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未来公共资讯看板触控萤幕科技应用
 

【作者: Ian Crosby】2009年01月05日 星期一

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简介:技术融合与21世纪的公共资讯看板

目前具交易功能的公用资讯看板日渐普遍,整合功能也渐趋强大,这将结合电脑演算、宽频网路、电子商务以及精实管理和供应链最佳化的商业实务等技术应用。零售商必须更积极地参与竞争,因此公用资讯看板逐渐成为强而有力的行销工具。


公用资讯看板可在人来人往站立的短暂时间内,抓住潜在客户的注意力,其地点涵盖大众交通运输站、加油站前广场以及各类零售据点。因此稳固的公用资讯站设计,需承受炙热阳光曝晒,或在夜间、大雨、烟尘四起或沙地等户外及恶劣环境中运作。


公用资讯看板的触控感应能力

触控感应能力是影响公用资讯看板功能、可用性与风格的关键技术。举例来说,对绝大多数使用者(包括平常不使用电脑的人士在内)来说,若与小型键盘或一般键盘相比,使用触控介面仅需藉由直觉。若要使公用资讯站成功地成为普遍的市场销售工具,必须强化确保这项可吸引广泛大众的特色。


若要让触控萤幕应用发挥最佳效果、吸引使用者并提高点阅率,公用资讯看板的开发人员在设计使用者介面时,必须注意触控萤幕运作的方式。这包括透过声音与视觉效果,提供清楚而充满想像力的人机介面色彩设计、版面配置和触觉反应,需进一步善用使用​​者直接触控萤幕的特质,进一步鼓励互动应用。


技术选择

对一般使用者来说,一个较不明显的因素是采用的触控萤幕技术之性质。当使用者碰触萤幕时,有许多方式可感应使用者的出现和地点。每一种方法皆有其独特优势。在公用资讯看板应用当中,选定的触控技术对设备的生命周期及成本而言,具有关键的影响力。


损坏速度较快或容易遭受意外或恶意破坏的触控技术,可能会被经常汰换。其他技术在一段时间后可能仍须受限于游标漂移的情况,因此需要维修人员频繁地到场维修以进行校准。一些感应技术可能容易受到错误触控侦测的影响,尤其是在萤幕表面结露或沾附水滴时;而其他几项技术可能无法在水份、灰尘或风砂沾附时有效运作。公用资讯站若要因地制宜地适应各种应用环境,选择最佳化触控介面实为必要。


电阻式触控技术

电阻式触控科技是目前成本最低的触碰技术,其应用也比其他任何触控萤幕更为广泛,包括 PDA、手持式游戏机​​和各种POS终端机等装置。其技术设计大要为触碰感应器与萤幕控制平台相连,前方附有弹性可导电的涂层薄膜,与前方导电涂层玻璃基座之间有一小段间隔。当触控压力在导电层之间产生接触时,感应器控制器就会利用分压的原理计算出触控的位置。


然而经过一段使用时间后,薄膜电阻会变得更为非线性化,因而损及感应的正确性。况且前方导电薄膜容易受损,易受意外遭到使用者的首饰和不当的尖锐物品例如原子笔或车钥匙所刮伤。若导电薄膜受损,介面就可能中止运作。这点对于设置于加油站前广场的应用环境来说较为不利,相关金融交易活动容易受到影响。


电容式触控感应技术

表面电容触控感应也是以贴在萤幕上的玻璃基座导电前层为基础。用手指或导电触控笔触控这一层显微薄导电金属涂层,会在碰触位置产生电容式偶合电流。然后,感应器控制器内的演算程式,就会对该位置进行三角测量。一般而言触控技术的持久度更甚于电阻式感应;相对来说,轻微表面受损的影响程度也比较小。


然而,长久使用后造成的磨损和使用强力清洁剂或尖锐器具,或是故意的破坏仍会大幅减损其效能。覆盖膜表面的沙粒或可略过不造成影响,但较大的液态水珠或是泼洒到萤幕上的水分,以及感应器四边及四个角落附近的水分,均可能导致触控侦测错误。这使得放置于户外的萤幕装置,在下大雨时极可能受到影响。


另一项较为严重的限制是指向装置或触控笔必须具有导电性且需接地才可使用,若在纬度较高等寒冷国家的使用者在冬天于户外配戴手套,就可能发生无触控侦测的情形。


声学与光学感应

表面声波元件(SAW)所产生的触控感应,是由装置在萤幕前方玻璃基座上的压电转换器和反射器来启动,然后建立并形成X和Y轴。这样一来可传送维持在基座表面各处的声波。使用者触控萤幕后,触控笔会吸收该特定位置的部分声波,而控制电子装置就可计算触控位置的X及Y轴的座标。


与电阻或表面电容感应不同,这类触控技术的优势在于SAW玻璃基座不使用导电涂层,因此不会阻挡光线穿越感应器。这就表示更多来自萤幕的光线可以穿越感应器,并产生较为光亮的外观。在户外或阳光直射的情况下,使用者阅读更为轻松。


不过,当雨水或其他碎片击打萤幕表面时,仍可能导致触控侦测错误,装设在侧边的转换器与反射器,必须保持清洁。同时无遮蔽设计可能让灰尘渗入,最终也会出现故障。此外如果指向装置使用的材料无法有效吸收表面波的能量,触控侦测与正确性也可能降低。


扫描红外线触控感应技术

扫描红外线触控感应器使用的是类似SAW的感应原理。装设在感应器前侧附近的红外线LED灯和反射器矩阵,可以产生一幕看不见的光线,如果手指或其他指向装置阻碍光线幕,就会启动控制器的触控反应。此项技术的优势在于指向装置不需接地。因此,手指、原子笔、汽车钥匙或信用卡的边缘都可触动。由于触控介面可是萤幕表面本身,或具有保护功能的玻璃控制面板,因此在萤幕与使用者之间传送的光线也很高。


然而,红外线感应在下雨或有其他碎片落在萤幕上时,容易因为红外线幕遭到破坏而产生错误的触控侦测结果。聚集在萤幕边缘角落附近的灰尘,也可能阻碍发射器或接收器,进而导致感应结果不如预期。同时,这项技术容易受到自然日光中的红外光影响,较不适合应用于户外环境。


投影电容式技术(PCT)触控感应

PCT的特色是将微细电容器矩阵嵌入玻璃或塑胶积层萤幕中,如图一所示。根据萤幕解析度与大小的不同,分别使用16与64个单一电容器,并采用X及Y针状矩阵设计,将萤幕区细分为像素大小的感应单元。


PCT 感应器内的每一个电容器直径,约为人类头发厚度的25%,因此肉眼在浏览电源开启的萤幕时无法看见该矩阵,也不会影响萤幕传送的光线。



《图一 PCT微细电容矩阵示意图》
《图一 PCT微细电容矩阵示意图》

图二则显示电容器如何用来产生X、Y和Z轴的感应运作。图表也说明了矩阵模式偏移,以防止产生诸如光学干涉的负面影响。电容器是与电子控制器PCB相连,电子控制器PCB装置在感应器上,或与感应器相隔较远,可在各元件中产生振动频率。当接地或导电的触控笔接近感应器表面时,内嵌矩阵中就会产生电容变化。接触点附近的电容器中,会出现可测量的振动频率变更结果。控制演算法将分析新的电容值,并计算X和Y座标,然后传送至电脑让使游标移动。



《图二 PCT电容器XYZ轴感应运作示意图》
《图二 PCT电容器XYZ轴感应运作示意图》

积层萤幕可以保护感应矩阵,使其不受破坏,也不因意外状况及蓄意破坏而受损。同时,由于感应发生在Z轴,所以即使使用者配戴手套,或萤幕和PCT感应器上额外装设保护式萤幕,PCT感应器仍可不需直接与感应器矩阵接触而能侦测触碰。此外,由于表面碎片或水滴导致的错误触碰侦测可能性也因此排除。


不同于多种其他的触控技术,由于感应元件可受到保护不易受损,因此PCT没有漂移的问题,所以可减少定期校准或维护的需求,能大幅提升公用资讯看板产品的生命周期和成本效益。


结论

公用资讯看板业者希望让系统更为贴近满足客户的需求,如何延长产品的耐久性并降低人员和设备的成本成为当务之急。公用资讯看板必须更加稳固且可信赖,若要兼具智慧与吸引力的解决方案,触碰介面是必备要素。许多仰赖易受损前置元件的触控技术,容易受损或易导致触碰侦测错误,需要繁复的维修作业,并无法满足公用资讯看板的应用环境。投影电容式触控感应正逐渐成为最有效的解决方案。


(作者为Zytronic销售暨行销总监)


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