Cypress剖析電容感應基本原理及在汽車中的應用
發布時間:2012-05-15 來源:Cypress
中心議題:
多duo點dian觸chu摸mo感gan應ying是shi電dian容rong感gan應ying的de延yan伸shen,電dian容rong感gan應ying使shi得de觸chu控kong技ji術shu變bian得de更geng加jia直zhi觀guan,可ke以yi同tong時shi檢jian測ce到dao多duo個ge手shou指zhi並bing能neng識shi別bie手shou勢shi。本ben文wen中zhong將jiang介jie紹shao電dian容rong感gan應ying基ji本ben原yuan理li以yi及ji電dian容rong感gan應ying技ji術shu在zai汽qi車che應ying用yong中zhong的de改gai進jin。在zai介jie紹shao了le多duo點dian觸chu摸mo屏ping/軌跡板的結構和內部操作之後將會探討多點觸摸感應給人機界麵(HMI)所帶來的改變。
科幻影片中的圖像往往突破現實的限製,如電影Minority Report.中,湯姆·kelusishiyongduodianchumopingliulanxinxi。dianrongganyingjishugaibianlewomenyushebeidejiaohufangshi。womenbuzaishiyongjiandandeanniuhuokaiguan。womenkeyizaichumopingshangchu mo,huadonghuozhesuofangshujubenshen,yuqijinxingjiaohu。kehuandianyingzhongkansiyaoyuandejiemianyijingbuzaishixuhuandele。shishishang,tamenyijingcunzaibingshejidaolegezhongyingyongzhong,baokuoqiche。
多點觸摸感應
多點觸摸係統的核心是一對相鄰電極組成的電容感應。當一個導體如手指接近這些電極時,兩個電極之間的電容就會增加(見圖1),可以通過微控製器檢測到。另外,電容感應還可用於接近感應,傳感器和用戶身體並不需要接觸到。這可以通過提高傳感器的靈敏度來達到。
電容感應越來越多的用來取代機械按鈕,旋鈕,汽車係統中,觸摸按鈕和滑條(見圖2)可以用於車載娛樂、開關後備箱、采暖通風&空調控製(HVAC),以及被動式無鑰匙進入傳感器(PKE)。機械部件和凹槽(需要更複雜的模具,容易進入灰塵等等) 的數量減少了,提高了可靠性並降低了係統成本。

圖2:電容感應界麵
觸摸屏&軌跡板
觸摸屏使得用戶直接“觸摸”設備的應用功能,從而減少對外部按鈕的依賴。同樣的,在軌跡板上,用戶也可以使用本能動作與係統進行交互,例如觸摸、輕擊、縮放、拖曳。觸摸屏主要有三種形式:單點觸摸,多點觸摸識別手勢,多點接觸識別位置(見圖3)。
dandianchumochumopingzhuyaoshidianzushichumoping,zaitongyiquyudingweipingheanniu。dianzushidandianchumopingdejuxianshiyicizhinengjiancepingmushangdeyigeshouzhi,shoushishibienengliyouxian,chuanganqirongyimosun,xingnengjiaocha。
這(zhe)些(xie)限(xian)製(zhi)帶(dai)來(lai)了(le)投(tou)射(she)式(shi)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)就(jiu)是(shi)基(ji)於(yu)這(zhe)個(ge)原(yuan)理(li)。多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)不(bu)依(yi)賴(lai)於(yu)壓(ya)力(li)來(lai)檢(jian)測(ce)用(yong)戶(hu)交(jiao)互(hu)。他(ta)們(men)也(ye)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)同(tong)時(shi)多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)識(shi)別(bie)和(he)跟(gen)蹤(zong),方(fang)便(bian)機(ji)器(qi)屏(ping)幕(mu)和(he)瀏(liu)覽(lan)網(wang)頁(ye)。
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多點接觸識別位置指的是觸摸感應表麵(軌跡板/觸摸屏)能neng夠gou同tong時shi識shi別bie接jie觸chu表biao麵mian上shang的de兩liang個ge或huo兩liang個ge以yi上shang的de點dian。用yong戶hu雙shuang手shou有you十shi個ge手shou指zhi,車che上shang有you多duo個ge乘cheng客ke時shi數shu量liang會hui增zeng加jia。音yin樂le瀏liu覽lan,地di圖tu操cao縱zong,身shen體ti的de電dian子zi控kong製zhi如ru座zuo椅yi位wei置zhi這zhe些xie都dou是shi汽qi車che應ying用yong的de例li子zi,這zhe些xie都dou是shi觸chu摸mo屏ping很hen好hao的de應ying用yong。
汽車上的軌跡板方便駕駛員操作係統,如導航和音頻子係統,無需伸到中心控製台。軌跡板可以識別字符,不再需要字母數字鍵。

圖3:觸摸屏類型
觸摸屏的覆蓋物有玻璃和塑料,下麵是兩層透明的導體比如銦錫氧化物(ITO),他們由絕緣材料分離(見圖4)。ITO層的製式形成了電容柵格。ITO層透明度極高,有助於觸摸屏更明亮、更容易閱讀。由於不需要壓力來檢測觸摸,所以屏幕更耐用。
在軌跡板中,也有類似的電容式傳感器結構,隻不過係統有一個不透明的保護層,簡單的銅層就是傳感器。

圖4 :觸摸屏分層
掃(sao)描(miao)觸(chu)摸(mo)屏(ping)傳(chuan)感(gan)器(qi),可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)容(rong)的(de)任(ren)何(he)變(bian)化(hua),從(cong)而(er)檢(jian)測(ce)到(dao)手(shou)指(zhi)觸(chu)摸(mo)。分(fen)析(xi)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)手(shou)勢(shi),手(shou)指(zhi)範(fan)圍(wei),手(shou)指(zhi)運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)。係(xi)統(tong)還(hai)可(ke)以(yi)驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)設(she)備(bei)如(ru)LED,或著控製電機。
支zhi持chi十shi個ge手shou指zhi的de電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping和he軌gui跡ji版ban越yue來lai越yue多duo的de用yong在zai汽qi車che上shang,被bei各ge種zhong各ge樣yang的de汽qi車che係xi統tong用yong作zuo綜zong合he界jie麵mian。多duo點dian觸chu摸mo識shi別bie位wei置zhi感gan應ying係xi統tong還hai允yun許xu車che內nei的de多duo個ge用yong戶hu同tong時shi訪fang問wen觸chu摸mo屏ping。此ci外wai,汽qi車che網wang絡luo協xie議yi如ruCAN/LIN,可(ke)以(yi)集(ji)成(cheng)分(fen)布(bu)式(shi)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)到(dao)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)台(tai)。這(zhe)使(shi)得(de)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)在(zai)控(kong)製(zhi)台(tai)協(xie)調(tiao)各(ge)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing),用(yong)統(tong)一(yi)風(feng)格(ge)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)來(lai)創(chuang)建(jian)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian),增(zeng)加(jia)了(le)靈(ling)活(huo)性(xing),同(tong)時(shi)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)在(zai)外(wai)觀(guan)和(he)感(gan)覺(jiao)方(fang)麵(mian)有(you)更(geng)大(da)的(de)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)。
多duo點dian觸chu摸mo識shi別bie位wei置zhi感gan應ying可ke以yi創chuang建jian直zhi觀guan的de,美mei觀guan的de顯xian示shi界jie麵mian,更geng有you競jing爭zheng力li。隨sui著zhe尺chi寸cun的de增zeng加jia和he處chu理li能neng力li的de增zeng強qiang,觸chu摸mo屏ping和he軌gui跡ji板ban越yue來lai越yue深shen入ru人ren心xin,他ta們men最zui終zhong成cheng為wei汽qi車che界jie麵mian的de選xuan擇ze。
- Cypress剖析電容感應基本原理及在汽車中的應用
多duo點dian觸chu摸mo感gan應ying是shi電dian容rong感gan應ying的de延yan伸shen,電dian容rong感gan應ying使shi得de觸chu控kong技ji術shu變bian得de更geng加jia直zhi觀guan,可ke以yi同tong時shi檢jian測ce到dao多duo個ge手shou指zhi並bing能neng識shi別bie手shou勢shi。本ben文wen中zhong將jiang介jie紹shao電dian容rong感gan應ying基ji本ben原yuan理li以yi及ji電dian容rong感gan應ying技ji術shu在zai汽qi車che應ying用yong中zhong的de改gai進jin。在zai介jie紹shao了le多duo點dian觸chu摸mo屏ping/軌跡板的結構和內部操作之後將會探討多點觸摸感應給人機界麵(HMI)所帶來的改變。
科幻影片中的圖像往往突破現實的限製,如電影Minority Report.中,湯姆·kelusishiyongduodianchumopingliulanxinxi。dianrongganyingjishugaibianlewomenyushebeidejiaohufangshi。womenbuzaishiyongjiandandeanniuhuokaiguan。womenkeyizaichumopingshangchu mo,huadonghuozhesuofangshujubenshen,yuqijinxingjiaohu。kehuandianyingzhongkansiyaoyuandejiemianyijingbuzaishixuhuandele。shishishang,tamenyijingcunzaibingshejidaolegezhongyingyongzhong,baokuoqiche。
多點觸摸感應
多點觸摸係統的核心是一對相鄰電極組成的電容感應。當一個導體如手指接近這些電極時,兩個電極之間的電容就會增加(見圖1),可以通過微控製器檢測到。另外,電容感應還可用於接近感應,傳感器和用戶身體並不需要接觸到。這可以通過提高傳感器的靈敏度來達到。

圖1:電容感應原理
電容感應越來越多的用來取代機械按鈕,旋鈕,汽車係統中,觸摸按鈕和滑條(見圖2)可以用於車載娛樂、開關後備箱、采暖通風&空調控製(HVAC),以及被動式無鑰匙進入傳感器(PKE)。機械部件和凹槽(需要更複雜的模具,容易進入灰塵等等) 的數量減少了,提高了可靠性並降低了係統成本。

圖2:電容感應界麵
觸摸屏&軌跡板
觸摸屏使得用戶直接“觸摸”設備的應用功能,從而減少對外部按鈕的依賴。同樣的,在軌跡板上,用戶也可以使用本能動作與係統進行交互,例如觸摸、輕擊、縮放、拖曳。觸摸屏主要有三種形式:單點觸摸,多點觸摸識別手勢,多點接觸識別位置(見圖3)。
dandianchumochumopingzhuyaoshidianzushichumoping,zaitongyiquyudingweipingheanniu。dianzushidandianchumopingdejuxianshiyicizhinengjiancepingmushangdeyigeshouzhi,shoushishibienengliyouxian,chuanganqirongyimosun,xingnengjiaocha。
這(zhe)些(xie)限(xian)製(zhi)帶(dai)來(lai)了(le)投(tou)射(she)式(shi)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)就(jiu)是(shi)基(ji)於(yu)這(zhe)個(ge)原(yuan)理(li)。多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)不(bu)依(yi)賴(lai)於(yu)壓(ya)力(li)來(lai)檢(jian)測(ce)用(yong)戶(hu)交(jiao)互(hu)。他(ta)們(men)也(ye)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi)同(tong)時(shi)多(duo)點(dian)觸(chu)摸(mo)手(shou)勢(shi)識(shi)別(bie)和(he)跟(gen)蹤(zong),方(fang)便(bian)機(ji)器(qi)屏(ping)幕(mu)和(he)瀏(liu)覽(lan)網(wang)頁(ye)。
[page]
多點接觸識別位置指的是觸摸感應表麵(軌跡板/觸摸屏)能neng夠gou同tong時shi識shi別bie接jie觸chu表biao麵mian上shang的de兩liang個ge或huo兩liang個ge以yi上shang的de點dian。用yong戶hu雙shuang手shou有you十shi個ge手shou指zhi,車che上shang有you多duo個ge乘cheng客ke時shi數shu量liang會hui增zeng加jia。音yin樂le瀏liu覽lan,地di圖tu操cao縱zong,身shen體ti的de電dian子zi控kong製zhi如ru座zuo椅yi位wei置zhi這zhe些xie都dou是shi汽qi車che應ying用yong的de例li子zi,這zhe些xie都dou是shi觸chu摸mo屏ping很hen好hao的de應ying用yong。
汽車上的軌跡板方便駕駛員操作係統,如導航和音頻子係統,無需伸到中心控製台。軌跡板可以識別字符,不再需要字母數字鍵。

圖3:觸摸屏類型
觸摸屏的覆蓋物有玻璃和塑料,下麵是兩層透明的導體比如銦錫氧化物(ITO),他們由絕緣材料分離(見圖4)。ITO層的製式形成了電容柵格。ITO層透明度極高,有助於觸摸屏更明亮、更容易閱讀。由於不需要壓力來檢測觸摸,所以屏幕更耐用。
在軌跡板中,也有類似的電容式傳感器結構,隻不過係統有一個不透明的保護層,簡單的銅層就是傳感器。

圖4 :觸摸屏分層
掃(sao)描(miao)觸(chu)摸(mo)屏(ping)傳(chuan)感(gan)器(qi),可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)傳(chuan)感(gan)器(qi)電(dian)容(rong)的(de)任(ren)何(he)變(bian)化(hua),從(cong)而(er)檢(jian)測(ce)到(dao)手(shou)指(zhi)觸(chu)摸(mo)。分(fen)析(xi)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)手(shou)勢(shi),手(shou)指(zhi)範(fan)圍(wei),手(shou)指(zhi)運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)。係(xi)統(tong)還(hai)可(ke)以(yi)驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)設(she)備(bei)如(ru)LED,或著控製電機。
支zhi持chi十shi個ge手shou指zhi的de電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping和he軌gui跡ji版ban越yue來lai越yue多duo的de用yong在zai汽qi車che上shang,被bei各ge種zhong各ge樣yang的de汽qi車che係xi統tong用yong作zuo綜zong合he界jie麵mian。多duo點dian觸chu摸mo識shi別bie位wei置zhi感gan應ying係xi統tong還hai允yun許xu車che內nei的de多duo個ge用yong戶hu同tong時shi訪fang問wen觸chu摸mo屏ping。此ci外wai,汽qi車che網wang絡luo協xie議yi如ruCAN/LIN,可(ke)以(yi)集(ji)成(cheng)分(fen)布(bu)式(shi)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)到(dao)中(zhong)央(yang)控(kong)製(zhi)台(tai)。這(zhe)使(shi)得(de)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)設(she)計(ji)者(zhe)可(ke)以(yi)在(zai)控(kong)製(zhi)台(tai)協(xie)調(tiao)各(ge)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing),用(yong)統(tong)一(yi)風(feng)格(ge)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)來(lai)創(chuang)建(jian)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian),增(zeng)加(jia)了(le)靈(ling)活(huo)性(xing),同(tong)時(shi)開(kai)發(fa)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)在(zai)外(wai)觀(guan)和(he)感(gan)覺(jiao)方(fang)麵(mian)有(you)更(geng)大(da)的(de)設(she)計(ji)空(kong)間(jian)。
多duo點dian觸chu摸mo識shi別bie位wei置zhi感gan應ying可ke以yi創chuang建jian直zhi觀guan的de,美mei觀guan的de顯xian示shi界jie麵mian,更geng有you競jing爭zheng力li。隨sui著zhe尺chi寸cun的de增zeng加jia和he處chu理li能neng力li的de增zeng強qiang,觸chu摸mo屏ping和he軌gui跡ji板ban越yue來lai越yue深shen入ru人ren心xin,他ta們men最zui終zhong成cheng為wei汽qi車che界jie麵mian的de選xuan擇ze。
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