電容式觸控技術(shù)在廚房設(shè)備中的應(yīng)用已經(jīng)有幾年了，例如在烤箱和煎鍋的不透明玻璃面板后面采用分離按鍵實(shí)現(xiàn)。這些觸摸控制鍵逐漸替代了機(jī)械按鍵，因?yàn)楹笳呔哂惺褂脡勖�、不夠衛(wèi)生等方面的問題，而且還有在面板上開孔安裝按鍵的相關(guān)成本。

　　電容式感應(yīng)技術(shù)由于具有耐用、易于低成本實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，而逐漸成為觸摸控制的首選技術(shù)。此外，由于具有可擴(kuò)展性，該技術(shù)還可以提供其它技術(shù)所不能實(shí)現(xiàn)的用戶功能。在顯示屏上以軟按鍵方式提供用戶界面，這通常被稱為觸摸屏。量研科技(quantum research)公司在觸摸屏技術(shù)方面的發(fā)展為新設(shè)備的設(shè)計打開了大門，并將日益成為市場主流。

　　圖1：“電荷轉(zhuǎn)移”技術(shù)原理示意圖。

　　采用量研的電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的設(shè)備用戶輸入功能和應(yīng)用范圍包括：按鍵數(shù)量較少(最多10個)的分離觸摸按鍵應(yīng)用，一般用作簡單的開關(guān)功能按鍵，但也可以定制提供“手勢”類的輸入，例如滑動-打開功能以減少意外操作；針對多按鍵應(yīng)用的矩陣觸摸按鍵(最多48個)，一般用在需要很多用戶功能按鍵的應(yīng)用中，也可以用于開發(fā)低分辨率的滾動功能器件；空間維度控制器件，如線性滑動鍵或轉(zhuǎn)盤；用于增加/減少溫度或時間設(shè)置，可以使用絕對器件 (一次觸摸來設(shè)置特定值)，或者相對器件(感測手指的移動來增加或減少一個設(shè)置點(diǎn))；用于軟按鍵的固定按鍵觸摸屏；在顯示器上提供透明的固定位置/尺寸按鍵�？梢园赐该�/非透明按鍵組合形式實(shí)現(xiàn)，由一個芯片驅(qū)動；用于完全可重配置軟按鍵的模擬觸摸屏，顯示屏上完全可重配置按鍵(大小和位置)報告x-y方向上的觸摸位置，用于主控制器后續(xù)處理。

　　圖2：使用qt240芯片的典型分離按鍵實(shí)現(xiàn)原理圖。

　　本文將主要介紹電容式觸摸屏的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，此外，還介紹了傳統(tǒng)的電容式觸摸功能。

　　技術(shù)背景

　　很多電容感應(yīng)技術(shù)在不同程度上取得成功應(yīng)用，量研科技的電容式感應(yīng)技術(shù)是基于“電荷轉(zhuǎn)移”技術(shù)。這種技術(shù)提供了非常高的魯棒性，全數(shù)字感應(yīng)非常適合廚房環(huán)境，因?yàn)樗哂性诒尘霸肼曋斜孀R信號的優(yōu)越辨識能力。這意味著即使對于非常厚的前面板，電荷轉(zhuǎn)移感應(yīng)技術(shù)的工作性能也非常好。

　　量研的矩陣芯片通過將電荷吸入到雙電極按鍵的一個電極來工作(圖1)。電荷弧產(chǎn)生的電場穿透上面的玻璃面板進(jìn)入到接收電極，該電極將電荷傳送到芯片。當(dāng)接觸玻璃面板的表面時，一部分電荷被人體吸收，導(dǎo)致信號強(qiáng)度降低。這樣當(dāng)出現(xiàn)人體接觸時，芯片便能很容易地檢測到。當(dāng)人體接觸時，水膜具有相反的效應(yīng)，實(shí)際上增加了電極之間的耦合，這是因?yàn)樗み\(yùn)動的方向與芯片能檢測到的方向相反，因此在廚房環(huán)境中常常出現(xiàn)的水效應(yīng)被抑制。

　　電荷轉(zhuǎn)移的過程通過一種微處理控制的開關(guān)序列以一種突發(fā)的模式進(jìn)行。擴(kuò)頻調(diào)制大大增加了信噪比，因而功率更低、響應(yīng)時間更快以及emc改善顯著。采用這種技術(shù)可以輕易地達(dá)到100v/m的rfi容限。這些器件還不斷地對在設(shè)備使用壽命內(nèi)環(huán)境條件的改變進(jìn)行補(bǔ)償，使得它們即使在很高的溫度和濕度變化下也能獲得很高的可靠性。

　　量研在其面向設(shè)備的芯片中集成的一種額外功能，即連續(xù)的fmea(故障模式和影響分析)感測及報告，在這里系統(tǒng)主處理器可以使用qmatrix芯片來自診斷整個傳感器模塊的開路或者短路情況。這個報告對整個系統(tǒng)的fmea確認(rèn)都是至關(guān)重要的。

　　基于量研電容式感應(yīng)技術(shù)的觸摸按鍵

　　在過去的幾年時間內(nèi)量研開發(fā)并完善了分離和矩陣按鍵芯片，為在設(shè)備前面板背面實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵提供了一種便利方法。當(dāng)連接到qprox芯片時，介電材料背面上的任何導(dǎo)電材料都可以作為一個傳感器按鍵。qprox板設(shè)計非常簡單，通常是單面板，可以使用像cem-1或者類似的低成本材料。采用單面板的實(shí)現(xiàn)方式通常是直接將板子粘合到前面板的背面-電極在pcb的反面，通過pcb、膠合層以及前面板進(jìn)行感測。

　　在需要特定的用戶效果時，可以采用更多有關(guān)的構(gòu)造技術(shù)。一個較好的例子是jenn-air公司的attrezzi攪拌器。這個攪拌器的模子內(nèi)部裝飾技術(shù)與一種導(dǎo)電墨一起使用來在曲面的背面提供一個感應(yīng)層。登錄 www.qprox.com/background/blender_construction.php可以了解這種構(gòu)造技術(shù)。

　　采用電容式感測技術(shù)實(shí)現(xiàn)滾動器件

　　觸摸輸入滾動/指示功能器件，例如ipod音樂播放器上的點(diǎn)擊式轉(zhuǎn)盤，這類器件在消費(fèi)市場已經(jīng)獲得廣泛的認(rèn)可，正在逐漸出現(xiàn)在消費(fèi)設(shè)備市場。有兩種基本類型的滾動器件：第一種是絕對報告類型，提供直接位置輸出報告；另外一種是相對類型，這類器件提供用來增加或減少某個值的直接報告。

　　量研開發(fā)出這兩類滾動器件，用于設(shè)置時間(圖5)及溫度等。

　　最近，電容式電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)再次被用來提供