特許 5859062 発光タッチスイッチデバイス及び発光タッチスイッチモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5859062

(24)【登録日】2015年12月25日

(45)【発行日】2016年2月10日

(54)【発明の名称】発光タッチスイッチデバイス及び発光タッチスイッチモジュール

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/02 20060101AFI20160128BHJP

   H05B 37/02 20060101ALI20160128BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/02 F

   G06F3/02 310G

   H05B37/02 U

【請求項の数】2

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-101250(P2014-101250)

(22)【出願日】2014年5月15日

(65)【公開番号】特開2014-241133(P2014-241133A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2014年6月27日

(31)【優先権主張番号】201310185960.5

(32)【優先日】2013年5月17日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】508107788

【氏名又は名称】光寶電子（廣州）有限公司

(73)【特許権者】

【識別番号】503443599

【氏名又は名称】光寶科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】陳 碩鴻

(72)【発明者】

【氏名】林 錦冠

【審査官】 上嶋 裕樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１３４１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０５７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５９７３３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１１３３９７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２２６７２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０２− ３／０２７

Ｈ０１Ｈ １３／００−１３／８８

３６／００−３６／０２

Ｈ０３Ｍ １１／０４

１１／０８−１１／１４

１１／２０−１１／２４

Ｈ０５Ｂ ３７／００−３９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の回路基板と、前記第１の回路基板に配置され、前記第１の回路基板に電気的に接続されるキャップユニットであって、１×１０^５Ω以下の抵抗を有する導電性プラスチック材料で少なくとも部分的に作られ、収容空間を画定するために前記第１の回路基板と協働するキャップユニットと、前記収容空間に配置され、前記第１の回路基板に電気的に接続される発光素子と、を含む発光タッチスイッチデバイス；
前記発光タッチスイッチデバイスに接続される第２の回路基板；
前記第１及び第２の回路基板の一方に配置され、前記キャップユニットに電気的に接続される検出チップであって、タッチ検出素子を形成するために前記キャップユニットと協働する検出チップ；
前記第２の回路基板に配置されるカバー；及び
前記第２の回路基板に提供され、前記カバーに電気的に接続される接地部材；
を備え、
導電性物体が前記キャップユニットの近くに又は前記キャップユニットに接触して配置されることの結果として前記検出チップが前記キャップユニットの静電容量の変化を検出したときに前記検出チップがタッチ検出信号を生成し、前記発光素子が、前記検出チップからの前記タッチ検出信号を受け取った後に光を放出し、
前記カバーが導電性であり、
前記第２の回路基板が、前記接地部材が配置される金属パッドをさらに含む、発光タッチスイッチモジュール。

【請求項2】

第１の回路基板と、前記第１の回路基板に配置され、前記第１の回路基板に電気的に接続されるキャップユニットであって、１×１０^５Ω以下の抵抗を有する導電性プラスチック材料で少なくとも部分的に作られ、収容空間を画定するために前記第１の回路基板と協働するキャップユニットと、前記収容空間に配置され、前記第１の回路基板に電気的に接続される発光素子と、を含む発光タッチスイッチデバイス；
前記発光タッチスイッチデバイスに接続される第２の回路基板；
前記第１及び第２の回路基板の一方に配置され、前記キャップユニットに電気的に接続される検出チップであって、タッチ検出素子を形成するために前記キャップユニットと協働する検出チップ；及び
前記第２の回路基板に配置されるカバー；
を備え、
導電性物体が前記キャップユニットの近くに又は前記キャップユニットに接触して配置されることの結果として前記検出チップが前記キャップユニットの静電容量の変化を検出したときに前記検出チップがタッチ検出信号を生成し、前記発光素子が、前記検出チップからの前記タッチ検出信号を受け取った後に光を放出し、
前記カバー及び前記第２の回路基板を相互接続し、前記発光タッチスイッチデバイスを収容する貫通孔を有して形成される収容部材をさらに備え、
前記第２の回路基板が、前記収容部材の貫通孔に表れる開口部を有してそれを通って形成され、前記発光タッチスイッチデバイスが、前記開口部及び前記貫通孔に少なくとも部分的に収容される、発光タッチスイッチモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０１３年５月１７日に出願された中国特許出願第２０１３１０１８５９６０．５号の優先権を主張する。

【0002】

本発明は、タッチスイッチデバイス及びタッチスイッチモジュールに関し、より具体的には発光タッチスイッチデバイス及び発光タッチスイッチモジュールに関する。

【背景技術】

【0003】

米国特許第７５１５１４０号には、発光ダイオードが配置されて測定器として作用する、中央開口を画定する金属スプリングを含む容量センサが開示されている。しかしながら、非光透過性金属で作られるスプリングによって、発光ダイオードから放出される光の大部分は遮蔽され、それによって発光ダイオードの発光効率が低下する。さらに、容量センサは、比較的小さい検出面積を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許第７５１５１４０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従って、本発明の目的は、比較的大きい検出面積を有し、効率的に光を放出する発光タッチスイッチデバイスを提供することである。

【0006】

本発明の他の目的は、比較的大きい検出面積を有し、効率的に光を放出する発光タッチスイッチモジュールを提供することである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本発明の好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの部分分解斜視図であり、ＳＭＴ（Surface-Mount Technique）を用いて第１の回路基板に電気的に接続される発光素子を示す。

【図2】図２は、図１のＡ−Ａに沿った発光タッチスイッチデバイスの好ましい第１の実施形態の断面図である。

【図3】図３は、発光タッチスイッチデバイスの好ましい第１の実施形態の底面図であり、検出チップが第１の回路基板の下部表面に配置されることを示す。

【図4】図４は、本発明の好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの部分分解斜視図である。

【図5】図５は、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの断面図である。

【図6】図６は、好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの変形例の部分分解斜視図であり、ワイヤーボンディングによって第１の回路基板に電気的に接続される発光素子を示す。

【図7】図７は、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの変形例の部分分解斜視図であり、ワイヤーボンディングによって第１の回路基板に電気的に接続される発光素子を示す。

【図8A】図８Ａは、本発明の好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの断面図であり、キャップユニットの第１の延長部分がそれぞれ締まりばめによって第１の回路基板の貫通孔に係合することを示す。

【図8B】図８Ｂは、好ましい第３の実施形態の代替的な構成を示す図８Ａに類似する図である。

【図9】図９は、好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの変形例の断面図であり、第１の延長部分がそれぞれ高温圧縮又は常温圧縮によって貫通孔に係合し、第１の延長部分が第１の回路基板の下部表面から突出することを示す。

【図10】図１０は、好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの他の変形例の断面図であり、第１の延長部分がそれぞれ高温圧縮又は常温圧縮によって貫通孔に係合し、第１の延長部分が第１の回路基板の下部表面と同一平面にあることを示す。

【図11】図１１は、本発明の好ましい第４の実施形態の断面図であり、発光タッチスイッチデバイスが補助的なピンによって第２の回路基板に接続されることを示す。

【図12】図１２は、好ましい第４の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの変形例の断面図である。

【図13】図１３は、好ましい第４の実施形態の発光タッチスイッチデバイスの他の変形例の断面図である。

【図14】図１４は、本発明の好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの部分分解斜視図である。

【図15】図１５は、好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの断面図である。

【図16】図１６は、本発明の好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの部分分解斜視図である。

【図17】図１７は、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの断面図である。

【図18】図１８は、本発明の好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの部分分解斜視図である。

【図19】図１９は、好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチモジュールの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照して望ましい実施形態の以下の詳細な説明において明らかになるだろう。

【0009】

本発明が詳細に説明される前に、類似する要素が本明細書を通して同一の参照符号によって示されることに留意すべきである。

【0010】

図１から図３を参照して、検出チップ８４を用いた用途に対して構成される好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチデバイス２０が示される（図３参照）。検出チップ８４は、発光タッチスイッチデバイス２０の近くに又は接触して導電性物体（例えば指）が配置されることの結果としてタッチ検出信号を生成する。タッチ検出信号は、外部の電子装置を作動するために使用され得る。

【0011】

好ましい第１の実施形態の発光タッチスイッチデバイス２０は、第１の回路基板２、キャップユニット３及び複数の発光素子４を含む。

【0012】

第１の回路基板２は、上部表面２１２及び下部表面２１３を有し、金属層２２１がそこに配置される少なくとも１つの貫通孔２１１を有して形成される。より詳細には、金属層２２１は、貫通孔２１１内に形成され、貫通孔２１１を画定する貫通孔画定表面を覆う部分を有し、さらに第１回路基板２の上部及び下部表面２１２、２１３にそれぞれ付着される部分を有する。金属層２２１は、実質的に銅で作られ、全体的に貫通孔２１１を塞がないような状態で貫通孔画定表面に配置される。この実施形態において、第１の回路基板２は、印刷回路基板である。

【0013】

光反射性材料で作られるキャップユニット３は、第１の回路基板２の上に配置されて電気的に接続され、導電性プラスチック材料で作られるフレームセグメント３２を含む。タッチスイッチデバイスに効果的に適用されるように、フレームセグメント３２の抵抗は、１×１０^５Ω以下である必要があり、好ましくは１．５×１０^２Ωから２．１×１０^３Ωである。フレームセグメント３２は、この実施形態においては囲壁の形態である。キャップユニット３は、フレームセグメント３２に接続されるカバーセグメント３１をさらに含む。この実施形態において、カバーセグメント３１は、フレームセグメント３２と同一の材料で作られ、キャップユニット３は、一体物として統合的に形成される。キャップユニット３は、第１の回路基板２と協働して収容空間３３を画定する。この実施形態において、フレームセグメント３２は、貫通孔２１１に挿入されるピン３５を有することによって電気的に且つ物理的に第１の回路基板２に接続される。貫通孔画定表面に形成される金属層２２１は、ピン３５及び第１の回路基板２の電気接続を保証するためにピン３５に電気的に接続される。ピン３５は、銅などの金属材料で作られる。好ましくは、ピン３５は、実質的に銅で作られ、鋼層で被覆される。

【0014】

発光素子４は、収容空間３３に配置され、第１の回路基板２に電気的に接続される。発光素子４は、タッチ検出信号を受けた後に第１の回路基板２から離れる方向に光を放出する。この好ましい実施形態において、６つの発光素子４が存在するが、本発明の発光タッチスイッチデバイス２０は、実施上の要求に応じて単一の発光素子４のみを含んでもよい。キャップユニット３は、光反射性材料で作られ、発光素子４から放出された光は、キャップユニット３で反射され得る。発光タッチスイッチデバイス２０の発光効率は、その結果、キャップユニット３によって高められ得る。

【0015】

カバーセグメント３１は、発光素子４上に位置する光透過パターン領域３１１を有し、発光素子４から放出された光は、光透過パターン領域３１１を通過することが可能になり、発光タッチスイッチデバイス２０は、操作者による物理的接触に対するパターン化されたボタンとして機能し得るようになる。さらに、発光素子４から放出した光は、カバーセグメント３１の光透過パターン領域３１１を通過し得、パターン化されたボタンは、操作を容易にするための測定器として機能し得るようになる。

【0016】

導電性物体がキャップユニット３のフレームセグメント３２の近くに又は接触して配置されると、検出チップ８４は、フレームセグメント３２の静電容量の変化を検出し、タッチ検出信号を生成し、その信号は、次いで発光素子４を駆動して光を放出させるように発光素子４に伝達される。基本的に、タッチ検出信号は、“オフ”状態から“オン”状態へなどの発光素子４の状態の変化を引き起こす。

【0017】

この実施形態において、タッチ検出信号は、キャップユニット３のフレームセグメント３２の静電容量の変化の検出からもたらされる。キャパシタの２つの電極間の静電容量を測定する以下の式：Ｃ＝εＡ／ｄによると、εは、電極間の媒体の誘電定数を表し、Ａは、電極の面積を表し、ｄは、電極間の距離を表す。本発明の発光タッチスイッチデバイス２０の場合、導電性物体及びキャップユニット３のフレームセグメント３２が電極として作用し、ｄは、通常のタッチスイッチデバイスと比較して非常に小さいものであり得る。具体的に言うと、キャップユニット３は、導電性プラスチック材料で作られるので、フレームセグメント３２の上面は、キャパシタの電極の一方として作用し得る。導電性物体は、キャパシタの電極の他方として作用し得る。従って、電極間の距離ｄは、比較的小さくなる。一方、従来のタッチスイッチデバイスにおいて、検出パッドは、通常回路基板に配置され、キャップユニットのフレームセグメントの上面に位置しない。そのため、従来のタッチスイッチデバイス用の同等のキャパシタの電極間の距離ｄは、比較的大きく、タッチ検出信号の強度は、本発明と比較すると弱い。言い換えると、本発明による発光タッチスイッチデバイスのキャップユニット３の静電容量の検出される変化の強度が向上し、向上したタッチ検出信号をもたらす。さらに、種々の導電性プラスチック材料を用いることによって、誘電定数は、タッチ検出信号をさらに向上するように変えられ得る。

【0018】

より詳細には、この実施形態のキャップユニット３は、導電性プラスチック材料を用いて射出成形によって形成される。導電性プラスチック材料は、マイクロサイズの金属繊維又は粒子が混合された一般的な高分子材料（ＰＣ及びＰＡ等）、又は、その分子セグメントの所定の結合構造のためにそれ自体が導電性である高分子材料で構成され得る。この実施形態において、導電性プラスチック材料は、１０ｗｔ％のステンレス鋼繊維が混合されたポリカーボネート樹脂で作られる。

【0019】

ピン３５を挿入する以外に、キャップユニット３のフレームセグメント３２が、締まりばめ、高温圧縮又は常温圧縮を用いて貫通孔２１１に係合する延長部分を有し得ることが注目に値する。好ましくは、発光素子４から放出される光を集光するために、キャップユニット３は、カバーセグメント３１から第１の回路基板２に向かって延長し、収容空間３３内に空間を画定し、発光素子４から放出された光をさらに集光してカバーセグメント３４の光透過パターン領域３１１を通過させるように発光素子４を囲う内壁３４をさらに有し得る。特に、内壁３４及び第１の回路基板２によって画定される傾斜角は、発光素子４からの発光をさらに集光することができる。この実施形態において、内壁３４はまた、導電性プラスチック材料で作られ、第１の回路基板２に向かって延長し、第１の回路基板２に電気的に結合され、それによってフレームセグメント３２及び検出チップ８４によって構成される検出機構の感度を向上させるように機能する。

【0020】

この実施形態において、発光タッチスイッチデバイス２０は、発光素子４を封止するために収容空間３３を充填する封止樹脂５をさらに含み得る。封止樹脂５は、発光素子４から放出される光を拡散し良好に混合することに加えて、キャップユニット３及び第１の回路基板２の間の結合強度を増加させ得る。

【0021】

本発明のキャップユニット３が導電性プラスチック材料で作られるので、この実施形態のキャップユニット３は、水分によって引き起こされる酸化がなく、従来の被覆を必要としない。これに対して、従来のタッチスイッチデバイス用の検出パッドが通常金属で作られるので、検出パッドは水分によって容易に酸化される。さらに、本発明のキャップユニット３は導電性であるので、タッチ検出領域は、それによってキャップユニット３の全表面まで拡張し得る。

【0022】

図３に示されるように、検出チップ８４は、この実施形態において第１の回路基板２の下部表面２１３に配置される。しかしながら、検出チップ８４がタッチ検出機構を協働して形成するキャップユニット３のフレームセグメント３２に電気的に結合される限りは、検出チップ８４は、第１の回路基板２の上面２１２（図２参照）に配置され得る。

【0023】

図４及び図５を参照すると、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチデバイス２０が、第１の好ましい実施形態と同様に示される。それらの間の差異は、囲壁の形態であるフレームセグメント３２及びカバーセグメント３１が別個の物体であるという点である。

【0024】

さらに、他の実施形態において、カバーセグメント３１は、フレームセグメント３２の材料と異なる材料で作られ、プラスチック又は金属プレートであり得、カバーセグメント３１がキャップユニット３の上面に種々のパターンを得るように容易に置換され得るようになる。

【0025】

好ましい第２の実施形態において、キャップユニット３が２つの別個の素子によって形成されるので、キャップユニット３の全体のための成形装置を再設計する必要はない。従って、製造コストは、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチデバイス２０において低減され得る。

【0026】

キャップユニット３が導電性物体の物理的接触を検出することができることを保証するように、キャップユニット３が１ｍｍの最小長さ、１ｍｍの最小幅、０．５ｍｍの最小高さを有することに留意すべきである。キャップユニット３の最小サイズに関しては何ら限定されるものではないことにも留意すべきである。

【0027】

具体的には、発光素子４は、ＬＥＤダイ又はＬＥＤパッケージであり得る。図１及び図４に示されるように、発光素子４がＬＥＤパッケージであるとき、それらは、表面実装技術（SMT：Surface Mounted Technology）を用いて第１の回路基板２に電気的に接続され得る。図６及び図７を参照すると、発光素子４がＬＥＤダイであるとき、それらは、ワイヤーボンディングによって第１の回路基板２に電気的に接続され得る。

【0028】

図８Ａを参照すると、本発明による発光タッチスイッチデバイス２０の好ましい第３の実施形態が、好ましい第１の実施形態と同様に示される。それらの間の差異は、キャップユニット３のフレームセグメント３２が表面粗さを有する物理的接触を用いて第１の回路基板２に接続され、さらにカバーセグメント３１から第１の回路基板２に向かって延長し、第１の回路基板２と接続される、少なくとも１つの第１の延長部分３６を含むという点である。具体的には、この実施形態において、第１の回路基板２及びフレームセグメント３２の間の接触面積を増加させ、それらの間に生成するオーミック接触抵抗を低下させるように、フレームセグメント３２は、第１の回路基板２に物理的に接触し、電気的に接続される粗い下部表面３２１を有する。この実施形態において、第１の延長部分３６は、収容空間３３内に配置される。具体的には、第１の延長部分３６は、フレームセグメント３２及び内壁３４の間に配置される。

【0029】

図８Ｂを参照すると、好ましい第３の実施形態の代替的な配置において、発光タッチスイッチデバイス２０は、発光タッチスイッチデバイスの感度をさらに向上させるために、フレームセグメント３２の粗い下部表面３２１及び第１の回路基板２の上部表面２１３の間に介在される導電層３７をさらに含む。この実施形態において、導電層３７は、実質的に金属材料で作られる。

【0030】

この実施形態において、キャップユニット３の第１の延長部分３６は、締まりばめによって第１の回路基板２に接続され、ここで、第１の回路基板２及びキャップユニット３の電気接続を向上させるように、第１の延長部分３６は、貫通孔２１１を画定する貫通孔画定表面に形成される金属層２２１に電気的に接続するために印刷回路基板２を貫通する貫通孔２１１に挿入される。

【0031】

図９及び図１０を参照すると、キャップユニット３の第１の延長部分３６は、高温圧縮又は常温圧縮によって貫通孔２１１に係合し得る。

【0032】

さらに、この発明の他の実施形態において、多数の組の第１の延長部分３６、貫通孔２１１及び金属層２２１があり得る。特筆すべきことは、図１０に示されるように、貫通孔２１１が金属層２１１及び第１の延長部分３６の間の接触領域を増加させるための階段状の孔であり得、好ましくは、第１の回路基板２の厚さの３分の１から２分の１までの範囲の高さ（下部表面２１３から）において階段状であることである。従って、発光タッチスイッチデバイス用のタッチ検出信号の静電容量は、金属層２２１及び第１の延長部分３６の間の接触面積を増加させることによって向上され得る。さらに、第１の延長部分３６は、貫通孔２１１に係合するとき、第１の回路基板２の下部表面２１３から突出し（図９参照）又は下部表面２１３と同一平面（図１０参照）であり得る。好ましい第１の実施形態に関して、金属層２２１は、第１の回路基板２の上部及び下部表面２１２、２１３まで延長し得る。

【0033】

図１１を参照すると、本発明による好ましい第４の実施形態の発光タッチスイッチデバイス２０が、好ましい第３の実施形態と同様に示される。それらの間の差異は、発光タッチスイッチデバイス２０の好ましい第４の実施形態が、第１の回路基板２に接続され、発光タッチスイッチモジュールの第２の回路基板８１に係合するように構成される複数の補助的なピン７をさらに含み、キャップユニット３のフレームセグメント３２が、第２の回路基板８１に向かって延長して第２の回路基板８１に接続される第２の延長部分３８を有するという点である。

【0034】

より具体的には、フレームセグメント３２の第２の延長部分３８は、第２の回路基板８１の上部表面まで達するように延長し、補助的なピン７は、第２の回路基板８１の下部表面から突出するように第２の回路基板８１に向かって延長して第２の回路基板８１を貫通する。補助的なピン７を利用することによって、発光タッチスイッチデバイス２０の好ましい第４の実施形態は、差し込み／引き抜き動作を用いて第２の回路基板８１に取り外し可能に係合され得る。

【0035】

さらに、図１２を参照すると、発光タッチスイッチデバイス２０が補助的なピン７を用いて第２の回路基板に接続されるとき、発光タッチスイッチデバイス２０の構造的な強度を改善するために、第１の延長部分３６は、締まりばめを用いて第１の回路基板２の貫通孔２１１に係合し、第２の延長部分３８はまた、締まりばめを用いて第２の回路基板８１に係合する。

【0036】

図１３は、図１１の変形例であり、第１の突出部３６が締まりばめによって第１の回路基板２に係合する。発光タッチスイッチデバイス２０が補助的なピン７によって第２の回路基板８１に接続されるとき、発光タッチスイッチデバイス２０の構造的な強度を改善するように、第２の延長部分３８は、第２の回路基板８１の上部表面に配置される。

【0037】

纏めると、キャップユニット３の第１及び第２の延長部分３６、３８は、それぞれ締まりばめ、高温圧縮及び常温圧縮のうちの１つを用いて第１及び第２の回路基板２、８１に係合して電気的に接続し、キャップユニット３のフレームセグメント３２はまた、金属ピンの挿入又は表面粗さを用いた物理的接触によって第１の回路基板２に接続され得る。

【0038】

図１４及び図１５を参照すると、好ましい第１の実施形態のタッチスイッチモジュールは、電子装置（示されていない）に電気的に接続されるように構成され、その近くに又はそれに接触して配置される導電性物体の結果として検出信号を生成する。発光タッチスイッチモジュールは、キャップユニット３及び第１の回路基板２を含む発光タッチスイッチデバイス２０（詳細及び変形について図１から図１３参照）、第２の回路基板８１、検出チップ８４及びカバー８３を含む。この実施形態において、検出チップ８４は、第２の回路基板８１の上部表面８１３に配置され得る。

【0039】

収容部材８２は、第２の回路基板８１の上部表面８１３に配置され、第２の回路基板８１及びカバー８３を相互接続する。収容部材８２は、貫通孔８２１を有して形成され、第２の回路基板８１と協働してデバイス収容空間８２２を画定する。発光タッチスイッチデバイス２０は、デバイス収容空間８２２に収容され、検出チップ８４に電気的に接続される。収容部材８２は、発光タッチスイッチデバイス２０を側方からの損傷から保護し得る。収容部材８２は、光反射材料で作られる。

【0040】

カバー８３は、収容部材８２及び第２の回路基板８１上に配置され、光透過パターンが備えられ、光透過パターンは、発光タッチスイッチデバイス２０の発光素子４又は第２の回路基板８１に位置する他の発光化合物から放出される光がそこを通過することを許容する。さらに、カバー８３は、防水性であり、その下に配置される部品をスクラッチから防ぐことができる。この実施形態において、カバー８３は、プラスチック材料で作られる。

【0041】

検出チップ８４は、発光タッチスイッチデバイス２０のキャップユニットのフレームセグメント３２に電気的に接続され、検出チップ８４がフレームセグメント３２の静電容量の変化を検出するときに検出信号を生成し、発光素子４は、検出チップ８４からの検出信号を受け取った後に光を放出するようになる。外部の電子装置は、さらに、検出チップ８４の検出信号によってオン状態及びオフ状態の間でスイッチ可能なように制御され得る。

【0042】

図１６及び図１７を参照すると、好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチモジュールが、好ましい第１の実施形態と同様に示される。それらの間の差異は、第２の回路基板８１が、収容部材８２の貫通孔８２１に表れる、それを貫通する開口部８１４を有して形成され、貫通孔８２１と協働してデバイス収容空間８２２を画定するという点であり、発光タッチスイッチデバイス２０は、第２の回路基板８１の下側部から挿入することによって少なくとも部分的にデバイス収容空間８２２（すなわち開口部８１４及び貫通孔８２１）に収容される。この実施形態において、発光タッチスイッチデバイス２０は、流線形で滑らかな外観を与えるように、第１の回路基板２を除いて、デバイス収容空間８２２に収容される。

【0043】

図１８及び図１９を参照して、好ましい第３の実施形態の発光タッチスイッチモジュールが、第１の実施形態と同様に示される。それらの間の差異は、以下に記載される。好ましい第２の実施形態の発光タッチスイッチモジュールは、複数のタッチスイッチデバイス２０を含み、カバー８３は、導電性材料で作られる。発光タッチスイッチモジュールは、第２の回路基板８１の金属パッド８１１に配置され、カバー８３に電気的に接続される接地部材８５をさらに含み、接地部材８５は、金属パッド８１１及びカバー８３と共に接地回路を形成する。

【0044】

この実施形態において、カバー８３は、接地部材８５の存在によって接地され、発光タッチスイッチデバイス２０の各々は、それに近接する他の発光タッチスイッチデバイス２０から生成されるタッチ検出信号又は電気信号によって干渉されることなく独立的に操作され得るようになる。さらに、接地部材８５は、カバー８３が導電性材料で作られるとき、カバーの短絡を避ける。

【0045】

纏めると、本発明のキャップユニット３のフレームセグメント３２は、射出成形によって導電性プラスチック材料で作られ、水分によって生じる酸化がなく、従来のカバーを必要としない。さらに、タッチ検出領域は、その導電特性によって拡大される。検出チップ８４を有する発光素子４をフレームセグメント３２の下の発光タッチスイッチデバイス２０に組み込むことによって、タッチ検出機能を有するタッチ検出領域が照明することができる。さらに、第１の回路基板２と物理的に接触する（又は導電層３７を介して第１の回路基板に接触する）粗い下部表面３２１をフレームセグメント３２に与えることによって、第１の回路基板２及びフレームセグメント３２の間のオーミック接触抵抗は低下され得る。

【0046】

本発明は、最も現実的で好ましい実施形態を考慮したものに関連して記載されているが、本発明が、開示された実施形態に限定されるものではなく、全てのこのような修正及び等価な構成を包含するような、最も広い解釈の精神及び範囲内に含まれる種々の構成を含むものであると理解されるだろう。

【符号の説明】

【0047】

２ 回路基板
３ キャップユニット
４ 発光素子
５ 封止樹脂
７ ピン
２０ 発光タッチスイッチデバイス
３１ カバーセグメント
３２ フレームセグメント
３３ 収容空間
３４ 内壁
３５ ピン
３６ 第１の延長部分
３７ 導電層
３８ 第２の延長部分
８１ 回路基板
８２ 収容部材
８３ カバー
８４ 検出チップ
８５ 接地部材
２１１ 貫通孔
２１２ 上部表面
２１３ 下部表面
２２１ 金属層
３１１ 光透過パターン領域
３２１ 粗い表面
８１１ 金属パッド
８１４ 開口部
８２１ 貫通孔
８２２ デバイス収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】