车用触摸显示面板类型及其解决方案
木中君 2022-12-01

  目前,触摸面板在全球已开始自成一项产业,作为一项先进的计算机输入设备,它是目前最简单、方便、自然的而且又适用于多媒体信息查询装备。触摸面板具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。但因应车上VCD/DVD多媒体及卫星导航GPS的普及化,触摸显示面板应用在汽车上也愈来愈普遍了,可使驾驶者或乘客可使用这项技术,只要用手指轻轻地触碰显示面板上的图符或文字就能实现对主机操作,从而使人、车、机三者交互输出入系统,这种技术极大方便了那些不懂计算机操作的用户,也赋予车用多媒体设备全新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互产品。

  为了操作上的方便,人们用触摸面板来替代鼠标或键盘。工作时,我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触控面板,再根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入,其主要架构是由触摸检测组件和触摸面板控制器组成。

  触摸检测部件安装在显示器面板前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标传送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

  以目前市场触摸面板来说,主要可分为五个基本类型;从技术原理来区别触摸面板,可分为:压力传感技术触摸面板、电阻技术触摸面板、电容技术触摸面板、红外线技术触摸面板、表面声波技术触摸面板。

  其中压力传感技术已退出市场;虽然红外线技术的价格低廉,但外框容易损坏而产生光干扰,在曲面时容易失真;电容式设计理论好,但影像失真的情况难以得到根本解决;电阻式的定位准确,但价格较高,面板也容易损坏;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,画面较为清晰也具抗暴效果,适于各种场合,但主要缺点是面板一旦有水滴或粉尘会使面板反应变的迟钝,甚至不工作。

  依目前触摸面板的工作原理和传输信息的介质,可将其分为:电阻式、红外线式、电容感应式及表面声波式,下表中可看出各类型触摸面板的特性分析介绍。

  一般具有触摸面板的信息产品,大多数放置在公共场所或室内,以利使用者操作使用;不过,要将看起来似乎很脆弱的设备放置在车上,这其中的差别相当大,如何确保在操作过程或放置过程中不会出现问题,现将一些常见问题介绍一下:

  与车上设备连接时可能出现的问题

  一般触摸面板适用于串口信号进行传输,从PS/2获取信号,而TPS面板是从主机电源直接取电,这是电气设计必须考虑的重点;另外,在结构上也相当重要,因为触摸面板是由特殊材料组成,本身容易损坏,在与车上设备整合时,可能有面板被压得太紧或太松而产生问题。再就是软件问题,主要是指驱动程序的安装,一台主机上不要安装两种或两种以上的触摸面板驱动程序,否则将导致无法使用。

  在市场上所看到的汽车用触摸面板使用温度普遍介于-40℃~85℃间,而根据车厂实测数据显示,夏季时车辆停放毫无遮荫的艳阳下,车内仪表板上方热点温度甚至可高达105℃,这就是为什么车内的录音卡带CD片等被烤得变形的原因了,所以车内温度最高并非只有85℃。当车内从高达100℃降到室温时,汽车音响与DVD都可以正常操作,但触摸面板有可能会因此而导致不正常的情况发生。以下是台湾主要触摸面板制造商产品的介绍,从中可以了解触摸面板主要技术原理、性能及应用。

  富晶通科技产品的主要技术原理是利用氧化铟锡(ITO)导电玻璃及导电薄膜(ITO Film)为主要原材料,同时在上下部透明电极间设有点隔片(Dot SPACer),当手指、触控笔或其它介质对上部电极施加压力,将使上下部电极间接通并产生电位差,进一步将施压介质的坐标位置显示于屏幕。

  富晶通触控面板的应用范围非常广泛,包括:便携式通讯、消费性电子及信息产品,如:个人数字助理、掌上型计算机(Palm-Sized PC)、电子字典、手写输入装置、信息家电(Information Appliance)、新一代数字宽频移动电话、股市信息显示器。交通运输工具用途,如:大型车辆记录器、GPS卫星导航系统、多媒体影音设备、车辆行驶信息显示器。

  工业用途,如:自动化控制系统、远程/中央监控系统、工作站操作系统、管理信息系统。公共信息用途,包括:机场导游系统、文物介绍系统、地政信息查询系统等。

  ELOTOUCH触摸显示屏玻璃板上覆有传送接收X轴及Y轴方向电压的传感器,触摸面板控制器向传输传感器发送5兆赫的电气信号,传感器随后便在玻璃板表面将该信号转换为超声波,而这些声波通过一束反射体直接穿透触控面板的正面反射体接收声波,并引导其通往接收传感器,然后传感器再将转换成电气信号,转为触摸面板表面的数字地图。

  其产品主要特点,包括:耐用抗刮玻璃表面,即便面板出现水滴附着或出现严重划痕也能正常、稳定无漂移运作,触控反应准确度高速度快、抗电子干扰、智能型触控反应;有平面曲面及柱面触控面板可供应及满足客户不同设计要求,另外,还能选用具有防眩效果的玻璃。

  万达光电在触摸面板方面有成熟的专业技术,创新开发出品质不错、且具价格优势的触控面板。除了拥有专业的触控面板制程技术外,万达光电的生产线也是最先进的,如高性能触控面板测试设备及全球知名的自动控制生产设备,并以严格的品管及更具效益的制程来生产高标准的触控产品。

  万达光电除了继续在触控面板领域保持领先外,其产品线相当丰富,包括:五线电阻式触控面板、电容式触控面板、五线电阻式控制器及四线电阻式控制器和电容式控制器。

  宇宙光电拥有亚洲地区唯一的无膜电容式触控技术(US专利)。无膜电容式触控技术突破传统制程,采用纯玻璃制程,即全部制程直接在玻璃上完成。因此具备硬度高、防水、防火、防尘、防刮、高透光度及高耐用等特性,其耐用度达到一般四线电阻式触控面板的50倍以上。宇宙光电的无膜电容式触控技术已通过台湾工业局自主性产品研发项目审核。

  无膜电容式触控技术所生产的TC-7000/TS-7000产品可应用于Kiosks、Gaming、ATM、Military、PublIC ACCess、MeDICal & AerosPACe等领域。

  随着TFT-LCD技术的日益提升,其显示面板增大且边框宽度缩短,而传统迷宫式电路制程无法随之缩短边框,造成贴合组装的障碍。银碳电路技术可完全解决此问题,使触控面板与TFT-LCD可完全密合。同时,银碳电路专利技术还可提高触控面板的线性功能,使触控功能更精确,银碳电路专利技术亦可简化触控面板制程,降低制造成本。

  良英车用触摸面板在经过Thermal shock -40℃~110℃测试100Cycle后,其准确率还能达到99%以上(即线性误差在1.0%以下),是值得车用设备厂商所信赖的触摸产品。触控面板最重要的特性在于触控准确性,一般的标准都以线性误差1.5%作为准则,但其车用产品触控误差仍在1.0%以下。

  其主要特点是该厂商的车用触摸面板结构为Film/Glass,比Glass/Glass结构安全许多,若不幸发生车祸事故时,不会因上层Glass破裂使人员受伤,具有防爆安全的特点,且Film/Glass结构按压触感比Glass/Glass好。

  创为精密的四、五、八触控面板的主要特性,可因应不同的设计适用于不同环境,尺寸也从3英吋到17英吋,标准品的产品线相当丰富。先进、精确的产品设计之下,获得全套的触摸面板的解决方案,包含:触摸面板、控制卡及驱动程序。

  在车厂普遍要求车上设备必须要具有高分辨率的同时,高透光度的显示产品能够依不同的厚度来加以设计。另外,创为精密的触摸面板控制器也具有RS-232及USB的传输接口,在驱动程序方面也有MICROSOFT O.S和 LINUX O.S,并经过严格的工业规格测试。

  接口光电为引进高品质的先进技术,与日本技术合作引进完整的触摸面板技术。其主要工作是对客户所委托订定新型Touch Panel的开发和量产制程。

  据接口光电表示,其实际生产良品率接近95%,。接口光电承袭了日本厂独特的非蚀刻制程,相较于一般制程技术,其主要特点有:提高寿命-蚀刻会伤及ITO并且残留光阻于玻璃表面,蚀刻制程将ITO浸入酸液中,造成ITO融化后导致表面损坏;成本降低-减少制程的酸碱添加以及废水处理程序,符合环保要求;直线性更佳-蚀刻去光阻步骤,避免造成线性劣化;可视区域加大-蚀刻制程必须在玻璃上将四条导线位置的ITO蚀刻后再印刷,需要较宽的空间。非蚀刻制程则不必,因此相同外型尺寸的触控面板,接口光电的产品具有较大的动作区。

  仕钦科技的触摸面板主要由上下二层薄层所构成,上层材质为聚脂类化合物,下层材质为玻璃,上面覆一层均匀的透明导电膜,二层平面间布有矩阵状的小点,用以支撑上下层,便其维持适当间距,当施以外力于上层平面时,借由与下层之接触而形成短路状态,依上下二层线路设计配合控制电路运作,能实时识别触控位置所在。

  在与四线电阻式相互比较后,其产品具有较低的飘移发生率和较高的触控分辨率、快速触控反应时间、以手触摸(戴手套触摸或笔式触摸皆可)、可承受较苛刻的表面污染、密紧式的组装、平面与球面的屏幕设计特点。适用于收款机、工业制程控制、手持式计算机医疗设备、手持式无线电话、办公室自动化设备及交通运输系统等。
 

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