发光二极管开关装置及阵列的制作方法

对相关申请的交叉引用

不适用

关于联邦政府资助的研究/开发的声明

不适用

技术领域

本公开总体涉及触摸感应电子元件和发光二极管(LED)，更具体地涉及LED开关装置和阵列。

背景技术：

LED是无处不在的输出装置，除了其他优点之外,其能够在跨越各种领域的许多应用中提供高效率、快速开关和延长的寿命。一种最常见的应用是用作电子装置的指示器，这样LED可以用于不同形状和尺寸的封装中以适应特定的应用。另外，可以提供覆盖可见光谱的不同照明颜色或辐射波长，从低波长的红色到高波长的紫色。数个LED可以被组合成阵列，每个LED被独立地驱动以产生代表文字和图形的可见图案。但是，还存在能够发射超越可见光谱范围的通常用于装置间通信的红外波的LED。也可以将光谱另一端的紫外波用于杀菌、卫生和消毒的目的。虽然典型的微型LED指示灯的工作电流为约20mA并具有小于1流明的输出，但最新的一些高功率LED能够操作几百mA的电流和过千流明的输出，其能够在照明应用中作为白炽灯泡的替代品。

LED装置的操作原理是众所周知的，其中心部分是被掺杂来创建一个P-N结的半导体材料。阳极或P-N结的P侧连接到电源的正极端子，而阴极或P-N结的N侧连接到电源的负极或公共端。随着电流流过P-N结，光子形式的能量被释放。无论是用作微缩型、低功率指示器还是用作高强度的照明器，LED均以这种方式操作。在一些应用中，LED可以被用作光电检测器，其中落在PN结上的光子被转换为电信号。代替连接到电源，LED可被连接到检测电路以在从该检测电路接收到信号时产生响应。

除了上述作为光电检测器的应用，封装好的LED装置一般被看作基本输出装置。如上文提到的，LED阵列可以被设计为对每个LED进行单独控制，以产生相干的视觉图案。已经设想了用户与这种显示阵列上的视觉输出进行直接交互，但这些装置包含了重叠在输出装置上的单独的输入装置。一个示例是用于诸如各制造商的平板电脑以及加州库比提诺的苹果公司的之类的平板计算装置中的电容性触摸屏。

这些装置已知利用了由电介质的相对两侧的迹线行和列构成的透明或半透明的传感器面板。这些迹线是由铟锡氧化物或锑锡氧化物构成的，其中列迹线蚀刻在顶部玻璃面板上，行迹线蚀刻在底部玻璃面板上。对于透明的触摸传感器面板，蚀刻的迹线约为30微米。分离顶部玻璃面板和底部玻璃面板的可以是透明聚合物的隔片，其用作列迹线和行迹线之间的电介质。然后将传感器面板以重叠的关系安装到液晶显示器(LCD)上。

在显示器中并入能同时输入和输出的功能的另一个例子是具有靠近LED的开关的LED矩阵(虽然规模稍大)。在Furuya等人的美国专利第5638052号中公开了一种已知的装置，其中公开了一种LED阵列，用于接通或关闭各个LED的开关被设置在与LED对应或接近的位置处。由纽约布鲁克林的Sensacell公司制造的Sensacell装置与Furuya等人的装置类似，除了前者装置中使用了布置在LED矩阵中的并且各自形成可互连单元的装置的电容式传感器之外。

在这些早期系统中，输出装置或显示装置被构造为与输入装置独立。因此，对于集成的LED开关装置和阵列的技术存在需求。

技术实现要素：

在根据本公开的各种实施例中，设想了一种LED开关装置。可以提供具有第一极性触点和第二极性触点的电致发光半导体元件。LED开关装置可以具有第一极性引线框，其中电致发光半导体元件安装至该第一极性引线框。电致发光半导体元件的第一极性触点可以电连接至该第一极性引线框。此外，也可以提供可被电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点的第二极性引线框。还可以提供可被电连接至触摸传感器引线的触摸传感器引线框。

本公开的另一个实施例可以是发光二极管开关装置。该装置可以包括第一极性引线。此外，可以提供至少一个电致发光半导体元件，其具有第一极性触点和第二极性触点。该装置可以进一步包括第一极性LED引线框，所述至少一个电致发光半导体元件安装至该第一极性LED引线框上。该装置的第一极性触点可以被电连接至第一极性引线。还可以提供第二极性引线、以及电连接至该第二极性引线的第二极性LED引线框。第二极性LED引线框可被电连接至电致发光半导体元件的第二极性触点。还可以提供第一触摸传感器引线、以及电连接至该第一触摸传感器引线的触摸传感器引线框。该第二极性引线可连接至发光二极管驱动源。触摸传感器引线可连接至触摸传感器控制器输入端。

根据本公开的又一实施例，提供了一种组合输入和输出装置。该装置可包括发光二极管驱动器集成电路，其具有多个独立的输出线。此外，可以提供一种触摸传感器控制器集成电路，其具有多个独立的输入线。该装置还可以包括发光二极管开关装置的阵列。转而，发光二极管开关装置可包括第一电致发光半导体元件，其电连接至所述发光二极管驱动器集成电路的多个独立输出线中的一条。发光二极管开关装置还可以包括第一集成触摸传感器引线，其电连接至所述触摸传感器控制器的多个独立输入线中的一条。第一电致发光半导体元件和第一集成触摸传感器引线可以封装在一个壳体中。

通过参考下面结合附图进行的详细描述能够最佳地理解本发明。

附图说明

参照下面的说明和附图来更好地理解本文所公开的各种实施例的上述及其他特征及优点，附图中：

图1是根据本公开的各种实施例的LED开关装置的透视图；

图2是安装到引线框上的电致发光半导体芯片的剖视图；

图3A是第二实施例的具有额外的电致发光半导体芯片的LED开关装置的侧视图；

图3B是图3A所示的第二实施例的LED开关的顶视图；

图4A是第三实施例的包括一对触摸传感器感应点的LED开关装置的侧视图；

图4B是图4A所示的第三实施例的LED开关装置的顶视图；

图5A是第四实施例的包括一对触摸传感器感应点和多个电致发光半导体芯片的LED开关装置的侧视图；

图5B是图5A所示的第四实施例的LED开关装置的主视图；

图5C是图5A和5B所示的第四实施例的LED开关装置的顶视图；

图6A是第五实施例的具有表面贴装器件(SMD)封装的LED开关装置的顶视图；

图6B是图6A所示的SMD封装的LED开关装置的透视图，其中的抠图视图示出了所选择的内部部分；

图7是示出利用了与LED输出驱动器和触摸传感器控制器连接的LED开关装置的基本应用的框图；

图8A是第六实施例的其中嵌入了触摸传感器控制器的LED开关装置的分解透视图；

图8B是图8A所示的第六实施例的LED开关装置的透视图；

图9是控制开关以及受其控制的吊扇灯具的透视图，其中利用了图8A和图8B所示的第六实施例的LED开关装置的控制开关被放大；

图10是示出了被构造来控制如图9所示的吊扇灯具的第六实施例的LED开关装置的框图；

图11示出了一种LED开关装置阵列在交互式贺卡中的示例性使用；

图12示出了另一种多个LED开关装置在遥控器中的示例性使用，其中示出了遥控器的顶视图；

图13A和13B是图12所示的遥控器的电路的详细示意图；

图14示出了包括交互式LED显示面板的LED开关装置的大阵列；

图15示出了由用在绘图界面中的LED开关装置的大阵列构成的LED显示面板；

图16示出了用在交互式教学界面中的LED显示面板；

图17A和图17B示出了包括LED开关装置阵列的交互式玩偶；

图18是用在图17A和17B中所示的本公开的交互式玩偶中的阵列组件的分解透视图；

图19A、图19B和图19C是交互式玩偶的电路的详细示意图；

图20是利用LED开关装置阵列的消毒装置的分解视图；

图21A、图21B和图21C示出了各种使用状态下的图20所示的消毒装置。

在全部附图和详细描述中使用相同的参考标号来指示相同的元件。

具体实施方式

本公开设想了一种发光二极管(LED)开关装置和阵列。下面结合附图进行详细说明，以对这些装置的一些当前设想的实施例进行说明，并不旨在描绘所公开发明可以被开发或利用的全部形式。说明结合图示实施例陈述了各种功能和特征。但也能够通过不同的实施例实现相同或等价的功能，这些不同的实施例同样应当涵盖于本公开的范围之內。还应理解，相关术语(如第一、第二等)的使用仅用于将一个实体与另一个实体区分开，而非必须要求或暗示在这些实体之间存在任何实际的这种关系或次序。

图1示出了目前设想的LED开关装置10的一个实施例，其包括第一极性引线12、第二极性引线14和触摸传感器引线15。一般LED以及特定的LED开关装置10可以具有共阴极或共阳极构造。在共阴极构造中，第一极性引线12对应于阴极，而第二极性引线14对应于阳极。在共阳极构造中，第一极性引线12对应于阳极，而第二极性引线14对应于阴极。

虽然本文所公开的实施例具有共阴极构造，但本领域的普通技术人员将认识到，这些设想的特征也适用于共阳极构造。由此，虽然各种特征被描述为特别针对阳极或阴极，但这些术语的使用是为了与所给出的示例保持一致。例如，第一极性引线12在共阴极构造中被称为阴极引线，但在共阳极构造中，第一极性引线12可以相应地作为阳极引线。另外，将术语阳极或阴极用作各种组件的修饰词同样不旨在限制，而是特别针对使用这些术语所暗示的电流流动方向。因此，术语阳极可以指电流进入LED开关装置10的电极，也可以指电流流出LED开关装置10的电极。

第一极性/阴极引线12在结构上与第一极性/阴极引线框砧16相连，这两者是导电的。阴极引线框砧16被嵌入壳体18中，其中壳体18为具有底端19和相对的顶端21的基本上为圆柱体的构造。更详细地，阴极引线框砧16可以被放大，即，比阴极引线12更厚和/或更宽，以提供刚性和支撑。阴极引线12的一部分也嵌入在壳体18中，其他部分从壳体18的底端19延伸出来。

此外，在壳体18中还嵌入了第二极性/阳极引线框柱20，其在结构上与第二极性/阳极引线14相连。与阴极引线12和阴极引线框砧16类似，阳极引线14和阳极引线框柱20也是导电的。阴极引线框砧16与阳极引线框柱20在结构上是独立的，并且在二者之间具有不同尺寸和形状变化的倾斜间隙22。虽然使用术语“砧”和“柱”来提及LED开关装置10中的引线框的某些特征，但应当认识到，这是为了区分几种特征时方便起见，而不构成任何限制。例如，砧也可被称为第一极性LED引线框，柱也可以被称为第二极性LED引线框。在某些情况下，术语的对应关系也可以相反。本技术领域的普通技术人员将能理解，类似的特征，不管是被称为砧、柱还是任何其他术语，均指的是本文所描述的相同的基本结构。

嵌入在壳体18中的另一组件是触摸传感器引线框23，其在结构上与触摸传感器引线15相连。同样，与上述其他引线、引线框砧、引线框柱类似，触摸传感器引线15和触摸传感器引线框23是导电的。阳极引线14和触摸传感器引线15均从壳体18的底端19延伸。在一些设想的实施例中，触摸传感器引线15可以被构造为与阳极引线14类似，除了它们的相关特征之外，这将在下面更充分地讨论。触摸传感器引线框23可以被构造为与阳极引线框柱20类似，因为其上没有安装电致发光半导体芯片28。事实上，在这些实施例中，这些组件可以是改变用途的阳极引线14和阳极引线框柱20。

另外参照图2，面对壳体18的顶端21的阴极引线框砧16的顶部部分24，定义了一个芯片安装坑26。根据LED开关装置10的各种实施例，电致发光半导体芯片28附接到阴极引线框砧16，特别地设置在芯片安装坑26内。在某些构造中，芯片安装坑26具有可选的反射面。电致发光半导体芯片28具有第一极性/阴极触点30和第二极性/阳极触点32。如上文所讨论的，电致发光半导体芯片28具有P-N结，随着电子流过P-N结中的空穴并且随着能级被降低，以特定波长发射光子。因此，阴极触点30是负极，而阳极触点32是正极。应当理解，通过改变P-N结的材料可以改变所发射的波长或颜色，具体地根据其带隙能量。

图2示出了直接安装到阴极引线框砧16上的电致发光半导体芯片28。但是,通过阴极触点30和第一引线键合34电连接至P-N结的N侧电极。也可以将阴极触点30直接连接至阴极引线框砧16。

如上文所述，根据各个实施例的LED开关装置10包括多个第二极性/阳极引线框柱20。第一阳极引线框柱20a(由于其功能也被称为LED引线框柱)电连接至电致发光半导体芯片28的阳极触点32，从而，通过第二引线键合36电连接至P-N结的P侧电极。这样，完成了从阳极引线14和阳极引线框柱20到电致发光半导体芯片，再到阴极引线框砧16和阴极引线12的电路。

电致发光半导体芯片28的安装方向和表面可以被优化以在一个或多个期望的方向上反射最大量的光。在这方面，因为壳体18的顶端21是通常的发射方向，因此电致发光半导体芯片28也如此取向。另外，为了聚焦发射光，壳体18可包括对发射光进行聚焦的透镜38。在进一步的细节中，设想将壳体18构造为由透明的或至少半透明的可以被着色为与发射光的颜色相匹配的环氧树脂材料构成。

虽然图1和图2中示出了发射一种颜色的单个电致发光半导体芯片28，但可以认识到，LED开关装置10中可以包括另外的任何数量的电致发光半导体芯片。一般来说，第一个电致发光半导体芯片28可以对应于第一可见光谱波长发光，第二个电致发光半导体芯片28可以对应于第二可见光谱波长发光，其中第一可见光谱发光的波长不同于第二可见光谱发光的波长。在一个示例性实施例中，用于产生红色光、绿色光和蓝色光的电致发光半导体芯片可以被并入LED开关装置10中，以产生由这些原色光组合而成的各种不同色调光谱。

再次参考图1，LED开关装置10包括触摸传感器引线框23，其在结构上与阳极引线框柱20独立并且与其电隔离。此外，触摸传感器引线框23可以连接到触摸传感器引线15。触摸传感器引线框23可以与电致发光半导体芯片28分开。虽然可以将电致发光半导体芯片28安装至触摸传感器引线框23，只要电路因此而没有被完成(即，没有连接到电源和/或接地)，但可以理解的是这样的电致发光半导体芯片基本上是无功能的。

触摸传感器引线框23连接至触摸传感器感应点39，触摸传感器感应点39被设想来用作测量人体电容的电极。应当理解，在一般情况下人体及其附属物(特别地如手指)典型地具有大约为22pF的电容值。如将要在下面进一步详细讨论的，可以使用额外的本领域中已知的各种形态的输入控制电路来确定通过触摸传感器感应点39检测到的电容值。因此，随着手指按压或移动到接近壳体18的表面，在触摸传感器感应点39上检测到的电容值会变化，该输入可用来触发额外的功能。根据图1中所示的LED开关装置10的实施例，触摸传感器引线框23还朝着壳体18的顶端21延伸。触摸传感器感应点39被嵌入在壳体18内，基本上沿着壳体18的周边延伸，并连接到触摸传感器引线框23。像这样，可以设想，放置在透镜38的任何部分上或附近的手指可被检测到。

设想LED开关装置10的几种不同的变型。参照图3A和图3B，第二实施例的LED开关装置10b包括另外形状的阴极引线框砧16，其在结构上与阴极引线12相连。附接至芯片安装坑26的是第一电致发光半导体芯片28a和第二电致发光半导体芯片28b。如上文简要说明的，通过添加其他LED元件可以从单个LED开关装置10发射多个不同的颜色光/波长。在这个特定的例子中，第一电致发光半导体芯片28a可以发出红色波长的光，而第二电致发光半导体芯片28b可以发射绿色或蓝色波长的光。为了单独地控制这些电致发光半导体芯片28a、28b，在第一子集的阳极引线框柱20中，具有通过引线键合电连接至第一电致发光半导体芯片28a的第一阳极引线框柱20a和同样通过引线键合电连接至第二电致发光半导体芯片28b的第二阳极引线框柱20b。第一阳极引线框柱20a在结构上与第一阳极引线14a相连，第二阳极引线框柱20b在结构上与对应的第二阳极引线14b相连。

与上面所讨论的第一实施例的LED开关装置10相同，第二实施例的LED开关装置10b包括连接到一个触摸传感器感应点39的触摸传感器引线框23。同样，触摸传感器引线框23在结构上与触摸传感器引线15相连。触摸传感器感应点39被布置为接近壳体18的顶端21，并沿着壳体18的周边形成一个有部份缺口的圆环。此外，上述各组件均嵌入在透明的或至少半透明的壳体18内。

第三实施例的LED开关装置10c如图4A和图4B所示。与先前所描述的实施例的相似，存在在结构上与阴极引线12相连的阴极引线框砧16。同样，电致发光半导体芯片28附接到阴极引线框砧16的芯片安装坑。由于只有一个电致发光半导体芯片28，因此仅单一颜色波长被发射，并被传送至单个阳极引线框柱20的电流驱动，该单个阳极引线框柱20在结构上与阳极引线14相连。

代替单一的触摸传感器感应点39，第三实施例的LED开关装置10c设想了另外构造的两个分离的触摸传感器感应点39。在进一步的细节中，第一触摸传感器感应点42具有半圆形的构造并向内朝着壳体18的中心轴延伸。此外，第二触摸传感器感应点44与第一触摸传感器感应点42在横向上相对，但具有相同的半圆形的构造并向内朝着壳体18的中心轴延伸。第一触摸传感器感应点42在结构上与第一触摸传感器引线框23a以及第一触摸传感器引线15a相连。第二触摸传感器感应点44在结构上与第二触摸传感器引线框23b和第二触摸传感器引线15b相连。虽然提供了两个独立的触摸传感器感应点42、44，但是,可以理解的是，任何触摸输入可以分别或同时记录，从而提供额外的精确度。

参考图5A、图5B和图5C，第四实施例的LED开关装置10d包括阴极引线框砧16，其上安装有第一电致发光半导体芯片28a、第二电致发光半导体芯片28b和第三电致发光半导体芯片28c。在本实施例中，设想使用原色红色光、绿色光和蓝色光来再现全彩色光谱，因此，这三个电致发光半导体芯片28a-c对应于这三种原色光谱。阴极引线框砧16在结构上与阴极引线12相连。如下面将描述的，电致发光半导体芯片28a-c是独立可控的。

如图5A的最佳示出，存在在结构上与第一阳极引线14a相连的第一阳极引线框柱20a。此外，存在在结构上与第二阳极引线14b相连的第二阳极引线框柱20b以及在结构上与第三阳极引线14c相连的第三阳极引线框柱20c。可以理解，第一阳极引线框柱20a、第二阳极引线框柱20b和第三阳极引线框柱20c通过各个引线键合电连接至第一电致发光半导体芯片28a、第二电致发光半导体芯片28b和第三电致发光半导体芯片28c中的相应的一个。阳极引线框柱20沿着单个横轴定向。

图5B和图5C最佳地示出了与上述阳极引线框柱20呈垂直关系定向的第一触摸传感器引线框23a和第二触摸传感器引线框23b。然而，这些触摸传感器引线框23还可以如阳极引线框柱20一样沿着单个横轴定向。第一触摸传感器引线框23a在结构上与第一触摸传感器引线15a以及第一触摸传感器感应点42相连。第二触摸传感器引线框23b在结构上与第二触摸传感器引线15b以及第二触摸传感器感应点44相连。与上述第三实施例的LED开关装置10c相似，第一触摸传感器感应点42具有与同样具有半圆形构造的第二触摸传感器感应点44相对的半圆形构造。第一触摸传感器引线框23a具有延伸第一触摸传感器感应点42的覆盖区域的弯曲部分43。第二触摸传感器引线框23b类似地具有使第二触摸传感器感应点44朝向壳体18的外部延伸的对应弯曲部分45。

从前述示例可以看出，LED开关装置10可以被以多种方式构造，特别是关于电致发光半导体芯片28和触摸传感器感应点39或触摸传感器感应点42、44的构造。这些示例并不意在限制，基于对本公开的适当的理解，本领域普通技术人员将能够开发出进一步的替代选择。

前述示例均被构造为适合于安装在常规的印刷电路板上的通孔圆柱封装。再次参考图1，引线12、14包括止动挡块46，其限制插入印刷电路板上的孔中的程度。然而，可以理解的是，LED开关装置10的特征可以合并到任何封装形状中，包括圆形圆顶、圆形平顶、矩形平顶、三角形或方形平顶等等。对于这些不同的形状，各种尺寸都是可行的。同样，触摸传感器感应点42、44以及包括第一极性引线12、第二极性引线14和触摸传感器引线15的各种引线的定向可以在各个方向上从壳体18延伸，诸如从侧面成一个角度延伸等等。本技术领域普通技术人员将会理解，所呈现的具体形状因素仅作为示例，根据在这些具体形状因素的上下文中公开的特征，能够容易地通过替代的形状因素实现这些特征，无论替代的形状因素是目前已知的还是未知的。

如图6A和图6B的最佳示出，另一实施例的LED开关装置10e设想使用表面贴装器件(SMD)封装。更具体地说，存在托架48，用于连接到外部元件的引线50a-50f从其延伸。在图示的实施例中，存在具有第一照明颜色光的第一电致发光半导体芯片28a、具有第二照明颜色光的第二电致发光半导体芯片28b、和具有第三照明颜色光的第三电致发光半导体芯片28c。第六引线50f在结构上与第六引线框51f相连并且共电，第一电致发光半导体芯片28a安装在第六引线框51f上并且与其电连接。第五引线50e在结构上与第五引线框51e相连并且共电，第二电致发光半导体芯片28b安装在第五引线框51e上并且与其电连接。此外，第四引线50d在结构上与第四引线框51d相连并且共电，第三电致发光半导体芯片28c安装在第四引线框51d上并且与其电连接。第二引线50b在结构上与第二引线框51b相连并且共电，第二引线框51b用作电致发光半导体芯片28a-c的公共阳极。电致发光半导体芯片28a-c中每一个的阳极通过对应的引线键合34a-c电连接至第二引线框51b，同时与各个引线框51d、51e和51f的触点通过导电粘合剂分别设置在电致发光半导体晶片28a-c的阴极上。

LED开关装置10e还包括第一触摸传感器感应点54a，其安装至第一引线框51a并与其共电，第一引线框51a也被称为第一触摸传感器引线框47a。第三引线50c可以被理解为在结构上与第三引线框51c相连。此外，第二触摸传感器感应点54b安装至第三引线框51c并与其共电，第三引线框51c也被称为第二触摸传感器引线框47b。第三引线框51c在结构上与第三引线50c相连。LED开关装置10e中采用的触摸传感器感应点54和触摸传感器引线框47的大小、形状以及总体构造或形状因素仅被以示例形式呈现，其可以被以与图6B所示的不同的方式构造。

托架48可封装各个引线框51a-f的部分，电致发光半导体芯片28a-28c设置在托架48内。然而，托架48定义了一个开口55，触摸传感器感应点54和/或电致发光半导体芯片28通过该开口55暴露。存在封装这些组件的透明或部分半透明的壳体52。在一些实施例的SMD封装中，触摸传感器感应点54的部分或全部可以被封装在托架48内，并且可以不通过壳体52暴露。应当理解，虽然已经示出和描述了特定的表面贴装封装的结构设计和形状因素，但还可以利用其它的表面贴装封装的结构设计和形状因素。

在考虑了一些实施例的LED开关装置10的基本部分之后，下面对其一个使用示例进行说明。参考图7的框图，LED开关装置10被连接到LED驱动器56以及触摸传感器控制器58。在一个实施例中，触摸传感器控制器58是来自中国中国台湾新竹的义隆电子(Elan Microelectronics)公司的eKT2101电容触摸板控制器集成电路。可以理解，LED驱动器56在输出线57上产生电信号，其通过阳极引线14和阳极引线框柱20发送，以根据常规技术激活电致发光半导体芯片28。此外，可以理解，触摸传感器控制器58的输入线59连接到触摸传感器引线15和触摸传感器引线框23，使得触摸输入，即触摸传感器感应点39上的相应电容变化被检测到。LED驱动器56的输出可以通过数据处理装置60或控制器被激活，进一步的细节将在下文描述。此外，触摸传感器控制器58可以在检测到触摸输入时产生表示触摸传感器的数据信号，并将该数据信号发送到数据处理装置60。基于这样的触摸输入以及可能的其他类型的输入，可以产生对LED驱动器56的适当响应。

在上面讨论的实施例中，触摸传感器控制器58被理解为与LED开关装置10分开。然而，如图8A和图8B所示，又一实施例的LED开关装置10f包括嵌入的印刷电路板62，LED开关装置控制器集成电路64安装在其上。可以设想，LED开关装置控制器集成电路64将LED驱动器56、触摸传感器控制器58和数据处理装置60的功能结合到一个封装中。与其他变型一样，第一电致发光半导体芯片28a和第二电致发光半导体芯片28b嵌入在壳体18内，虽然它们被安装到印刷电路板62上。

电源引线180和接地引线182被附接到印刷电路板62，并被理解为对LED开关装置10f提供电源/接地。特别地，LED开关装置控制器集成电路64的电源和接地连接与电源引线180和接地引线182电连通，被理解为从而提供电力来驱动触摸传感器控制器58、LED驱动器56和数据处理装置60。

如上文所述，第一触摸传感器感应点42和第二触摸传感器感应点44是用于检测电容的变化的电极，其自身不产生通常用于数据处理装置60的数据传输的信号。LED开关装置控制器集成电路64被理解为检测电容的变化。在LED开关装置10f中，被理解为具有两个电极，即，第一触摸传感器感应点42和第二触摸传感器感应点44，这两个电极分別连接到LED开关装置控制器集成电路64不同的独立输入。

LED开关装置10f具有两个输出端，即第一输出引线168和第二输出引线169。可以在第一输出引线168上产生表示第一触摸传感器感应点42被激活的信号，而在第二输出引线169上产生表示第二触摸传感器感应点44被激活的另一个信号。利用嵌入到LED开关装置10f中的数据处理装置60的功能，可以产生除了这种简单的直接与触摸传感器控制器58关联(tied)的指示之外的其他输出。换句话说，输出引线168、169处产生的输出可以独立于通过触摸传感器感应点42、44检测到的输入。如下文进一步详细描述的，可以对触摸传感器控制器58检测到的触摸输入进行进一步处理以控制各种外部装置。因此，可以明确地想到可以提供附加的输出引线。

除了两个输出，LED开关装置10f还具有输入引线170，通过输入引线170可以连接各种外部输入。接收到的输入可以被用来控制电致发光半导体装置28a、28b的发光，同样，由于并入了数据处理装置60的功能，会产生除了激活或关闭之外的更复杂的响应，如调光、混色、闪烁等。

由于接触第一触摸传感器感应点42或第二触摸传感器感应点44之一会从LED开关装置控制器集成电路64产生不同的响应，因此可以设想额外的视觉隔离。壳体18的顶端21具有凹面，其具有被分成第一段172和第二段174的椭圆形轮廓。因此，触摸第一段172被理解为触动(trip)第一触摸传感器感应点42，其导致在第一输出引线168上产生输出，而触摸第二段174会触动第二触摸传感器感应点44，从而在第二输出引线169上产生输出。同时触摸第一段172和第二段174二者会导致在第一输出引线168和第二输出引线169二者上的输出。在大多数情况下，来自两个电致发光半导体芯片28的输出独立于任何触摸输入，因为它们是由数据处理装置60响应于触摸输入而独立控制的。

虽然本文描述了简单的开/关功能，但本技术领域的普通技术人员将会理解，对触摸输入提供更精细程度的感应能力是可行的，例如对放置于其部份位置之上面、从一处至另一处的滑动等等的感应。具有本领域普通技术的人员能够理解将多种功能并入LED开关装置10的单一封装的各种变型。

如显而易见的，LED开关装置10及其不同的构造可用于各种各样的应用中。参照图9，上述的LED开关装置10f可以被用作壁挂式控制开关220，用于控制吊扇灯具222的各种功能。另外参照图10的框图，吊扇灯具222包括由电机226转动的风扇叶片224。由于驱动电机226需要大电流，因此提供了单独从外部源获取电力的风扇驱动器电路228。由此，吊扇灯具222包括灯230，其在激活后照亮房间。与电机226类似，灯230也具有比LED开关装置10f所能提供的更高的电流/功率需求，因此提供了灯驱动器电路232以从外部源获取电力。风扇驱动器电路228和灯驱动器电路232由LED开关装置10f根据其接收到的输入进行控制，并且可以包括风扇叶片224的旋转速度的改变(快速、中速、慢速)、以及灯230的强度/变暗水平。也可以通过灯驱动器电路232产生表示灯230的实际发光水平的反应信号，并将其返馈到LED开关装置10f。风扇叶片224、电机226、和风扇驱动器电路228可被整体称作风扇单元229，而灯230和灯驱动器电路232将被整体称作灯单元233。但也将认识到，风扇单元229和灯单元233可以包括其它附加组件。

控制开关220包括一个常规的壁板234，壁板234内限定了插座236。LED开关组件238安装在壁板234上。壁板234可以预先固定到墙体结构239上，从而可将LED开关组件238设想为对原本已经安装了机械式开关等装置的简单置换/改造。

LED开关组件238包括中央安装的LED开关装置10f以及背光状态指示器240。如上文所示，LED开关装置10f可以包括具有红色照明光的第一电致发光半导体芯片28a。另外，第二电致发光半导体芯片28b可以具有绿色照明光。作为示例，可将这两种颜色光用作状态显示，表示风扇或灯中的一个将在该状态下被LED开关装置10f所接收到的任何输入控制。比如，红色照明光可以显示灯230将被控制，而绿色照明光可以显示风扇单元229将被控制。将手指从第一段172滑动到第二段174代表降低功率，其在灯单元233被控制的情况下，调暗灯的照明水平。在风扇单元229被控制的情况下，电机226的旋转速度被降低。触摸在第二段174上保持的时间越长，则光变暗/电机转速降低得越多。在反方向上从第二段174向第一段172滑动手指可以使亮度/速度增加。快速点击第一段172和第二段174二者能够立刻打开或关闭灯单元233或风扇单元229。同时按下第一段172和第二段174二者并保持定位于其上可以从灯单元233的控制模式切换到风扇单元229的控制模式，反之亦然。可以在数据处理装置60上将这些控制序列编程为检测到的输入和所产生的响应的一组可执行指令。虽然已经描述了一个特定的控制序列，但可以理解的是，任何其他的控制序列也可以被实现为由数据处理装置60执行的不同指令。

图11示出了LED开关装置10的另一种应用，其为包括具有蜡烛的蛋糕的印刷描绘的贺卡70。贺卡70定义了切口72，通过该切口72示出LED开关装置10，并且切口72对应于所描绘的蜡烛火焰的位置。因此，发光的LED开关装置10用于模仿点燃的蜡烛的外观。对不同的LED开关装置10可以使用交替的颜色光。首先，所有的LED开关装置10可以通过接触开关74而在打开卡70时被点亮。收卡人的手指可以划过LED开关装置10使其关灭，从而模拟蜡烛的“吹灭”。总体上，本实施例示出了LED开关装置10的阵列78的使用和基本构造，每个LED开关装置10由LED驱动器源基于通过触摸传感器控制器58接收到的输入来控制。

贺卡70可以具有不同的操作模式。可以设想，LED开关装置10具有至少两个电致发光半导体芯片28，一个为红色光，另一个为蓝色光或绿色光。当贺卡70第一次被打开时，所有的LED开关装置10可被接通为红色光，并且可选地进行闪烁。可以产生简单的乐曲，并可由收卡人的手指划过LED开关装置10来激活电致发光半导体芯片28的次生(secondary)颜色光。因此，在同时激活红色光和蓝色光时，得到粉红色光的输出，而在同时激活红色光和绿色光时，得到黄色光的输出。可以在播放乐曲的同时记录激活序列，从而可以在一个延迟后或在乐曲结束后，重放该序列。在没有记录功能的情况下，触摸LED开关装置10可以激活次生颜色光。

图12示出了LED开关装置10在遥控器80中的另一种应用，遥控器80通常具有对应于向前方向82、相对的反方向84，向左方向86和向右方向88的输入。遥控器80包括用户的手92手持的壳体90。壳体90具有大致平坦的前表面91，包括覆盖在LED开关装置10上的透明或半透明的聚酯薄板或膜93。薄板93上可以压印各种符号和字符，分别代表下面的LED开关装置10能够调用的各种功能。还可以认为，薄板93可以具有透明或半透明的部分、和对应于压印的符号和字符的不透明部分。可以提供具有切口的放在下面的不透明基板。

对于向前方向82，具有单个向前方向的LED开关装置94，对于相反的方向84，具有单个相反方向的LED开关装置96，这二者都安装在壳体90的薄板93的下面。通过将手指定位在LED开关装置94、96上，可以产生其代表信号并将其通过射频发送至主机(base)接收器。

对于侧面方向86和88，具有由第一LED开关装置100a、第二LED开关装置100b、第三LED开关装置100c、第四LED开关装置100d和第五LED开关装置100e构成的阵列98。这些LED开关装置100中的每一个都安装在薄板93的下面，并且可以具有不同的发光颜色。转向的程度是可变的，并取决于五个LED开关装置100中的哪一个通过将手指定位于其上而被激活。作为替换，手指从左向右或从右向左滑过的速率可确定接收装置所表现出的转向程度。

遥控器80可以被用作一些交互系统的控制装置，这些交互系统包括无线电控制的车辆和玩具、视频游戏等等。如上文所示，所提供的输入可以是简单的开/关，也可以通过使用多个LED开关装置10的阵列提供各种程度的输入。

关于其功能，遥控器80被理解为具有上文参照图7的框图描述的相似的基本结构。参照图13A和图13B的示意图，提供一种微控制器或数据处理装置60。如以上简要说明的，数据处理装置60被配置为执行一系列预编程的指令，这些指令基于所提供的输入产生特定的输出。数据处理装置60被理解为具有运算逻辑单元、各种寄存器、指令译码器和控制单元，这是典型的数据处理装置。还可以包括内部随机存取存储器、以及用于预存频繁使用的数据(如语音和移动序列)的只读存储器。作为示例，可编程的数据处理装置60是16位的数字信号处理(DSP)集成电路。一种市售的选项是来自中国中国台湾新竹的义隆电子公司的eSL系列IC，虽然可以容易地用任何其他合适的IC器件代替。

在进一步的细节中，数据处理装置60具有至少一个输入端口201和多个输出端口202。输出端口202连接到LED开关装置10以及触摸传感器控制器58，将在下文详述。在图示的实施例中，电致发光半导体装置的阳极连接到电源，而其阴极连接到一个晶体管的集电极。晶体管的基极连接到数据处理装置60的输出端口202，从而，当晶体管被输出端口202上产生的高电压偏置导通时，电致发光半导体(以致LED)被接通。另一方面，当晶体管被输出端口202上的低电压偏置关断时，LED被关闭。

LED开关装置10的触摸传感器引线15被连接到触摸传感器控制器58，如上文所述，其检测电容的变化。在检测到电容变化时，产生相应的信号作为输出，并将其传送至数据处理装置60的被标记为PA7的输入端口201。在进一步的细节中，数据处理装置60通过串行外设接口(SPI)设备间通信装置与触摸传感器控制器58进行通信。因此，使用单个数据输入端口201作为串行通信系统。针对片选线(TPreg)的第一输出端口202a连接至触摸传感器控制器58(具体地连接至触摸传感器控制器58的引脚4)，以向触摸传感器控制器58指示数据处理装置60准备好了接收数据。此外，为串行时钟线(SCK)指定的第二输出端口202b也被连接至触摸传感器控制器58(具体地连接至触摸传感器控制器58的引脚21和引脚24)，以提供时钟同步信号。针对串行数据输出线(SDO)的第三输出端口202C连接至触摸传感器控制器58的引脚20，这被理解为为了遵守SPI标准所规定的主从布置的目的。输入到被指定为串行数据输入线(SDI)的输入端口201的信号被连接到触摸传感器控制器58的引脚22，并被设想为包括在检测输入时所根据的与LED开关装置10的标识相关的数据等。与触摸传感器控制器58的功能有关的其他数据也可以被传送。

可以设想，数据处理装置60被以可执行指令编程，其响应于在检测到LED开关装置10上的触摸时产生的来自触摸传感器控制器58的输入，向输出端口202产生特定的输出并将其反映在所连接的LED开关装置10上。由此，如上文针对贺卡70所讨论的，能够在被触摸时开启或关闭特定的LED。此外，由遥控器80针对板上LED的激活和关闭提供的功能由数据处理装置60来实现。

可以为遥控器80设想各种其他功能。如上文所简述的，遥控器80可以将指令发送至主机接收器。这种数据传输功能是由射频收发器集成电路204操作的。其操作频率被理解为约2.4GHz，但是也可以使用任意其他频率代替。由此，射频传输不是必需的，可以使用其他无线或有线传输方式来代替。除了数据传输，遥控器80包括由同样连接到数据处理装置60的电机206实现的力反馈特征。类似地，通过压电蜂鸣器208和/或扬声器210产生声音输出。如果需要，可以通过压电蜂鸣器208和/或麦克风212向数据处理装置60提供声音输入。

应当理解，LED开关装置10的应用是可扩展的。参照图14，壁挂式LED显示面板102由能够发射宽范围的可见光谱颜色的LED开关装置10的行和列构成。LED显示面板102被配置为通过用特定的颜色和强度激活和关闭LED开关装置10来显示图像。作为示例，LED显示面板102上所示的界面被分成左栏104和右列106，其分别包括图标108、110。

选择左栏104中的图标108中的一个被理解为选择了显示在LED显示面板102上的角色112的特征的特定动画。如本文所利用的，选择或触摸图标108中的一个被理解为是指将身体一部分放置在LED显示面板102中与输出该特定的一个图标108相对应的一个或多个LED开关装置10上或与其很近。在一种设想的序列中，触摸左栏第一个图标108a激活嘴部114的动画，而触摸左栏第二个图标108b激活耳朵116的动画。触摸左栏第三个图标108c激活腿部118的动画，而选择左栏第四个图标108d激活尾巴120的动画。一旦触摸了任意图标108，则通过对该图标施加例如高亮的强调来提供视觉反馈。

另一方面，触摸右栏106中的图标110中的一个被理解为选择特定的输出声音信号。触摸右栏第一个图标110a被理解为产生鸣号声音，触摸右栏第二个图标110b产生“昆(spring)”或“嘣(boing)”类型的声音。此外，触摸右栏第三个图标110c产生单车喇叭声音，而触摸右栏第四个图标110d产生鼓声。

在图15所示的另一实施例中，LED显示面板102可以被配置为图片绘制界面250。如上文所示，LED显示面板102是LED开关装置10排列成行和成列的阵列，并且可以发射可见光谱范围内的宽范围的颜色。同样，通过激活和关闭特定的LED开关装置10可以显示各种图像。在所设想的图片绘制界面250中，屏幕区域被分隔成上部的绘图板部分252和下部的调色板部分254，在调色板部分254中显示一系列的图标256，每一个图标具有不同的颜色。因此，可以设想，下部的调色板部分254类似于传统的画家的调色板。选择图标256中的一个被理解为选择了要使用的相应颜色，下面将进一步详细描述。

触摸第一个颜色图标256a允许用户以所选择的颜色在绘图板部分252上“绘画”。即，当用户触摸或靠近某一/多个特定的LED开关装置时，该一个或多个LED开关装置将以所选择的颜色被点亮。可以设想，选择第二个颜色图标256b将以新选择的颜色来改变绘画颜色。同样，随着用户触摸或靠近某一/多个特定的LED开关装置，其将以该颜色被点亮。另外，可以提供橡皮擦图标258，当橡皮擦图标258被选择时，其将被触摸的LED开关装置10的响应变为关闭而不是以当颜色图标256被选择或激活时所选的颜色激活。如上文所述，标准触摸输入可以具有各种变型，在图片绘制界面250的情况下，保持触摸橡皮擦图标258预定的时间长度可以关闭整个LED显示面板102。LED显示面板102可以被进一步微型化以增强其便携度。

在图16所示的特定示例性实施例中，教师260可以利用教室中的LED显示面板102作为交互教学界面251来指示学生262看各种不同的题材。例如，可以通过指引学生262以不同的颜色绘制不同的形状(包括以第一颜色绘制矩形264、以第二颜色绘制三角形266和以第三颜色绘制圆268)来教授形状和颜色的概念。

此外，可以通过在显示面板102上描绘单词、字母和数字来教授学生262这些字符。对于进一步的功能，可以将LED显示面板102连接至数据处理装置，以使得可以执行能够进行字符识别的软件应用程序。基于LED显示面板102上的输入，由特定的输入序列所表示的字母和单词可以相应地输出。仅作为示例而不是限制，该输出可以是所输入并识别的字母和单词的发音。在数学教学的情况下，可以对描绘在LED显示面板102上的数字和/或公式270进行验证或纠正，以基于正确或错误的输入产生适当的声音和视觉输出。这种声音输出可以包括正确时的“欢呼”声、或者错误时的“呃-哦”感叹。因此，交互式教学界面251使老师和学生互动，从而大大提高了教学效果和学习兴趣。

可以理解的是许多教育和娱乐应用都是可行的。

虽然在图14、图15和图16中仅示出了人体大小的中等尺寸的LED显示面板102，但也可以设想覆盖整个墙壁等的较大的LED显示面板。应当理解，在这样的面板102上产生的图形可能差别很大，因为是响应于各种类型的用户输入而产生这样的图形的方式。此外，LED显示面板102可被用作较大的传统的LED显示面板的遥控器或界面，其中在LED显示面板102上产生的输入和响应被发送到该较大的显示面板来显示。

还可以设想利用LED开关装置10的其他的更复杂的游戏图案。参照图17A，人格化的交互式熊玩偶122具有主体部分124、一双腿126、一对上臂128和头130。可以理解，交互式玩偶122可以扮成人类、熊以外的其他动物(如狗、猫、兔、鸟等等)、或任何其他实际的或想象的角色。由此，上述交互式玩偶122的特征仅作为示例，而不构成限制。

玩偶的主体部分124包括具有专用LED开关装置10的矩阵组件132。如图18进一步详细例示的，矩阵组件132包括印刷电路板134，在印刷电路板134上将LED开关装置10安装成一系列的行136和列138。如图所示，矩阵四个角中的每一个上省略一个LED开关装置10，因此，LED开关装置10的总数为77。设置在中央的LED开关装置10的高度可以高于设置在外围的LED开关装置10，以便限定一个大致球形的轮廓。光导140被安装在印刷电路板上，其类似地定义了与LED开关装置10的位置相对应的孔的行142和列144。应当理解，光导140为光发射导向。轮廓匹配的球面顶盖145安装在光导140和LED开关装置10的矩阵上。

还已知构造矩阵组件132的其他方式。一种低成本的技术涉及以上述矩阵形式在印刷电路板134的各个面和层上安装和/或蚀刻各个阴极引线框砧16、阳极引线框柱20、触摸传感器引线框23、电致发光半导体芯片28和触摸传感器感应点39。此后，对电致发光半导体芯片28进行引线键合，以使得各个阴极引线框砧16和阳极引线框柱20电连接至电致发光半导体芯片28的各个阴极触点30和阳极触点32。然后可将整个矩阵封装到单个壳体中。具有本领域普通技术的人员能够知晓这种处理及其他处理的细节。

参照图17A和图17B，现在考虑交互式玩偶122的许多可能的游戏形式中的一种。如图17A所特别示出的，该形式以在LED开关装置矩阵上产生字母、数字、形状或物体的轮廓线图148开始。在这一阶段，光点可以为单个颜色。然后，扬声器可以发出声音，其向玩家发送声音信号以使其根据矩阵上出现的序列用他的或她的手指、或者另外的电容元件来描绘该图案的线。

具体地，参照图17B，用户可以沿着线描绘，当手指描绘或覆盖了初始点亮的特定的LED开关装置10时，这些LED开关装置10可以变为不同的颜色光点，如改变了的LED开关装置150所示。随着用户的前进，可以产生进一步的可听见的声音信号鼓励以完成该图案。一旦成功地完成了该图案的描绘并检测到该图案的完成，则扬声器可以发出祝贺消息并产生各种灯光效果。同样，应当理解，这种序列的提出仅作为示例而不构成限制。其他游戏形式也被认为能够被本领域的普通技术人员设想到。

交互式玩偶122被理解为具有与上述相似的基本结构。更具体地，如图19A、图19B、图19C的示意图中所示，交互式玩偶122包括微控制器或数据处理装置60，其具有多个输入端口201和多个输出端口202。输出端口202连接到LED开关装置10，其被布置为9×9(-4)或77个单元的矩阵214。

作为矩阵214中的每个LED的开关装置10的一部分的第一组触摸传感器引线215a被连接到第一触摸传感器控制器58a，而同样作为矩阵214中的每个LED开关装置10的一部分的第二组触摸传感器引线215b被连接到第二触摸传感器控制器58b。如上文所指出的，触摸传感器控制器58在各触摸传感器感应点39上检测电容变化。一旦检测到，产生一个代表信号作为输出，该输出被连接到数据处理装置60的输入端口201。但是，在一些实施例中，触摸传感器控制器58可以合并到数据处理装置60中。在进一步的细节中，用可执行指令来对数据处理装置60进行编程，以使其基于特定的输入向输出端口202产生特定的输出，特别地实现上述游戏形式。

交互式玩偶122通过压电蜂鸣器208和/或扬声器210产生可听见的声音输出。一个或多个电机206可以被机械地链接到腿部126、臂部128或头部130以使其运动。除了上述功能之外，交互式玩偶122还具有另外的功能，诸如通过例如包括发射器216a和接收器216b的红外收发器216操作的数据传输。

上述LED开关装置10的应用中已涉及从其发射可见光谱的波长。但是，其不作为限制，并且甚至还可以设想发射紫外光谱中的波长。参照图20，提供了一种消毒装置280，其具有另一实施例的紫外LED开关装置阵列282。可以认识到，可以用紫外线辐射来对各种表面进行杀菌、卫生、消毒等处理，目前设想的消毒装置280适合于这些处理。

为了上下文的目的，一种已知的容易产生细菌、病毒等的表面是马桶284。更具体地，马桶284包括坐便器286，其中沉积各种排泄物。马桶284可以包括座位285，其装配在坐便器286上从而提供可使用的单独接触面。水箱288中保持的水被用来在冲水手柄289被按下之后将坐便器286中的排泄物冲洗到下水道系统中。不幸的是，作为冲洗过程的一部分，含有细菌和病毒的小水滴可能从坐便器向上和向外喷射，从而污染马桶284的外表面，包括座位285。结果，座位285会成为将污染物转移到其用户的渠道。

座位285具有平坦的边缘部分290，其中心部分内限定有一个孔292。平坦的边缘部分290的内围294具有埋头构造，其中安装有紫外LED开关装置阵列282。更详细地，每个紫外LED开关装置阵列282可以包括一个或多个LED开关装置10，这些LED开关装置10被安装在半圆形的印刷电路板296上。这里的LED开关装置10被理解为具有一个或多个能够发出紫外线波长的电致发光半导体芯片28。环形盖298固定在座位285上，从而封装紫外LED开关装置阵列282。可以设想，环形盖298由透明环氧树脂或聚合树脂构成，但是也可以利用任何其他适当的耐用材料。旁边部分300包括控制面板302以及包含用于驱动紫外LED开关装置阵列282的能源的电池盒304。

通过控制面板302可实现各种自动化特征。随着电容源接触或接近环形盖298和紫外LED开关装置阵列282，控制面板302可以接收到输入并对其进行处理，然后可以激活紫外线辐射。此外，随着电容源的消失(用户离开)，控制面板可以向冲水手柄自动化单元306发出信号来开动冲水手柄289，而无需用户介入。这种信号收发可以通过分别与冲水手柄自动化单元306和控制面板302相关联的一对互补的红外(IR)收发器模块308a和308b来实现。

如图21A-21C的最佳示出，特别是如图21A所示，电容源310接近马桶284及其座位285。此时，LED开关装置10未被激活来发射紫外线辐射，也没有通过电容式触摸感应获得(trip)到控制面板302的输入。图21B示出了座位285上的电容源310。因此，LED开关装置10的触摸传感器感应点将表现出电容的变化，并向控制面板302显示该变化。作为响应，LED开关装置10可被激活发出紫外线辐射312，以对电容源310消毒。如图21C所示随着电容源310的离开，LED开关装置10的触摸传感器感应点不再显示到控制面板302的输入，紫外线发射将会停止。同时，冲水手柄自动化单元306可以触发冲水手柄289从而冲洗马桶284并排出已沉积在坐便器286中的任何东西。

作为替换，开动冲水手柄289可激活向控制面板302的传输，以激活LED开关装置10。如上文所述，冲洗动作可能使沉积的污染物落在座位285的表面上。

可以认识到，尽管图21A-21C所示的电容源310被示为一只宠物猫，但可以用例如人类的任何其他电容源代替。由此，虽然描述了利用LED开关装置阵列的特定实施例消毒装置280，但也可以采用其他适当的形式。

已经公开了所设想的LED开关装置10的各种应用，包括室内照明调光开关220、交互式贺卡70、遥控器80、LED显示面板102、交互式玩偶122和消毒装置280。但是，这些仅作为示例，可以理解的是，许多其他的应用也是可行的。

本文中举出的特例作为示例，仅用于对本公开的实施例进行示例讨论的目的，以及为了提供认为有助于理解本发明的原理和概念方面的描述而提供。在这方面，并不试图提供本发明的更多不必要的特例的细节，结合附图的说明使得本领域的技术人员能够设想本发明在实际实施中的各种形式。