[发明专利]具有隐藏式输入键的电子设备和制造该电子设备的方法

说明书

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。