資源描述：
《傳感器在手機(jī)上的應(yīng)用解讀》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、護(hù)ERS?4XAf1909QINGDAOUNIVERSITY《傳感器原理及應(yīng)用》課程考核論文題目電容式感測技術(shù)在手機(jī)觸摸屏上的應(yīng)用班級電子信息科學(xué)與技術(shù)1班學(xué)號201140600147陳萬鑫、劉恒源、蔣興瑞指導(dǎo)老!J帀遲宗濤自動化工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)系二零一四年十二月電容式感測技術(shù)在手機(jī)觸摸屏中的應(yīng)用摘要：隨著傳感器不斷的發(fā)展與成熟，電容式傳感器廣泛應(yīng)用于壓力、液位、位移等各種檢測中，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)。電容式傳感器作為一項(xiàng)前途廣闊的新型技術(shù)，日益受到人們的重視。特別是智能手機(jī)等新型消費(fèi)電子產(chǎn)品應(yīng)用了電容傳感器的觸摸屏的風(fēng)靡，不僅提供方便的控制方式，而月.帶
2、來了更好的用戶體驗(yàn)。引言：電容傳感技術(shù)投入應(yīng)用己長達(dá)一個(gè)世紀(jì)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快、易實(shí)現(xiàn)非接觸測量等突出的優(yōu)點(diǎn)，具有著十分廣泛的應(yīng)用前景，它不僅在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、環(huán)境、醫(yī)療等傳統(tǒng)領(lǐng)域有具有巨大的運(yùn)用價(jià)值，在未來還將在許多新興領(lǐng)域體現(xiàn)其優(yōu)越性。電容式感測用戶界面正作為手機(jī)中機(jī)械按鍵的一種實(shí)用的創(chuàng)新替代方案脫穎而出。雖然電容式傳感器可被視作傳統(tǒng)按鍵的簡易替代方案，但該技術(shù)不僅僅是半球型開關(guān)的一種升級。當(dāng)手機(jī)采用觸摸式傳感器來實(shí)現(xiàn)時(shí)，手機(jī)制造商在設(shè)計(jì)中可獲得一種令人激動的嶄新的外觀感覺選擇。利用電容式傳感器，手機(jī)按鍵，即鍵墊(keymat),無需移動式元件就可以實(shí)現(xiàn)，這樣會形成
3、平順光滑的接觸表面。此外，設(shè)計(jì)人員還可在機(jī)械按鍵頂端選用電容式感測，輕按會觸發(fā)電容式傳感器，重按則激活機(jī)械開關(guān)。整合了這種技術(shù)的手機(jī)不僅能感測手指的位置，還能感測到手指對按鍵施加壓力的輕重。輕按可能與電話號碼簿翻頁有關(guān)，重按則可能是往選定號碼撥打電話。近年來手機(jī)設(shè)計(jì)中岀現(xiàn)的最引人注目的趨勢之一是電容式傳感器和透明導(dǎo)體的結(jié)合。這種透明鍵墊為設(shè)計(jì)人員提供了許多具創(chuàng)造性的選擇。工作原理大多數(shù)觸摸傳感控制器依據(jù)所檢測到的電容變化來工作一一當(dāng)某種物體或某個(gè)人接近或觸摸傳感器的導(dǎo)電金屬片時(shí)，手指與金屬片Z間的電容發(fā)生變化。導(dǎo)電物體（如于指）在傳感器附近移動將改變電容傳感器的電場線并使電容發(fā)生變
4、化，并通過控制電路測出電容的變化。電容式感測技術(shù)的方式（1）手指電容：所有電容式觸摸傳感系統(tǒng)的核心部分都是一組與電場相互作用的導(dǎo)體。在皮膚下面，人體組織中充滿了傳導(dǎo)電解質(zhì)（一種有損電介質(zhì)）。止是手指的這種導(dǎo)電特性，使得電容式觸摸傳感成為可能。簡單的平行板電容器具有兩個(gè)導(dǎo)體，其間隔著一層電介質(zhì)。該系統(tǒng)屮的大部分能量分布在電容器極板之間。少許能量會泄露到電容器極板以外的空間，而由這些泄露能量所形成的電場被稱為“邊緣場”。制作實(shí)用電容式傳感器的部分難題在于：需要設(shè)計(jì)一組印制導(dǎo)線，將上述的邊緣場引導(dǎo)到用戶易接近的有效感應(yīng)區(qū)域中。顯然，對于這種傳感器模式來說，平行板電容器并非上佳之選。把手指
5、放在邊緣屯場的附近將增加屯容式傳感系統(tǒng)的導(dǎo)屯表面積。由手指所產(chǎn)生的額外電荷存儲容量就是已知的手指電容CF。無手指觸摸時(shí)的傳感器電容用CP來表示。在木文中，它代表寄牛電容。關(guān)于電容式傳感器的一個(gè)常見的誤解是：為了使系統(tǒng)止常工作，手指必須接地。實(shí)際上，手指被傳感的原因在于它帶有電荷，而這與其是否懸空或接地完全無關(guān)。ISMR!絕緣粘合樓3傳姦器輜電路梅內(nèi)醫(yī)電躍板元件摘電路板6手機(jī)內(nèi)部機(jī)域足圖：手機(jī)電容傳感器的機(jī)械層疊截面圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)械層疊是一個(gè)重要考慮因素，因?yàn)槭謾C(jī)的外殼日趨纖薄。事實(shí)上，傳感器線跡布局不佳和覆蓋膜材料厚度過大是手機(jī)SNR偏低的主要原因。電路板一般是柔性電路，在某些情
6、況下，也有可能是一種很薄的剛性板。電路板通過絕緣粘合膜的薄層被安裝在覆蓋膜上，從而提高了從傳感器到覆蓋膜的電場耦合。該粘合層述形成了一個(gè)能夠?qū)κ种篙p壓和重壓都穩(wěn)定響應(yīng)的機(jī)械系統(tǒng)。l-3nim的覆蓋膜厚度是比較理想的，這樣可在不過度削弱電容式感測信號的情況下為手機(jī)提供所需的封裝機(jī)械強(qiáng)度。(2)透明電容：手機(jī)中觸摸感測的最新趨勢是在玻璃或塑料膜上使用氧化鋼錫(ITO)。ITO是一種導(dǎo)電材料，作為薄膜運(yùn)用時(shí)是透明的。這種材料已在電阻式觸摸屏中使用多年。現(xiàn)在，微控制器的最新發(fā)展成果又使電容式觸摸屏成為可能。電阻式觸摸屏由于依賴觸摸表而的機(jī)械變形，故很容易損壞，需要更換。而電容式ITO觸摸屏
7、不需要機(jī)械變形來實(shí)現(xiàn)。電容式ITO觸摸屏超越標(biāo)準(zhǔn)電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)之一就是摒棄了這種易發(fā)生故障的機(jī)械模式。(3)指紋識別：電容式傳感器，也被稱為第二代指紋識別，是目前指紋識別最常用的一種。它的優(yōu)點(diǎn)是體積小、成本低，成像精度高，而且耗電量很小，因此非常適合在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中使用。-K?為梧紂繹廿〃卜理后的2俊??亟女臺禺悴軸J入指紋識別所需電容傳感器包含一個(gè)大約有數(shù)萬個(gè)金屬導(dǎo)體的陣列，其外面是一層絕緣的表面，當(dāng)用戶的手指放在上面吋，金屬導(dǎo)體陣列/絕緣物/皮膚就構(gòu)成了相應(yīng)
