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电容感应基本原理及在汽车中的应用

作者:时间:2012-04-12来源:网络收藏

科幻影片中的图像往往突破现实的限制,如电影Minority Report.中,汤姆·克鲁斯使用多点触摸屏浏览信息。技术改变了我们与设备的交互方式。我们不再使用简单的按钮或开关。我们可以在触摸屏上触摸,滑动或者缩放数据本身,与其进行交互。科幻电影中看似遥远的界面已经不再是虚幻的了。事实上,他们已经存在并设计到了各种应用中,包括

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/196963.htm

多点触摸感应是的延伸,使得触控技术变得更加直观,可以同时检测到多个手指并能识别手势。本文中将介绍电容感应基本以及电容感应技术在应用中的改进。在介绍了多点触摸屏/轨迹板的结构和内部操作之后将会探讨多点触摸感应给人机界面(HMI)所带来的改变。

多点触摸感应

多点触摸系统的核心是一对相邻电极组成的电容感应。当一个导体如手指接近这些电极时,两个电极之间的电容就会增加(见图1),可以通过微控制器检测到。另外,电容感应还可用于接近感应,传感器和用户身体并不需要接触到。这可以通过提高传感器的灵敏度来达到。

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图1:电容感应

电容感应越来越多的用来取代机械按钮,旋钮,系统中,触摸按钮和滑条(见图2)可以用于车载娱乐、开关后备箱、采暖通风空调控制(HVAC),以及被动式无钥匙进入传感器(PKE)。机械部件和凹槽(需要更复杂的模具,容易进入灰尘等等) 的数量减少了,提高了可靠性并降低了系统成本。

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图2

触摸屏轨迹板:

触摸屏使得用户直接触摸设备的应用功能,从而减少对外部按钮的依赖。同样的,在轨迹板上,用户也可以使用本能动作与系统进行交互,例如触摸、轻击、缩放、拖曳。触摸屏主要有三种形式:单点触摸,多点触摸识别手势,多点接触识别位置(见图3)。

单点触摸触摸屏主要是电阻式触摸屏,在同一区域定位屏和按钮。电阻式单点触摸屏的局限是一次只能检测屏幕上的一个手指,手势识别能力有限,传感器容易磨损,性能较差。

这些限制带来了投射式电容技术的发展,多点触摸手势触摸屏就是基于这个。多点触摸手势触摸屏不依赖于压力来检测用户交互。他们也能够支持同时多点触摸手势识别和跟踪,方便机器屏幕和浏览网页。

多点接触识别位置指的是触摸感应表面(轨迹板/触摸屏)能够同时识别接触表面上的两个或两个以上的点。用户双手有十个手指,车上有多个乘客时数量会增加。音乐浏览,地图操纵,身体的电子控制如座椅位置这些都是汽车应用的例子,这些都是触摸屏很好的应用。

汽车上的轨迹板方便驾驶员操作系统,如导航和音频子系统,无需伸到中心控制台。轨迹板可以识别字符,不再需要字母数字键。

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图3:触摸屏类型

触摸屏的覆盖物有玻璃和塑料,下面是两层透明的导体比如铟锡氧化物(ITO),他们由绝缘材料分离(见图4)。ITO层的制式形成了电容栅格。ITO层透明度极高,有助于触摸屏更明亮、更容易阅读。由于不需要压力来检测触摸,所以屏幕更耐用。

在轨迹板中,也有类似的电容式传感器结构,只不过系统有一个不透明的保护层,简单的铜层就是传感器。

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图4 :触摸屏分层

扫描触摸屏传感器,可以检测传感器电容的任何变化,从而检测到手指触摸。分析这些数据可以识别手势,手指范围,手指运动方向。系统还可以驱动输出设备如LED,或着控制电机。

支持十个手指的电容式触摸屏和轨迹版越来越多的用在汽车上,被各种各样的汽车系统用作综合界面。多点触摸识别位置感应系统还允许车内的多个用户同时访问触摸屏。此外,汽车网络协议如CAN/LIN,可以集成分布式机电系统到中央控制台。这使得人机界面设计者可以在控制台协调各子系统的运行,用统一风格的用户界面来创建人机界面,增加了灵活性,同时开发人员可以在外观和感觉方面有更大的设计空间。

多点触摸识别位置感应可以创建直观的,美观的显示界面,更有竞争力。随着尺寸的增加和处理能力的增强,触摸屏和轨迹板越来越深入人心,他们最终成为汽车界面的选择。

电容式触摸屏相关文章:电容式触摸屏原理


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