JP7799740B2 - 非接触ボタン - Google Patents

Description

本発明は、タッチ装置に関するものであり、特に非接触ボタンに関するものである。

一般的に、非接触ボタンは、光源、レンズ群、画像層を設置することができる。前記光源から発せられる光線は、レンズ群と画像層を通過して画像を形成する。前記画像は、非接触ボタンの上に浮かび上がり、非接触ボタンの操作メッセージを表示する。接触式ボタンと比較して、非接触ボタンは摩耗しにくく、清潔さを保ちやすいなどの利点がある。しかし従来の非接触ボタンの組み立てプロセスは複雑すぎたため、高コストおよび低い歩留まりなどの欠点があった。

本発明は、低コスト、且つ、高い歩留まりの利点を有する非接触ボタンを提供することを目的としている。

前記目的の一部または全部または他の目的を達成するために、本発明が提供する非接触ボタンは、ケースと、回路基板と、信号送信部と、信号検出部と、信号遮断部とを備える。ケースには開口がある。回路基板は、ケースに接続され、開口に向いている表面を有する。信号送信部は、回路基板に電気的に接続され、表面に固定されている。信号送信部は、ケース内に位置し、開口に向けて、信号を送信する。信号検出部は、回路基板に電気的に接続され、表面に固定されている。信号検出部は、ケースの外部から反射された信号を受信する。信号遮断部は、信号送信部と信号検出部の間に設置される。

本発明の一実施例において、前記ケースは、反射信号入口と、導電チャネルと、反射信号出口とを更に有する。反射信号入口と、導電チャネルと、反射信号出口とは、互いに連通し、反射信号入口と反射信号出口とが導電チャネルの対向する両側に位置する。反射信号入口と、導電チャネルと、反射信号出口とは、ケースの外部から反射された信号を通過させ、反射信号出口は、信号検出部に信号を送信する。

本発明の一実施例において、前記ケースは、例えば、本体部とケース枠部とを更に有する。本体部は表面に連結され、収容空間を有する。信号送信部は収容空間内に位置する。ケース枠部は本体部に連結され、回路基板と対向している。開口はケース枠部を貫通し、収容空間に連通している。反射信号入口と、導電チャネルと、反射信号出口とは、ケース枠部を貫通しており、反射信号入口は開口に向かっている。

本発明の一実施例において、前記非接触ボタンは、更に信号伝達部を有する。信号伝達部は導電チャネルに設置され、信号入口と信号出口とを有する。信号入口は反射信号入口に近く、信号出口は反射信号出口に近い。

本発明の一実施例において、前記信号伝達部は導光柱を備える。信号入口は導光柱の入光面を備え、信号出口は導光柱の出光面を備える。入光面の面積は出光面の面積よりも小さい。

本発明の一実施例において、前記入光面は、反射信号入口から突き出ている。

本発明の一実施例において、前記出光面は、反射信号出口から突き出ている。

本発明の一実施例において、前記非接触ボタンは、例えば更に筒体を備える。筒体は表面に固定され、信号検出部は筒体内に位置する。筒体には第１側壁と第２側壁とがある。第１側壁と第２側壁とは互いに連結し、信号検出部を囲む。第１側壁は信号送信部と信号検出部との間に位置し、信号遮断部は第１側壁を備える。

本発明の一実施例において、前記筒体は、更に内面を有し、内面は第１側壁から第２側壁に延伸する。内面には光反射材料が含まれる。

本発明の一実施例において、前記信号遮断部は、ケースと、例えば一体構造または別体構造である。

本発明の一実施例において、前記信号遮断部は、表面に固定され、前記信号遮断部の形状は板状である。

本発明の一実施例において、前記信号送信部は、例えば赤外線信号送信部を含み、信号は赤外線を含む。信号検出部は赤外線検出部を含む。

本発明の非接触ボタンにおいて、信号送信部と信号検出部は、いずれも同じ回路基板に固定され、電気的に接続されるため、一度の実装工程で信号検出部を回路基板に固定し、電気的に接続することができる。これにより、接着剤を塗布して信号検出部を固定する工程や、電線で信号検出部を回路基板に電気的に接続する工程を省くことができるだけでなく、更には電線をはんだ付けする工程も省くことができる。また、電線を介して電気的に接続されているわけではなく、信号検出部が直接回路基板に電気的に接続されるため、非接触ボタンの前記電線が引っ張られることで検知不良を起こす問題も防ぐことができる。これにより、本発明の非接触ボタンは、低コスト、且つ、高い歩留まりの利点を実現できる。

本発明の上述した、若しくは他の目的、特徴、利点をより明確に理解できるように、以下に実施例を挙げ、添付された図面を参照しながら、以下のように詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施例における非接触ボタンの断面図である。 図２は、図１の非接触ボタンで、ケース枠部を省略した上面図である。 図３は、図２の非接触ボタンの上面図である。 図４は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。 図５は、図４の非接触ボタンの上面図である。 図６は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。 図７は、図６の信号伝達部の立体図である。 図８は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。 図９は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。

図１は、本発明の一実施例における非接触ボタンの断面図である。図２は、図１の非接触ボタンで、ケース枠部を省略した上面図である。図１と図２を参照すると、非接触ボタン１００は、ケース１１０と、回路基板１２０と、信号送信部１３０と、信号検出部１４０と、信号遮断部１５０とを備える。ケース１１０には開口１１１がある。回路基板１２０はケース１１０に接続され、開口１１１に向かっている表面Ｓを有する。信号送信部１３０は回路基板１２０に電気的に接続され、表面Ｓに固定される。信号送信部１３０はケース１１０内に位置し、開口１１１に向けて信号Ｔ１を送信する。信号検出部１４０は、回路基板１２０に電気的に接続され、表面Ｓに固定される。信号検出部１４０はケース１１０外から反射された信号Ｔ１を受信する。信号遮断部１５０は信号送信部１３０と信号検出部１４０との間に設置されている。

信号送信部１３０は、信号Ｔ１と信号Ｔ２を送信することができる。前記信号Ｔ１は開口１１１から送信され、ケース１１０外の物体によって反射されて信号検出部１４０に入射する。例えば、信号Ｔ１は開口１１１上にタッチ領域Ｚを形成し、利用者が指をタッチ領域Ｚに近づけて、信号Ｔ１を信号検出部１４０に反射させることができる。一方、信号Ｔ２はケース１１０内に残り、開口１１１からは送信されない。本実施例では、信号送信部１３０が、例えば、赤外線信号送信部を含み、信号Ｔ１と信号Ｔ２には赤外線が含まれるが、他の実施例がこれに限定されることはない。

信号検出部１４０は、信号送信部１３０から送信された信号Ｔ１を受信し、信号Ｔ１を受信した後、検知信号を生成して他の電子部品を駆動させることができる。例えば、信号検出部１４０は前記検知信号を光源に伝達して光源を発光させることができる。一実施例において、信号検出部１４０は前記検知信号をスピーカーに伝達してスピーカーを駆動し音を出させることができる。前記光源とスピーカーは、回路基板１２０に電気的に接続され、信号検出部１４０からの検知信号を、回路基板１２０を介して受信することができる。しかし、本発明は、前記電子部品の種類や具体的な詳細について限定するものではない。本実施例では、信号検出部１４０が赤外線検出部を含むことができるが、本発明がこれに限定されることはない。

図３は、図２の非接触ボタンの上面図である。図１と図３を参照すると、ケース１１０は回路基板１２０の表面Ｓに固定され、信号送信部１３０を収容する。本実施例において、ケース１１０には、更に反射信号入口Ｉと、導電チャネルＣと、反射信号出口Ｏとが含まれる。反射信号入口Ｉと、導電チャネルＣと、反射信号出口Ｏとは互いに連通し、反射信号入口Ｉと反射信号出口Ｏは導電チャネルＣの対向する両側に位置する。反射信号入口Ｉと、導電チャネルＣと、反射信号出口Ｏは、ケース１１０外から反射された信号Ｔ１を通過させ、反射信号出口Ｏは信号検出部１４０に向けて信号Ｔ１を送信する。具体的には、ケース１１０外から反射された信号Ｔ１は、反射信号入口Ｉと、導電チャネルＣと、反射信号出口Ｏの誘導によってより集中的に信号検出部１４０に入射し、それによって信号検出部１４０へ入射する信号の量が増加する。このように、タッチ領域Ｚを開口１１１からより遠くに位置させ、利用者が開口１１１からより遠い位置で信号検出部１４０をトリガでき、それによって信号検出部１４０の検知感度を向上させることができる。

図１を引き続き参照すると、ケース１１０には、例えば本体部１１２（図２にも示す）とケース枠部１１３（図３にも示す）も更に含まれる。本体部１１２は表面Ｓに接続され、収容空間Ａを有する。信号送信部１３０は収容空間Ａ内に位置する。ケース枠部１１３は本体部１１２に連結し、回路基板１２０と対向する。開口１１１はケース枠部１１３を貫通し、収容空間Ａと連通する。反射信号入口Ｉと、導電チャネルＣと、反射信号出口Ｏとはケース枠部１１３を貫通し、反射信号入口Ｉは開口１１１に向いている。更に、反射信号入口Ｉは、例えば、ケース枠部１１３の内側面Ｓ１（図３にも示す）に位置し、反射信号出口Ｏはケース枠部１１３の外側面Ｓ２（図３にも示す）に位置する。導電チャネルＣは内側面Ｓ１と外側面Ｓ２とを貫通することができる。また、反射信号出口Ｏはおおむね信号検出部１４０に向いている。具体的には、反射信号入口Ｉは、例えば開口１１１に連通し、ケース１１０外から反射された信号Ｔ１が、開口１１１を通過して反射信号入口Ｉに入射し、導電チャネルＣを介して反射信号出口Ｏから信号検出部１４０に送信される。また、本体部１１２とケース枠部１１３は別体構造であり、ケース枠部１１３が本体部１１２から分離可能である。その結果、反射信号出口Ｏの位置は信号検出部１４０とより調整しやすくなり、非接触ボタン１００の組み立ての柔軟性が向上する。

図１と図２を再度参照すると、信号遮断部１５０は、ケース１１０内の信号Ｔ２が信号検出部１４０に入射するのを遮断することができる。具体的には、信号送信部１３０から送信された信号Ｔ２は開口１１１から送信されず、ケース１１０内に残り往復反射する。信号遮断部１５０は、ケース１１０内の信号Ｔ２が信号検出部１４０に誤って検知されるのを防ぐため、信号Ｔ２がケース１１０内から直接信号検出部１４０に入射するのを遮断することができる。本実施例において、信号遮断部１５０は表面Ｓに固定され、信号遮断部１５０の形状は板状である。具体的には、信号遮断部１５０は本体部１１２に連結するが、一実施例では、信号遮断部１５０は本体部１１２から僅かに離れて位置する。また、本発明は信号遮断部１５０の高さＨについて限定するものではない。例えば、本実施例の信号遮断部１５０はケース枠部１１３に連結するが、別の実施例では、信号遮断部１５０はケース枠部１１３から僅かに離れて位置する。また、本実施例の信号遮断部１５０とケース１１０は別体構造になっている。例えば、信号遮断部１５０と、本体部１１２と、ケース枠部１１３は、それぞれ別々に取り外すことができる。しかし、一実施例では、信号遮断部１５０とケース１１０が一体構造になっている。更に、信号遮断部１５０は本体部１１２と一体構造をなし、ケース枠部１１３とは別体構造をなす。別の実施例では、信号遮断部１５０はケース枠部１１３と一体構造をなし、本体部１１２とは別体構造をなすが、本発明がこれに限定されることはない。

本実施例において、回路基板１２０は信号送信部１３０と信号検出部１４０とに電力を伝送することができる。回路基板１２０は、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、前記プリント回路基板には、片面プリント回路基板（Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）と、両面プリント回路基板（Ｄｏｕｂｌｅ Ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）と、多層プリント回路基板（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ ＰＣＢ）とが含まれるが、本発明がこれらに限定されることはない。本実施例では、信号送信部１３０と信号検出部１４０とが同じ回路基板１２０に固定されており、電気的に接続されているため、信号検出部１４０の組み立てプロセスを効率的に簡略化することができる。

例えば、周知の技術において、信号検出部は少なくとも実装と電線のはんだ付けなどの工程を経ることで、信号送信部と同じ回路基板上に電気的に接続することができた。更に、信号検出部の電力と信号は、両方とも電線を介して伝達する必要があり、後続の組み立てプロセスで電線が引っ張られて接触不良が発生しやすく、しかも従来の非接触ボタンは組み立てプロセスが煩雑であって、検知不良が発生しやすいという課題があった。また、周知の技術では、電線を固定し保護するために、接着剤を塗布したりテープで巻いたりするなどの工程が更に必要であったが、これにより非接触ボタンの組み立てプロセスが更に煩雑になるだけでなく、電線の接触不良の問題を完全に解決することができなかった。これに対して、本実施例では、信号検出部１４０が一度の実装工程で同じ回路基板１２０上に組み立てられるため、前記電線などの材料が不要になる。したがって、非接触ボタン１００の組み立てプロセスは、前記電線のはんだ付けや、接着剤やテープでの固定などの工程を省略し、電線による信号検出部１４０の検知不良の問題も解決できる。

周知の技術に比べて、本実施例の非接触ボタン１００では、信号送信部１３０と信号検出部１４０が、いずれも同じ回路基板１２０上に固定され、電気的に接続されるため、一度の実装工程で信号検出部１４０を回路基板１２０に固定し、電気的に接続することができる。したがって、信号検出部１４０を回路基板１２０に固定し、電気的に接続するための接着剤を塗布する工程を省略できるだけでなく、信号検出部１４０と回路基板１２０とを電気的に接続する電線も省略でき、更に電線をはんだ付けする工程も省略できる。また、信号検出部１４０が電線を介して回路基板１２０に電気的に接続されているわけではなく、直接回路基板１２０に電気的に接続されるため、前述した電線が引っ張られて非接触ボタン１００の検知不良が発生する問題も解決できる。以上のように、本実施例の非接触ボタン１００は、低コスト、且つ、高い歩留まりの利点を実現できる。

図４は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。図５は、図４の非接触ボタンの上面図である。本実施例の非接触ボタン１００ａの構造と利点は、図１の実施例と類似しているが、以下ではその違いについてのみ説明する。図４と図５を参照すると、非接触ボタン１００ａは、例えば更に筒体１６０を備える。筒体１６０は表面Ｓに固定され、信号検出部１４０が筒体１６０内に位置する。具体的には、信号Ｔ１が筒体１６０に入ると、筒体１６０内で複数回反射し、信号検出部１４０に入って、信号検出部１４０が受信する信号量が増加し、タッチ領域Ｚを開口１１１からより遠い位置にすることができる。

特筆すべきことは、筒体１６０が信号遮断部１５０としても機能することである。具体的には、筒体１６０は第１側壁１６１と第２側壁１６２とを有する。第１側壁１６１と第２側壁１６２とは互いに連結し、信号検出部１４０を囲む。第１側壁１６１は、信号送信部１３０と信号検出部１４０との間に位置し、信号遮断部１５０は第１側壁１６１を備えることができる。つまり、第１側壁１６１は、ケース１１０内の信号Ｔ２が信号検出部１４０に誤って検知されるのを防ぐため、ケース１１０内の信号Ｔ２が信号検出部１４０に入るのを遮断することができる。したがって、第１側壁１６１は信号遮断部１５０として機能することができる。また、第１側壁１６１と第２側壁１６２は、例えば一体構造であるが、一実施例では、第１側壁１６１と第２側壁１６２は別体構造である。本実施例では、筒体１６０の形状は例えば円筒状であり、第１側壁１６１と第２側壁１６２は、例えばそれぞれ弓形の側壁である。しかし、他の実施例において、筒体１６０の形状が角筒状または多角形筒状であるが、本発明がこれらに限定されることはない。

更に、本実施例の筒体１６０には内面Ｓ３があり、内面Ｓ３は第１側壁１６１から第２側壁１６２に延伸する。内面Ｓ３には光反射材料が含まれており、信号検出部１４０が受信する信号量を更に増加させることができる。例えば、前記光反射材料には金属または白色材料が含まれるが、本発明がこれらに限定されることはない。また、筒体１６０の開口１６３は、反射信号出口Ｏに近く、筒体１６０内に信号Ｔ１がより多く送信されるようになっている。

図６は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。図７は、図６の信号伝達部の立体図である。本実施例の非接触ボタン１００ｂの構造と利点は、図１の実施例と類似しているが、以下ではその違いについてのみ説明する。図６と図７を参照すると、非接触ボタン１００ｂは、更に信号伝達部１７０を備えることができる。信号伝達部１７０は導電チャネルＣに設置されており、信号入口１７１と信号出口１７２とを有する。信号入口１７１は反射信号入口Ｉに近く、信号出口１７２は反射信号出口Ｏに近い。これにより、信号伝達部１７０は信号Ｔ１がより集中的に信号検出部１４０に送信されるように導いて、信号検出部１４０が受信する信号量を増加させることができ、タッチ領域Ｚを開口１１１からより遠くに位置させることができる。例えば、信号伝達部１７０は導光柱Ｒを備える。信号入口１７１には導光柱Ｒの入光面ＩＳが含まれ、信号出口１７２には導光柱Ｒの出光面ＯＳが含まれる。入光面ＩＳの面積は出光面ＯＳの面積よりも小さくなっており、信号Ｔ１がより集中的に信号検出部１４０に送信されるようにする。具体的には、本実施例の信号Ｔ１と信号Ｔ２には赤外線が含まれ、導光柱Ｒは、赤外線を信号検出部１４０に集中させることができる。更に、出光面ＯＳは反射信号出口Ｏから突き出ており、これにより、導光柱Ｒがより簡単に信号検出部１４０に向けて信号を送信し、信号検出部１４０が受信する信号量を更に増加させることができる。

図８は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。本実施例の非接触ボタン１００ｃの構造と利点は、図６の実施例と類似しているが、以下ではその違いについてのみ説明する。図８を参照すると、入光面ＩＳが、例えば反射信号入口Ｉから突き出ており、導光柱Ｒに入る信号量を増加させ、信号検出部１４０が受信する信号量を更に増加させている。一実施例において、入光面ＩＳが反射信号入口Ｉから突き出ており、出光面ＯＳが反射信号出口Ｏから突き出ていることを理解できるであろう。つまり、入光面ＩＳと出光面ＯＳはいずれもケース１１０から突き出ている。別の一実施例では、入光面ＩＳが反射信号入口Ｉから突き出ておらず、出光面ＯＳが反射信号出口Ｏから突き出ていない。つまり、導光柱Ｒは完全に導電チャネルＣ内に位置する。

図９は、本発明の別の実施例における非接触ボタンの断面図である。また、図６と図８の導光柱Ｒは、いずれも図１の実施例に設置されているが、他の実施例がこれに限定されることはない。例えば、図９の非接触ボタン１００ｄを参照すると、導光柱Ｒは図４の実施例に設置されている。具体的には、出光面ＯＳが反射信号出口Ｏから突き出ており、これにより、出光面ＯＳが筒体１６０の開口１６３に更に近づき、筒体１６０に入る信号量を増加させることができる。導光柱Ｒの他の特徴は図６と図８の実施例に類似しているため、ここでは関連する説明を省略する。

以上をまとめると、本発明の非接触ボタンにおいて、信号送信部と信号検出部は、いずれも同じ回路基板に固定され、電気的に接続されるため、一度の実装工程で信号検出部を回路基板に固定し、電気的に接続することができる。これにより、接着剤を塗布して信号検出部を固定する工程や、電線で信号検出部を回路基板に電気的に接続する工程を省くことができるだけでなく、更には電線をはんだ付けする工程も省くことができる。また、電線を介して電気的に接続されているわけではなく、信号検出部が直接回路基板に電気的に接続されるため、非接触ボタンの前記電線が引っ張られることで検知不良を起こす問題も防ぐことができる。これにより、本発明の非接触ボタンは、低コスト、且つ、高い歩留まりの利点を実現できる。

以上、実施例を用いて本発明を開示したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者は、本発明の精神範囲から逸脱することなく、いくつかの変更修飾を行うことができる。したがって、本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により限定されるものとする。

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ：非接触ボタン
１１０：ケース
１１１：開口
１１２：本体部
１１３：ケース枠部
１２０：回路基板
１３０：信号送信部
１４０：信号検出部
１５０：信号遮断部
１６０：筒体
１６１：第１側壁
１６２：第２側壁
１６３：開口
１７０：信号伝達部
１７１：信号入口
１７２：信号出口
Ａ：収容空間
Ｃ：導電チャネル
Ｈ：高さ
Ｉ：反射信号入口
ＩＳ：入光面
Ｏ：反射信号出口
ＯＳ：出光面
Ｒ：導光柱
Ｓ：表面
Ｓ１：内側面
Ｓ２：外側面
Ｓ３：内面
Ｔ１，Ｔ２：信号
Ｚ：タッチ領域

Claims (9)

1. 開口を有する、ケースと、
   前記ケースに接続され、前記開口に向いている表面を有する、回路基板と、
   前記回路基板に電気的に接続され、前記表面に固定されており、前記ケース内に位置し、前記開口に信号を送信する、信号送信部と、
   前記回路基板に電気的に接続され、前記表面に固定されており、前記ケースの外部から反射された前記信号を受信する、信号検出部と、
   前記信号送信部と前記信号検出部との間に設置される、信号遮断部と、を備え、
   前記表面に固定される筒体を更に備え、前記信号検出部が前記筒体内に位置し、前記筒体が第１側壁と第２側壁とを備え、前記第１側壁と前記第２側壁とは互いに連結し、前記信号検出部を囲んでおり、前記第１側壁が前記信号送信部と前記信号検出部との間に位置し、且つ、前記信号遮断部が前記第１側壁を備え、
   前記筒体が内面を更に備え、前記内面が、前記第１側壁から前記第２側壁に延伸し、前記内面が光反射材料を含むことを特徴とする非接触ボタン。
2. 前記ケースは、反射信号入口と、導電チャネルと、反射信号出口とを更に備え、前記反射信号入口と、前記導電チャネルと、前記反射信号出口とが互いに連通し、且つ、前記反射信号入口と前記反射信号出口とが前記導電チャネルの対向する両側に位置し、前記反射信号入口と、前記導電チャネルと、前記反射信号出口とが、前記ケースの外部から反射された前記信号を通過させ、且つ、前記反射信号出口が前記信号検出部に向けて前記信号を出射することを特徴とする、請求項１に記載の非接触ボタン。
3. 前記ケースは、本体部とケース枠部とを更に備え、前記本体部は、前記表面に連結され、収容空間を有し、前記信号送信部が前記収容空間内に位置しており、前記ケース枠部は、前記本体部に連結され、前記回路基板と対向し、前記開口が前記ケース枠部を貫通し、前記収容空間に連通しており、前記反射信号入口と、前記導電チャネルと、前記反射信号出口とが、前記ケース枠部を貫通し、且つ、前記反射信号入口が前記開口に向いていることを特徴とする請求項２に記載の非接触ボタン。
4. 前記導電チャネルに設置され、信号入口と信号出口とを有する信号伝達部を更に備え、前記信号入口が前記反射信号入口に近く、且つ、前記信号出口が前記反射信号出口に近い、請求項２に記載の非接触ボタン。
5. 前記信号伝達部は、導光柱を備え、前記信号入口は、前記導光柱の入光面を備え、且つ、前記信号出口は、前記導光柱の出光面を備え、前記入光面の面積が前記出光面の面積よりも小さい、請求項４に記載の非接触ボタン。
6. 前記入光面が、前記反射信号入口から突き出ていることを特徴とする請求項５に記載の非接触ボタン。
7. 前記出光面が、前記反射信号出口から突き出ていることを特徴とする請求項５に記載の非接触ボタン。
8. 前記信号遮断部が、前記ケースと一体構造または別体構造である請求項１に記載の非接触ボタン。
9. 前記信号送信部が赤外線信号送信部を含み、且つ、前記信号が赤外線を含み、前記信号検出部が、赤外線検出部を含むことを特徴とする請求項１に記載の非接触ボタン。