面向便攜移動(dòng)設備的觸摸傳感技術(shù)

智能手機等新型消費電子產(chǎn)品使得觸摸屏開(kāi)始風(fēng)靡，觸摸傳感器提供方便的控制方式，幾乎可用于控制任何類(lèi)型的設備。

　　觸摸傳感控制器目前提供一些通用的性能選項和形態(tài)，如滑塊和鄰近傳感器。觸摸傳感器技術(shù)的進(jìn)步使傳感器驅動(dòng)型接口更易于實(shí)現，對終端用戶(hù)更為直觀(guān)和簡(jiǎn)單。

　　大多數觸摸傳感控制器依據所檢測到的電容變化來(lái)工作（見(jiàn)圖1）——當某種物體或某個(gè)人接近或觸摸傳感器的導電金屬片時(shí)，手指與金屬片之間的電容發(fā)生變化。導電物體（如手指）在傳感器附近移動(dòng)將改變電容傳感器的電場(chǎng)線(xiàn)并使電容發(fā)生變化?？刂齐娐房蓽y出電容的變化。

　　工業(yè)應用系統從多年前開(kāi)始就使用這種電容檢測技術(shù)來(lái)測量液位、濕度和材料成份。這種從這些應用發(fā)展而來(lái)的技術(shù)逐漸演化成人機接口。

　　觸摸傳感器接口通常通過(guò)測量與傳感器墊片相連的電路的阻抗來(lái)檢測電容變化。觸摸控制器周期性地測量傳感器輸入通道的阻抗并用這些值來(lái)導出一個(gè)內部基準，即校準阻抗?？刂破饕赃@個(gè)阻抗值為基礎判定是否發(fā)生了觸摸事件。

　　下面的簡(jiǎn)化公式表明了手指逼近對觸摸墊片電容產(chǎn)生的主要影響。這個(gè)公式可用于確定傳感器墊片的電容和強度。

　　* C表示電容，單位為法拉

　　* A是單個(gè)金屬墊片的面積，單位為平方米

　　* εr是金屬墊片間材料的相對靜態(tài)介電常數（真空=1）

　　* ε0是自由空間的介電常數=8.854×10（SUP/）-12（/SUP）F/m

　　* D是板之間的距離或間隔，單位為米。

　　另外，觸摸強度隨壓力、觸摸面積或電容的增加而增大。D減小等價(jià)于電容增大或觸摸強度增大。

　　這個(gè)方程表明，覆膜厚度及其介電常數對觸摸強度影響很大。該方程還表明，電容傳感器本質(zhì)上對周?chē)h(huán)境和觸摸激勵的特性敏感——不管觸摸來(lái)自手指、乙烯基、橡膠、棉花、皮革或水（見(jiàn)圖1）。

　　圖1：觸摸靈敏度依賴(lài)于覆膜材料、墊片尺寸和厚度。

　　表1列出了各種常用覆膜材料的介電常數。我們可以基于這些值來(lái)考察觸摸傳感器在廚房中的應用，因為在廚房中這些傳感器很容易濺上食用油。

　　表1：介電常數