的面向外的部分。
15.根据权利要求13所述的电子设备，还包括：
控制器，电连接至所述基板。
16.根据权利要求13所述的电子设备，还包括：
装饰单元，与所述键支撑接合。
17.根据权利要求15所述的电子设备，其中所述基板还包括：
延伸部分，被配置为与所述控制器电连接。
18.一种制造输入传感器的方法，包括：
提供键支撑，所述键支撑包括第一键支撑件和设置在所述第一键支撑件上的第二键支撑件；
提供被配置为放置在所述第二键支撑件周围的基板，所述基板包括第一基板部分、第二基板部分和将所述第一基板部分与所述第二基板部分相连的第三基板部分，所述第一基板部分具有在所述第一基板部分的上表面上的信号图案单元，并且所述第二基板部分具有集成电路单元，所述集成电路单元被放置在所述第二基板部分的下表面上并且位于所述第一键支撑件内；以及
在所述第二键支撑件周围安装所述基板，使得所述第一基板部分被放置在所述第二键支撑件的顶面上并且所述第二基板部分被放置在所述第二键支撑件的底面上。
19.根据权利要求18所述的方法，其中信号图案单元被图案化在所述第一基板部分的表面上。
20.根据权利要求19所述的方法，其中集成电路被放置在所述第二基板部分的表面上，并且所述集成电路电连接至所述信号图案单元。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括：
用一个或多个涂覆层至少涂覆所述信号图案单元的面向外的部分。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述键支撑包括第一键支撑件以及包括底座部分的第二键支撑件。
23.根据权利要求22所述的方法，其中提供所述键支撑包括：
在所述安装步骤之前，提供所述第二键支撑件；以及
在所述安装步骤之后，提供所述第一键支撑件。
24.根据权利要求23所述的方法，其中提供所述第二键支撑件和提供所述第一键支撑件中的至少一个是使用注塑成型执行的。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所提供的基板是平坦的，所述第一基板部分中图案化有信号图案单元，所述第二基板部分上放置有集成电路单元，并且第三基板部分被放置在所述第一基板部分和所述第二基板部分之间；以及
在所提供的平坦基板的同一侧上图案化所述信号图案单元并且放置所述集成电路。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所提供的第二键支撑件具有与所述底座部分相邻的通孔，并且安装包括：
在所述第三基板部分和所述第二基板部分之间的线处弯曲所提供的平坦基板，使得所述第一基板部分和所述第三基板部分实质上垂直于所述第二基板部分；
将所述第一基板部分和所述第三基板部分插入通过所述通孔，直到所述第二基板部分被放置在所述底座部分的所述底面上为止；以及
在所述第一基板部分和所述第三基板部分之间的线处弯曲所述基板，使得所述第一基板部分被放置在所述底座部分的所述顶面上。
27.根据权利要求25所述的方法，其中安装包括：
安放所提供的平坦基板，使得第一基板部分被放置在所述第二键支撑件的所述底座部分的所述顶面上；
在所述第一基板部分和所述第三基板部分之间的线处弯曲所述平坦基板，使得所述第二基板部分和所述第三基板部分实质上垂直于所述第一基板部分；以及
在所述第三基板部分和所述第二基板部分之间的线处弯曲所述基板，使得所述第二基板部分被放置在所述底座部分的所述底面上。
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