【導讀】隨著(zhù)移動(dòng)設備在汽車(chē)的應用越來(lái)越多，人們希望汽車(chē)駕駛體驗能像使用移動(dòng)設備那樣便捷，這促進(jìn)了電容式開(kāi)關(guān)的背光應用正大量增長(cháng)。汽車(chē) OEM 公司發(fā)現，將背光功能添加到觸摸式開(kāi)關(guān)、表盤(pán)及按鈕當中，可以作為增強在同類(lèi)競爭產(chǎn)品中的優(yōu)勢，并且為汽車(chē)的內飾增添設計美感。
隨著(zhù)移動(dòng)設備在汽車(chē)的應用越來(lái)越多，人們希望汽車(chē)駕駛體驗能像使用移動(dòng)設備那樣便捷，這促進(jìn)了電容式開(kāi)關(guān)的背光應用正大量增長(cháng)。汽車(chē) OEM 公司發(fā)現，將背光功能添加到觸摸式開(kāi)關(guān)、表盤(pán)及按鈕當中，可以作為增強在同類(lèi)競爭產(chǎn)品中的優(yōu)勢，并且為汽車(chē)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(shù)卻充滿(mǎn)挑戰，增加了設計時(shí)間與成本。今天我們?yōu)榇蠹医榻B5種常見(jiàn)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(guān)顯得高端有品質(zhì)。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(diǎn)，造成用戶(hù)無(wú)法正確的操作面板。因此，品質(zhì)優(yōu)異的均勻照明效果可以改善儀表盤(pán)的使用效率，在整個(gè)過(guò)程中正確指導用戶(hù)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(jìn)行支撐，為光線(xiàn)提供充足的空間，在整個(gè)指定的區域上散射開(kāi)來(lái)。然而，在設計受到空間上的制約、需要超薄電容式開(kāi)關(guān)的情況下，這種方法極難實(shí)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(lái)照亮，而且使用了導光管來(lái)向上重新引導光線(xiàn)，側射式 LED 并不需要與指定區域相隔一定的距離。如此一來(lái)，在達到所需光均勻度的同時(shí)，仍然可以限制住電容式開(kāi)關(guān)的厚度。
由于光導管的亮度會(huì )稍微降低，重要的一點(diǎn)則是要使用高品質(zhì)高效率的 LED。而且，設計本身也會(huì )影響到側射式 LED 發(fā)射出的光線(xiàn)的品質(zhì)。光導管的選擇以及相對于 LED 的放置位置都會(huì )對亮度產(chǎn)生影響。
挑戰二：光線(xiàn)透射
當光線(xiàn)從電容式按鈕或電容式開(kāi)關(guān)中漏入到旁邊的按鈕或開(kāi)關(guān)后，就會(huì )發(fā)生光線(xiàn)的透射。這會(huì )降低豪華車(chē)儀表盤(pán)的美感，并且妨礙開(kāi)關(guān)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(gè)過(guò)渡區。但現實(shí)情況是儀表盤(pán)的空間非常有限，當按鈕和其他的受照面緊緊挨在一起時(shí)，要確保將僅對指定的圖形進(jìn)行照明是非常具有挑戰性的。
解決方案：
在汽車(chē)應用中，電容式開(kāi)關(guān)能否做到超薄將具有至關(guān)重要作用的，有幾種側射式 LED 在指定的圖形中可以實(shí)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(lái)說(shuō)成本可能過(guò)于高昂，在這種情況下，汽車(chē)內飾的設計人員可以和開(kāi)關(guān)工程師一同來(lái)對圖形進(jìn)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(xiàn)過(guò)于強烈的時(shí)候，人們閱讀看智能手機屏幕時(shí)眼睛會(huì )產(chǎn)生不舒適的感覺(jué)。在使用車(chē)載電容式開(kāi)關(guān)時(shí)，背光會(huì )向司機和其他乘客發(fā)出提醒，告知指令，這意味著(zhù)這一功能必須全天候的清晰可見(jiàn)，而并非只在夜間使用。然而，使車(chē)載的電容式背光在日光充足的情況下仍然保持清晰可見(jiàn)，卻是一項艱巨的挑戰– 白天，背光的亮度必須超過(guò)日光。但是，當太陽(yáng)落下后，則需要降低背光的亮度，避免使車(chē)上人員眼睛不適而引發(fā)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(huán)境光來(lái)自動(dòng)調節LED的亮度。為了不超出預算的限制，則必須在設計上進(jìn)行其他的調整，從而抵消高流明LED和增加傳感器產(chǎn)生的成本。
挑戰四：色彩匹配
汽車(chē)內飾領(lǐng)域一個(gè)居于前沿的趨勢就是LED氛圍照明，比如說(shuō)，圍繞著(zhù)儀表盤(pán)和中控的邊緣來(lái)布置發(fā)光燈帶。為了達到美觀(guān)的目的，按鈕和開(kāi)關(guān)的背光應該和氛圍照明相匹配。然而，電容式電路會(huì )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(lái)制作背光電容式接口。電容式開(kāi)關(guān)的設計人員在使用PEDOT時(shí)，應當對車(chē)輛氛圍燈的具體色彩進(jìn)行評估，并與供應商合作，采購波長(cháng)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(jìn)行色彩匹配。結果則是可以在整輛車(chē)的內飾中獲得均勻一致的照明，達到精巧美觀(guān)的效果。
挑戰五：觸覺(jué)反饋
出于安全上的考慮，觸覺(jué)反饋尤其適合用于車(chē)載電子設備。盡管智能手機和平板電腦僅提供視覺(jué)反饋已經(jīng)足夠，但這卻會(huì )對駕駛員構成危險，因為駕駛員應該將視線(xiàn)放在路面上，而不是不時(shí)的瞥一下儀表盤(pán)?！缎睦韺W(xué)前沿》上的一篇白皮書(shū)引用的研究表明，在使用車(chē)載電子設備時(shí)，觸覺(jué)功能已經(jīng)證明可以縮短反應時(shí)間，并且減輕駕駛時(shí)的認知負荷，最終可以增進(jìn)駕駛員的安全性。
然而，要同時(shí)實(shí)現觸覺(jué)響應和背光功能，則會(huì )增加電子元件數量，這會(huì )給設計人員帶來(lái)對空間上的顧慮。并且，觸覺(jué)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(huì )進(jìn)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(shí)將背光和觸覺(jué)反饋集成到電容式開(kāi)關(guān)當中。FPC比PCB更輕更薄，從而對觸覺(jué)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。
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