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莫仕:電容式背光設計在汽車應用的五大設計挑戰

發布日期:2022-10-09 點擊率:86

【導讀】隨著移動設備在汽車的應用越來越多,人們希望汽車駕駛體驗能像使用移動設備那樣便捷,這促進了電容式開關的背光應用正大量增長。汽車 OEM 公司發現,將背光功能添加到觸摸式開關、表盤及按鈕當中,可以作為增強在同類競爭產品中的優勢,并且為汽車的內飾增添設計美感。

  

隨著移動設備在汽車的應用越來越多,人們希望汽車駕駛體驗能像使用移動設備那樣便捷,這促進了電容式開關的背光應用正大量增長。汽車 OEM 公司發現,將背光功能添加到觸摸式開關、表盤及按鈕當中,可以作為增強在同類競爭產品中的優勢,并且為汽車的內飾增添設計美感。

 

然而,將背光整合到電容式接口的技術卻充滿挑戰,增加了設計時間與成本。今天我們為大家介紹5種常見的挑戰及其解決方案。

 

挑戰一:光均勻度

 

照明效果均勻使控制面板的外觀顯得高端有品質。此外,電容控制面板可能由于LED板放置不當而變得暗淡,或者指示功能鍵出現模糊的熱點,造成用戶無法正確的操作面板。因此,品質優異的均勻照明效果可以改善儀表盤的使用效率,在整個過程中正確指導用戶應該如何操作。

 

均勻照明的一種方法就是從電容式表面上對 LED 進行支撐,為光線提供充足的空間,在整個指定的區域上散射開來。然而,在設計受到空間上的制約、需要超薄電容式開關的情況下,這種方法極難實現。

 

解決方案:

 

側射式的LED可以作為一種有效提供均勻照明的方法。由于是從側面而不是在垂直方向上來照亮,而且使用了導光管來向上重新引導光線,側射式 LED 并不需要與指定區域相隔一定的距離。如此一來,在達到所需光均勻度的同時,仍然可以限制住電容式開關的厚度。

 

由于光導管的亮度會稍微降低,重要的一點則是要使用高品質高效率的 LED。而且,設計本身也會影響到側射式 LED 發射出的光線的品質。光導管的選擇以及相對于 LED 的放置位置都會對亮度產生影響。

 

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挑戰二:光線透射

 

當光線從電容式按鈕或電容式開關中漏入到旁邊的按鈕或開關后,就會發生光線的透射。這會降低豪華車儀表盤的美感,并且妨礙開關的使用。與之相反的是,受照面之間應當留有一定的空間,作為電容式功能之間的一個過渡區。但現實情況是儀表盤的空間非常有限,當按鈕和其他的受照面緊緊挨在一起時,要確保將僅對指定的圖形進行照明是非常具有挑戰性的。

 

解決方案:

 

在汽車應用中,電容式開關能否做到超薄將具有至關重要作用的,有幾種側射式 LED 在指定的圖形中可以實現精準的照明效果。然而,這種解決方案對于一些設計預算來說成本可能過于高昂,在這種情況下,汽車內飾的設計人員可以和開關工程師一同來對圖形進行修改,在后部設置數量少一些的 LED燈珠,從而準確的照亮所需區域。

 

挑戰三:強光可視性

 

當室外光線過于強烈的時候,人們閱讀看智能手機屏幕時眼睛會產生不舒適的感覺。在使用車載電容式開關時,背光會向司機和其他乘客發出提醒,告知指令,這意味著這一功能必須全天候的清晰可見,而并非只在夜間使用。然而,使車載的電容式背光在日光充足的情況下仍然保持清晰可見,卻是一項艱巨的挑戰– 白天,背光的亮度必須超過日光。但是,當太陽落下后,則需要降低背光的亮度,避免使車上人員眼睛不適而引發駕駛危險。

 

解決方案:

 

提高LED燈珠的流明度,可以增強背光強光可視性。但是,LED的功率越大,成本就越高昂。此外,還需要將傳感器集成到電路中,以便根據環境光來自動調節LED的亮度。為了不超出預算的限制,則必須在設計上進行其他的調整,從而抵消高流明LED和增加傳感器產生的成本。

 

挑戰四:色彩匹配

 

汽車內飾領域一個居于前沿的趨勢就是LED氛圍照明,比如說,圍繞著儀表盤和中控的邊緣來布置發光燈帶。為了達到美觀的目的,按鈕和開關的背光應該和氛圍照明相匹配。然而,電容式電路會使得這項色彩匹配工作非常的棘手。

 

解決方案:

 

PEDOT是一種呈半透明狀的材料,可以作為一種有效的材料來制作背光電容式接口。電容式開關的設計人員在使用PEDOT時,應當對車輛氛圍燈的具體色彩進行評估,并與供應商合作,采購波長準確的LED,從而對PEDOT的輕微色彩做出補償,并且為氛圍照明進行色彩匹配。結果則是可以在整輛車的內飾中獲得均勻一致的照明,達到精巧美觀的效果。

 

挑戰五:觸覺反饋

 

出于安全上的考慮,觸覺反饋尤其適合用于車載電子設備。盡管智能手機和平板電腦僅提供視覺反饋已經足夠,但這卻會對駕駛員構成危險,因為駕駛員應該將視線放在路面上,而不是不時的瞥一下儀表盤。《心理學前沿》上的一篇白皮書引用的研究表明,在使用車載電子設備時,觸覺功能已經證明可以縮短反應時間,并且減輕駕駛時的認知負荷,最終可以增進駕駛員的安全性。

 

然而,要同時實現觸覺響應和背光功能,則會增加電子元件數量,這會給設計人員帶來對空間上的顧慮。并且,觸覺組件也許并不是半透明的,因而設計人員可能需要對 LED 做出補償,或者使用帶光導管的側射式LED,而這兩種方式都會進一步的增加空間上的限制。

 

解決方案:

 

柔性印刷電路 (FPC) 使設計人員能夠找到幾種途徑,同時將背光和觸覺反饋集成到電容式開關當中。FPC比PCB更輕更薄,從而對觸覺功能和LED的空間和重量加以補償。從理論上講,這種輕薄、可彎曲的電路可以做成3D形狀,提供工程師更多的選擇,可以把電路安裝在儀表板、中央控制臺或扶手上。

 

莫仕:電容式背光設計在汽車應用的五大設計挑戰

 

莫仕在電容式電路的設計與制造方面擁有40年以上的豐富經驗,每年為全球領先的汽車業 OEM廠商以及其他行業的客戶生產數以百萬件計的卷材。行業領先的專業經驗與出色的服務相輔相成,提供創新性的工程服務、可靠的品質、專注的業務運營以及絕佳的客戶支持。

 

作為Molex的授權分銷商,Heilind可為市場提供相關服務與支持,此外Heilind也供應多家世界頂級制造商的產品,涵蓋25種不同元器件類別,并重視所有的細分市場和所有的顧客,不斷尋求廣泛的產品供應來覆蓋所有市場。

 


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