CN115966167A - 基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化控制技术领域，公开了一种基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，包括：驱动电路(5)，用于提供驱动信号；发光器件，与驱动电路(5)的输出端相连，用于接入驱动信号以显示；触控模块，用于提供触控方位，触控模块具有多个触摸区域，以能够按压多个触摸区域以产生触发信号；以及控制模块(4)，与驱动电路(5)的输入端以及触控模块的输出端相连，用于接收触发信号并控制驱动电路(5)驱动发光器件发光。本发明通过在副驾驶控制台上设置触控模块，通过按压触控模块产生触发信号至控制模块，当控制模块接收到触发信号后即通过驱动电路控制发光器件显示，以实现在副驾驶中娱乐控制的一体化操作。

Description

基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，尤其是涉及一种基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构。

背景技术

随着科技的发展，显示技术正经历一场变革。与传统液晶显示技术相比，首先，micro LED显示技术不需要背光灯，因此可以做得更薄；其次，micro LED显示的像素点独立存在，可以方便地做成曲面，形成3D显示效果；再次，液晶显示器如果出现坏点则难以修复，而micro LED可以局部更换像素进行修复；再者，以半导体为主的micro LED显示具有更高的发光效率和更低的功耗；最后，液晶由于其物理性能易受到电磁干扰(产生色差)或机械损伤，并且刷新频率上限较低、尺寸受限，而micro LED的刷新频率和抗干扰等性能都更出众，且在同样的分辨率下可以实现更大尺寸的显示屏。

具体到实际应用中，显示技术需要适应不同的表面环境。例如车内环境，要求氛围灯具有亮度调节、曲面设计和高像素等功能。传统的RGB由于体积较大，不仅无法实现高像素显示，且增加了曲面贴装的难度；并且在驾乘过程中，副驾驶上无法对车辆内的灯光效果进行任意控制调节，并且副驾驶中极少存在娱乐设备；而且目前采用的操作方式大多为滑动或手势控制的方式，采用此种方式来进行控制有时会产生误操作，并且无法给予操作人员触觉上的回馈，不利于操作人员盲操。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供了一种基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，能够实现副驾驶娱乐控制一体化设置。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，包括：

驱动电路，用于提供驱动信号；

发光器件，与所述驱动电路的输出端相连，用于接入所述驱动信号以显示；

触控模块，用于提供触控方位，所述触控模块具有多个触摸区域，以能够经由多个所述触摸区域产生触发信号；

控制模块，与所述驱动电路的输入端以及所述触控模块的输出端相连，用于接收所述触发信号并控制所述驱动电路驱动发光器件发光。

优选地，所述触控模块包括触摸膜片和压力传感器，所述触控膜片内置有触摸芯片，所述压力传感器适于检测触摸时所产生的压力数据，所述触摸芯片与所述压力传感器相连，以能够接收并发送所述压力传感器所测得的所述压力数据。

进一步优选地，所述控制模块同时与所述触摸芯片以及所述压力传感器相连，且所述控制模块适于接收所述触摸芯片所产生的触发信号，以及获取所述压力传感器所传输的所述压力数据并对所述压力数据解码，以控制所述发光器件工作。

优选地，所述触控模块还包括镭雕结构，所述触摸膜片设置在镭雕结构的内侧，以能够经由所述镭雕结构按压所述触摸膜片以产生触发信号。

进一步优选地，所述镭雕结构为具有高透光率的白色薄膜。

优选地，所述触摸膜片适于注释于所述镭雕结构中，以减轻所述镭雕结构的厚度。

进一步优选地，所述触控模块还包括背光LED，所述背光LED设置在所述触控膜片的四周。

优选地，所述发光器件为多路子阵列拼接的方式阵列排布，所述驱动电路可叠加设置，以能够通过所述驱动电路单独驱动各路子阵列的所述发光器件工作。

进一步优选地，所述触控模块包括柔性线路板，所述柔性线路板上集成有触控区域，以能够通过按压所述柔性线路板产生触发信号。

优选地，所述控制模块还连接有车机，所述车机与所述控制模块之间适于通过CAN总线实现数据传输以控制驾驶控制台设备。

通过上述技术方案，本发明的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，通过在副驾驶控制台上设置触控模块，通过按压触控模块产生触发信号至控制模块，当控制模块接收到触发信号后即通过驱动电路控制发光器件显示，以实现在副驾驶中娱乐控制的一体化操作；另外，触控模块采用触摸膜片和压力传感器相结合的方式来进行控制，通过触摸膜片能够检测到是否产生触发信号，压力传感器能够测得按压时的压力大小，两者相结合能够有效避免在操作过程中产生误操作，保证操作安全与准确。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明具体实施方式的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构的整体工作示意图

图2为本发明具体实施方式的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构的实现流程示意图。

附图标记

1      触摸膜片           2      压力传感器

3      触摸芯片           4      控制模块

5      驱动电路           6      柔性线路板

7      micro LED          8      镭雕结构

9      背光LED            10     车机

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅基于说明和解释本发明，并不基于限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明具体实施方式的一种基于micro LED7的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，包括驱动电路5、发光器件、触控模块和控制模块4，该驱动电路5用于提供驱动信号，发光器件与驱动电路5的输出端相连，用于接入驱动信号并显示，触控模块上设有多个触摸区域，以能够提供多个触控方位，通过按压多个触摸区域能够产生触发信号，控制模块4与驱动电路5的输入端以及触控模块的输出端相连，从而能够接收触控模块所产生的触发信号并驱动发光器件发光。另外，该触控模块、控制模块4、发光器件以及相应的驱动电路5等均设置在副驾驶控制台上，且控制模块4与整车的车机10相连，连接方式采用CAN总线连接，以能够通过副驾驶控制台直接控制相关设备，从而实现了副驾驶中娱乐控制一体化的智能设计。

具体地，驱动电路5为恒流驱动器，该恒流驱动电源采用TI TLC6983型号的恒流驱动器，该恒流驱动器支持R/G/B单通道的最大电流为20mA，并且该恒流驱动器能够通过SPI(串行外设接口)总线来接收控制模块4的指令。

更具体地，触控模块包括触摸膜片1和压力传感器2，触摸膜片1内置有触摸芯片3，触摸芯片3与压力传感器2相连，其中，触摸膜片1采用Cypress CY8C4025型号的触摸膜片1，该型号的触摸膜片1响应时间为8.763ms，并且该类型的触摸膜片1支持防水滴屏蔽和灵敏度校准，以保证触控灵敏。另外，该触摸膜片1至少具有四个触摸区域，其感应距离为0～5mm，识别准确率为98％，信噪比为5～10，采用该型号触摸膜片1能够有效提高触摸识别的准确性。

该压力传感器2采用QORVO AF-3x68/FT-4x00型号的压力传感器2，该压力传感器2具有11位分辨率和正反方向的压力检测能力。采用上述型号的压力传感器2以及触摸膜片1，能够保证按压触摸膜片1时所测得压力数据的准确性。并且触摸膜片1与压力传感器2结合，共同决定了按键的触发条件，能够有效防止误触发。并且多个触控区域均设计为触压的方式，避免复杂的触摸(如滑动或手势)，以便于使用智能表面对驾驶舱进行控制。

更具体地，控制模块4同时与触摸芯片3以及压力传感器2相连，在此，控制模块4采用微控制器来进行控制，该微控制器为NXP S32K144型号的微控制器，此类型的微控制器具有至少三个CAN模块与车机10通信连接，并且还带有至少一个LPI2C模块与压力传感器2通信连接。因此，通过该控制模块4能够接收触摸芯片3所产生的触发信号，并能够获取压力传感器2所传输的压力数据，接收到压力数据后还需对所接收的压力数据进行解码，以作为触摸该触摸膜片1的防触依据。另外，需要说明的是，当触摸芯片3检测电容触摸膜片1的触发情况并通过硬线反馈给控制模块4后，只有触摸了相应的触摸区域并且当时所产生的触压压力超过预先设定的阈值时，控制模块4才能进行对应的控制或动画切换。

为了凸显出触摸区域，因此在触摸膜片1的背面还设有背光LED9，当按压该触摸区域后，背光LED9接收到按压信息后在按压区域周围点亮，背光LED9采用OSRAM E3030型号的灯珠作为发光单元，以起到指示按压的效果。

触摸膜片1还包括镭雕结构8，由于触摸膜片1设置在镭雕结构8内侧，为了保证设置在触摸膜片1背面的背光LED9的透光效果，因此，将镭雕结构8设置为具有高透光率的白色薄膜，以实现背光LED9的高效透光效果。并且为了提高镭雕结构8的美观性，可以将镭雕结构8与IMD/IML注塑工艺相结合，以在镭雕结构8上进一步增加背景图案。

另外，为了减少镭雕结构8与触摸膜片1结合后的整体厚度，因此可以将触摸膜片1注释于镭雕结构8中，即在镭雕结构8中设置触摸膜片1，以使得镭雕结构8与触摸膜片1形成为一整体，以此来降低整体的厚度，并且能够减配了装配流程。

另外，也可以直接取消设置触摸膜片1，由于镭雕结构8的内侧还粘结有柔性线路板6(FPC)，因此，取消设置触摸膜片1后，可以将触摸区域以及相对应的触摸电路以金属区域的方式集成在柔性线路板6的表面，并且由于柔性线路板6的可透光性以及背光LED9可调光的特性，把背光LED9设计在柔性线路板6的背面能够有效降低成本，并且由于能够进一步减少整体的厚度。并且在对触摸膜片1进行触摸时，背光LED9的发光方式采用增加亮度的形式来提醒乘客触压成功，而非采用点亮背光LED9的发光方式，采用增加亮度的形式不仅能够对乘客起到提示作用，还能够便于乘客在昏暗的环境下触压键位，避免乘客触压出错。

具体地，发光器件包括多个micro LED7，多个micro LED7共同构成智能曲面结构，并且多个micro LED7以子阵列拼接的方式阵列排布以形成micro RGB，恒流驱动器可叠加设置，即一块恒流驱动器可以驱动16×16个micro RGB，两块恒流驱动器叠加可以驱动32×32个micro RGB，三块恒流驱动器叠加可以驱动32×48个micro RGB，具体到副驾驶控制台表面，可以在副驾驶控制台上以32×48个micro RGB为子阵列拼接的方式阵列排布。并且，由于NXP S32K144型号的恒流驱动器适于驱动多路子阵列，因此拼接后的结果为n×(32×48)个micro RGB，其中n为子阵列个数。

另外，微控制器能够对多块micro LED7阵列的SPI数据发送，并且采用模拟方法，可利用多路IO口分别发送DATA并共享一个CLOCK，以接收来自触摸芯片3产生的GPIO信号和来自压力传感器2的I2C信号，然后微控制器控制背光LED9的亮度以及micro RGB所产生的动画效果，并且在控制的同时实时与车机10通过CAN总线收发报文，以完成对驾驶舱设备的控制。

因此，采用micro LED7阵列排布的方式，以能够便于曲面的布置以及在智能曲面上实现动画播放，从而能够有效提升副驾驶的娱乐体验，另外，为了提高行驶安全，可以在其所形成的曲面显示结构上设置提醒用语，例如：提示乘客系好安全带、打开遮光板等。

另外，由于采用micro LED7制成的智能曲面，可以摆脱PBT硬质壳体的束缚，以能够之前嵌入内饰中，并且其柔性特质不容易对乘坐人员造成伤害，该设置方式并不限于仅在副驾驶控制台上使用，也可在座椅等位置上使用。

在本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“一种实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，包括：

驱动电路(5)，用于提供驱动信号；

发光器件，与所述驱动电路(5)的输出端相连，用于接入所述驱动信号以显示；

触控模块，用于提供触控方位，所述触控模块具有多个触摸区域，以能够按压多个所述触摸区域以产生触发信号；以及

控制模块(4)，与所述驱动电路(5)的输入端以及所述触控模块的输出端相连，用于接收所述触发信号并控制所述驱动电路(5)驱动所述发光器件发光。

2.根据权利要求1所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述触控模块包括触摸膜片(1)和压力传感器(2)，所述触控膜片(1)内置有触摸芯片(3)，所述压力传感器(2)适于检测触摸时所产生的压力数据，所述触摸芯片(3)与所述压力传感器(2)相连，以能够接收并发送所述压力传感器(2)所测得的所述压力数据。

3.根据权利要求2所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述控制模块(4)同时与所述触摸芯片(3)以及所述压力传感器(2)相连，且所述控制模块(4)适于接收所述触摸芯片(3)所产生的触发信号，以及获取所述压力传感器(2)所传输的所述压力数据并对所述压力数据解码，以作为所述触摸膜片(1)的防触依据并能够控制所述发光器件工作。

4.根据权利要求2所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，还包括背光LED(9)，所述背光LED设置在所述触控膜片(1)的四周。

5.根据权利要求2所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述触控模块还包括镭雕结构(8)，所述触摸膜片(1)设置在所述镭雕结构(8)的内侧，以能够经由所述镭雕结构(8)按压所述触摸膜片(1)以产生触发信号。

6.根据权利要求5所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述镭雕结构(8)为具有高透光率的白色薄膜。

7.根据权利要求5所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述触摸膜片(1)适于注释于所述镭雕结构(8)中，以减轻所述镭雕结构(8)的厚度。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述发光器件以多路micro LED(7)子阵列拼接的方式阵列排布，所述驱动电路(5)叠加设置，以能够通过所述驱动电路(5)单独驱动各路子阵列内的所述micro LED(7)工作。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述触控模块包括柔性线路板(6)，所述柔性线路板(6)上集成有触控区域，以能够通过按压所述柔性线路板(6)产生触发信号。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的基于micro LED的副驾驶控制台像素式智能曲面显示结构，其特征在于，所述控制模块还连接有车机(10)，所述车机(10)与所述控制模块(4)之间适于通过CAN总线实现数据传输以控制驾驶控制台设备。

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