Capsense電容觸摸感應(yīng)按鍵的原理【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述電氣工程及自動(dòng)化Capsense電容觸摸感應(yīng)按鍵的原理摘要：本文介紹了capsense電容觸摸感應(yīng)按鍵的基本原理，利用手指觸摸面板時(shí)，手指與面板（非導(dǎo)電材料）下面的PCB板上的感應(yīng)銅箔行成手指電容變化來(lái)實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)控制功能?！?】希望通過(guò)本文，使讀者對(duì)觸摸感應(yīng)技術(shù)有一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)capsense電容觸摸感應(yīng)技術(shù)有一個(gè)比較全面的了解，其次能初步了解它的發(fā)展歷史，應(yīng)用范圍，背景和設(shè)計(jì)方面。關(guān)鍵詞：觸摸感應(yīng)技術(shù)；電容；電容觸摸；接觸按鍵；電場(chǎng)1.引言包含觸摸感應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品早已經(jīng)越來(lái)越多地進(jìn)入我們的生活當(dāng)中。電容觸摸的基本

2、原理是：相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生電容，當(dāng)在覆蓋物下如（玻璃）有地和接觸按鍵并且它們都是覆銅，它們兩者之間就會(huì)產(chǎn)生電容Cp，在觸摸按鍵和地之間還會(huì)產(chǎn)生邊緣電場(chǎng),穿過(guò)覆蓋物，而人就是導(dǎo)體，當(dāng)人的手指碰到邊緣電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)增加導(dǎo)體的表面積，那么在觸摸按鍵和手之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電容CF，所以當(dāng)沒(méi)手指時(shí)，感應(yīng)電容為Cp，有手指時(shí)為CF+Cp。觸摸感應(yīng)技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵和電位器的概念，為人們帶來(lái)了快捷、方便和時(shí)尚。2.電容觸摸感應(yīng)的應(yīng)用背景您在使用的很多產(chǎn)品，都可能用到觸摸感應(yīng)設(shè)計(jì)，例如手持設(shè)備（如手機(jī)），汽車電子，計(jì)算機(jī)及周邊，白色家電，

3、我們看到的大部分產(chǎn)品都會(huì)用到控制面板，很有可能用到觸摸感應(yīng)，而控制面板上會(huì)出現(xiàn)按鍵，滑條，鍵盤等。尤其是電容觸摸技術(shù)是近年研究的熱點(diǎn)之一。它的出現(xiàn)使人機(jī)交互的方式產(chǎn)生了革命性的變化，使人們體驗(yàn)到了更容易，更神奇的人機(jī)交互方式。它可以應(yīng)用到帶觸摸按鍵或觸摸屏的手機(jī)，作為標(biāo)配的筆記本計(jì)算機(jī)的觸摸板和馬路邊自動(dòng)取款機(jī)上的觸摸屏等等。早在1971年，samuelChurst博士就提出了電子觸摸界面的設(shè)想，至1974年開(kāi)始出現(xiàn)最早的觸摸屏，從早期的相關(guān)專利來(lái)看，它們都是著眼于檢測(cè)壓力的電阻式技術(shù)?！?】漸漸的，諸如電容式，聲表面波技術(shù)的還有

4、紅外波束遮斷等其他技術(shù)出現(xiàn)，并且都在各自的應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)找到了一席之地。Capsense電容觸摸感應(yīng)固有的美觀和性能可以使你的產(chǎn)品比較有特色，并且capsense還支持接近性觸摸，可以探測(cè)到移動(dòng)物體。Capsense電容觸摸感應(yīng)的基礎(chǔ)，它對(duì)于人機(jī)接口來(lái)講是一個(gè)革命性的方式，它可以替代機(jī)械按鍵、開(kāi)關(guān)、撥號(hào)盤、鍵盤滑條等。【3】它的重要意義可用以下幾點(diǎn)概括;它更可靠&更耐用—密封的，沒(méi)有外部器件；更美觀—更纖細(xì)，更有個(gè)性，更友好的界面；4節(jié)約成本—簡(jiǎn)化生產(chǎn)；功耗更低—可以通過(guò)接近式檢測(cè)喚醒休眠。3.Capsense電容觸摸感應(yīng)按鍵的原理大

5、家知道，早在前幾年觸摸技術(shù)就開(kāi)始被應(yīng)用于一些公共場(chǎng)所的檢索設(shè)備，在近年也開(kāi)始流行在消費(fèi)類產(chǎn)品如手機(jī)屏幕上采用觸摸式屏幕。觸摸感應(yīng)技術(shù)在軟件的配合下可以隨著LCD顯示內(nèi)容的變化而實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)的按鍵和滑條的功能，在許多使用觸摸感應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品里，機(jī)械的按鍵和電位器已經(jīng)幾乎被替代掉。而具有多觸點(diǎn)和手勢(shì)識(shí)別功能的觸摸屏的問(wèn)世，使觸摸感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)新的階段。【4】觸摸感應(yīng)技術(shù)涵概的內(nèi)容非常廣泛，觸摸感應(yīng)實(shí)現(xiàn)的原理也多種多樣。從原理上來(lái)說(shuō)，有基于電阻變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)，有基于電容變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)，也有基于聲波的觸摸感應(yīng)技術(shù)和基于紅外線的

6、觸摸感應(yīng)技術(shù)等。各種觸摸感應(yīng)技術(shù)有其各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合?！?】其中，基于電容變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，靈敏度高等特點(diǎn)。主流的觸摸感應(yīng)技術(shù)使用的是電容感應(yīng)原理，結(jié)合現(xiàn)代微電子技術(shù)集成電路能夠可靠的捕捉手指的觸摸信息。在從前，由于控制電路相對(duì)復(fù)雜，成本相對(duì)較高使其應(yīng)用也比較少。而最近幾年，由于集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，使得基于電容變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)也獲得了飛速進(jìn)展，從而使這種技術(shù)變得越來(lái)越純熟。使基于電容變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵，觸摸滑條，還可以實(shí)現(xiàn)觸摸板和觸摸屏等功能。具有多觸點(diǎn)和手勢(shì)識(shí)別功能的觸摸屏就

7、是使用基于電容變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的?！?】圖1電容感應(yīng)式按鍵的工作原理模型4如圖1，電容觸摸按鍵的基本原理是：中低層的介質(zhì)一般為PCB板、柔性電路板的基材，中間層為導(dǎo)電的銅箔，上層為絕緣的覆蓋物。相鄰的兩個(gè)導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)寄生電容，當(dāng)在覆蓋物下如（玻璃）有地和接觸按鍵并且它們都是覆銅，它們兩者之間就會(huì)產(chǎn)生電容Cp，一般為10PF~300PF，在觸摸按鍵和地之間還會(huì)產(chǎn)生邊緣電場(chǎng),穿過(guò)覆蓋物，而人就是導(dǎo)體，當(dāng)人的手指碰到邊緣電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)增加導(dǎo)體的表面積，那么在觸摸按鍵和手之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電容CF，一般為1PF~10PF，電容感

8、應(yīng)按鍵與地的電容就會(huì)變?yōu)镃x,用公式表示是，當(dāng)沒(méi)手指時(shí)，Cx=Cp，有手指時(shí)為Cx=CF+Cp，由capsense系統(tǒng)所測(cè)量的總電容Cx就是寄生電容Cp和觸摸電容CF的綜合。當(dāng)手指靠近，增加了其間的電場(chǎng)強(qiáng)度，電力線密度也隨之上升，感應(yīng)電容也就隨之增