自容、互容感測(cè)并用 電容式觸控屏幕抗水性大增
電容式觸控屏幕防水功能可望大幅精進(jìn)。電容式觸控屏幕一旦遇到水氣或液體,精準(zhǔn)度就會(huì)大幅降低。因此,電容式觸控面板與控制器開(kāi)發(fā)商正協(xié)力合作,結(jié)合自容與互容感測(cè)層不同的功能特點(diǎn),以提升電容式觸控屏幕的抗水性與濕手指追蹤效能。
抗水性/濕手指追蹤功能 兩項(xiàng)防水規(guī)范漸受重視
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有許多對(duì)防水詳細(xì)的定義規(guī)范,其中國(guó)際電工協(xié)會(huì)(International Electrotechnical Commission, IEC)的IEC-60529標(biāo)準(zhǔn),就針對(duì)防護(hù)等級(jí)(Ingress Protection, IP)做分級(jí)定義,其規(guī)范產(chǎn)品最高等級(jí)為IP-67,亦即能承受大量的飛塵(防塵等級(jí)為6),并能浸入水中達(dá)1公尺深(防水等級(jí)為7)而不受損。
然而,很少有消費(fèi)性行動(dòng)裝置能符合這個(gè)等級(jí),且IP等級(jí)至今亦還沒(méi)被廣泛運(yùn)用在電容式觸控屏幕的產(chǎn)品規(guī)范上。通常觸控屏幕的防水需求,系建立在使用者經(jīng)驗(yàn)及產(chǎn)品在遇到水氣時(shí)的反應(yīng),而非進(jìn)行破壞性的測(cè)試。盡管防水定義尚未正式標(biāo)準(zhǔn)化,但目前逐漸被業(yè)界廣泛采用的兩項(xiàng)防水規(guī)范,包含抗水性(Water Rejection)及支援濕手指追蹤功能(Wet Finger Tracking)。
抗水性亦即當(dāng)觸控屏幕上有液體時(shí),系統(tǒng)能排除假性觸控,且能在移除液體后,完全回復(fù)正常操作功能。例如不小心將咖啡潑灑到手機(jī)上,一定不會(huì)希望手機(jī)因此自動(dòng)撥出電話或發(fā)送簡(jiǎn)訊,甚至在你急于清理手機(jī)時(shí),做出任何動(dòng)作,并期望手機(jī)在擦干后,能回復(fù)到以往正常的運(yùn)作功能。抗水性是防水最常見(jiàn)也很重要的條件因素,因?yàn)橐后w一定會(huì)停留在觸控屏幕表面,而觸控屏幕必須要能回復(fù)正常且不產(chǎn)生任何假性觸控。然而,抗水性無(wú)法支援沾濕的屏幕表面觸控,這方面就有賴濕手指追蹤功能。
濕手指追蹤功能,能在有水氣的觸控屏幕上追蹤手指的位置。觸控屏幕表面上的水氣會(huì)使電容量測(cè)造成誤差,進(jìn)而減損觸控的精準(zhǔn)度,濕手指追蹤功能則能確保提供一個(gè)精準(zhǔn)值。在有水氣的情況下,可容許誤差通常為1?2毫米,對(duì)于撥打電話或發(fā)送電子郵件等關(guān)鍵功能而言,這樣的誤差足以應(yīng)付操作需求。
液體的特性對(duì)抗水性與濕手指追蹤功能非常重要。觸控屏幕表面上會(huì)形成的各種液體特性,其一為水氣凝結(jié),在高濕度或溫度快速變化的環(huán)境中,觸控屏幕表面上會(huì)凝結(jié)一層很薄的水氣。其次是水滴,雨滴、汗水或任何種類的液體,滴落在觸控屏幕表面上。其三是薄水膜,大量的水覆蓋在整個(gè)觸控屏幕表面上,形成一層很薄的液體,如之前提到潑灑出的咖啡就屬這類。
此外,辨識(shí)水滴的大小也很重要,小水滴通常指滴落到觸控屏幕后直徑測(cè)量不超過(guò)3毫米的大小,而大水滴通常則介于3?18毫米之間。上述的三種液體型態(tài)將會(huì)產(chǎn)生不同類型的電容誤差,觸控屏幕控制器必須能加以因應(yīng)。
即便是相同類型的液體,對(duì)不支援多點(diǎn)觸控的自容感測(cè)(Self-Cap)與支援真正的多點(diǎn)觸控的互容感測(cè)(Mutual Cap)也會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。有些觸控屏幕控制器會(huì)同時(shí)使用這兩種技術(shù),來(lái)解決因液體導(dǎo)致偵測(cè)時(shí)產(chǎn)生拒斥假性觸控所衍生的問(wèn)題。要想了解這些問(wèn)題,必須先了解電容感測(cè)在遇有水氣時(shí)所產(chǎn)生的一些基本物理變化。
使用傳導(dǎo)屏蔽 觸控屏幕不隨水氣起舞
電容感測(cè)能運(yùn)作,是因?yàn)槿梭w本身就是導(dǎo)電體,含有雜質(zhì)的水,如自來(lái)水或咖啡也是導(dǎo)體,并會(huì)使電容測(cè)量造成誤差。圖1為一個(gè)簡(jiǎn)單的自容物理模型,電場(chǎng)線代表電容。
圖1 基本自容物理模型
自容的原理是偵測(cè)一個(gè)感測(cè)器對(duì)電路接地端的電容,使用方法是在感測(cè)器(TX)套用一個(gè)激發(fā)訊號(hào),然后偵測(cè)得用多少電荷或電流,才能對(duì)含有接收器(RX)的感測(cè)器充飽電。在這個(gè)模型中,有兩個(gè)電流可能會(huì)經(jīng)過(guò)的回路,其一為透過(guò)人體和感測(cè)器直接耦合(I2);其二為從感測(cè)器到鄰近感測(cè)器之間形成邊際電場(chǎng)耦合(I1)。自容的主要訊號(hào)來(lái)源為I2,大多來(lái)自手指與感測(cè)器之間直接的電容耦合(圖1中)。
評(píng)論