CN213715921U - 输入模组、物理键盘及输入装置 - Google Patents

Abstract

一种输入模组，其配置成接收用户输入，输入模组包括：上盖，包括透明部；传感器，配置成检测用户输入；胶合层，配置成将传感器附接到上盖；以及光源，与传感器共同位于胶合层下方，并通信地与传感器耦合；其中，光源发出的光经胶合层的调节从透明部向上传播。这种输入模组能够引导用户输入指纹，进而高效地验证指纹。

Description

输入模组、物理键盘及输入装置

技术领域

本实用新型涉及一种输入模组。

背景技术

输入模组是一种能够响应于用户手指的触摸或按压操作而产生输入信号的输入设备，其可以广泛应用于物理键盘、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品中。通过检测用户对输入模组的触摸或按压，电子产品可接收用户输入、检测用户生物特征，进而确定用户期望的操作，也可对用户身份进行验证。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，提供一种输入模组，其配置成接收用户输入，输入模组包括：上盖，包括透明部；传感器，配置成检测用户输入；胶合层，配置成将传感器附接到上盖；以及光源，与传感器共同位于胶合层下方，并通信地与传感器耦合；其中，光源发出的光经胶合层的调节从透明部向上传播。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种物理键盘，其包括至少一个上述的输入模组。

根据本实用新型的又一个方面，提供一种输入装置，其包括上述的物理键盘和/或上述的输入模组。

本实用新型提供的输入模组允许光源经由胶合层和上盖的透明部透出，进而形成发光的可视图标，这可以引导用户正确地输入指纹，进而高效地验证指纹，这种输入模组具有较高的友好度，同时也提升了用户使用体验。

附图说明

图1A示出根据本实用新型一实施例的输入模组的剖面图。

图1B示出根据本实用新型一实施例的底板的结构图。

图2示出根据本实用新型一实施例的上盖的结构图。

具体实施方式

在以下描述中提出具体细节，以提供对本实用新型的透彻理解。然而，本领域的技术人员将清楚地知道，即使没有这些具体细节也可实施本实用新型的实施例。在本实用新型中，可进行具体的数字引用，例如“第一元件”、“第二装置”等。但是具体数字引用不应当被理解为必须服从于其字面顺序，而是应被理解为“第一元件”与“第二元件”不同。

本实用新型所提出的具体细节是示范性的，具体细节可以变化，但仍落入本实用新型的精神和范围之内。术语“耦合”定义为表示直接连接到组件或经由另一个组件而间接连接到组件。

以下通过参照附图来描述适于实现本实用新型的系统或装置的优选实施例。虽然各实施例是针对元件的单个组合来描述，但是应理解，本实用新型包括所公开元件的所有可能组合。因此，如果一个实施例包括元件A、B和C，而第二实施例包括元件B和D，则本实用新型也应被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合，即使没有明确公开。

如图1A所示，根据本实用新型一个实施例，提供一种输入模组10，配置成接收并检测用户的指纹输入。输入模组10包括上盖101、指纹传感器102、胶合层103、LED光源104。其中，上盖101从顶部覆盖指纹传感器102、胶合层103及LED光源104，胶合层103位于指纹传感器102与上盖101之间，LED光源104为多个，并且与指纹传感器102同样位于胶合层103的下方。上盖101可形成供用户输入的触摸表面，指纹传感器102用于检测用户的指纹，胶合层103用于将指纹传感器102附接到上盖101。如图1A所示，LED光源104可靠近但偏离指纹传感器102来设置，例如，设置于指纹传感器102的边缘外侧，LED光源104还与指纹传感器102通信耦合。

上盖101顶部设置有一透明部101A，透明部允许光从上盖101的上方透出，透出的光可引导用户进行相应的输入操作，以下将结合示例进行详细描述。上盖101在朝向指纹传感器102和胶合层103的一侧形成具有斜坡形部分的内表面107。构成上盖101的材料包括但不限于各种透明/半透明材质，或是经加工程序可达成透明/半透明状态的材料，例如，塑料和玻璃等。除了透明部101A之外，上盖其他部分可选用不透光材料制成，或者也可在内表面107及其他表面涂布不透光材料而制成。

在上盖101的内表面107与LED光源104、指纹传感器102之间形成光路108，光路108配置成将来自LED光源104的光分别朝向胶合层103引导，以便这些光经由胶合层103对光的调节、再经由上盖101的透明部101A向上传播，使得上盖101透光。胶合层103在将指纹传感器102附接到上盖101的同时，也起到光学器件的作用，其可调节光的方向、颜色和/或波长，使得入射光发生光学性质的转换，变成在方向、颜色、波长上有所不同的出射光，进而通过透明部101A为用户所见。

上盖101顶部的透明部101A可具有不同的尺寸及位置。在一些示例中，透明部可设置于LED光源104正上方。例如，透明部与LED光源104具有大体相同的面积，从上方覆盖住LED光源104，使得上盖101的透明部101A的外轮廓可对齐LED光源104。在另一些示例中，透明部101A可在水平方向上偏离于LED光源104来布置，即呈现为一种“错位”的配置。在这种情况下，LED光源104发出的光经由胶合层103的转换表现为一种面光源，再经由透明部101A从上盖101顶部透出。应理解，在水平方向上，透明部101A与光源104可采用多种不同的位置关系来设置，只要光源104发出的光能够经由胶合层103指向透明部，均可实现为本实用新型的实施例。

指纹传感器102可以使用任何类型的技术来捕获用户的指纹。在某些实施例中，指纹传感器102可以是光学、电容、热、压力、射频(RF)或超声传感器。其中，光学传感器可以利用可见光或不可见光来捕获数字图像。一些光学传感器可以使用光源来照亮用户的手指，同时利用检测器阵列(诸如CCD或CMOS图像传感器阵列)来捕获图像。在一些实施例中，指纹传感器102可具有三维轮廓，呈现多样化的外形。在其他实施例中，可以使用其他类型的生物计量传感器或输入装置来替代或者附加于指纹传感器以捕获生物计量样本。例如，捕获其他生物计量数据(如面部、静脉图案、声音模式、笔迹、键击图案、身体形状和/或眼睛图案(如视网膜图案、虹膜图案和眼睛静脉图案))的输入装置均可以被使用。

在本实用新型的一些实施例中，并未使用指纹传感器102，而是采用压力传感器来取代，这时，输入模组用于检测用户的按压输入力。在另一些实施例中，输入模组包括上盖、电容传感器、胶合层和LED光源，这种输入模组可用于检测用户在触摸表面(上盖)的触摸输入。

在本实用新型的一些实施例中，胶合层103包括胶水和荧光粉的混合体。其中由胶水和荧光粉按预定比例均匀地混合来构成该混合体，还可进一步向其中加入扩散剂。当LED光源104发光后，胶合层103中的荧光粉会受到激发后可以发出特定波长的光，例如，红、黄、绿、蓝、紫等不同颜色的彩色可见光或白色光。此外，由于光源104发出的光经由胶合层103调节后再发光，胶合层103还起到光学透镜的作用，可以将由LED光源作为点光源发出的光转变为好像是由面光源所发出的光那样，由此，从上盖101的透明部透出的光较为均匀、柔和。在一些实施例中，可以由荧光灯代替LED光源。在一些实施例中，可以使用不同种类的荧光材料代替胶合层103中的荧光粉。由胶水和荧光粉混合形成的胶合层103可以制作成厚度较薄的层，使得胶合层103基本不会影响下方的指纹传感器102的诸如成像能力、信噪比等各方面参数的水平，并且有助于使得输入模组10整体厚度减小。

在本实用新型的一些实施例中，输入模组10还可以包括一底板105，其位于输入模组底部，底板105可以为铜箔基板或其他的印刷电路板。参见图1B，LED光源104与指纹传感器102可以共同布置在底板105上。作为示例，LED光源104可以为四个，分别布置于指纹传感器102区域的四个边缘的中心外侧。在一些实施例中，指纹传感器102可被集成到底板105上，LED光源104可以被固定到基板上。

在底板105上还可设置一通用输入/输出接口(附图未示出)，通用输入/输出接口可将LED光源104耦合到指纹传感器102。备选地，也可经由底板105上的迹线将各LED光源104与指纹传感器102相连接。此外，在底板105上还可以设置一个USB接口110，或者可以是支持Type-C、Micro-USB、Thunderbolt3等通信协议的接口，其用于实现底板上的指纹传感器102与外部系统30之间的通信耦合。经由上述两种耦合，LED光源104的状态可由指纹传感器102控制，而与外部系统30无关。指纹传感器102可识别在用户按压或触摸上盖101时获取到的指纹，并在验证后通知给外部系统30。

在本实用新型的一些实施例中，LED光源104的状态可以包括：点亮、闪烁和关闭。作为示例，LED光源104响应于从指纹传感器102接收的第一指令而点亮，响应于从指纹传感器102接收的第二指令而闪烁，响应于从指纹传感器接收的第三指令而关闭。这里，第一指令可指示指纹传感器102期望检测用户指纹，第二指令指示指纹传感器102对用户指纹的验证失败，例如指纹验证没有通过或者采集指纹不成功，第三指令可指示指纹传感器102验证通过当前输入的用户指纹。作为另一示例，LED光源104可以具体为四个，这四个LED光源104可响应于第一指令而依次点亮，响应于第三指令而依次熄灭，这样使得从上盖101的透明部透出的光呈现出动态效果。作为又一示例，各LED光源104发出的光可根据指纹传感器的指令而按不同的频率闪烁或交替闪烁。

图2示出根据本实用新型一实施例的上盖20，上盖20包括非透明部200和透明部201，上盖20可以是图1中所示的上盖101的一个示例，透明部201可以是图1中所示的透明部101A的示例。透明部201可由玻璃或塑料制成，允许LED光源104发出的光经由胶合层103和透明部201向上透出，为用户所见。透明部201包括多个弯曲的分段，如图2所示，这些分段与非透明部200一起构成一种可视图标，诸如指纹图标。由于LED光源104发出的光可从透明部201的各个分段透出，使得可视图标呈现出发光效果。在胶合层103中混合荧光粉时，透出的光呈现为特定波长的可见光。通过以指纹传感器102来控制LED光源104的发光状态，可视图标呈现多种不同的发光效果，这使得可以引导用户触摸上盖、获知指纹被验证通过或被拒绝等等。例如，在可视图标发出白色光时，可提示用户触摸上盖以录入指纹；当可视图标发出闪烁光时，可提示用户的指纹未能验证通过或指示用户再次录入指纹；当可视图标不再发光时，提示用户的指纹被验证通过。这种方式有助于引导用户正确地录入指纹，进而提高了指纹录入及验证的效率。这种引导功能实现了与用户间的交互，提升了输入模组对用户的友好度和使用体验。具备上述引导功能的输入模组可广泛应用到各种电子产品中。

在一些实施例中，可视图标呈现三维轮廓，这可以通过设置透明部201的各分段相对于上盖主体，即，非透明部200，的高低来实现。在一些实施例中，可视图标不同于指纹形状，而是可具有各种不同的形状，例如呈人脸形状、动物形状等。可视图标还可具有标识、图腾等，由此更直观地、更清楚地提示用户该输入模组的功能与使用时机。

一般来说，上盖的制备过程可包括如下步骤：1、使用透明或半透明的塑料材料铸模；2、在上盖(整体)镀上黑色涂层形成第一层；3、在上盖上再镀上外观涂层(外观取决于用户定义)形成第二层；4、执行激光刻蚀去除部分涂层以形成上述可视图标。

本实用新型还提供一种物理键盘，其包括一个或多个上述的输入模组，该输入模组可引导用户输入指纹以对用户身份进行验证，这种物理键盘可作为台式电脑或其他电子设备的输入装置来使用。

本实用新型还提供一种输入装置，其包括上述物理键盘和/或上述输入模组，该输入装置可以是平板电脑、智能手机或其他的用户终端设备。

本领域的技术人员将会理解，结合本文中所公开的方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路可以被实现为电子器件、模块的组合。各种说明性部件、块、模块、电路和结构在上文根据其功能性总体地进行了描述。技术人员可以针对具体的特定应用、按照变化的方式来实现所描述的功能性，但是，各种实现方式决策不应当被理解为引起与本实用新型范围的背离。

上述说明仅针对于本实用新型的优选实施例，而并不在于限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可能作出各种变形设计，而不脱离本实用新型的思想及附随的权利要求。

Claims (16)

1.一种输入模组，配置成接收用户输入，其特征在于，所述输入模组包括：

上盖，包括透明部；

传感器，配置成检测所述用户输入；

胶合层，配置成将所述传感器附接到所述上盖；以及

光源，与所述传感器共同位于所述胶合层下方，并通信地与所述传感器耦合；

其中，所述光源发出的光经所述胶合层的调节从所述透明部向上传播。

2.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述胶合层包括胶水和荧光粉的混合体。

3.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述透明部在水平方向上偏离于所述光源来布置。

4.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述光源包括至少一个发光二极管。

5.根据权利要求4所述的输入模组，其特征在于，所述至少一个发光二极管偏离于所述传感器来布置。

6.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述透明部包括多个弯曲的分段。

7.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述透明部与所述上盖的非透明部形成可视图标。

8.根据权利要求7所述的输入模组，其特征在于，所述可视图标具有三维轮廓。

9.根据权利要求1所述的输入模组，其特征在于，所述传感器包括配置成检测用户指纹的指纹传感器。

10.根据权利要求4所述的输入模组，其特征在于，还包括：

至少一个光路，配置成将来自所述至少一个发光二极管的光分别朝向所述胶合层引导。

11.根据权利要求4所述的输入模组，其特征在于，还包括：

底板，其中，所述传感器和所述至少一个发光二极管布置在所述底板上。

12.根据权利要求11所述的输入模组，其特征在于，所述底板还包括通用输入/输出接口，配置为用于将所述至少一个发光二极管与所述传感器耦合。

13.根据权利要求11所述的输入模组，其特征在于，所述底板还包括配置为用于与外部系统通信的通用串行总线端口。

14.根据权利要求4所述的输入模组，其特征在于，所述发光二极管配置成：

响应于从所述传感器接收的第一指令而点亮；

响应于从所述传感器接收的第二指令而闪烁；以及

响应于从所述传感器接收的第三指令而关闭。

15.一种物理键盘，其特征在于，其包括：

至少一个如权利要求1-14中任一项所述的输入模组。

16.一种输入装置，其特征在于，其包括：

如权利要求15所述的物理键盘；和/或

如权利要求1-14中任一项所述的输入模组。

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