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如何对平板装置进行触控感测设计

2018年08月12日 11:56 次阅读

随着采用触控面板的行动装置数量渐增,目前放眼望去新一代的行动装置,大多扬弃传统机械式压按开关,改行全萤幕触控或搭配部分触控介面,不只是触控面板热门,触控感测器也提供了非面板形式的全触控操作设计解决方案。

自Apple推出iPhone、iPod Touch与iPad等热门的触控行动装置后,让使用者重新体会触控产品的应用便利性,同时在操作习惯上也产生另一种变化,消费性商品开始尝试导入更便捷的触控解决方案,借以取代较易老化、故障或是进尘、腐蚀的机械式开关,平面式的配置也很容易与多数电子装置进行设计整合。

触控感测器的基本运作原理,多为采行检测表面电容变化的机制,进行触点的定位与压按动作感知,基本上当人体部位或手指接近到感测器的金属导电片时,立即会导致金属材质的导电片产生电容值的细微变化,而当手指或身体导电部位在金属片上移动时,也会改变金属片表面的电场产生改变,进而使电容值出现变化,将这些些微的变化利用触控感测器搜集、处理回馈触点座标、动作形式等资讯,即最基本的触按机制感侧过程。

如何对平板装置进行触控感测设计?

图示:触控IC解决方案可节省触控设计导入的开发时程

原为工业用途居多转消费性发展应用多元

触控解决方案所采行的电容感测技术,在早期多半使用于工业生产流程必备的各液槽感测应用,在石化或是大型工厂中,各式化学材料液槽,多半无法采目测或是机械式量测液位,压力、温度等关键数值均有成熟的解决方案可使用,但液位就因内容物的差异而不容易解决。

工业应用的生产系统,多年来一直采行透过电容检测机制来量测密封化学原料槽中的液体位置,除液位外也可衍生测量湿度或材料成分等应用,今日的消费性电子采行的小范围触控设计机制,多半也是工业触控解决方案的设计延伸,只不过是系统的尺寸缩小许多,量测的机制与回馈资讯会更细致一些。

如何对平板装置进行触控感测设计?

图示:QTouch Suite可以整合更多的功能,搭配第三方CAD开发工具导入QTouch技术设计

不只按钮 滑杆、近接均可感测

触控感测器基本上多半提供通用型的触按机制,其实在用于滑杆形式的操作应用取代,有使其应用表现更佳的效益,多数滑杆形式的操作方式,在电子电路的实践设计中,多半是透过可变电阻元件或是光感应器搭配机械结构进行开发,若采可变电阻的传统设计,零件容易因时间而老化,甚至元件容易受潮产生故障,另一种采光学机械结构式的滑杆设计,虽然可以克服受潮或是元件老化问题,但因机械结构有一定的厚度,不适宜用于行动装置开发。

若透过触控解决方案进行改善设计,可以利用金属电极的接触或近接(proximity sensor)感测电容改变,做到近似滑杆操作的相关应用,以感测器为核心的设计概念,可以让人机介面更容易被开发、设计,制成的电子装置在操作方面可以更直观、简单。

行动装置因应环境差异触控设计改善关键

而以触控感测器为基础的人机介面设计,通常是透过周期性频繁的感测检验电容变化,一般可利用金属接面的电路阻抗去换算回推,通常取得的是触按面板的一个内部参考值作为基准,但取得的原始资料并无法直接100%对应面板触点位置,因为触按面的电阻值和距离感测器位置的电路阻抗都会有影响,必须再将原始资料经过实际触点与电极取得资料的转换,制成一参照数据表,让感测晶片可以直接输出触点的绝对座标。

在整个触按机制中,准确判断触点座标,只是触按人机介面设计的第一步,其实必须做的相关机制设计,例如,触按压力、触按搭配Click操作、两指触按侦测、多指触按侦测等,都会影响触按平面的电容感测值差异,也会造成后处理原始资料的技术难度,所幸这些繁复的运作都由触控IC解决方案整合,实际设计中系统开发团队只要专心实践触控人机介面的相关应用功能。

不同介质的触按侦测差异

先前谈到,触控IC侦测、判断触点位置与触按方式的机制,为采用相对变动性较大的表面电容值改变,而改变电容值的因素相当多,其中影响较大的就是介质,每种不同的介质会有不同的介电常数,而触按的接触表面积差异也会有相对影响,以不同材质来说,例如手指、塑胶、橡胶、皮革、水等,都会有不同的侦测敏感差异。

触控点的侦测强度,会随着压力大小与触按表面积的增加而增强其电容值,而覆膜厚度与覆膜本身的介电常数,也会对触控强度产生较大的影响,尤其是当装置必须在恶劣条件下使用时,更要考量复杂的触按状况,例如,于厨房或户外环境,感测起可能因为水、食用油脂或是环境不同,而出现感测结果上的差异。

大幅精进的触控IC解决方案

早期触控IC相关解决方案,在产品的支援性可能仅能做到单点与简单的触按感测,目前因应多点、多触控机制的感测IC相当多,也具备高解析度的触点侦测条件,尤其是早期采分离式的触按人机介面开发设计,经常必须耗费大量精神改善的杂讯、介面串讯、串讯干扰、耦合等问题,正逐步把影响范围控制在触控IC本身,而在实际设计中触控IC可能会因为摆位、与电源的距离、电路节点数量等,影响其工作表现。

加上半导体制程与数位类比IC在技术上的多方整合,高效能的ADC足以实践高触按操作表现的人机介面,而不管是采行类比或数位方式,触控感测控制器可采行简易的SPII2C介面与微控制器进行连接。

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据外媒报道,iPhone 9的配色居然高达8种,同时涵盖了主流的配色和几种少见了配色,这就使得外观党...

发表于 2018-07-27 16:39 3228次阅读
苹果这款新机还没有发布,就被发现了两个缺点

是什么特性让这款电能计量IC成为“业界唯一”?

ADI推出目前市面上唯一一款具有自动校准功能的电能计量IC——ADE9153A !

发表于 2018-07-27 11:19 452次阅读
是什么特性让这款电能计量IC成为“业界唯一”?

这款iPhone黑科技手机壳不仅功能多,设计更巧...

这是一个iPhone多功能手机壳,它不仅是保护壳,凸起的硅胶部分还可以伸缩翻转,变成手机扬声器和支架...

发表于 2018-07-26 11:45 234次阅读
这款iPhone黑科技手机壳不仅功能多,设计更巧...

IC Park的具备的条件能更快地推进IC产业的...

IC作为技术支撑行业关注度并不高,近期成为热点话题,很大程度源于中美贸易摩擦所带来的一系列连锁反应,...

发表于 2018-07-26 11:23 617次阅读
IC Park的具备的条件能更快地推进IC产业的...

如何玩转“IC+”?交给IC Park就够了

IC作为技术支撑行业关注度并不高,近期成为热点话题,很大程度源于中美贸易摩擦所带来的一系列连锁反应,...

发表于 2018-07-26 11:23 517次阅读
如何玩转“IC+”?交给IC Park就够了

苹果若拒绝防骚扰App上架,iPhone将被强制...

7月21日消息,据印度报道,在印度市场发展并不顺利的苹果,目前再次遭遇巨大挑战,若其在规定期限内拒绝...

发表于 2018-07-25 18:00 598次阅读
苹果若拒绝防骚扰App上架,iPhone将被强制...

苹果秋季新品发布会:并不局限于手机

距离“科技春晚”苹果秋季新品发布会只剩下一个多月的时间了。日前,有媒体爆料称,一家苹果零部件供应商透...

发表于 2018-07-25 16:36 3799次阅读
苹果秋季新品发布会:并不局限于手机

苹果对iPhone X的销量预估过高,导致零部件...

据了解,该曝光数量并不全是已经组装好的iPhone X,还包含各种零部件。与此同时,有消息人士称,今...

发表于 2018-07-25 14:35 797次阅读
苹果对iPhone X的销量预估过高,导致零部件...

2018年款新一代iPhone将全面转向异形刘海...

被称作廉价版iPhone X的这款手机,在三款新机中的定位是最低的,廉价版iPhone X将采用LC...

发表于 2018-07-25 09:55 733次阅读
2018年款新一代iPhone将全面转向异形刘海...

英特尔有望成为2018年iPhone独家供应商

据国外财经杂志《Fast Company》的最新报导指出,处理器大厂英特尔(intel)已解决最新基...

发表于 2018-07-24 17:57 857次阅读
英特尔有望成为2018年iPhone独家供应商

外媒又新曝光了一组iPhone 9(6.1英寸)...

配置上采用USB-C接口,处理器会搭载苹果A12处理器,运行内存达到4GB,所以性能上是根本不需要担...

发表于 2018-07-24 14:12 867次阅读
外媒又新曝光了一组iPhone 9(6.1英寸)...

打入车电供应链门槛为AEC和 ISO/TS 16...

那么,IC 设计业者该如何进入车用 IC 供应链呢?首先应先了解其中的一张门票 AEC-Q100。图...

发表于 2018-07-24 10:46 287次阅读
打入车电供应链门槛为AEC和 ISO/TS 16...

台积电不排除扩厂 无大陆上市计划

台积电资深副总兼财务长何丽梅昨(19)日表示,台积电目前现金流入非常健康,加上人才在台积电不仅有愿景...

发表于 2018-07-24 09:01 742次阅读
台积电不排除扩厂 无大陆上市计划

英特尔重大失误:与iPhone擦肩而过

这些来自美国的竞争对手拥有各自的所长。高通专注于手机,英伟达专注于视频游戏显卡。它们都将生产外包给亚...

发表于 2018-07-23 14:51 584次阅读
英特尔重大失误:与iPhone擦肩而过

iPhone9真的上市发售,你觉得售价多少比较合...

而也有相关的传言表示,iPhone9会放弃lighting接口而转而采用USB-C接口,这个消息目前...

发表于 2018-07-23 10:46 1504次阅读
iPhone9真的上市发售,你觉得售价多少比较合...

民德电子重点关注半导体芯片产业,未来将尝试对其进...

民德电子在互动平台表示,目前公司条码识读产品使用的IC种类较多,大部分为外购通用型芯片。少部分核心产...

发表于 2018-07-21 11:30 648次阅读
民德电子重点关注半导体芯片产业,未来将尝试对其进...

超越未来:回顾英特尔50年

1968 年 7 月 18 日,因为不满前雇主仙童半导体温吞的风格,工程师罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔...

发表于 2018-07-21 10:16 465次阅读
超越未来:回顾英特尔50年

苹果新iPhone第一次比较靠谱的与外界“亲密接...

值得注意的是6.1英寸iPhone手机虽然低端,但也配备了面部识别功能,预计与其他两款差不多。不同的...

发表于 2018-07-20 10:55 574次阅读
苹果新iPhone第一次比较靠谱的与外界“亲密接...

iphone手机备份器方案

发表于 2018-07-18 15:02 266次阅读
iphone手机备份器方案

果粉必看!转移iPhone资料史上最便捷的方法在这里!

发表于 2018-02-09 22:04 1005次阅读
果粉必看!转移iPhone资料史上最便捷的方法在这里!

iPhone出了故障,让很多人都纷纷心惊胆战

发表于 2018-02-06 11:37 725次阅读
iPhone出了故障,让很多人都纷纷心惊胆战

硬件开发实战派和理论派谁更强?燚智能周教授开讲智能硬件那些事

发表于 2017-11-23 10:21 950次阅读
硬件开发实战派和理论派谁更强?燚智能周教授开讲智能硬件那些事

iphone6s 充不进去电怎么办

发表于 2017-11-08 16:43 308次阅读
iphone6s 充不进去电怎么办

你的iphone8 无线充电器准备好了吗

发表于 2017-09-14 16:43 1044次阅读
你的iphone8 无线充电器准备好了吗

iphone8/8plus/x无线充电器 桌面无线发射端QI标准智能家具

发表于 2017-09-14 16:40 1037次阅读
iphone8/8plus/x无线充电器 桌面无线发射端QI标准智能家具

iPhone 8无线充电器你们期待吗?如果真如外传消息这样,简直可以舍弃了

发表于 2017-08-30 16:33 1199次阅读
iPhone 8无线充电器你们期待吗?如果真如外传消息这样,简直可以舍弃了

科裕手机互联指纹锁,奢华超顶配 iphone!

发表于 2017-06-26 23:49 980次阅读
科裕手机互联指纹锁,奢华超顶配 iphone!