触控的力量

作者:  来源:中国电子商情

发布时间:2015-04-23

      科技进步极大地改变了我们与机器的交互方式，并且重新界定了用户界面的设计方式。早期设计的人机界面 (HMI) 属于必需品。

      在电子控制系统成为一种标准之前，人们习惯于利用机械力与机器进行交互。他们使用杠杆和长行程开关来断开物理接触或将齿轮移动到位。如今，唯一能看到这类控制装置的地方就是那些需要机械超控功能的系统，例如火车或飞机上的紧急（出口）门。

 
随着电子控制系统开始占据统治地位，需要较大力量才能操作的杠杆被能够在两条紧密排列的电路之间进行切换的按钮所取代。当时的设想是，当用户使用基于按钮的界面时，他们希望获得触觉反馈。然而，触控面板的兴起已证明，人们无需感觉到开关的移动，也能舒适地使用一种系统。
 
使用低移动开关技术的界面，例如薄膜接触界面，已投入应用多年。而最近的移动电话的触屏界面则证明，只要系统能够立即做出一致的响应，缺少触觉反馈并不妨碍可用性。使用额外的视觉（通过改变灯光）或音频反馈（例如使用人工合成或采样的“卡嗒”音），可以用来补偿所缺少的触觉反应。
 
非按钮式设计的一大优势在于设计上的灵活性。以Apem 公司制造的AC3875 套件为例，这种薄膜式键盘允许客户插入自己的定制图形来进行专门的设计。客户可以在键盘上打孔，以便在按压某个触垫时显示安装在键盘背后的LED的状态。总的来说，这使得原型设计更加容易，并能够轻松地进行人机界面设计的验收试验来评估用户的反应。
 
因为电路图能够轻松地根据定制的布局进行套印，所以薄膜式键盘的外观和感觉能够更轻而易举地和整个系统的总体工业设计融为一体。这能够提供一致的外观和感觉，而外观和感觉则被人体工学家视为易用性的一个重要因素。
 
许多人机界面必须能够耐受恶劣条件，例如液体溅到上面，然后通过开关和部件之间的空隙渗入设备。停车计时器等户外设备则会遇到包括不良用户行为在内的问题。生产防破坏型按钮开关很难，但制造商成功地截断了破坏途径，使得按钮无法从装置中撬出。例如，Schurter 1241系列就属于防破坏型产品，该系列使用了O型密封圈来防止液体进入。
 
由于能够限制防破坏型按钮的移动距离，许多这类设备都装有嵌入式LED指示灯，当按钮按下时可以改变指示状态，以便为用户提供更直观的反馈。完全依靠触敏技术而不是依靠开关的移动来控制开关，能够提高人机界面的灵活性并使得各种各样的面板设计成为可能，不受用来保护移动部件不会因故意破坏行为而导致损坏的技术所限制。
 
在恶劣环境中，颇受高端移动电话和消费产品青睐的电容式触摸屏往往不可行。因为它们依赖于人体电容，经常无法对戴手套的用户做出响应。一些制造商，例如Apem和ITW公司，开发出了触摸敏感性和弹性技术，并且消除了电容技术的缺陷。
 
ITW公司应用于其T01系列的ActiveTouch技术，使用内置的传感器来提供超声信号，而该信号在与用户的手指接触后会发生衰减。这将减少超声脉冲的衰荡时间，与敲击后的钟声减弱情形类似。不管按钮是否被按下，微处理器都能检测到衰减和信号的变化。
 
另一项技术是压电传感，Apem公司在其PBA系列按钮中采用了此项技术。压电传感器利用按钮表面压力的变化来改变对监控微处理器施加的电压。这并不意味着传统的按钮开关无任何用武之地。人们习惯于提供机械反馈的停止按钮的设计理念。在必须向用户证明已经接触并且不提供其他反馈形式的系统中，触觉反应依然很重要，并成为例如艾柯耐克公司T09系列等设备的应用技术。然而，电子技术的发展表明，除了触觉反馈以外，我们对人机界面设计还大有可为。制造商们对上述发展做出了积极响应，并极大地扩展了支持各种工业设计的选项。