CN111372352B - 指示传感模块、封装方法及触摸开关 - Google Patents

Abstract

本申请适用于传感器技术领域，提供了一种指示传感模块、封装工艺及触摸开关，上述指示传感模块包括基板、光发射器、光接收器、光指示器、滤光层、透明层和遮光层；光发射器、光接收器和光指示器固定安装在基板上，光发射器的第一电极端与第一引脚电连接，光发射器的第二电极端与第二引脚电连接，光接收器的第一电极端与第二引脚电连接，光接收器的第二电极端与第三引脚电连接，光指示器的第一电极端与第三引脚电连接，光指示器的第二电极端与第一引脚电连接；光发射器和光接收器上覆盖有允许目标光线通过且遮蔽可见光的滤光层，光指示器上覆盖有透明层，遮光层覆盖在透明层上且设有与光指示器适配的第一出光孔。解决了指示灯体积大的问题。

Description

指示传感模块、封装方法及触摸开关

技术领域

本申请属于传感器技术领域，尤其涉及一种指示传感模块、封装方法及触摸开关。

背景技术

传统的开关一般指的是机械开关，具有代表性的产品为墙壁开关，墙壁开关上带有指示灯，指示灯的两端分别连接交流电的零线和火线，然后由一个开关控制火线的导通与断开，从而控制指示灯的亮灭，机械开关上的指示灯存在占用体积大的特点。

随着智能化的发展，现在触摸开关被广泛应用，大体积的指示灯不再适应触摸开关。

发明内容

本申请实施例提供了一种指示传感模块、封装方法及触摸开关，可以解决指示灯体积大的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种指示传感模块，包括基板、光发射器、光接收器、光指示器、滤光层、透明层和遮光层；

所述光发射器、所述光接收器和所述光指示器固定安装在所述基板上，所述基板上设有彼此隔离的第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述光发射器的第一电极端与所述第一引脚电连接，所述光发射器的第二电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第一电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第二电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第二电极端与所述第一引脚电连接；

其中，所述光发射器用以向外界发射目标光线，所述光接收器用以感应所述目标光线的反射光线，所述光发射器和所述光接收器上覆盖有允许所述目标光线通过且遮蔽可见光的所述滤光层，所述光指示器上覆盖有所述透明层，所述遮光层覆盖在所述透明层上且设有与所述光指示器适配的第一出光孔，所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚用以与外部的控制电路电连接。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述遮光层还覆盖在所述滤光层上，所述遮光层上还设有与所述光发射器适配的第二出光孔和与所述光接收器适配的入光孔。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述滤光层在所述第二出光孔和/或所述入光孔中形成有透镜结构。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述透明层在所述第一出光孔中形成有透镜结构。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述遮光层遮蔽所述目标光线和可见光。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述指示传感模块还包括电阻，所述电阻的两个电极端分别与所述第一引脚和第三引脚电连接。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基板上还设有第四引脚，所述第四引脚分别与所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚隔离，所述光指示器的第二电极端通过所述第四引脚与所述第一引脚电连接，所述电阻的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述电阻的第二电极端通过所述第四引脚与所述第一引脚电连接。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述光发射器为激光发射晶体，所述光指示器为发光二极管，所述光接收器为光电二极管。

第二方面，本申请实施例提供了一种指示传感模块的封装方法，包括：

将光发射器、光接收器和光指示器安装在基板上，其中，所述基板上设有彼此隔离的第一引脚、第二引脚和第三引脚；

将所述光发射器的第一电极端与所述第一引脚电连接，所述光发射器的第二电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第一电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第二电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第二电极端与所述第一引脚电连接；

在所述光发射器和所述光接收器上模压制备滤光层，在所述光指示器上模压制备透明层，其中，所述滤光层允许目标光线通过且遮蔽可见光；以及

在所述透明层上模压制备遮光层，其中，所述遮光层上设有与所述光指示器适配的第一出光孔。

第三方面，本申请实施例提供了一种触摸开关，包括第一方面任一项所述的指示传感模块和与所述指示传感模块电连接的控制电路。

本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本申请实施例提供了一种指示传感模块，使用时将第一引脚、第二引脚和第三引脚与外部的控制电路对应连接，光发射器向外部环境发射目标光线，由于光发射器和光接收器上覆盖有允许目标光线通过且遮蔽可见光的滤光层，因此光接收器能够接收到目标光线且避免可见光的干扰，当指示传感模块应用于触摸开关时，通过控制光指示器的点亮及出光颜色，起到指示作用；通过选用不同体积的基板实现对指示传感模块体积大小进行设计，可以做到小型化。

本申请实施例提供了一种触摸开关，使用上述的指示传感模块，由于指示传感模块可以做到小型化，因此不会影响触摸开关整体的设计，使触摸开关设计更加灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的指示传感模块的结构示意图；

图2是图1覆盖滤光层和透明层后的结构示意图；

图3是图2覆盖遮光层后的结构示意图；

图4是图3中A-A截面的剖视图；

图5是图3中B-B截面的剖视图；

图6是本申请一实施例提供的LED封装方法的流程示意图。

图中：100、基板；101、光发射器；102、光接收器；103、光指示器；104、电阻；105、第一引脚；106、第二引脚；107、第三引脚；108、第四引脚；109、金属线；110、滤光层；111、透明层；112、遮光层；113、第一出光孔；114、第二出光孔；115、入光孔；116、透镜结构。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例提供了一种指示传感模块，包括基板、光发射器、光接收器、光指示器、滤光层、透明层和遮光层，使用时将基板上的第一引脚、第二引脚和第三引脚与外部的控制电路对应连接，光发射器向外部环境发射目标光线，由于光发射器和光接收器上覆盖有允许目标光线通过且遮蔽可见光的滤光层，因此光接收器能够接收到目标光线且避免可见光的干扰，当指示传感模块应用于触摸开关时，通过控制光指示器的点亮及出光颜色，起到指示作用；通过选用不同体积的基板实现对指示传感模块体积大小进行设计，可以做到小型化。

为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1至图3所示，指示传感模块包括基板100、光发射器101、光接收器102、光指示器103、滤光层110、透明层111和遮光层112；光发射器101、光接收器102和光指示器103固定安装在基板100上，基板100上设有彼此隔离的第一引脚105、第二引脚106和第三引脚107，光发射器101的第一电极端与第一引脚105电连接，例如直接固定贴合，光发射器101的第二电极端与第二引脚106电连接，例如通过金属线109电连接，光接收器102的第一电极端与第二引脚106电连接，例如直接固定贴合，光接收器102的第二电极端与第三引脚107电连接，例如通过金属线109电连接，光指示器103的第一电极端与第三引脚107电连接，例如直接固定贴合，光指示器103的第二电极端与第一引脚105电连接。

其中，光发射器101用以向外界发射目标光线，光接收器102用以感应目标光线的反射光线，光发射器101和光接收器102上覆盖有允许目标光线通过且遮蔽可见光的滤光层110(以便光发射器101发射的目标光线可以通过滤光层110传送到外界环境，目标光线的反射光线可以通过滤光层110到达光接收器102，被光接收器102感应)，光指示器103上覆盖有透明层111(以便光指示器103发出的可见光线能够通过透明层111传送到外界被人看到，起到指示作用)，遮光层112覆盖在透明层111上且设有与光指示器103适配的第一出光孔113(遮光层112可以起到保护器件及控制光指示器103出光范围的作用，光指示器103发出的可见光通过第一出光孔113传送到外界，起到指示作用)，第一引脚105、第二引脚106和第三引脚107用以与外部的控制电路电连接。

示例性的，将基板100上的第一引脚105、第二引脚106和第三引脚107与外部的控制电路对应连接，基板100上的第一引脚105接地、第二引脚106与控制电路的电源输出端(例如3.3V输出或5V输出等)连接，第三引脚107悬空且最终电连接至接地。控制电路为光发射器101提供电源，光发射器101发射的目标光线通过滤光层110传送至外界，当有外界物体靠近指示传感模块时，目标光线被反射，光接收器102通过滤光层110接收到被反射的目标光线，光接收器102和光指示器103形成导通的电路，光指示器103发光并通过第一出光孔113传送至外界，起到指示的作用。

此外，由于在指示传感模块中，光接收器102和光指示器103为串接式设计，因此不需要另外提供电源给光指示器103，简化了电路也小型化了传感模块的体积。

本申请的一个实施例中，光发射器101可以选用激光发射晶体，激光发射晶体的阳极与第二引脚106电连接，阴极与第一引脚105电连接，例如，光发射器101为VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)发射晶体，光发射器101使用VCSEL发射晶体有助于传感模块体积的小型化，并且能够降低生产成本。

本申请的一个实施例中，光接收器102可以选用光电二极管，光电二极管的阳极与第二引脚106电连接，阴极与第三引脚107电连接，光电二极管是将光信号转换成电流或电压信号的特殊二极管，当没有接收到目标光线的反射光时，光电二极管的阻值很大，只通过微弱的电流(一般小于0.1微安)，此时发光二极管无法发光；当接收到目标光线的反射光时，光电二极管的阻值变小，通过的电流增大，驱动发光二极管发光。

本申请的一个实施例中，光指示器103可以选用发光二极管，发光二极管的阳极与第三引脚107电连接，阴极与第一引脚105电连接，例如，发光二极管可以选用发光波长为380nm-760nm的发光二极管，380nm-760nm波长的光为可见光，不同的发光波长对应的颜色不同，可以根据实际需求选用不同发光波长的发光二极管，以使发光二极管发出需要的颜色。

本申请的一个实施例中，指示传感模块还包括电阻104，电阻104的两个电极端分别与第一引脚105和第三引脚107电连接。

具体地，电阻104与光指示器103形成并联，电阻104起到分流作用，调节经过光指示器103的电流，以便能够驱动光指示器103正常工作。

本申请的一个实施例中，基板100上还设有第四引脚108，第四引脚108分别与第一引脚105、第二引脚106和第三引脚107隔离，第四引脚108与第一引脚105电连接，例如通过金属线109电连接，光指示器103的第二电极端与第四引脚108电连接，例如通过金属线109电连接，电阻104的第一电极端与第三引脚107电连接，电阻104的第二电极端与第四引脚108电连接。

具体地，增加第四引脚108后，便于芯片及电阻的搭线安装，且指示传感模块共包括四个引脚，增加指示传感模块实际安装的稳定性。

本申请的一个实施例中，遮光层112还覆盖在滤光层110上，遮光层112上还设有与光发射器101适配的第二出光孔114和与光接收器102适配的入光孔115。

具体地，遮光层112同时覆盖在滤光层110和透明层111上，可以起到保护光发射器101、光接收器102和光指示器103的作用，同时还可以防止外界光线对光接收器102和光发射器101的干扰。光发射器101发出的目标光线可以通过第二出光孔114传送至外界，目标光线被物体反射时，目标光线的反射光线通过入光孔115传送到光接收器102，光接收器102可以对目标光线的发射光线感应，控制光指示器103点亮。

本申请的一个实施例中，透明层111在第一出光孔113中形成有透镜结构116(如图4所示)，透镜结构116能够增大光指示器103的出光角度，增大用户的观测角度，提高指示效果；滤光层110在第二出光孔114和/或入光孔115中形成有透镜结构116(如图5所示)，第二出光孔114中的透镜结构116能够增大光发射器101的出光角度，入光孔115中的透镜结构116能够集中光接收器102对目标光线反射光的接收，第二出光孔114和入光孔115中设置透镜结构116能够提高指示传感模块的感应精度。

本申请的一个实施例中，滤光层110的材质为虑光胶体，透明层111的材质为透明胶体，遮光层112的材质为全黑胶体。

具体地，滤光层110、透明层111和遮光层112均使用胶体的材质，可以起到保护器件的作用，还能够降低工艺难度。

本申请的一个实施例中，光发射器101与第二引脚106通过金属线109电连接，光接收器102与第三引脚107通过金属线109电连接，光指示器103与第四引脚108通过金属线109电连接，第一引脚105和第四引脚108通过金属线109电连接。具体地，使用金属线109可以实现器件之间的电性连接，可以提高连接的稳定性。

图6示出了本申请实施例提供的指示传感模块的封装方法的流程示意图，包括：

步骤S601，将光发射器101、光接收器102和光指示器103安装在基板100上。其中，基板100上设有彼此隔离的第一引脚105、第二引脚106和第三引脚107；

步骤S602，将光发射器101的第一电极端与第一引脚105电连接，光发射器101的第二电极端与第二引脚106电连接，光接收器102的第一电极端与第二引脚106电连接，光接收器102的第二电极端与第三引脚107电连接，光指示器103的第一电极端与第三引脚107电连接，光指示器103的第二电极端与第一引脚105电连接。

具体地，光发射器101的第二电极端与第二引脚106通过金属线109连接，光接收器102的第二电极端与第三引脚107通过金属线109连接。

步骤S603，在光发射器101和光接收器102上模压制备滤光层110，在光指示器103上模压制备透明层111。

其中，滤光层110允许光发射器101发射的目标光线通过，且遮蔽可见光。

步骤S604，在透明层111上模压制备遮光层112。

其中，遮光层112上设有与光指示器103适配的第一出光孔113。

本申请的一个实施例中，步骤S604中还在滤光层110上模压制备遮光层112，并且在遮光层112上制作与光发射器101适配的第二出光孔114及与光接收器102适配的入光孔115。

本申请实施例还公开了一种触摸开关，可以包括上述所述的指示传感模块和与指示传感模块电连接的控制电路，由于指示传感模块可以做到小型化，因此不会影响触摸开关整体的设计，使触摸开关设计更加灵活。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指示传感模块，其特征在于，包括基板、光发射器、光接收器、光指示器、滤光层、透明层和遮光层；

所述光发射器、所述光接收器和所述光指示器固定安装在所述基板上，所述基板上设有彼此隔离的第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述光发射器的第一电极端与所述第一引脚电连接，所述光发射器的第二电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第一电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第二电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第二电极端与所述第一引脚电连接；

其中，所述光发射器用以向外界发射目标光线，所述光接收器用以感应所述目标光线的反射光线，所述光发射器和所述光接收器上覆盖有允许所述目标光线通过且遮蔽可见光的所述滤光层，所述光指示器上覆盖有所述透明层，所述遮光层覆盖在所述透明层上且设有与所述光指示器适配的第一出光孔，所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚用以与外部的控制电路电连接。

2.根据权利要求1所述的指示传感模块，其特征在于，所述遮光层还覆盖在所述滤光层上，所述遮光层上还设有与所述光发射器适配的第二出光孔和与所述光接收器适配的入光孔。

3.根据权利要求2所述的指示传感模块，其特征在于，所述滤光层在所述第二出光孔和/或所述入光孔中形成有透镜结构。

4.根据权利要求1所述的指示传感模块，其特征在于，所述透明层在所述第一出光孔中形成有透镜结构。

5.根据权利要求1所述的指示传感模块，其特征在于，所述遮光层遮蔽所述目标光线和可见光。

6.根据权利要求1所述的指示传感模块，其特征在于，所述指示传感模块还包括电阻，所述电阻的两个电极端分别与所述第一引脚和第三引脚电连接。

7.根据权利要求6所述的指示传感模块，其特征在于，所述基板上还设有第四引脚，所述第四引脚分别与所述第一引脚、所述第二引脚和所述第三引脚隔离，所述光指示器的第二电极端通过所述第四引脚与所述第一引脚电连接，所述电阻的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述电阻的第二电极端通过所述第四引脚与所述第一引脚电连接。

8.根据权利要求1所述的指示传感模块，其特征在于，所述光发射器为激光发射晶体，所述光指示器为发光二极管，所述光接收器为光电二极管。

9.一种指示传感模块的封装方法，其特征在于，包括：

将光发射器、光接收器和光指示器安装在基板上，其中，所述基板上设有彼此隔离的第一引脚、第二引脚和第三引脚；

将所述光发射器的第一电极端与所述第一引脚电连接，所述光发射器的第二电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第一电极端与所述第二引脚电连接，所述光接收器的第二电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第一电极端与所述第三引脚电连接，所述光指示器的第二电极端与所述第一引脚电连接；

在所述光发射器和所述光接收器上模压制备滤光层，在所述光指示器上模压制备透明层，其中，所述滤光层允许目标光线通过且遮蔽可见光；以及

在所述透明层上模压制备遮光层，其中，所述遮光层上设有与所述光指示器适配的第一出光孔。

10.一种触摸开关，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的指示传感模块和与所述指示传感模块电连接的控制电路。

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