[发明专利]用户接口单元、电子设备和制造方法

说明书

公开了一种针对电子设备的用户接口单元，所述用户接口单元包括二维电容型传感器结构，其中电容型传感器结构包括角部传感器元件的阵列，每一角部传感器元件包括在其区域上方的电容器，电容型传感器结构还包括中心传感器元件，所述中心传感器元件布置在角部传感器元件之间并包括在中心传感器元件区域上方的电容器。此外，还公开了一种相应电子设备以及一种用于制造针对电子设备的用户接口单元的相应方法。

技术领域

本公开涉及针对电子设备的用户接口单元。此外，本公开涉及相应的电子设备和制造针对电子设备的用户接口单元的方法。

背景技术

当前在社会活动中广泛应用诸如智能卡的电子设备。例如，可以将智能卡用作电子身份(eID)卡。然而，用户端对这种eID卡的接受度仍是较低的。尽管eID卡由于它们的密码能力而相对安全，然而它们通常配备有适于输入用户凭证的用户接口(即，所谓的“认证接口”)。因此，大多数eID用户仍通过个人计算机和膝上型计算机输入他们的PIN码，这样增加了被诸如Trojans和键值记录器(key-logger)程序的恶意软件拦截其凭证的风险。

已知的将认证接口集成到智能卡中。例如，EP2667156 A1描述了一种用于确定对象位置的电容型位置传感器系统，其中对象位于电容型位置传感器系统的敏感区域内，并改变布置在对象下方的电容器的电容。电容型位置传感器系统包括第一多个感测元件，每个感测元件包括：第一电容器，具有第一电极和第二电极，其中每个第一电极通过开关耦接到电压源以便形成切换电容滤波器，其中第二电极被耦接为形成感测线；感测单元，其中感测单元适于感测对感测线上存在的电荷量加以表示的电压电平；以及控制单元，其中控制单元适于向与第一电极耦接的每个开关施加驱动信号。在一个积分周期中，与第一电极相耦接的一部分开关接通，从而由第一驱动信号驱动第一电容器的一部分，其中感测单元适于感测对第一电容器的一部分的电荷量总和加以表示的电压电平，接通的开关的数目至少是两个。控制单元适于通过分析多个积分周期的多个感测电压电平的结果，来确定对象的位置。这种电容型位置传感器系统是基于触摸的用户接口的示例，可以将基于触摸的用户接口嵌入在智能卡中。

仍然难以制造具有嵌入式认证接口的多功能eID卡。例如，通常必须使用需要VIA的双侧内衬(inlay)(即，两层之间的接触)，并使用大量传感器端子。希望使用较少数目的传感器端子，继而需要较少的接口来与处理模块相连，从而减少成本并提高可靠性和工作寿命。可以通过减少嵌入在认证接口中的传感器数目来实现减少传感器终端的数目。例如，认证接口可以基于较简单的2x2的传感器阵列，如图1A所示。然而，在该情况下，认证接口的可用区域相对较小，如图1B所示。因此，在这种接口的制造要求和性能要求之间存在冲突。

图1A和1B示出了传统的用户接口单元。图1A示出了包括多个电容传感器102a、102b、102c、102d的用户接口单元100。电容传感器102a、102b、102c、102d被布置在尺寸为2×2的传感器阵列中。图1B示出了图1A所示的用户接口单元100的可用区域104。

在这种用户接口单元中，通常通过向针对传感器阵列中的每个传感器确定的活动级应用重心计算，来获得对象(例如用户手指)的位置。然而，外部传感器在它们外围存在盲区，在盲区内，位置的改变不会导致改变测量到的活动级。通常，每个维度中盲区的尺寸是该维度中传感器的尺寸减去手指的尺寸。当应用诸如重心公式的加权函数时，得到的位置仅在全部传感器区域的一部分中是有效的。本文将得到的位置是有效位置的区域称作“可用区域”。可用区域是被所有传感器覆盖的全部区域减去所有传感器的盲区，如图1B的黑点所示。对于2x2传感器阵列，如图1B所示，可用区域的尺寸可以是传感器阵列的总尺寸的1/4。对于3x3传感器阵列，可用区域的尺寸通常可以是传感器阵列的总尺寸的4/9。更多传感器通常导致更大的可用区域。例如，对于4x4传感器，可用区域的尺寸可以是传感器阵列的总尺寸的9/16。