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  • 特許-パターン表示型タッチパネル構造 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-13
(45)【発行日】2024-11-21
(54)【発明の名称】パターン表示型タッチパネル構造
(51)【国際特許分類】
   G06F 3/041 20060101AFI20241114BHJP
【FI】
G06F3/041 490
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2024154332
(22)【出願日】2024-09-06
【審査請求日】2024-09-06
(31)【優先権主張番号】202410930376.6
(32)【優先日】2024-07-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】524040742
【氏名又は名称】永林電子股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Y.LIN ELECTRONICS CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】No. 6 Jinhe Xinguang Road, Zhangmutou Town, Dongguan City, Guangdong Province, China
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】TRY国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】林 啓程
(72)【発明者】
【氏名】邱 国梁
(72)【発明者】
【氏名】呉 宏鋭
(72)【発明者】
【氏名】叶 志超
【審査官】仲野 一秀
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2009/0160671(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G06F 3/041
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パターン表示型タッチパネル構造であって、pcbパネルを含み、前記pcbパネルの頂面にはタッチアセンブリが設けられ、前記タッチアセンブリは、前記pcbパネルの内部回路に電気的に接続され、前記pcbパネルの頂面にはledランプが設けられ、前記ledランプは、前記pcbパネルの内部回路に電気的に接続され、前記タッチアセンブリは、容量式タッチモジュール又は抵抗式タッチモジュールであり、
2組の前記ledランプは、前記タッチアセンブリの第1端と第2端にそれぞれ設けられ且つ1組の制御可能光源を構成し、前記第1端と前記第2端とは、対向し、
1組の前記制御可能光源内では、2組の前記ledランプの間には、前記タッチアセンブリの上側に設けられる導光板が設けられ、2組の前記ledランプは、前記導光板に向かう発光面を有し且つ正射光又は側射光を行い、
隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板の隣接する前記導光板に向かう面は、斜面であり、前記斜面の幅は、前記タッチアセンブリの方向に沿って徐々に小さくなり、前記導光板の上面にはフィルムペーパーが取り付けられる、ことを特徴とするパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項2】
前記フィルムペーパーと前記pcbパネルとの間には、プラスチックホルダ又は発泡体であるフィラーが設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項3】
前記フィラーは、プラスチックホルダであり且つ前記導光板を制限固定する、ことを特徴とする請求項2に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項4】
隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、2つの隣接する前記導光板の間には、光干渉を防止するためのバリア板が設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項5】
隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板の隣接する前記導光板に向かう面には遮断層又は反射層が設けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項6】
前記フィルムペーパーは、前記導光板の上面に貼り付けられ、半透明フィルム、カラーフィルム及び全透明カラーフィルムのうちのいずれか1つ又は組み合わせである、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項7】
前記導光板には拡散シートが取り付けられる、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項8】
前記容量式タッチモジュールは、導電性シートである、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【請求項9】
前記容量式タッチモジュールは、銅箔である、ことを特徴とする請求項1に記載のパターン表示型タッチパネル構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タッチ表示機器の分野に関し、特にパターン表示型タッチパネル構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の大型家電、小型家電、スマートホーム、工業制御、3C電器、例えば、炊飯器、スープジャー、油煙吸引機、消毒キャビネット、食器洗いキャビネットや電子レンジなどは、対応するヒューマン・マシン・インタラクション制御機能を実現するために、対応するディスプレイ/LEDランプセットとボタン又はタッチディスプレイが配置されている。
【0003】
Ledランプセット、バックライトパネル、パターンフィルム及びボタンモジュールは、従来の表示インタラクションシステムを構成し、このシステムの使用中、すべてのパターンは、バックライトパネルとledランプにより点灯され、機能マーカーは、異なるledランプを切り替えることで常時点灯又は点滅することによって実現される。
【0004】
抵抗タッチスクリーン又は容量タッチスクリーンからなる表示インタラクションシステムは、以下を含む。1、予め設定されるパターンフィルムにおけるパターンしか表示できないシステムであり、中低級電器に多く用いられ、そのコストが低い。2、一定の解像度を持つディスプレイであり、これを配置することにより、予め設定されるパターンフィルムを介せずに、パターンと文字の可動表示機能を実現し、高級電器に多く用いられ、そのコストが高い。
【0005】
上記2つのシステムのモジュールは、いずれも深い取付溝を必要とし、1つ目の欠点は、明るい環境の下で、ユーザーが明るい明るさで機能状態を判断すると、誤判断が現れやすいことである。2つ目の欠点は、主に高いコストと複雑な駆動制御である。さらに、上記の2つは、一般的にspi通信に基づいてデータインタラクションを実現しており、基本的なチップ性能に対する要求が低くなく、特定の表示駆動チップが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そのため、以上の1つ以上の課題を解決できるパターン表示型タッチパネル構造が緊急に必要である。
【課題を解決するための手段】
【0007】
従来技術に存在する1つ以上の課題を解決するために、本発明は、パターン表示型タッチパネル構造を提供する。本発明で上記問題を解決するために採用される技術案は、以下のとおりである。パターン表示型タッチパネル構造であって、pcbパネルを含み、前記pcbパネルの頂面にはタッチアセンブリが設けられ、前記タッチアセンブリは、前記pcbパネルの内部回路に電気的に接続され、前記pcbパネルの頂面にはledランプが設けられ、前記ledランプは、前記pcbパネルの内部回路に電気的に接続され、前記タッチアセンブリは、容量式タッチモジュール又は抵抗式タッチモジュールであり、
2組の前記ledランプは、前記タッチアセンブリの第1端と第2端にそれぞれ設けられ且つ1組の制御可能光源を構成し、前記第1端と前記第2端とは、対向し、
1組の前記制御可能光源内では、2組の前記ledランプの間には導光板が設けられ、前記導光板は、前記タッチアセンブリの上側に設けられ、2組の前記ledランプは、前記導光板に向かう発光面を有し且つ正射光又は側射光を行い、
隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板の隣接する前記導光板に向かう面は、斜面であり、前記斜面の幅は、前記タッチアセンブリの方向に沿って徐々に小さくなり、前記導光板の上面にはフィルムペーパーが取り付けられる。
【0008】
いくつかの実施例では、前記フィルムペーパーと前記pcbパネルとの間には、プラスチックホルダ又は発泡体である又は他の絶縁材料であるフィラーが設けられ、
例えば、前記フィラーは、プラスチックホルダであり且つ前記導光板を制限固定する。
【0009】
いくつかの実施例では、隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、2つの隣接する前記導光板の間には、光干渉を防止するためのバリア板が設けられる。
【0010】
いくつかの実施例では、隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板の隣接する前記導光板に向かう面には遮断層又は反射層が設けられる。
【0011】
いくつかの実施例では、前記フィルムペーパーは、前記導光板の上面に粘着され/密着され、半透明フィルム、カラーフィルム及び全透明カラーフィルムのうちのいずれか1つ又は組み合わせである。
【0012】
いくつかの実施例では、前記導光板には、光の均一性を高めるために、拡散シートが取り付けられ、また、前記容量式タッチモジュールは、導電性シート、例えば銅箔、アルミニウム箔、銀箔又は従来の複合型材料で製造される導電メンブレンであってもよい。
【発明の効果】
【0013】
本発明で得られる技術的効果は、以下のとおりである。必要に応じて容量又は抵抗式タッチモジュールを選択して、タッチアセンブリを柔軟に配置する。容量式タッチモジュールに銅箔が設けられ、使用時、ユーザーが上記タッチパターンをタッチすると、上記銅箔での電界を変え、mcuは、この電界信号の変化を取得することで対応する動作、例えばある機能のオン、オフ及び切り替えを実行し、各銅箔は、いずれも1つのボタンに相当し、最終的にタッチパターンのバックライトを単独に点灯又は点滅することを実現し、この監視と制御過程でさらなる駆動チップ又は駆動回路を配置する必要がなく、従来のスクリーン駆動に比べてより簡単であり、コストもより低い。
【0014】
構造上、従来のスクリーンに比べて薄くすることができ、上記導光板の底色、フィルムペーパー(半透明フィルム)の色を設定することによって、非バックライト状態では、すべてのタッチパターンを隠れ(銅箔位置に対応するマーカー文字を隠れず)、バックライト状態では、対応するタッチパターンのみを点灯し、他のタッチパターンが依然として隠れ状態にあることを実現することができ、強い光の照射環境下でユーザーによる現在使用中のタッチパターンに対する認識度を高めることができる。
【0015】
また、上記斜面にバリア板、遮断層又は反射層を組み合わせることにより、隣接する導光板の間の光干渉をさらに低減し、表示効果とタッチパターンの隠れ効果を高める。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の分解概略図である。
図2】本発明の導光板とpcbパネルの概略図である。
図3】本発明のledランプと導光板の概略図である。
図4】本発明のバリア板が設けられる時の概略図である。
図5】本発明のledランプの概略原理図である。
図6】本発明の銅箔の第1容量タッチチップの原理図である。
図7】本発明の銅箔の第2容量タッチチップの原理図である。
図8】本発明のmcuの原理図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の上記目的、特徴及び利点をよりわかりやすくするために、以下に図面を併せて本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、本発明を十分に理解するために、多くの具体的な詳細を説明する。しかし、本発明は、本明細書に記載されたものとは異なる多くの他の態様で実施することができ、業者は、本発明の内容に違反することなく同様の改良を行うことができ、したがって、本発明は、以下に開示される特定の実施例によって制限されることはない。
【0018】
図1図3に示すように、本発明は、パターン表示型タッチパネル構造を開示し、それは、pcbパネル1を含み、前記pcbパネル1の頂面にはタッチアセンブリ10が設けられ、前記タッチアセンブリ10は、前記pcbパネル1の内部回路に電気的に接続され、前記pcbパネル1の頂面にはledランプ2が設けられ、前記ledランプ2は、前記pcbパネル1の内部回路に電気的に接続され、
前記タッチアセンブリ10は、容量式タッチモジュール又は抵抗式タッチモジュールであり、容量式タッチモジュールを採用する場合に、導電性シート、例えば銅箔、アルミニウム箔、銀箔又は従来の複合型材料で製造される導電メンブレンであってもよい。
【0019】
前記タッチアセンブリ10は、銅箔であり、図1図3に示すように、前記pcbパネル1の頂面には銅箔(銅箔には絶縁層を形成する、色のあるソルダーレジスト、例えば液状フォトソルダーレジスト又は他の色のソルダーレジストが被覆され)が設けられ、前記銅箔は、前記pcbパネル1の内部回路に電気的に接続される。
【0020】
具体的には、図1図3に示すように、2組の前記ledランプ2は、前記タッチアセンブリ10の第1端と第2端にそれぞれ設けられ且つ1組の制御可能光源を構成し、前記第1端と前記第2端とは、対向し、各組の前記ledランプ内には複数のledランプビーズが設けられてもよい。
【0021】
図3に示すように、1組の前記制御可能光源内では、2組の前記ledランプ2の間には導光板3が設けられ、前記導光板3は、前記タッチアセンブリ10の上側に密着して設けられ、2組の前記ledランプ2は、前記導光板3に向かう発光面20を有し、側射光又は正射光又は側射光と正射光の両方を使用してもよい。正射光構造の場合に、前記導光板3の一部は、前記ledランプを覆う。
【0022】
ただし、前記ledランプは、単色光源又は多色光源を形成するために、単色ランプビーズ又は多色ランプビーズからなるものであってもよく、前記抵抗式タッチモジュールは、従来の抵抗ボタンモジュールである。
【0023】
隣接する2つの前記導光板3の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板3の隣接する前記導光板3に向かう面は、斜面30であり、前記斜面30の幅は、前記タッチアセンブリ10の方向に沿って徐々に小さくなる。
【0024】
特に、前記導光板3の隣接する前記導光板3に向かう面は、垂直面であってもよく、この場合に、バリア板6によって光干渉防止を実現する。また、前記導光板には、光の均一性を高めるために、拡散シートが取り付けられてもよい。
【0025】
前記導光板3の上面にはフィルムペーパー5が粘着され又は密着して取り付けられ、前記フィルムペーパー5は、3種類に分けられ、第1種は、カラーフィルムであり、例えば前記フィルムペーパー5にはタッチパターンが印刷され、前記タッチパターンは、光を透過することができ、前記制御可能光源は、前記タッチパターンに射光し、パターンの輝度を変えることにより、パターン選択を実現する。第2種は、半透明フィルムであり、例えば前記フィルムペーパー5にはタッチパターン層が形成され、非射光状態では、パターン層全体は、同色(黒色)であり、パターンは、見えず、射光状態では、パターンは、光源の色で表示され、光源の色は、パターン層の色と異なる。第3種は、全透明カラーフィルムであり、一般的なカラーフィルムに比べて透光率がより高い。上記3つのフィルムペーパーは、必要に応じて組み合わせて使用することができる。
【0026】
ただし、前記光干渉間隔距離とは、バックライト状態で、2つの隣接する前記導光板3の間に無視し難い光干渉が発生する最小間隔距離であり、この間隔距離は、前記ledランプ2の輝度、前記導光板3の形状、大きさ、厚さや材料タイプなどと相関している。そのため、前記光干渉間隔距離は、実際の状況に合わせて設定する必要がある。隣接する2つの前記導光板3の間隔距離が前記光干渉間隔距離よりも大きい場合に、それらの間の光干渉は、無視することができる。
【0027】
2つの隣接する前記導光板3が密着して設けられる場合に、前記導光板3の側面に前記斜面30を設けることにより、前記導光板3の断面が逆台形となり、隣接する前記導光板3の間の光干渉を効果的に低減し、さらに表示効果と前記タッチパターンの隠れ効果を高めることができる。
【0028】
説明すべきこととして、前記タッチアセンブリ10が銅箔である場合に、ユーザーは、前記タッチパターン(このタッチパターンの位置が前記銅箔の位置に対応)又は対応するマーカー(このマーカーの位置が前記銅箔の位置に対応)をタッチすることで、前記銅箔での電界を変え、mcu(マイクロ制御ユニット)は、この電界信号の変化を取得することにより対応する動作を実行し、例えばある機能のオン、オフと切り替えを実行し、最終的に前記タッチパターンのバックライトを単独に点灯又は点滅することを実現する。
【0029】
また、前記導光板3は、前記ledランプ2の光線を前記タッチパターンに導入し、バックライトの点灯を実現し、前記導光板3の底色(即ち前記導光板3の下側の前記タッチアセンブリ10の色と前記pcbパネル1の色)と前記フィルムペーパー5の色を設定することにより、前記タッチパターンを非バックライト状態にし、前記フィルムペーパー5の非光透過性部分と一体とし、隠れを実現することができる。
【0030】
強い光線では、前記導光板3の底色は、前記フィルムペーパー5の非光透過性部分の色に近いため、本出願の技術案は、良い隠れ効果を得ることができる。
【0031】
使用時、前記タッチパターンの位置は、前記タッチアセンブリ10の位置に対応してもよく、単一の前記タッチアセンブリ10は、単一の制御ボタンに相当し、さらに各前記タッチパターンの点灯又は点滅を単独に制御し、前記タッチパターンの下側には文字マーカーが印刷されてもよく、ユーザーは、このマーカーによって前記タッチパターンの位置を判断し、文字マーカーの上方をタッチし、即ち前記タッチパターンをタッチし、この場合に、mcuは、対応する信号を検出し且つ対応する点灯又は点滅動作を実行する。
【0032】
具体的には、図1に示すように、前記フィルムペーパー5と前記pcbパネル1との間にはフィラー4が設けられ、前記フィラー4は、プラスチックホルダ又は発泡体又は他の絶縁材料である。前記フィラー4は、プラスチックホルダである場合に、前記導光板3を制限固定し、発泡体である場合に、緩衝機能を提供する。
【0033】
具体的には、図4に示すように、隣接する2つの前記導光板3が間隔を空けて設けられ、隣接する2つの前記導光板3の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、2つの隣接する前記導光板3の間には、光干渉を防止するためのバリア板6が設けられる。
【0034】
また、隣接する2つの前記導光板3の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板3の隣接する前記導光板3に向かう面には遮断層又は反射層が設けられ、この構造は、2つの前記導光板3が密着して設けられる場合に用いられることが多い。遮断層又は反射層は、非光透過性材料/光反射材料により形成される縁取りであってもよく、又は非光透過性/光反射塗料を塗布して形成されるコーティング層であってもよい。この構造を前記斜面30に組み合わせることにより、より良い光干渉防止効果を実現し、光干渉が前記タッチパターンの隠れ効果に与える影響を低減することができる。
【0035】
図5に示すように、複数組の前記ledランプの共通陽極は、+12v電源端に電気的に接続され、各組の前記ledランプの陰極は、オンオフ制御回路(mosトランジスタと抵抗からなり)に電気的に接続され、mosトランジスタのゲートは、mcuに電気的に接続され、ソースは、接地され、ドレインは、単一組の前記ledランプの出力陰極に接続される。例えばmosトランジスタQ1とQ2は、単一組の前記制御可能光源内の2組の対向する前記ledランプを制御し、同様にさらにQ3、Q10、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q11は、指示ledランプを制御するmosトランジスタであってもよく、各組の前記ledランプには8又は4つのledランプビーズが設けられる。
【0036】
図6に示すように、U2は、容量式タッチチップであり、前記銅箔の電界変化信号をmcuの可読信号に変換するために用いられ、そのピンは、F1-F6(前記銅箔に対応)、及びKEY1-KEY6(mcu端に電気的に接続される)を含む。KEY1-KEY6により出力されたハイレベル/ローレベル信号は、図5におけるmosトランジスタQ1-Q6のトリガー制御に対応する。また、複数組の前記ledランプがあるため、容量式タッチチップは、2つ設けられ、他方の原理図は、チップU2と同じであるが、ピン番号が異なり、ピンF7-F11があり、ピンKEY7-KEY11は、図7のチップU3である。
【0037】
図8に示すように、U4は、mcuであり、その2組のピンは、図6図7における容量タッチチップ(U2、U3)、及び図5におけるmosトランジスタQ1-Q11のゲートにそれぞれ電気的に接続され、回路制御を実現する。
【0038】
これから分かるように、本出願では、回路制御に使用される態様は、従来のspi通信態様よりも簡単である。
【0039】
以上のように、必要に応じて容量又は抵抗式タッチモジュールを選択して、タッチアセンブリを柔軟に配置する。容量式タッチモジュールに銅箔が設けられ、使用時、ユーザーが上記タッチパターンをタッチすると、上記銅箔での電界を変え、mcuは、この電界信号の変化を取得することで対応する動作、例えばある機能のオン、オフ及び切り替えを実行し、各銅箔は、いずれも1つのボタンに相当し、最終的にタッチパターンのバックライトを単独に点灯又は点滅することを実現し、この監視と制御過程でさらなる駆動チップ又は駆動回路を配置する必要がなく、従来のスクリーン駆動に比べてより簡単であり、コストもより低い。
【0040】
構造上、従来のスクリーンに比べて薄くすることができ、上記導光板の底色、フィルムペーパー(半透明フィルム)の色を設定することによって、非バックライト状態では、すべてのタッチパターンを隠れ(銅箔位置に対応するマーカー文字を隠れず)、バックライト状態では、対応するタッチパターンのみを点灯し、他のタッチパターンが依然として隠れ状態にあることを実現することができ、強い光の照射環境下でユーザーによる現在使用中のタッチパターンに対する認識度を高めることができる。
【0041】
また、上記斜面にバリア板、遮断層又は反射層を組み合わせることにより、隣接する導光板の間の光干渉をさらに低減し、表示効果とタッチパターンの隠れ効果を高める。
【0042】
本発明の説明において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などが示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本発明の説明を容易にし、説明を簡略化するためだけであって、指す装置又は要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、動作されなければならないことを示す又は暗示するものではないため、本発明の制限と理解できない。さらに、用語「第1」、「第2」は、説明の目的のためだけに使用され、相対的な重要性を示す又は暗示するために理解されない。ここで、用語「第1位置」と「第2位置」は、2つの異なる位置である。
【0043】
上述した実施例は、本発明の1つ又は複数の実施形態のみを表しており、その説明は、より具体的かつ詳細であるが、したがって本発明の特許に対する制限と理解することはできない。本発明の当業者にとっては、本発明の構想を逸脱することなく、いくつかの変形及び改良を行うこともできることを指摘すべきである。したがって、本発明の保護範囲は、添付の請求項に準じなければならない。
【符号の説明】
【0044】
1 pcbパネル
10 タッチアセンブリ
2 ledランプ
20 発光面
3 導光板
30 斜面
4 フィラー
5 フィルムペーパー
6 バリア板
【要約】
【課題】駆動制御の難易度を低減し製造コストを削減する。
【解決手段】一実施例によるパターン表示型タッチパネル構造は、pcbパネルを含み、pcbパネルの頂面にはタッチアセンブリが設けられ、pcbパネルの頂面にはledランプが設けられ、2組の前記ledランプは、前記タッチアセンブリの第1端と第2端にそれぞれ設けられ且つ1組の制御可能光源を構成し、前記第1端と前記第2端とは、対向し、1組の前記制御可能光源内では、2組の前記ledランプの間には、前記タッチアセンブリの上側に設けられる導光板が設けられ、2組の前記ledランプは、前記導光板に向かう発光面を有し且つ正射光又は側射光を行い、隣接する2つの前記導光板の間隔距離が予め設定される光干渉間隔距離以下の場合に、前記導光板の隣接する前記導光板に向かう面は、斜面であり、前記導光板の上面にはフィルムペーパーが取り付けられる。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8