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1、引言 隨著社會信息化的深入發展，家庭娛樂設備已經越來越多的向數字化、信息化發展。但目前的數字娛樂設備存在人機交互方式復雜難懂、不適應主流用戶的操作習慣等問題，所以在普及深度和廣度上，受到極大影響。因此，同時具備強大功能和直觀操作方式的家庭數字娛樂終端，成為用戶迫切需求。“先進觸控交互式數字高清平板電視接收機”的研發成功既能滿足了用戶的需求，打開一系列與觸摸控制技術相關的產品市場，成為新興的綜合性媒體展示控制終端產品。 觸控技術作為一種形象直觀、簡單易懂的人機交互方式，已經得到了廣泛的應用，觸控技術與數字高清平板電視接收機相結合，不但滿足用戶對收看高清數字電視節目的基本需求，同時作為直觀易懂的操作方式，使用戶能更充分地享受數字高清平板電視接收機的各種信息化功能。如：互動游戲、信息查詢、節目點播、網上沖浪、收發郵件等。從而帶動數字高清平板電視接收機的普及和整個平板電視產業鏈的發展。另外，因可視面積遠遠大于傳統的觸摸查詢機，具有更加震撼的顯示效果，靈活多變的媒體形式，高效快速的反應能力以及免維護、長壽命、高穩定性等優點已經快速得到商業、工程及軍工等行業的認可,市場需求快速擴大。 在20世紀90年代初，隨著平板顯示技術的飛速發展及多媒體信息技術的突飛猛進，出現了一種新的人機交互作用技術——觸控交互技術。隨著信息社會的發展，觸控交互技術的應用越來越普遍，在全球，平均每年市場增長速度都超過30%。利用這種技術，用戶只要用手指輕輕點擊顯示屏上的圖符或文字就能實現對主機的操作，從而使人機交互更為直截了當，所以，這種技術極大方便了用戶。人機交互形式也打破了以往鍵盤鼠標模式的框架，更為直截了當的實現了操作 目前，全球已知觸控交互技術約有20種，其中只有少數幾種被主流公司完善發展，形成完整產品線并在全球銷售。其他的技術由于不具備成本優勢或者尚未找到合適的主流市場，只在少數環境下被偶爾采用。 1) 電阻式觸控交互技術（含四線、五線、六線、八線） 電阻式觸控交互技術使用兩層高透明的導電膜組成觸摸屏，導電膜中間涂敷支撐顆粒。當手指按在觸摸屏上時，導電層接觸，電阻發生變化，在X和Y兩個方向上產生電壓信號，實現坐標檢測。 由于電阻式觸控交互技術表面覆膜，透光性和防暴性能性能差，易損壞。適用于小尺寸、低功耗的應用領域，最常見的是手機、PDA等。 2) 電容式觸控交互技術 電容式觸控交互技術表面敷有透明金屬氧化物膜。當在屏幕四角施加電壓時，會在屏幕上形成一個均衡的電場。手指做為導體與屏幕接觸時將會從四角吸收不同的電流，各個電流的大小與觸摸的位置有關。控制電路可以根據電流的不同決定觸摸的位置。 電容式觸控交互技術同樣屬覆膜類產品，透光性和防暴性能性能差，易損壞。同時由于使用者本身電阻值不同，會導致定位漂移。 3) 聲波式觸控交互技術 聲波式觸控交互技術是由觸摸屏玻璃體、聲波發生器、反射條紋和聲波接受器組成，其中聲波發生器能發送高頻聲波跨越屏幕表面，手指觸及屏幕表面吸收聲波，觸點坐標位置由此確定。由于需要吸收聲波，所以對硬物觸擊無反應。 聲波式觸控交互技術完全透明。但是由于聲波發生器容易損壞，所以聲波式觸控交互技術市場定位為中端市場（包括Elotouch 在內所制造的聲波式觸控交互技術也曾出現過大面積的質量問題）。同時由于目前在制造大尺寸觸控產品時工藝復雜，成品率極低，無法應付目前高速成長的大尺寸觸摸市場的需求。 4) 紅外線式觸控交互技術 紅外線式觸控交互技術以紅外線掃描檢測技術為基本原理，由紅外線發射管與接收管在屏幕表面構成一個紅外線檢測矩陣柵格。當有物體進入這個檢測柵格的時候，就會阻擋一部分紅外光線，實現坐標位置檢測。 紅外線式觸控交互技術完全透明、甚至可以無玻璃體操作。同時具備防暴、防水、防塵、防油污、無坐標漂移、抗光干擾、完全無漂移、可任意物體觸擊、寬溫適應、支持壓力軸反應等特性。 2、紅外式觸控交互技術發展趨勢 隨著平面顯示時代的到來，諸如平面CRT顯示器、液晶、等離子顯示技術的不斷成熟和普及，基于平面紅外線掃描檢測原理為技術基礎的紅外線觸控交互技術優勢凸現，以此為依托市場優勢漸趨明顯。 在技術適用性方面，紅外線觸控交互技術完全可以滿足現今及未來若干年內觸摸產品市場的多元化需求。在觸控交互技術觸摸尺寸為10.4英寸至29英寸范圍內，紅外線觸控交互技術產品依托其本身的技術優勢可全面替代其他種類技術觸控交互技術的應用。 在市場方面，隨著平面顯示產品的迅速發展普及，紅外線觸控交互技術產品市場將獲得其他技術不具備的獨特市場空間，市場需求將不斷擴大。從價格優勢上看，紅外線觸控交互技術具有生產工藝簡單，生產成本低，使用壽命長，免維護，維修成本低等特點，尤其是紅外線觸控交互技術在29英寸以上應用時，具有絕對的壟斷性和排它性，勢必成為觸控交互技術市場上的新寵。 紅外式觸控交互技術具有良好的寬溫（-25°C ~ +80°C）特性并具有極寬的尺寸規格（6.4英寸～150英寸），同時具有防暴、防震、防水、防塵和防生化武器侵襲等特點，在金融設備、自助設備、POS、博彩設備、工業控制、教育培訓、軍事指揮等主要的觸控交互技術應用市場都具有廣闊的發展空間。隨著純平及大尺寸顯示技術的飛速發展，紅外發光管成本的快速下降，紅外式觸控交互技術在市場和成本兩個主要方面都越來越具備優勢。需要特別指出的是，隨著在30~150英寸的顯示器市場的成長，只有紅外式觸控交互技術可以完全配合背投、正投、全透明等各種顯示方式，將在大尺寸顯示器市場占有主導地位。 最初的紅外式觸控交互技術出現于1992年，分辨率只有32×32。第一代紅外式觸控交互技術分辨率低、易受環境干擾而誤動作，要求在一定的遮光環境中使用。由于這些局限性，致使紅外式觸控交互技術曾經淡出市場。 第二代紅外式觸控交互技術于1994年推出，分辨率達到64×64，改善了抗光干擾性能，可以適應大多數室內環境。第三代紅外式觸控交互技術1997年推出，分辨率達到320×240，可以在室外非陽光直射的環境中使用；第四代紅外式觸控交互技術1998年推出，使分辨率提高到了800×600。從紅外式觸控交互技術的發展歷程來看，主要的進步是沿著提高分辨率和對強光干擾環境適應能力兩個方面進行的，但基本上沒有克服產品壽命短、器件特性參數容易漂移等問題。 近期推出的第五代紅外式觸控交互技術，不僅將分辨率提高到了1000×720，通過插值運算，分辨率高達4096×4096。抗強光干擾性能提高到太陽直射環境亦可使用，更重要的是在產品壽命和免維護性能方面有了本質的飛躍。第五代紅外觸控技術采用概率函數器件冗余分布的指導思想，工作環境下壽命大于7年。這就是說，當配套的顯示器達到壽命終結的時候，觸控交互模塊本身仍然可以正常工作。 第五代紅外式觸控交互技術在性能指標上的改善，將觸控交互界面顯示模塊的應用推向新的水平。例如，過去觸控交互界面顯示模塊在跟蹤手指移動軌跡的時候會出現很多斷筆，無法用于漢字識別。第五代紅外式觸控交互技術在跟蹤手指移動軌跡的時，精度、平滑度和跟蹤速度都可以滿足要求。用戶的書寫可以十分流暢地轉換成圖像軌跡，完全支持手寫識別輸入。 實際上，已經可以用第五代紅外式觸控交互技術這樣一個單一設備作為完整的人機界面平臺，取代鼠標、書寫板甚至鍵盤。從應用的層面看，觸控交互技術不應該僅僅作為一個將觸摸位置轉換為坐標信息的簡單設備，而應該作為一個完整的人機界面系統進行設計。第五代紅外式觸控交互技術就是依據這樣的標準，通過內置的處理器和完善的驅動軟件來實現產品概念的提升。 3、海爾集團在觸控交互技術方面取得的成果 隨著社會信息化的深入發展，家庭娛樂設備也越來越多的向數字化、信息化發展。我國自2003年率先提出平板電視的概念后，平板電視被各級市場的消費者逐步了解并認同。同時具備強大功能和直觀操作方式的家庭數字娛樂終端，將成為用戶迫切需求。 國內的高端觸控交互技術產品已經基本被Unitop（匯冠）紅外式觸控交互技術壟斷，全國的金融設備、自助設備等行業市場已經長期使用并反饋良好。市場也出現了一些其他的進入者，如OneTouch、GeneralTouch，由于技術不足和產品應用中頻繁出現不穩定現象，短時間無法對Unitop造成實質威脅。 國內中端觸控交互技術市場已經基本被GeneralTouch（四川吉銳）聲波式觸控交互技術壟斷，主要應用在自助設備市場。最近出現了一些其他進入者，如OneTouch、ConTouch，由于可以提供較為相似產品，已經對GeneralTouch的市場份額形成蠶食態勢。 海爾集團最新研制出的先進觸控交互式數字高清平板電視接收機， 其產品和技術以靈活多變的媒體形式，高效快速的反應能力以及免維護、長壽命、高穩定性等優點已經快速得到商業、工程及軍工等行業的認可，已經被多個重點市場所接受。不但滿足了用戶的需求，更能充分享受數字高清平板電視接收機的各種信息化功能。如：互動游戲、信息查詢、節目點播、網上沖浪、收發郵件等功能。從而帶動數字高清平板電視接收機的普及和整個平板電視產業鏈的提升。與傳統平板電視相比，海爾集團研制出的先進觸控交互式數字高清平板電視接收機具有以下幾個優點： 1）智能調節，無光干擾，高透光性，最高達100% 采用革命性的機械和光學設計，徹底解決了以往紅外觸控技術無法抗光擾或只能在法線30度以內抗光擾的缺陷，對于任意角度的日照光線均有很強的抗光擾能力，完全適應強日光照射下的戶外工作。同時顯示界面表面沒有任何的涂層或覆膜，能達到無玻璃工作，最高達100% 2）高性能、高可靠性的預掃描補償技術的觸摸檢測技術 在掃描檢測方面，這項技術采用了預先檢測紅外發射和接收管的發射和接收靈敏度的方法，可以設定在設備正式工作前首先檢測一遍或幾遍紅外發射和接收管的發射效率和靈敏度，然后記憶每一對管子的靈敏度情況，通過觸摸屏內部的微控制器系統來調整電路的放大倍數，自動適應紅外發射和接收管靈敏度，以保證檢測的可靠性。使用這種技術，即使管子經過長時間的使用后，靈敏度下降到原來的1/4～1/3，也能保證可靠地檢測到觸摸操作，大大地提高了檢測的可靠性。而現有的紅外觸摸屏，一般只要有一對管子的靈敏度下降到原來的一半，就無法正常使用了。而紅外發射管在大電流沖擊下發射效率降低的曲線是一個接近對數曲線的曲線，因此使用這種技術能夠延長紅外觸摸屏的使用壽命3-5倍。 3）模塊化總線驅動技術 超大尺寸觸摸屏需要解決許多工藝上的限制，比如比常規尺寸多得多的紅外線傳感器，如果采用小尺寸通常的掃描技術，不僅掃描一場的時間就慢得驚人，而且存在安裝觸摸屏的顯示器周圍的狹小空間內的電路板的布線等問題，以及裝配、維修、運輸等問題。同時，50－100英寸全系列顯示器尺寸種類眾多，還存在4：3、16：9等不同的尺寸規范，甚至還有非標產品。這樣一來，不僅產品開發、生產和庫存成本驚人，而且如果每個尺寸產品都單獨開發，就需要每種產品都進行相關檢測認證。而使用創新的通用模塊電路，以總線方式串接，在只需要布設有限數量的總線的基板上采用搭積木的方式來設計不同尺寸規格的超大尺寸觸摸屏，大大降低了設計難度，縮短了設計周期，不僅完美地解決了上述問題，而且降低了維護維修成本。 4）快速響應技術 采用用了一種能夠有效地提高紅外觸摸屏響應速度的創新的方法。首先在整個觸摸屏的區域內掃描檢測是否有觸摸物存在；如果檢測到有觸摸物則計算觸摸物的位置，并以該位置為參照點，選擇該其前后左右的若干對紅外發射和接收對管來設定新的、小于整個觸摸屏尺寸的檢測區域并掃描檢測該區域；如果在該設定區域內再次檢測到觸摸物，則重復上述計算、設定步驟，或者設定與上次尺寸相同的檢測區域，或者設定尺寸更小的新區域，繼續掃描檢測觸摸物。如此循環重復上述步驟，如果上述的某次檢測沒有檢測到觸摸物，則重新開始對整個觸摸屏的掃描檢測。由于這種方法減小了實際的檢測掃描面積，因此極大地提高觸摸屏對于觸摸操作的響應速度，使得近百英寸的觸摸屏的響應速度與十幾英寸的觸摸屏的響應速度幾乎相同，非常適用于大尺寸的紅外觸摸屏。 5）多點觸摸技術 使用了一種創新的專利技術來識別紅外觸摸屏上多個觸摸點。這種方法在觸摸屏掃描檢測到了觸摸屏的橫向或縱向有超過一對發射個接收管之間的光線被阻斷以后，存貯被阻斷的對管的序號或地址，并將檢測得到的縱橫向的坐標值組合得到多個可能的觸摸點。然后，再使用離軸掃描的方法，剔除偽觸摸點，從而實現了多點觸摸的檢測。這種方法有兩種具體的技術方案，都已經分別申請了中國專利。并且，這兩種技術方案都不改變現有紅外觸摸屏的結構，均通過微處理器的軟件實現，因此具有應用成本極低、適用性非常廣闊的優點。 4、結論 平板顯示行業已成為國際貿易領域增長最快的產業之一，平板顯示新技術是下一代移動通信、新一代家電和3C整合產品的關鍵技術基礎，在未來幾乎所有電子信息產品中均有應用，是國際信息產業技術制高點。海爾集團在開拓國際市場方面具有良好的基礎，先進觸控交互式數字高清平板電視接收機的研發及產業化必將進一步突顯我國觸控交互式數字高清平板電視的產業優勢，在不斷開拓國內外市場中提升電子信息產品的技術水平；加快形成平板顯示產業發展的優良平臺，在更高的層次上承接國際技術轉移，開展更廣泛和更深入的國際合作。 來源：光學網 偏光片簡析 偏光片的組成 最早的偏光片主要由中間能產生偏振光線的PVA膜，再在兩面復合上TAV保護膜組成。為了方便使用和得到不同的光學效果，偏光片供貨商應液晶顯示器制造商要求，又在兩面涂覆上壓敏膠，再覆上離型膜，這種偏光片是我們最常見到的TN普通全透射偏光片。如果去掉一層離型膜，再復合一層反射膜，就是最普通的反射偏光片。 使用的壓敏膠為耐高溫防潮壓敏膠，并對PVA進行特殊浸膠處理（染料系列產品），所制成的偏光片即為寬溫類型偏光片；在使用的壓敏膠中加入阻止紫外線通過的成份，則可制成防紫外線偏光片；在透射原片上再復合上雙折射光學補償膜，則可制成STN用偏光片；在透射原片上再復合上光線轉向膜，則可制成寬視角偏光片或窄視角偏光片；對使用的壓敏膠、PVA膜或TAC膜著色，即為彩色偏光片。實際上隨著新型的液晶顯示器產品不斷開發出來，偏光片的類型也愈來愈多。 1、偏光PVA膜的特性 偏光膜PVA作為一種使用延伸方法制成的產品，具有以下一些獨特的特性： 光線選擇性：選擇通過偏振方向與延伸方向一致的光線通過； 溫度、濕度敏感性：吸潮或加溫后，被拉伸的成線性的分子鏈將會自動還原回團狀的分子鏈，失去光線選擇性。 脆弱性：很容易在外力的作用下失去光線選擇性。 偏光片的分類： 按溫度分為普通型偏光片、寬溫型偏光片； 按透過率分為普通透射片、高透射片； 按底色分為灰白類偏光片、彩色偏光片； 按復合不同功能的光學膜分為全透射片、半透射半反射片、全反射片、光學補償片、視角控制片。 2、影響偏光片性能的主要參數： 厚度；透過率（單體透過率、平行透過率、垂直透過率）；偏光效率；顏色坐標（NBS）；復合膜類型；抗紫外線性 3、偏光片的工廠自適應測試方法及判定標準： 尺寸： A、測試方法：用直尺、千分尺或卡尺測量待測偏光片原片的長度、寬度、厚度。 B、判定標準：測量結果在供貨商所提供的參數范圍之內為合格。 光電性能： A、測試方法：把偏光片貼在產品上與貼有現用同類偏光片的同一型號產品一起測試比對其光電性能。 B、判定標準：測試樣品Voff值與生產產品Voff值相當；測試樣品對比度大于生產產品對比度；測試樣品底色與要求底色一致。 可靠性： A、測試方法：把待測偏光片貼在玻璃上與貼有同類偏光片的產品一起測試比對其可靠性性能。 B、判定標準：經可靠性試驗后光學及電學性能與可靠性測試結果與同類偏光片結果相當，并在測試產品型號要求范圍之內。 粘貼、剝離性能： A、測試方法：把待測偏光片貼在玻璃上，重復貼覆、剝離多次。 B、判定標準：可以重復貼覆、剝離三次以上，剝離三次后玻璃上沒有殘膠，貼覆后結合穩固，按生產所設定參數消泡完全，通過高溫高濕試驗。 4、偏光片的選用規則： A+規產品的面片，原則上選用原廠整張偏光片，部分產品可用TFT無旋光三角料；底片原則上選用原廠整張偏光片。 A規產品的面片，一般選用原廠等級整張偏光片， TFT無旋光三角料，或是庫存量較多TFT邊角料偏光片；或者是以后是采購主要渠道供貨商的TFT邊角料偏光片，底片用原廠等級整張偏光片或復合底片。 B級產品的面片，盡量使用庫存量較少TFT邊角料偏光片、碎料片，或者是以后不再是采購主要渠道供貨商的TFT邊角料偏光片；底片用復合底片。 客戶有特殊要求時，按客戶要求選用特殊偏光片。 5、偏光片的使用方法： 輕拿輕放，不能用硬物在表面上推劃。 取放時不能折迭。 對等級片和邊角料片在投入生產前要進行分色篩選。 貼片時，一定要讓LCD表面上殘留的清潔液完全揮發干凈后，才能貼上偏光片。 超寬溫偏光片分切時一定要膠水面朝下放置。 6、偏光片的貯存及搬運方法： 偏光片的貯存方法： 偏光片應貯存在室溫條件下，濕度在75%以下遮光保存；貯放時要求平放；供貨商完整包裝偏光片按供貨商標識的堆放高度和堆放位置堆放；快遞包裝的偏光片、散裝堆偏光片，堆放時每300張需單獨隔離支撐堆放。 偏光片的搬運方法： 偏光片搬運時要放置在搬運物最上層，高度不能超過堆放高度，并且要輕拿輕放，不能豎放，不能碰壓。 光柵尺的工作原理分析 光柵尺就是光柵尺位移傳感器的簡稱，是利用光柵的光學原理工作的測量反饋裝置。光柵尺位移傳感器經常應用于機床與現在加工中心以及測量儀器等方面，可用作直線位移或者角位移的檢測。其測量輸出的信號為數字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應速度快的特點。例如，在數控機床中常用于對刀具和工件的坐標進行檢測，來觀察和跟蹤走刀誤差，以起到一個補償刀具的運動誤差的作用。 常見光柵的工作原理都是根據物理上莫爾條紋的形成原理進行工作的。當使指示光柵上的線紋與標尺光柵上的線紋成一角度來放置兩光柵尺時，必然會造成兩光柵尺上的線紋互相交叉。在光源的照射下，交叉點近旁的小區域內由于黑色線紋重疊，因而遮光面積最小，擋光效應最弱，光的累積作用使得這個區域出現亮帶。相反，距交叉點較遠的區域，因兩光柵尺不透明的黑色線紋的重疊部分變得越來越少，不透明區域面積逐漸變大，即遮光面積逐漸變大，使得擋光效應變強，只有較少的光線能通過這個區域透過光柵，使這個區域出現暗帶，從而便形成了我們所見到的摩爾條紋。 |
