CN109074147A - 键集指纹传感器 - Google Patents

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Abstract

本文描述了集成在输入设备的键集内的键集指纹传感器。具有集成指纹传感器的传感器键被包括在键布置内，而非作为单独的或外部的组件被提供。指纹传感器操作用于响应于传感器键的致动而捕获指纹数据并启动识别处理。在各实现中，盖包括切口，切口暴露下面的指纹传感器，因此该指纹传感器通过键表面中的开口可见。替换地，盖形成设计用于隐藏下面的指纹传感器的表面。在该方法中，传感器键与键布置内的其他键匹配，使得传感器键“混合”并且从键的表面看不到。在各实现中，传感器键包括刚性PCB层，其具有安装到PCB层的指纹传感器部件。

Description

键集指纹传感器
背景
已经开发出各种各样的计算设备以在不同设置中为用户提供计算功能。例如，用户可以与移动电话、平板计算机、可穿戴设备或其他计算设备进行交互以检查电子邮件、在网上冲浪、撰写文本、与应用进行交互以及访问其他资源。由于安全需求和生物特征技术使访问和认证快速且容易的潜力，使用生物特征技术来促进用户对其设备的访问和/或对访问资源的认证正在增加。如今，指纹感测技术是生物特征技术的广泛使用的形式，并且各种类型的指纹传感器都是可用的。
在传统布置中，与一些设备一起使用的指纹传感器被提供为单独的外部设备，诸如USB外围传感器。然而，外部指纹传感器要求用户跟踪和管理附加物品并在移动场景中携带该物品。如此，用户可能会发现外部指纹传感器不方便并可能不愿意采用该技术。最近出现了具有内置指纹传感器的其他设备，但通常内置指纹传感器被设计为在设备外壳内以及在暴露的设备表面上占用附加空间的附加的、单独的组件(例如，专用传感器按钮或控件)。因此，添加内置指纹传感器会对设备大小造成限制，这使得开发人员难以创建受消费者欢迎的薄且光滑的设计。
概述
本文描述了用于键集指纹传感器的设计和技术。在一个或多个实现中，指纹传感器被集成在输入设备的键集内。例如，键盘的键布置(例如，“键集”)内的键被适配成作为具有集成指纹传感器的传感器键来操作。传感器键被包括在键布置内，而非作为单独的或外部的组件被提供。在各实现中，用于传感器键的键帽被配置为包括具有集成指纹传感器的盖。指纹传感器操作用于响应于传感器键的致动而捕获指纹数据并启动识别处理。在各实现中，盖被配置为包括位于指纹传感器上方的切口部分，使得键内的指纹传感器通过由传感器键的表面中的切口形成的开口暴露并可见。替换地，盖被配置为形成覆盖下面的指纹传感器的传感器键的表面。在该方法中，传感器键具有与键布置内的其他键匹配的外观，使得传感器键“混合”并且嵌入式指纹传感器从键的表面看不到。在各实现中，传感器键包括刚性PCB层，其具有安装到PCB层的指纹传感器部件。
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。
附图简述
结合附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在说明书和附图的不同实例中使用相同的附图标记可指示相似或相同的项目。
图1是根据一个或多个实现的可操作以采用在本文中描述的键集指纹传感器的示例操作环境的图示。
图2更详细地描绘了图1的输入设备的示例实现。
图3描绘了根据一个或多个实现的被包括在输入设备的键集组装件中的示例传感器键的细节。
图4描绘了根据一个或多个实现的键帽的示例布置。
图5描绘了根据一个或多个实现的键帽的另一示例布置。
图6描绘了根据一个或多个实现的键帽的另一示例布置。
图7描绘了根据一个或多个实现的用于键集指纹传感器的示例背光布置。
图8描绘了根据一个或多个实现的用于组装具有键集指纹传感器的输入设备的示例过程。
图9示出包括示例计算设备的示例系统，该示例计算设备表示可以实现本文中描述的各种技术的一个或多个计算系统和/或设备。
详细描述
概览
与一些设备一起使用的常规指纹传感器被提供为单独的外部设备或被内置为占用设备外壳内的附加空间的附加的、单独的组件(例如，专用传感器按钮或控件)。如此，用户可能会发现指纹传感器用起来不方便，并且对于包括常规指纹传感器设计的设备而言设备大小相对较大。
本文描述了用于键集指纹传感器的设计和技术。在一个或多个实现中，指纹传感器被集成在输入设备的键集内。例如，键盘的键布置(例如，“键集”)内的键被适配成作为具有集成指纹传感器的传感器键来操作。传感器键被包括在键布置内，而非作为单独的或外部的组件被提供。该键可被实现为移动的可操作键或用于感测的固定键，其看起来像该布置中的其他键。在各实现中，用于传感器键的键帽被配置为包括具有集成指纹传感器的盖。指纹传感器操作用于响应于传感器键的致动而捕获指纹数据并启动识别处理。在各实现中，盖被配置为包括位于指纹传感器上方的切口部分，使得键内的指纹传感器通过由传感器键的表面中的切口形成的开口暴露并可见。替换地，盖被配置为形成覆盖下面的指纹传感器的传感器键的表面。在该方法中，传感器键具有与键布置内的其他键匹配的外观，使得传感器键“混合”并且嵌入式指纹传感器从键的表面看不到。在各实现中，传感器键包括刚性PCB层，其具有安装到PCB层的指纹传感器部件。
本文中描述的指纹传感器布置在输入设备的键布置内提供了传感器键的方便位置。传感器键被内置在已被包括在键集内的键中，并因此设备大小可被优化，并且与常规布置相比，减少了添加指纹传感器的部件和成本。在各实现中，相同键被配置为用作指纹传感器和用作具有其他输入功能的键两者。
在随后的讨论中，提供了题为“操作环境”的章节，其描述了适于采用本文中描述的具有背光技术的键集指纹传感器的示例环境。在此之后，题为“键集指纹传感器键示例”的章节描述了根据一个或多个实现的示例技术、设备、布置和细节。最后，题为“示例系统”的章节描述了根据一个或多个实现可采用键集指纹传感器的示例计算系统和设备。
操作环境
图1在100处概括地例示了根据一个或多个实现的操作环境。环境100包括计算设备102，计算设备102具有带有一个或多个处理器和设备(例如CPU、GPU、微控制器、硬件元件、固定逻辑设备等)的处理系统104、一个或多个计算机可读介质106、操作系统108、以及驻留在计算机可读介质上并且能由处理系统执行的一个或多个应用110。处理系统104可以从应用110检索并执行计算机程序指令以便向计算设备102提供各种各样的功能，包括但不限于游戏、办公生产力、电子邮件、媒体管理、打印、联网、web浏览等。还可包括与应用110相关的各种数据和程序文件，其示例包括游戏文件、办公文档、多媒体文件、电子邮件、数据文件、网页、用户简档和/或偏好数据等。
计算设备102可被具体化为任何合适的计算系统和/或设备，诸如作为示例而非限制：游戏系统、台式计算机、便携式计算机、平板或板式计算机、诸如个人数字助理(PDA)等手持式计算机、蜂窝电话，机顶盒、可穿戴设备(例如，手表、腕带、眼镜等)等等。例如，如图1所示，计算设备102可被实现为电视机客户端设备112、计算机114和/或连接到显示设备118以显示媒体内容的游戏系统116。替代地，计算设备可以是任何类型的便携式计算机、移动电话、或包括集成显示器122的便携式设备120。计算设备还可被配置为可穿戴设备124，可穿戴设备124被设计成由用户穿戴、附连到用户、由用户携带、或者以其他方式有用户传递。图1中所描绘的可穿戴设备124的示例包括眼镜、智能腕带或手表、以及荚式设备，诸如夹扣健身设备、媒体播放器或跟踪器。可穿戴设备124的其他示例包括但不限于环、衣物物件、手套、或手环，仅举几个示例。任一计算设备可以实现有各种组件，诸如一个或多个处理器和存储器设备以及不同组件的任何组合。可表示包括计算设备102的各种系统和/或设备的计算系统的一个示例在以下关于图9来示出和描述。
计算机可读介质可包括，作为示例而非限制，通常与计算设备相关联的所有形式的易失性和非易失性存储器和/或存储介质。这种介质可包括ROM、RAM、闪存、硬盘、可移动介质等。计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“通信介质”二者，其示例可在图9的示例计算系统的讨论中找到。
计算设备102可包括或利用输入设备126。例如，计算设备102可经由任何合适的有线或无线连接通信地耦合到一个或多个输入设备126。输入设备包括与计算设备102集成的设备，诸如集成键盘、触摸垫、跟踪垫、定点设备、平板或可穿戴设备的边框或其他可触摸操作的组件、能够进行触摸的显示器等等。输入设备还包括外部设备和可移除可连接的设备，诸如鼠标、无线键盘、可移除键盘/盖组合、移动电话、用于通过无线连接控制计算设备的可穿戴设备、外部触摸垫等。还构想了输入设备的其他非常规配置，如游戏控制器、模仿乐器的配置等等。由此，输入设备126以及输入设备所包含的控件(例如，按钮、键、触摸区域、切换等)可采用各种不同的配置来支持各种不同的功能。
根据本文中描述的一个或多个实现，输入设备126包括实现指纹传感器130的键集组装件128。如上文所介绍的，指纹传感器130被集成在键中，该键被包括在由键集组装件128实现的键布置(例如，具有一个或多个单个键的键集)内。例如，采用键盘形式的输入设备126的至少一个键可被适配成作为具有集成指纹传感器的传感器键来操作。传感器键被包括在键布置内，而非作为单独的或外部的组件被提供。在各实现中，用于传感器键的键帽被配置为包括具有提供指纹传感器功能的集成电路管芯和/或其他部件的盖。传感器键可以以各种方式被配置，其各示例被提供在随后的讨论中。
通常，指纹传感器130表示用于捕获指纹图案的数字图像的任何合适的设备和/或电子部件。所捕获的指纹图像被处理以创建反映已知指纹的特征的模板。与不同用户相关联的模板可被存储和引用，以便在认证或登录场景中进行匹配。为此，将所捕获的图像与由模板编码的图像进行比较，以便已知用户基于各图像之间的特征对应来找到匹配。构想了各种不同类型的指纹感测技术，包括但不限于光学、电容、RF、热、压阻、超声、压电和微机电系统(MEMS)。
附加地，可以提供与键集组装件集成的背光以提供用于键集的背光照明的光，包括传感器键的背光照明。可以采用背光照明来根据传感器状态、当前交互场景和/或各种相应标准选择性地照亮传感器键。关于键集组装件128的这些和其他方面的细节可在以下讨论中找到。
计算设备102进一步被例示为包括输入/输出模块132，该输入/输出模块132被配置为处理从输入设备126和/或其他源接收到的输入信号。输入/输出模块132表示与处理计算设备102的输入以及呈现计算设备102的输出相关的各种功能。输入/输出模块132可处理各种不同的输入，诸如涉及输入设备126的控件的操作、虚拟键盘的键、通过触摸屏功能标识姿势等等的输入。响应于输入，输入/输出模块132导致执行相应的操作。由此，输入/输出模块132可通过识别并利用包括键压、姿势、控制交互等在内的各种类型的输入之间的区分来支持各种不同的输入技术。
环境100进一步描绘了计算设备102可经由网络134通信耦合至服务提供者136，服务提供者136使得计算设备102能够访问由服务提供者136使其变得可用的各种资源138并且与这些资源交互。资源138可包括内容和/或服务的任何合适的组合，通常由一个或多个服务提供者使这些内容和/或服务通过网络可被获得。例如，内容可包括文本、视频、广告、音频、多媒体流、动画、图像、网页等的各种组合。服务的一些示例包括但不限于，在线计算服务(例如“云”计算)、认证服务、基于web的应用、文件存储和协作服务、搜索服务、消息收发服务(诸如电子邮件和/或即时消息收发)、以及社交联网服务。
在已经描述了示例操作环境的情况下，现在考虑与用于键集的传感器键的一个或多个实现相关联的示例细节和技术。
键集指纹传感器键示例
示例设备和传感器键布置
图2更详细地在200处概括地描绘了图1的输入设备126的示例实现。在所例示的示例中，输入设备126包括键集组装件128，该键集组装件128可以以本文档中描述的各种方式被配置。键集组装件128可被配置成为各种各样的设备提供一个或多个键(或其他输入控制机制)。一般而言，键集组装件128提供物理按钮或“键”的布置，该物理按钮或“键”充当机械杠杆和/或电子开关来为计算设备供应输入。构想了上文和下文描述的技术可以与使用各种不同技术来实现和致动键的键集组装件一起使用。作为示例而非限制，键集组装件128可利用剪式开关、机械开关、圆顶开关、电容式触摸板、霍尔效应检测器、和用于键程和键压检测的其他类型的机制中的一者或其组合。键集组装件128可进一步被设计成使用对键触摸的触觉响应或以其他方式通过键的机械结构和弹簧作用产生触感。该键可被实现为移动的可操作键或用于感测的固定键，其看起来像该布置中的其他键。
如所描绘的，键集组装件128包括传感器键202。传感器键202表示位于键布置内的被配置为使用本文中描述的各技术实现指纹传感器130的键。尽管表示了单个传感器键202，但是键集组装件128可包括传感器键202形式的一个或多个键。传感器键被示为包括指纹传感器130，其可以以如上文和下文所描述的各种方式被配置和操作。传感器键202可以是具有执行指纹感测的主要功能的专用键。另外，或替换地，传感器键202可被配置为多功能键，其被设计用作指纹传感器和用作具有其他输入功能的键两者。例如，传感器键202可被内置于另一键中，诸如字母键、空格键、徽标或“主页”键、或传统上被包括在键集组装件128中的任何其他键。键集组装件128还可以包括如上所述的背光204。结合所描述的键集指纹传感器的关于背光布置和背光照明的细节将在下面结合图7进行讨论。
如上所述，此文档中描述的各技术可用于实现各种不同类型的键和各种电子设备的其他输入控件。图2中表示一些说明性示例设备和相应的控件。例如，键集组装件128可用于实现鼠标206的一个或多个按钮；与移动设备208(诸如移动电话、平板、相机、可穿戴设备、或便携式数字媒体播放器)相关联的键或按钮；键盘210的键布置内的键和/或由其他输入设备126提供的键和控件。此外，所描述的技术可与“键”以及各种其他类型的硬件控件和导航输入传感器一起使用，包括但不限于电容式按钮、触控板设备、电容式滑动器、有向控制按钮等。
参考下文图3-6描绘和描述了传感器键的示例细节和实现。具体而言，图3总体上在300描绘了根据一个或多个实现的被包括在输入设备126的键集组装件128中的传感器键202的细节。在此示例中，输入设备126是具有“qwerty”键布置的键盘，但是也可构想其他类型的输入设备和键布置。附加地，键集组装件128包括键布置内的传感器键202。例如，传感器键202被表示为集成到被包括在键布局中的徽标或主页键中。传感器键202还可通过其他键实现，诸如“f”键、空格键、或功能键，仅举几个例子。在此场景下，传感器键202是被设计成提供指纹感测功能以及分配给键的其他功能的多功能键。键在任何给定时间提供的功能基于当前上下文被选择性地切换。例如，如果用户登录设备或处于购买交易期间，则该键操作用于指纹感测。另一方面，在与桌面应用交互以创建或编辑文档期间，该键被切换以提供与该键相关联的输入功能(例如，导航到主页、插入字母或空格等)。通过以此方式将传感器键202与另一键组合，总体上键的数量以及输入设备的大小被减小，这降低组件成本并允许薄且光滑的设备设计。替换地，键可以专用于感测。专用传感器键可以像普通键一样被致动以启动感测操作。替换地，专用键可以配置为不行进的固定键。在这种情况下，当用户将他们的手指放在固定键的键表面上方或附近时发生感测。
图3附加地描绘了传感器键202的横截面视图302，示出了用于形成传感器键的不同组件和层。通常，传感器键202包括盖304、背衬层306、和指纹传感器130，它们一起形成传感器键的键帽。
指纹传感器130可以用各种方式来配置。例如，指纹传感器可以通过集成电路(IC)管芯实现，该IC管芯具有在其上制造功能电路的半导体材料块。指纹传感器130的部件可以安装到诸如刚性或柔性印刷电路板的基板并经由其互连。根据本文所描述的技术，IC管芯包括实现指纹传感器130的功能。盖304是布置在IC芯片的“顶部上方”的键的表面层。背衬层306位于指纹传感器130下方，以提供支撑并将指纹传感器130与传感器键的下层组件和机制隔离。因此，如图所示，指纹传感器130位于盖304和背衬层306之间。
盖304可以用各种方式来配置。盖304通常形成为保护键并可包括键指示(字母、数字、徽标)的塑料或复合层。盖304还可包括涂覆和/或蚀刻的键指示。盖304还可以包括被蚀刻或以其它方式形成到盖302中的图案。盖可被配置为形成覆盖下面的指纹传感器的传感器键的表面。在该方法中，传感器键具有与键布置内的其他键一致的外观，使得传感器键“混合”并且嵌入式指纹传感器从键的表面看不到。因此，盖304形成位于指纹传感器130上方的相对薄的层。可以使用围绕指纹传感器130模制的环氧树脂模塑料(EMC)层来形成盖304。所描绘的各层也可被形成为使用粘合剂层压在一起的单独层。
如上所述，在一些实现中盖可被配置为包括位于指纹传感器上方的切口部分，使得键内的指纹传感器通过由传感器键的表面中的切口形成的开口暴露并可见。通常，指纹传感器130的操作随着传感器上方的材料厚度的增加而降级。因此，如本文所述，通过键帽中的切口暴露指纹传感器可以导致改进的传感器性能。
指纹传感器130的电路借助于连接器308物理地且通信地耦合到输入设备126的柔性印刷电路(FPC)310或“系统”板。连接器308可被实现为柔性电缆或其他合适的连接器以将指纹传感器130的电路与FPC互连。FPC 310包括导电迹线的矩阵和可操作以检测键压并将键压转换成输入信号以操作设备的电路。输入设备126与计算设备的有线或无线连接被用于传送被输入/输出模块132、操作系统、输入设备的控制逻辑、和/或其他设备功能处理和处置的输入信号。
传感器键还包括组件层312，其包括用于键的操作的各种机制。包括在组件层312中的机制被配置为在按下相应键时提供键响应和键行进。在各实现中，指纹传感器130操作以响应于经由组件层312中的机制对传感器键的致动而捕获指纹数据并启动识别处理。
组件层312通常位于键帽下方，在键帽和用于输入设备的FPC 310(例如，系统板)之间。被包括在组件层312中的各机制包括各种开关、触点、支撑结构、和使键能够工作的器件。在所描绘的示例中，键被配置为剪式键并因此包括由两个阴影区域表示的剪式开关结构314。该键被描绘为另外包括与背衬层306间隔开的圆顶开关316。然后我们按下键，剪式开关结构314允许键行进然后键反弹。键行进使得背衬层306接触圆顶开关316并按下圆顶开关以导致相应的输入信号的产生。传感器键产生输入信号可以在适当的环境中启动指纹数据的捕获和识别处理。附加地或替换地，输入信号的产生可以基于输入上下文引起其他动作，例如字符输入，用户界面的导航控制以及分配给该键的其他动作。构想了键的各种其他配置，其可以利用机制的不同组合，所述机制包括但不限于剪式开关、机械开关、圆顶开关、电容式触摸板、霍尔效应检测器和其他机制。
如刚才所描述的，图3的示例一般地示出了用于形成传感器键202的不同组件和层。在此上下文中，将注意，构想了传感器键202的各种不同实现，其遵循参考图3的示例所讨论的一般概念。具体而言，与所讨论的原理一致的传感器键202的键帽部分可以以各种方式被配置。为了说明这一点，现在参考图4至6描述用于传感器键的键帽的一些代表性示例实现。
例如，图4总体上在400描绘了根据一个或多个实现的键帽402的示例布置。在此示例中，使用具有盖切口404的盖304形成键帽402。盖切口404被配置为形成在盖的表面中的开口部分，其暴露下面的指纹传感器。例如，盖切口404可以形成为键帽402的表面中的矩形切口。盖切口404也可以具有其他形状，诸如圆形或椭圆形。这里，指纹传感器通过盖切口404暴露，并且因此指纹传感器130的表面是可见的，并且在盖切口404的区域中形成键帽的顶表面。如所描绘的，盖切口404可以保持打开。替换地，所制造的盖切口404由玻璃、塑料或复合材料的透明覆盖层(未示出)填充或覆盖，该覆盖层设置在由盖切口404形成的切口区域中。在这种情况下，指纹传感器130通过透明覆盖层是可见的，并且通过透明覆盖层有效地操作。
如上所述，暴露指纹传感器130可以改善性能，因为可以潜在地干扰感测的层要么如图4所示的示例中那样被移除，要么被配置成基本上不会降低感测性能的相对薄的材料层(例如，透明覆盖层)。用户的手指通过盖切口404直接与指纹传感器130接触放置以进行识别操作。还应注意，指纹传感器130的表面可包括用于键的标签或徽标，该标签或徽标设置在通过切口暴露的指纹传感器的表面上。在指纹识别期间，进行处理以减去标签或徽标，留下候选指纹图案以与已知模板匹配。
参考图5，根据一个或多个实现的键帽502的另一示例布置总体上在500处被描绘。在该示例中，键帽502被形成为覆盖指纹传感器130的封闭帽。具体而言，键帽502具有盖504，盖504设置在指纹传感器130和背衬层306的顶部上方。在这种布置中，盖504可以是模制塑料、金属或复合盖，其被堆叠在指纹传感器130上方。盖504可以围绕指纹传感器130被模制，使得传感器形成为键帽本身的一部分。换句话说，指纹传感器130被实现为嵌入在键帽502内的组件。这里，实现指纹传感器130的IC管芯或电路被设计和制造为键帽。例如，指纹传感器130的尺寸可以增加(例如，芯片/IC管芯的尺寸)，并且传感器可被形成为键帽形状，使得指纹传感器130可被直接用作传感器键的键帽。换句话说，在该方法中从多个部件(例如，连接到IC管芯的覆盖层)形成键帽的单独组装过程不是必需的。
替换地，盖和指纹传感器130可以是使用粘合剂连接在一起的层。在该方法中，指纹传感器130可以是与盖504分开制造的单独芯片或IC管芯。然后盖504被堆叠在键帽组装件中的指纹传感器130上，并使用粘合剂将各层层叠在一起。
在任一种情况下，盖504可以被涂漆以匹配键的布置中的其他键，并且还可以包括标签、徽标和/或其他键指示。因此，盖504隐藏下面的指纹传感器130，使得传感器是“不可见的”，并且键帽502被设计成显得与键布置中的其他键一样，使得传感器键202“混合”。在采用不可见传感器方法的实现中，指纹传感器130被配置为通过盖504可靠地操作。换句话说，用于键帽502的指纹传感器130能够通过盖502的厚度实现令人满意的检测和识别。例如，指纹传感器130可以利用超声波感测技术，该技术通过高达约500微米的覆盖厚度令人满意地操作。附加地或替换地，覆盖层厚度可被最小化以便于使用超声波以及其他指纹感测技术进行感测。例如，盖504可以设计成具有小于约300微米的厚度。
图6总体上在600处描绘了根据一个或多个实现的键帽602的附加示例布置。在该示例中，键帽602包括经由印刷电路板(PCB)604实现的指纹传感器130。例如，指纹传感器130可以通过刚性PCB实现，在该刚性PCB上设置用于指纹传感器130的部件，诸如FR-4PCB或其他阻燃玻璃增强环氧树脂层压板。然后PCB604经由以柔性PCB为形式的连接器308被连接到用于输入设备的底层FPC 310(例如，系统板)。
随着柔性印刷电路(FPC)的普及，如今许多电子部件使用柔性PCB实现，而基于刚性PCB的器件的流行度已经减少。在本文描述的指纹传感器130和键帽的情况下，PCB提供了设计传感器键202的简单且成本有效的方式。刚性PCB为基于键帽的指纹传感器130提供坚固的结构。此外，PCB也易于制造，并且相对于柔性PCB具有较低的成本。例如，将指纹传感器130直接安装到柔性PCB上可能是困难且耗时的，导致制造成本和复杂性增加。尽管在图6中表示使用诸如FR-4板的刚性PCB，可以构想各种不同的方法，并且键帽设计通常可以使用刚性PCB、柔性PCB和/或具有刚性PCB和柔性PCB两者的组合。
在图6的示例中，键帽602被表示为具有“可见”传感器，其位于盖切口606下方，与关于图4所讨论的示例相当。然而，应注意，经由PCB 604实现的指纹传感器130的使用不限于具有可见传感器的实现。相反，关于图6描绘和讨论的PCB方法，根据贯穿本文描述的各示例，可以与可见和不可见传感器设计两者结合使用。
如上所述，可以提供与键集组装件集成的背光以提供用于键集的背光照明(包括传感器键的背光照明)的光。可以采用背光照明来根据传感器状态、当前交互场景和/或各种相应标准选择性地照亮传感器键。可以结合包括如上文和下文所述的指纹传感器的示例键集、传感器键和键帽来使用任何合适的背光布置。
在此上下文中，图7在700一般地描绘了根据一个或多个实现的用于键集指纹传感器的示例背光布置。具体而言，图7描绘了具有包括指纹传感器130的示例传感器键202和被配置为没有传感器的标准键的键702的键集组装件的横截面视图。在所描绘的示例中，键采用剪式机制，但是可以想到其他键机制。背光布置包括位于键之间的背光204。背光204定位成提供光以照亮位于每个键下方的背光板704。背光204和背光板704固定到支架706，支架706为相应输入设备126的壳体内的组装件提供支撑结构。可以选择性地打开和关闭背光204以照亮相应的键。背光204可被单独操作(例如，一次一个)或组合操作(两个或多个灯共同打开/关闭)。在所表示的布置中，背光板704在被照射时提供背光照明，该背光照明围绕对应的键的键帽的边缘透射。因此，用户可以看到围绕键的周边的背光。背光204通常被配置为发光二极管(LED)灯，但在一些场景中可采用其他类型的灯。
在操作中，背光204可被配置为在不同时间、以不同颜色和/或以不同序列选择性地供应光以照亮传感器键202，并从而提供指示经由指纹传感器执行的感测操作的指示。可根据经由计算设备102和/或输入设备126的控制器或固定逻辑电路实现的控制逻辑来适配由背光204提供的光的属性。在一种方式中，输入设备126的控制电路(例如，键/灯的逻辑、或输入设备的控制器或逻辑电路)在操作系统108的影响下被操作以针对不同的场景改变由背光204发射的光的时序、颜色和序列。与以下示例过程相关的附加示例和细节被废弃。
示例规程
为了进一步说明，考虑本章节中有关具有背光的键集指纹传感器的示例过程和实现细节的讨论。在这一实施例中描述的规程可以利用本文描述的环境、系统、设备和组件并且结合任何合适的硬件、软件、固件或其组合来实现。这些规程可以被表示为一组框，它们指定由一个或多个实体执行的操作，并且不一定限于所示出的用于由相应的框执行操作的顺序。
一般来说，与以上和以下示例有关的功能、特征和概念可以在本章节中描述的示例过程的上下文中被采用。此外，与本文档中的不同附图和示例有关的功能、特征和概念可以彼此互换，并且不限于在特定附图或过程的上下文中的实现。此外，与本文的不同代表性过程以及相应附图相关联的框可以不同方式被一起应用和/或组合。此外，结合文本的不同示例环境、设备、组件、附图和规程描述的单个功能、特征和概念可以在任何适当的组合中使用且不限于本说明书中所枚举的示例所表示的特定组合。
图8描绘了根据一个或多个实现的用于组装具有传感器键的输入设备的示例过程800。形成包含在键布置内的传感器键(框802)。根据这里讨论的原理，传感器键将指纹传感器结合在用于传感器键的键帽内。例如，如本文所讨论的传感器键202可以以各种方式形成。根据前述示例，传感器键202可被配置有各种不同类型的键帽。传感器键202可以配置为具有可见指纹传感器130，如关于图4所讨论的。传感器键202可被替换地配置为具有不可见指纹传感器130，如关于图5所讨论的。在各实现中，指纹传感器130通过刚性PCB实现，如关于图6所描述的。然而，除了刚性PCB之外或代替刚性PCB，也可以使用柔性PCB和其他类型的部件。
输入设备被组装以包括在键布置内包含指纹传感器的传感器键(框804)。例如，各种类型的输入设备126可根据先前描述的技术和示例采用传感器键202。传感器键202包括指纹传感器130，该指纹传感器130可操作以执行操作以识别指纹并采取相应的动作来标识用户、控制对设备和内容的访问、启动认证序列等。在各实现中，响应于传感器键202的致动，捕获和处理指纹的操作被触发。换句话说，用户按下键以明确地启动指纹传感器130的操作以进行指纹识别。
还如在前面的描述中所描述的，键的布置可以包括用于提供背光照明的背光。例如，如关于图7的示例所讨论的背光布置可被采用。在此上下文中，控制逻辑可以指示背光的操作以提供指示指纹传感器的状态的光。通过指定由背光供应的光的属性的变化(包括但不限于光的时序、颜色和/或序列中的一者或多者)，可针对不同状态指导不同的指示。在各实现中，诸如文件、表、数据库或固定逻辑之类的数据结构可被配置为将不同的状态映射到用于指示状态的光的属性和/或控制指令。数据结构用于查找与检测到的状态相匹配的属性和指令。然后，与传感器键202相关联的控制逻辑传递控制信号以导致背光照亮一个或多个对应的键以反映由数据结构指定的检测到的状态。改变光的时序、颜色、序列和其他属性提供了一种机制，该机制提供指示经由指纹传感器执行的感测操作的指示，其示例先前被讨论。
在已经考虑了键集指纹传感器的示例细节和过程的情况下，现考虑对根据一个或多个实现的示例系统的讨论。
示例系统和设备
图9在900概括地例示了包括示例计算设备902的示例系统，该示例计算设备表示可以实现本文描述的各个技术的一个或多个计算系统和/或设备。计算设备902例如可被构造成通过采取所形成的外壳以及由用户的一个或多个手抓握和携带的大小来采用移动配置，这些计算设备的所例示的示例包括移动电话、移动游戏和音乐设备和平板计算机，但还构想其他示例。
所例示的示例计算设备902包括处理系统904、一个或多个计算机可读介质906、以及相互通信地耦合的一个或多个I/O接口908。尽管没有示出，计算设备902可进一步包括系统总线或将各种组件相互耦合的其他数据和命令传输系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任一个或其组合，诸如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线和/或利用各种总线体系结构中的任一种的处理器或局部总线。也构想了各种其他示例，诸如控制和数据线。
处理系统904表示使用硬件执行一个或多个操作的功能。相应地，处理系统904被例示为包括可被配置为处理器、功能块等的硬件元件910。这可包括在作为专用集成电路或使用一个或多个半导体构成的其他逻辑设备的硬件中的实现。硬件元件910不受形成它们的材料或者其中利用的处理机制的限制。例如，处理器可以由半导体和/或晶体管(例如，电子集成电路(IC))构成。在这一上下文中，处理器可执行指令可以是可电子地执行的指令。
计算机可读存储介质906被例示为包括存储器/存储912。存储器/存储912表示与一个或多个计算机可读介质相关联的存储器/存储容量。存储器/存储组件912可包括易失性介质(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性介质(诸如只读存储器(ROM)、闪存、光盘、磁盘等等)。存储器/存储组件912可包括固定介质(例如，RAM、ROM、固定硬盘驱动器等)以及可移动介质(例如闪存、可移动硬盘驱动器、光盘等等)。计算机可读介质906可以下面进一步描述的各种方式来配置。
(诸)输入/输出接口908表示允许用户向计算设备902输入命令和信息的功能，并且还允许使用各种输入/输出设备向用户和/或其它组件或设备呈现信息。输入设备的示例包括键盘、光标控制设备(例如，鼠标)、话筒、扫描仪、触摸功能(例如，电容性的或被配置来检测物理触摸的其它传感器)、照相机(例如，可采用可见或诸如红外频率的不可见波长来将移动识别为不涉及触摸的姿势)，等等。输出设备的示例包括显示设备(例如，监视器或投影仪)、扬声器、打印机、网卡、触觉响应设备，等等。因此，计算设备902可以按照各种方式来配置以支持用户交互。
计算设备902还被示为通信地且物理地耦合到输入设备914，该输入设备可物理地且通信地从计算设备902移除。以此方式，各种不同的输入设备可以耦合到计算设备902，从而具有各种各样的配置来支持各种各样的功能。在此示例中，输入设备914包括一个或多个控件916。这些控件可被配置成压敏元件、按钮、机械地切换键的跟踪垫等等。
输入设备914还被示为包括可被配置成支持各种功能的一个或多个模块918。此一个或多个模块918例如可被配置为处理从控件916接收到的模拟和/或数字信号以识别输入和姿势、确定输入是否指示静力、发起与计算设备的通信、支持对输入设备914的认证以便与计算设备902一起操作等等。输入设备914还可被配置为包含键集组装件128，该键集组装件128包括传感器键202和背光204，如先前所描述的。
本文可以在软件、硬件元件或程序模块的一般上下文中描述各种技术。一般而言，此类模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、组件、数据结构等。本文使用的术语“模块”、“功能”和“组件”一般表示软件、固件、硬件或其组合。本文描述的技术的各特征是平台无关的，从而意味着该技术可在具有各种处理器的各种商用计算平台上实现。
所描述的模块和技术的实现可以被存储在某种形式的计算机可读介质上或跨某种形式的计算机可读介质传送。计算机可读介质可包括可由计算设备902访问的各种介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“计算机可读信号介质”。
“计算机可读存储介质”指的是仅仅与信号传输、载波或信号本身相比能够持久存储信息的介质和/或设备。因此，计算机可读存储介质不包括暂态介质或信号本身。计算机可读存储介质包括以适合于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块、逻辑元件/电路、或其他数据等的方法或技术来实现的诸如易失性和非易失性、可移动和不可移动介质和/或存储设备的硬件。该计算机可读存储介质的示例包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储、硬盘、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备、或者可适用于存储所需信息并可由计算机访问的其他存储设备、有形介质或制品。
“计算机可读信号介质”可以指被配置为诸如经由网络向计算设备902的硬件传送指令的信号承载介质。信号介质通常用诸如载波、数据信号、或其他传输机制等经调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。信号介质还包括任何信息传送介质。术语“已调制数据信号”意指以在信号中对信息进行编码的方式来使其一个或多个特性被设定或改变的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质，诸如有线网络或直接线路连接，以及无线介质，诸如声学、RF、红外线和其他无线介质。
如前面所描述的，硬件元件910和计算机可读介质906表示以硬件形式实现的模块、可编程设备逻辑和/或固定设备逻辑，其可被某些实施例采用来实现本文描述的技术的至少某些方面，诸如执行一个或多个指令。硬件可包括集成电路或片上系统、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，和以硅或其它硬件实现的组件。在此上下文中，硬件可操作为通过指令和/或由硬件实现的逻辑来执行程序任务的处理设备，以及被用来存储用于执行的指令的硬件(例如上面描述的计算机可读存储介质)。
前面的组合也可被采用来实现在此描述的各种技术。因此，软件、硬件，或可执行模块可被实现为在某种形式的计算机可读存储介质上和/或由一个或多个硬件元件910实现的一个或多个指令和/或逻辑。计算设备902可被配置成实现对应于软件和/或硬件模块的特定指令和/或功能。因此，可作为软件由计算设备902执行的模块的实现可至少部分以硬件完成，例如，通过使用计算机可读存储介质和/或处理系统910的硬件元件904。指令和/或功能可以是一个或多个制品(例如，一个或多个计算设备902和/或处理系统904)可执行/可操作的，以实现本文描述的技术、模块、以及示例。
示例实现
本文所描述的技术的示例实现包括但不限于以下示例中的一者或多者的一个或任意组合：
示例1.一种输入设备，包括：包括键布置的键集组装件；以及作为键位于所述键布置内的传感器键，包括：具有用于指纹识别的集成指纹传感器的键帽；以及具有用于所述传感器键的操作的机制的组件层，其中所述指纹传感器响应于经由所述组件层中的所述机制的所述传感器键的致动而操作以捕获指纹数据并启动识别处理。
示例2.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述机制包括剪式开关结构。
示例3.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述键帽包括具有盖切口的盖，所述盖切口形成开口部分，所述开口部分被配置成暴露布置在所述盖下面的所述指纹传感器作为所述键帽的顶表面。
示例4.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述键帽被形成为覆盖所述指纹传感器的封闭帽，使得所述指纹传感器被隐藏，并且所述传感器键具有与所述键布置中的其它键匹配的外观。
示例5.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，其中所述指纹传感器通过集成电路管芯实现，所述集成电路管芯用粘合剂粘附到所述键帽的盖上。
示例6.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，其中指纹传感器形成键帽形状，以直接用作所述传感器键的所述键帽。
示例7.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，其中所述指纹传感器通过刚性印刷电路板(PCB)实现，所述刚性PCB通过柔性印刷电路板(柔性PCB)连接到所述输入设备的系统板。
示例8.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，进一步包括背光，所述背光被定位成提供光以照亮位于所述传感器键下方的背光板，并且从而提供在所述键帽边缘可见的背光照明。
示例9.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，其中所述传感器键被配置为被设计用作指纹传感器和具有其他输入功能的键两者的多功能键。
示例10.如本章节中的任何一个或多个示例中所描述的输入设备，其中所述输入设备包括键盘设备，所述键盘设备具有可操作以生成用于计算设备的操作的输入信号的多个键。
示例11.一种传感器键，所述传感器键作为键被包括在输入设备的键布置内，所述传感器键包括：具有盖和被设置在所述盖的下方的用于指纹识别的集成指纹传感器的键帽，所述盖包括形成开口部分以将所述指纹传感器暴露为所述键帽的顶表面的盖切口；以及位于所述键帽下方的组件层，所述组件层具有在按下所述传感器键时提供键响应和键行进的机制。
示例12.如在本章节中的任何一个或多个示例中描述的传感器键，其中透明覆盖层被设置在由盖切口形成的切口区域中，并且指纹传感器被配置为通过所述透明覆盖层操作。
示例13.如在本章节中的任何一个或多个示例中描述的传感器键，其中盖切口使得用户的手指能够直接与指纹传感器接触以进行识别操作。
示例14.如在本章节中的任何一个或多个示例中描述的传感器键，其中指纹传感器响应于通过组件层中的机制致动传感器键来操作以捕获指纹数据并启动识别处理。
示例15.如在本章节中的任何一个或多个示例中描述的传感器键，其中所述传感器键的标签被设置在指纹传感器的表面上，所述表面通过盖切口露出。
示例16.一种用于输入设备的键集组装件，包括：键布置；以及作为键被定位在所述键布置内的传感器键，包括：键帽，包括：盖；以及具有设置在其上的部件以实现用于指纹识别的指纹传感器的连接到所述盖的印刷电路板(PCB)；以及在所述键帽下方具有用于所述传感器键的操作的机制的组件层，其中所述指纹传感器操作以响应于经由所述组件层中的所述机制的所述传感器键的致动而捕获指纹数据并启动识别处理。
示例17.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的键集组装件，其中所述盖包括形成开口部分的切口，所述开口部分被配置成暴露所述指纹传感器作为所述键帽的顶表面。
示例18.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的键集组装件，其中所述盖形成覆盖所述指纹传感器的封闭帽，使得所述指纹传感器被隐藏，并且所述传感器键具有与所述键布置中的其它键匹配的外观。
示例19.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的键集组装件，其中所述印刷电路板(PCB)包括阻燃玻璃增强环氧树脂层压板。
示例20.如本章节中的任何一个或多个示例中所述的键集组装件，进一步包括通过柔性印刷电路板(柔性PCB)实现的连接器，其被配置为将具有用以实现所述指纹传感器的部件的印刷电路板(PCB)连接到输入设备的系统板。
结语
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了各个示例实现，但可以理解，所附权利要求书中定义的各实现不必限于上述具体特征或动作。相反，这些具体特征和动作是作为实现所要求保护的特征的示例形式而公开的。

Claims (20)

1.一种输入设备，包括：
包括键布置的键集组装件；以及
作为键位于所述键布置内的传感器键，包括：
具有用于指纹识别的集成指纹传感器的键帽；以及
具有用于所述传感器键的操作的机制的组件层，其中所述指纹传感器响应于经由所述组件层中的所述机制的所述传感器键的致动而操作以捕获指纹数据并启动识别处理。
2.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述机制包括剪式开关结构。
3.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述键帽包括具有盖切口的盖，所述盖切口形成开口部分，所述开口部分被配置成暴露布置在所述盖下面的所述指纹传感器作为所述键帽的顶表面。
4.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，其中所述键帽被形成为覆盖所述指纹传感器的封闭帽，使得所述指纹传感器被隐藏，并且所述传感器键具有与所述键布置中的其它键匹配的外观。
5.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述指纹传感器经由集成电路管芯被实现，所述集成电路管芯用粘合剂粘附到所述键帽的盖。
6.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述指纹传感器形成键帽形状，以直接用作所述传感器键的所述键帽。
7.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述指纹传感器通过刚性印刷电路板(PCB)实现，所述PCB通过柔性印刷电路板(柔性PCB)连接到所述输入设备的系统板。
8.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，进一步包括背光，所述背光被定位成提供光以照亮位于所述传感器键下方的背光板，并且从而提供在所述键帽边缘可见的背光照明。
9.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述传感器键被配置为被设计用作指纹传感器和具有其他输入功能的键两者的多功能键。
10.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述输入设备包括键盘设备，所述键盘设备具有可操作以生成用于计算设备的操作的输入信号的多个键。
11.一种传感器键，所述传感器键作为键被包括在输入设备的键布置内，所述传感器键包括：
具有盖和被设置在所述盖的下方的用于指纹识别的集成指纹传感器的键帽，所述盖包括形成开口部分以将所述指纹传感器暴露为所述键帽的顶表面的盖切口；以及
位于所述键帽下方的组件层，所述组件层具有在按下所述传感器键时提供键响应和键行进的机制。
12.如权利要求11所述的传感器键，其特征在于，透明覆盖层被设置在由所述盖切口形成的切口区域中，并且所述指纹传感器被配置为通过所述透明覆盖层操作。
13.如权利要求11所述的传感器键，其特征在于，所述盖切口使得用户的手指能够直接与所述指纹传感器接触以进行识别操作。
14.如权利要求11所述的传感器键，其特征在于，所述指纹传感器响应于通过所述组件层中的机制致动所述传感器键来操作以捕获指纹数据并启动识别处理。
15.如权利要求11所述的传感器键，其特征在于，所述传感器键的标签被设置在所述指纹传感器的表面上，所述表面通过所述盖切口露出。
16.一种用于输入设备的键集组装件，包括：
键布置；以及
作为键被定位在所述键布置内的传感器键，包括：
键帽，包括：
盖；以及
连接到所述盖的具有设置在其上以实现用于指纹识别的指纹传感器的部件的印刷电路板(PCB)；以及
在所述键帽下方具有用于所述传感器键的操作的机制的组件层，其中所述指纹传感器响应于经由所述组件层中的所述机制的所述传感器键的致动而操作以捕获指纹数据并启动识别处理。
17.如权利要求16所述的键集组装件，其特征在于，所述盖包括形成开口部分的切口，所述开口部分被配置成暴露所述指纹传感器作为所述键帽的顶表面。
18.如权利要求16所述的键集组装件，其特征在于，所述盖形成覆盖所述指纹传感器的封闭帽，使得所述指纹传感器被隐藏，并且所述传感器键具有与所述键布置中的其它键匹配的外观。
19.如权利要求16所述的键集组装件，其特征在于，所述印刷电路板(PCB)包括阻燃玻璃增强环氧树脂层压板。
20.权利要求16所述的键集组装件，其特征在于，进一步包括通过柔性印刷电路板(柔性PCB)实现的连接器，所述连接器被配置为将具有用以实现所述指纹传感器的所述部件的所述印刷电路板(PCB)连接到所述输入设备的系统板。
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