Ekran, dokunma ve sensör optikleri — uyumlu tek bir ön panel

4 şeritli MIPI bağlantısına sahip 5,94 inç 720×1280 IPS dokunmatik ekrana uzun biçimli bir bakış, tüm hikayeyi teknik özellikler sayfasına dağılmak yerine tek bir yerde isteyen mühendisler ve alıcılar için yazılmıştır.

İyi bir ön panel, üzerine dokunmatik katman yapıştırılmış bir ekran değildir.Dokunduğunuz camın, altındaki algılama ızgarasının, görüntüyü boyayan sıvı kristal hücrenin ve özellikle bu modülde, sensörlerin kapaktan içeriyi görmesini sağlayan küçük optik pencerelerin birlikte çalıştığı tek bir optik ve mekanik yığındır. Bu parçalar tek bir parça olarak tasarlandığında sonuç daha ince, daha parlak ve entegre edilmesi çok daha az sorun olur. TXW600017S0-CTP tam olarak bu temel üzerine inşa edilmiştir:5,94 inç, 720×1280 IPSpanel, sertleştirilmişG+F+F kapasitif dokunmatikyüzey, bir4 şeritli MIPIgörüntü bağlantısı ve kızılötesi yakınlık penceresi ve ortam ışığı penceresi için yer ayıran bir kapak camı. Bu makale tüm tasarımı bölüm bölüm sürekli ayrıntılarla ele almaktadır.

Entegre panel neden kazanıyor?

Her dokunmatik ürün aynı erken kararla karşı karşıya kalır: ekranı ve dokunmatik ekranı ayrı olarak satın alın veya bunları önceden birleştirilmiş olarak satın alın. Ayrı rota, Malzeme Listesinde daha ucuz görünüyor ve neredeyse hiçbir zaman öyle değil. Sizi iki tedarikçiyi nitelendirmeye, sensör ile ekran arasındaki hizalama toleransını yönetmeye, ikinci bir optik birleştirme adımı eklemeye ve kenarlarda görünen hava boşluklarının sorumluluğunu almaya zorlar. Bu adımların her biri, verim kaybı veya sahanın geri dönüşü için bir şanstır ve her biri, bir ürünün nadiren ayırması gereken mühendislik süresine mal olur.

Bağlı, entegre bir modül bu risk sınıfını tamamen ortadan kaldırır. TXW600017S0-CTP bitmiş bir parça olarak gelir; TFT panel, sürücü, arka ışık, esnek devre ve kapasitif dokunmatik panel önceden monte edilmiş ve birlikte test edilmiştir. Monte edilecek bir parça numarası, konektörüne yerleştirilecek bir FPC ve sonucun arkasında duran bir tedarikçi vardır. Mekanik arayüzler bilinmektedir, optik yığın stabildir ve dokunmatik yüzeyin %0,3'ten daha az bükülmeye kadar düz olması garanti edilir, böylece parmak camda bir dalgayı asla hissetmez. Elde taşınan veya panele monte edilen bir ürün için bu tek karar haftalar kazandırabilir.

Ekran: 720×1280 IPS netliği

Modülün merkezinde normalde siyah renkli, geçirgen TFT aktif matris paneli bulunur.720×1280çözünürlük - gerçek bir HD tuval - 5,94 inç diyagonal boyunca yayılır. Bu kabaca işe yarıyorİnç başına 247 pikselbir0,10275 mmaktif bir alan üzerinde piksel aralığı73,98 × 131,52 mm. Küçük metinlerin okunaklı kalmasını sağlayacak kadar yoğundur, simgeler çarpışmadan birbirine yakın durabilir ve ince arayüz çizgileri temiz bir şekilde işlenir; bu da tam olarak veri açısından zengin bir ekranın ihtiyaç duyduğu şeydir.

Panel render'ları16,7 milyon renk— kırmızı, yeşil ve mavi kanalların her birinde gerçek sekiz bit. Bu derinlik; degradelerin, ince durum renklerinin ve kenar yumuşatılmış yazının görünür adımlarla bantlanmak yerine sorunsuz bir şekilde oluşturulmasını sağlayan şeydir. IPS modu hikayenin diğer yarısıdır: tüm yüzeyde rengin tutarlı olmasını ve izleme açısı değiştikçe sabit kalmasını sağlar. Panel ile eşleştirilmişHER SAATderecelendirme, ekrana bakılacak tek bir "en iyi" yön yoktur; Elde tutulan, bir bankta eğilen veya yandan okunan bir cihaz tutarlı, okunaklı bir görüntü sağlar.

Bir araya getirildiğinde, bu nitelikler ekranın yalnızca laboratuvar koşullarında iyi görünmediği, aynı zamanda gerçek bir ürünün gerçekte yaşadığı yerlerde de iyi kaldığı anlamına gelir. Doğrudan net bir şekilde okunan bir grafik aynı zamanda açılı olarak da net bir şekilde okunur; Merkezde doğru görünen bir fotoğrafın köşesinde renk kayması olmaz. Bir kişiye canlı verileri, haritaları veya görüntüleri gösteren ekipmanlar için asıl mesele bu tutarlılıktır.

Camın içinde kaybolan dokunuş

Dokunmatik yüzey birG+F+Fyığının üzerinden geçildiI2C. Onun kapağı0,7 mmAGC kaynaklı cam, derecelendirilmiştir6 saatçizilmeye karşı dayanıklılık için ve bir ile tamamlandıparlama önleyici (AG)Aydınlık bir odada aksi halde görüntüyü solduracak yansımaları yumuşatan bir işlem. Işık iletimi≥%85böylece arka ışığın çıkışı camdan kurtulur ve göze ulaşır ve çarpıklık aşağıda tutulur%0,3böylece yüzey düz kalır ve dokunma tepkisi tüm panel boyunca eşit kalır.

Dokunma yüzeyini iyi hissettiren şey, elektrot deseninden çok sinyalin kararlılığıyla ilgilidir. Kapasitif bir sensör, sabit bir taban çizgisine göre karşılıklı kapasitanstaki küçük değişiklikleri çözerek çalışır; Sinyal etrafındaki elektriksel gürültüye göre ne kadar netse (sinyal-gürültü oranı), dokunma hissi de o kadar hassas ve duyarlı olur. Boyutsal olarak stabil bir cam yığını, hava boşluğu olmayan birleştirilmiş bir düzenek ve temiz bir zemin dönüşü, bu oranı yükseltir. Bu nedenle, iyi tasarlanmış bir panel, her ikisi de aynı denetleyiciyi taşısa bile, canlı bir his verirken, ucuza inşa edilmiş bir panel gecikmeli hissettirir.

Dokunmatik panel ve ekran tek parça olarak birleştirildiğinden, ayrı bir sensör laminasyon adımı ve aralarında yönetilmesi gereken bir hizalama toleransı yoktur. Dokunmatik ürün tasarımındaki en zor iki iş (sensörü ekrana bağlamak ve ikisini mükemmel şekilde hizalamak) modül hattınıza ulaştığında zaten yapılmış, test edilmiş ve garanti altına alınmıştır.

Ekrandan sisteme köprü: 4 şeritli MIPI

Görüntü verileri panele bir üzerinden ulaşır4 şeritli MIPI DSİarayüz: bir diferansiyel saat çifti ve dört diferansiyel veri çifti artı birSIFIRLAMAsürücüyü başlatan hat (aktif düşük). MIPI, telefonlar ve modern gömülü sistemlerde kullanılan düşük pin sayılı, yüksek bant genişlikli bağlantının aynısıdır; bu nedenle buraya çok uygundur. Birkaç pin kullanarak rahatça bir HD çerçeve taşır, bu nedenle mütevazı bir ana bilgisayar (MIPI ekran çevre birimine sahip bir MCU veya SoC) araya giren bir köprü çipi olmadan paneli çalıştırabilir.

Buna rakamlar koymaya değer çünkü bunlar entegrasyonun kolaylığını açıklıyor. 720×1280 çerçeve şunları içerir:921.600 piksel. Yaklaşık piksel başına 24 bit22,1 milyon bitkare başına ve kabaca saniyede 60 kare hızında1,33 Gbit/snpiksel verileri. Dört şeride yayılmış, bu sadeceŞerit başına 330 Mbit/s— MIPI'nin taşıyabildiğinin rahat bir kısmı, boşluk aralıkları ve gelecekteki kare hızları için boşluk bırakıyor. Basit bir ifadeyle: Bu, uygulanması zor bir bağlantı değildir ve düşük pin sayısı, anakartınızı basit tutar.

LED'den göze ışık

Panelin arkasında kenardan aydınlatmalı bir arka ışık bulunur.16 beyaz LED, nominal hızda çalışıyor40 mAileri gerilim ile22,5-26 V. Bu yüksek voltaj, düşük akım düzenlemesinin kompakt bir sabit akım aşamasından sürülmesi kolaydır ve30.000 saatLED'lerin her biri 20 mA'de çalıştırıldığında ömrü yarı parlaklığa ulaşır. Onları daha sert çalıştırın (LED başına yaklaşık 25 mA'nın üzerinde) ve bu rakam kısalır, çünkü LED'in yaşlanması termal olarak yönlendirilen bir süreçtir: yayıcılar ne kadar sıcak çalışırsa o kadar hızlı bozulur.

Bu nedenle modül şunları içerir:grafen ısı yayan levhaarka ışık alanında bakır folyo ile birlikte. Grafen, ısıyı LED kenarından uzaklaştırarak yayıcıları daha soğuk tutar, böylece çıktıları sabit kalır ve ömürleri uzun kalır. Bu, ürünün ömrü boyunca kendini amorti eden küçük bir katkıdır, çünkü yavaş yavaş sönen bir arka ışık, daha uzun süre yeni görünen bir üründür.

Elektrik tarafında modül bir2,8 V2,5 ila 3,3 V kullanılabilir aralığı olan tipik mantık kaynağı ve MIPI rayı da aynı şekilde 2,5 ila 3,3 V alır. Arka ışık anodu ve katotu, veri çiftlerinin yanında esnek devre üzerinde ortaya çıkar, böylece ana bilgisayarın yalnızca temiz bir mantık rayı ve bir arka ışık sürücüsüne ihtiyacı vardır; ayrıntılı bir güç ağacına gerek yoktur.

Camın arkasındaki sensör optiği

Bu modülü diğerlerinden ayıran şey, piksellerin ve dokunmanın ötesinde yaptığı şeydir. Kapak camına iki optik fonksiyon basılmıştır. Birincisi birkızılötesi yakınlık penceresi: IR'yi geçerEn az %80 iletimle 940 nmaşağıya doğru görünür ışığı engellerken%5Böylece bir yakınlık sensörü, pencerenin tasarımda bariz bir delik olarak okumasına gerek kalmadan yakındaki nesneleri algılayabilir. İkincisi birortam ışığı penceresikabaca geçen550 nm'de %20±%5Ve850 nm'de en az %80, ışık sensörüne odanın kalibre edilmiş bir görünümünü verir, böylece ekran parlaklığı otomatik olarak ayarlanabilir.

Pratik değeri önemlidir. Telefon tarzı davranış isteyen bir ürün (karanlık bir odada ekranın karartılması, arama sırasında ekranı kapatan yakınlık sensörü) normalde tüm mekanik tolerans ve kozmetik ödünlerle birlikte bir çerçeve açıklığı tasarlamak veya ayrı bir pencere monte etmek zorundadır. Burada bu optikler, ekran ve dokunma ile aynı nitelikli düzeneğin parçasıdır. Daha az parça, daha az tolerans, daha temiz endüstriyel tasarım ve tüm ön panelden sorumlu tek tedarikçi.

Gerçek dünyaya dayanmak

Modülün çalışacak şekilde belirtildi-20 °C ila +60 °Cve saklanacak-30 °C ila +70 °C%90'a kadar bağıl nemde. Bu sınırlar, muhafazanızın, havalandırmanızın ve termal planınızın uyması gereken sınır koşullarıdır. Soğukta, viskozite arttıkça sıvı kristal tepkisi yavaşlar; Sıcakta arka ışık genellikle baskın ısı kaynağıdır, bu nedenle LED kenarındaki termal rahatlama çifte görev yapar. Her iki etkinin de erken tanınması, ilk seferde doğru tasarımı sahada geri dönüşten ayıran şeydir.

Bu rakamları desteklemek için modül standart bir güvenilirlik bataryasına yerleştirildi: +70 °C ve -30 °C'de 96 saat boyunca yüksek ve düşük sıcaklıkta depolama; +60 °C ve -20 °C'de 96 saat boyunca yüksek ve düşük sıcaklıkta çalışma; 96 saat süreyle 50°C'de ve %90 bağıl nemde nem; Ve50 termal şok döngüsü-20 °C ile +60 °C arasında salınım gösterir. Geçiş kriterleri, aksi takdirde sahada ortaya çıkacak arıza modlarını reddeder: eksik veya kısa devre yapmış bölümler, net olmayan bölümler, görüntülenmeyen ve anormal görüntü, sıvı kristal sızıntısı, düşük sıcaklıktaki kabarcıklar, gevşemiş uç contaları ve çerçeve gökkuşağı.

Sürpriz olmadan gündeme getiriyoruz

4 şeritli bir MIPI paneliyle ilk ışık, sıraya uyulduğu takdirde genellikle kısa bir yoldur. Önce lojik ve MIPI raylarını sağlayın, ardından onaylayınSIFIRLAMAsürücüyü başlatmak için MIPI akışını başlatın. Arayüz standart olduğundan ve sürücü iyi belgelenmiş bir parça olduğundan, geliştirme akıllı mühendislikten ziyade doğru güç düzeni ve doğru şerit ataması meselesi olma eğilimindedir.

Gri bir rampa ve renkli çubuklu bir ızgaradan oluşan basit bir test modelini elinizin altında bulundurun. Bir saatlik tahminden daha fazla arayüz hatasını otuz saniye içinde yakalar ve zamanlama veya şerit problemini görüntü ayarlama probleminden anında ayırır. Bu aşamada birkaç dakikalık metodik kontrol, daha sonra saatlerce hata ayıklamaya değer.

Etrafındaki muhafazayı tasarlamak

Modül kompakt ve incedir. Yalnızca ekran ölçer76,84 × 139,46 × 2,02 mmve dokunmatik önlemlerle komple montaj83,84 × 146,50 × 3,32 mm— Her milimetrenin önemli olduğu elde taşınır ve panele monte tasarımlar için yeterince ince. Aktif alan ana hatların ortasında yer alır ve esnek devre veri yolunu, arka ışık raylarını ve dokunmatik bağlantıyı taşır.

Üç planlama notu entegrasyonu sorunsuz hale getirir. Esnekliğin çıktığı yerde boşluk bırakın ve bağlantının güvenilir kalması için montaj sırasında bükülme yarıçapına saygı gösterin. Çerçeveyi modülün dış hatları etrafında planlayın; böylece kapak camı ürün yüzeyiyle aynı hizada oturacak ve temiz, kesintisiz bir ön kısım elde edilecektir. Ve LED kenarını mevcut bakır veya kasaya bağlayın, böylece arka ışığın ısısının gidecek bir yeri olur. Burada biraz önceden düşünmek, iki klasik saha sorununu önler: konnektördeki aralıklı bağlantılar ve arka ışığın erken yaşlanması.

Ait olduğu yer

Bu boyuttaki 720x1280 IPS dokunmatik ekran, kişinin kompakt bir cihazla doğrudan etkileşime girdiği her yerde doğal bir ön uçtur: el tipi ve taşınabilir cihazlar, akıllı ev ve cihaz panelleri, tıbbi ahizeler, erişim kontrolü ve kiosk terminalleri, yakınlık ve ortam ışığı algılamaya ihtiyaç duyan telefon tarzı arayüzler ve küçük bir alanda keskin bir ekran ve duyarlı bir dokunuş isteyen yerleşik insan-makine arayüzleri. Her durumda çekicilik aynıdır: Birleştirilmiş parça pikselleri, dokunmayı, sensör optiklerini ve mekanik arayüzü bir arada taşır.

Ürününüze özel

Her ürün biraz farklıdır, dolayısıyla modül OEM/ODM esnekliğiyle sunulmaktadır. Kapak camı baskısı logonuzu ve kaplamanızı taşıyabilir ve sensör penceresi düzeni, kullanmayı planladığınız sensörlere uyacak şekilde düzenlenebilir. Dokunmatik yapılandırma, arka ışık parlaklığı ve FPC yönlendirmesinin tamamı muhafazanıza ve konnektörünüze uyacak şekilde ayarlanabilir. Numuneler değerlendirmeye açıktır ve ekibimiz ilk prototipten toplu üretime kadar sizinle birlikte çalışır.

Mükemmel bir ön panele giden en hızlı yol, muhafazayı, güç mimarisini ve arayüzü değiştirmek hâlâ ucuzken, ekran tedarikçisini erkenden getirmektir. Bize cihazınız, ortamınız ve camın arkasına yerleştirmeyi düşündüğünüz sensörler hakkında bilgi verin, biz de bu modülü ürününüzün bitmiş ön cephesine dönüştürmenize yardımcı olalım.