利用電容觸控傳感技術讓智能手機變得更加智能
發布時間:2016-04-28 責任編輯:wenwei
【導讀】電容傳感技術能夠通過測量電容檢測到包括用戶手指在內的導電物體的存在和不存在。該技術同樣適合按鍵、滑條、開關、觸控板、觸摸屏和近距傳感器,從而讓設計人員能夠提升智能手機的設計水平。本文主要介紹移動設備能夠利用電容觸控傳感技術實現的智能功能。
特殊手勢
muqian,chumopingyonghujiemiantongchangposhiyonghushiyongshuangshoucaozuozhinengshouji。dianrongchuanganjishunenggourangshejirenyuanchuangjianyigeteshushoushijiemian,yunxuyonghudanshoucaozuoshouji,bingshiyongmuzhikongzhigezhonggongneng。liru,shoujicemiandeyigejiandandesiduandianronghuakuaichuanganqi(見圖1)能夠實現向上滑動、向下滑動、單擊、雙擊、長按等功能。這些功能可與所有智能手機應用配合使用,用於瀏覽屏幕、上下滾動文檔或選擇/去選圖標。此類單手界麵可增加手機操作的便利性和簡約性,從而大幅提升用戶體驗。

圖1:使用一個四段電容滑塊的特殊手勢
手握檢測
手shou機ji兩liang側ce的de電dian容rong觸chu控kong傳chuan感gan器qi能neng夠gou檢jian測ce出chu用yong戶hu手shou握wo手shou機ji的de方fang式shi和he位wei置zhi。一yi旦dan手shou機ji能neng夠gou做zuo到dao這zhe一yi點dian,無wu數shu功gong能neng都dou能neng得de到dao實shi現xian。例li如ru,手shou握wo檢jian測ce功gong能neng能neng夠gou根gen據ju用yong戶hu拇mu指zhi的de位wei置zhi區qu分fen用yong戶hu是shi左zuo撇pie子zi還hai是shi右you撇pie子zi,然ran後hou根gen據ju左zuo手shou或huo右you手shou使shi用yong習xi慣guan動dong態tai調tiao整zheng整zheng個ge用yong戶hu界jie麵mian,包bao括kuo調tiao整zheng手shou機ji的de音yin量liang鍵jian、觸摸屏圖標等等。
出於安全考慮,FCC要求手機廠商遵守射頻輻射的比吸收率 (SAR)規定。手握檢測功能可根據手機是在用戶手中或桌麵上調整射頻輻射。另一個功能是能夠關聯手機鎖定和手握感應;當用戶手握整個手機時,可以鎖定手機。圖2顯示了常見的手握模式。

圖2:手握舉例
虛擬鍵
當(dang)今(jin)的(de)大(da)多(duo)數(shu)手(shou)機(ji)利(li)用(yong)固(gu)定(ding)位(wei)置(zhi)處(chu)的(de)實(shi)體(ti)鍵(jian)控(kong)製(zhi)音(yin)量(liang)。將(jiang)實(shi)體(ti)鍵(jian)轉(zhuan)變(bian)為(wei)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)鍵(jian)不(bu)僅(jin)能(neng)讓(rang)手(shou)機(ji)看(kan)起(qi)來(lai)更(geng)加(jia)時(shi)尚(shang)和(he)性(xing)感(gan),而(er)且(qie)還(hai)能(neng)實(shi)現(xian)虛(xu)擬(ni)音(yin)量(liang)控(kong)製(zhi)鍵(jian),該(gai)虛(xu)擬(ni)鍵(jian)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)手(shou)機(ji)邊(bian)框(kuang)中(zhong)的(de)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)動(dong)態(tai)移(yi)動(dong)到(dao)手(shou)機(ji)邊(bian)緣(yuan)的(de)任(ren)意(yi)位(wei)置(zhi)。由(you)於(yu)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)薄(bo)銅(tong)墊(dian),手(shou)機(ji)將(jiang)會(hui)擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)整(zheng)潔(jie)、誘人的外觀。圖3顯示了一個例子。

圖3:手機邊框中的電容傳感器可實現音量調節等控製功能的靈活部署
智能對焦
如圖4 所(suo)示(shi),通(tong)過(guo)支(zhi)持(chi)手(shou)機(ji)背(bei)麵(mian)的(de)手(shou)勢(shi)模(mo)式(shi),電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)還(hai)能(neng)用(yong)於(yu)單(dan)手(shou)控(kong)製(zhi)屏(ping)幕(mu)功(gong)能(neng)。例(li)如(ru),拍(pai)照(zhao)時(shi)用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)調(tiao)節(jie)攝(she)像(xiang)頭(tou)的(de)焦(jiao)距(ju)。用(yong)戶(hu)可(ke)通(tong)過(guo)輕(qing)擊(ji)傳(chuan)感(gan)器(qi)從(cong)拍(pai)照(zhao)模(mo)式(shi)輕(qing)鬆(song)切(qie)換(huan)到(dao)視(shi)頻(pin)模(mo)式(shi),同(tong)時(shi)又(you)不(bu)失(shi)去(qu)對(dui)焦(jiao)。

圖4:手機背麵的電容傳感器能給讓用戶快速對焦或切換攝像頭模式
近距人臉檢測
近距傳感正成為眾多智能手機的一個重要功能。近距傳感器的主要目的是避免意外或誤觸操作,例如,用戶接電話時臉部觸及屏幕(見圖5)。該功能還能提高能效,讓手機在用戶通話時關閉LCD背景光。
與傳統的紅外傳感技術相比,電容近距傳感技術擁有眾多優勢。其主要優勢是:電容傳感器無需剪切覆麵材料,因而能夠降低手機的加工成本,提高它們的顏值。

圖5:近距人臉檢測功能可在用戶臉部不慎觸及屏幕時避免誤觸操作
利用近距傳感技術實現近距喚醒功能
近距喚醒功能是近距傳感技術實現的另一個重要功能。可靠的電容近距傳感器能夠在用戶距離其30厘米時檢測出用戶靠近。該功能可讓用戶在黑暗中找到他們的手機,因為當用戶靠近時,手機可以點亮顯示屏或按鍵LED燈。近距喚醒功能可在用戶靠近時控製背景光LEDdeng。gaigongnengyouzhuyusuoduanshoujidehuanxingshijian,tigaoqixiangyingsudu,jiangdiqigonghao,tigaoqiyanzhi。tashishoujideyigezhongyaogongneng,yinweitanengdadayanchangdianchixuhangshijian。
手機的SAR規定
比吸收率(SAR)是測量人體暴露在電磁場中時吸收能量的比率。美國聯邦通信委員會(FCC)等(deng)監(jian)管(guan)機(ji)構(gou)要(yao)求(qiu)設(she)備(bei)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)其(qi)靠(kao)近(jin)人(ren)體(ti)時(shi)的(de)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)來(lai)限(xian)製(zhi)人(ren)體(ti)吸(xi)收(shou)的(de)射(she)頻(pin)能(neng)量(liang)。基(ji)於(yu)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)近(jin)距(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)用(yong)於(yu)檢(jian)測(ce)人(ren)體(ti)靠(kao)近(jin),並(bing)在(zai)需(xu)要(yao)時(shi)降(jiang)低(di)射(she)頻(pin)功(gong)率(lv)。
按鍵、手寫筆和手套
無(wu)論(lun)是(shi)出(chu)於(yu)天(tian)氣(qi)寒(han)冷(leng)的(de)原(yuan)因(yin)或(huo)工(gong)作(zuo)需(xu)要(yao),當(dang)用(yong)戶(hu)戴(dai)上(shang)手(shou)套(tao)時(shi),智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)的(de)觸(chu)控(kong)界(jie)麵(mian)也(ye)應(ying)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)的(de)進(jin)步(bu)讓(rang)手(shou)機(ji)能(neng)夠(gou)檢(jian)測(ce)出(chu)戴(dai)手(shou)套(tao)的(de)手(shou)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)低(di)強(qiang)度(du)信(xin)號(hao),同(tong)時(shi)忽(hu)略(lve)來(lai)源(yuan)於(yu)懸(xuan)停(ting)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)方(fang)的(de)手(shou)指(zhi)的(de)假(jia)信(xin)號(hao)。電(dian)容(rong)觸(chu)感(gan)技(ji)術(shu)結(jie)合(he)采(cai)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)硬(ying)件(jian)和(he)固(gu)件(jian)算(suan)法(fa)實(shi)現(xian)戴(dai)手(shou)套(tao)操(cao)作(zuo)所(suo)需(xu)的(de)功(gong)能(neng)和(he)靈(ling)敏(min)度(du)。或(huo)者(zhe),很(hen)多(duo)大(da)屏(ping)手(shou)機(ji)配(pei)有(you)一(yi)個(ge)手(shou)寫(xie)筆(bi),目(mu)的(de)是(shi)便(bian)於(yu)用(yong)戶(hu)瀏(liu)覽(lan),這(zhe)個(ge)手(shou)寫(xie)筆(bi)也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)操(cao)作(zuo)電(dian)容(rong)按(an)鍵(jian)。這(zhe)種(zhong)雙(shuang)重(zhong)用(yong)途(tu)對(dui)於(yu)提(ti)高(gao)便(bian)利(li)性(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao),可(ke)讓(rang)用(yong)戶(hu)在(zai)使(shi)用(yong)手(shou)機(ji)時(shi)無(wu)需(xu)在(zai)手(shou)寫(xie)筆(bi)和(he)手(shou)指(zhi)之(zhi)間(jian)來(lai)回(hui)切(qie)換(huan)(見圖6)。

圖6:使用手寫筆和手指控製配有電容觸控按鍵的智能手機
耐水性
高級耐水特性可確保智能手機在潮濕環境下可靠運行。實現耐水性有兩種方法:保(bao)護(hu)電(dian)極(ji)和(he)防(fang)護(hu)傳(chuan)感(gan)器(qi)。使(shi)用(yong)保(bao)護(hu)電(dian)極(ji)可(ke)避(bi)免(mian)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)的(de)水(shui)珠(zhu)導(dao)致(zhi)誤(wu)觸(chu)操(cao)作(zuo),從(cong)而(er)讓(rang)用(yong)戶(hu)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)電(dian)容(rong)控(kong)製(zhi)功(gong)能(neng)。防(fang)護(hu)傳(chuan)感(gan)器(qi)用(yong)於(yu)應(ying)對(dui)連(lian)續(xu)水(shui)流(liu)情(qing)況(kuang),它(ta)能(neng)夠(gou)阻(zu)止(zhi)所(suo)有(you)其(qi)它(ta)傳(chuan)感(gan)器(qi)觸(chu)發(fa)(從而避免)誤觸操作。
上shang述shu高gao級ji功gong能neng可ke提ti升sheng智zhi能neng手shou機ji用yong戶hu的de體ti驗yan,而er且qie還hai為wei廠chang商shang提ti供gong了le推tui出chu差cha異yi化hua產chan品pin的de機ji會hui。為wei了le實shi現xian這zhe些xie功gong能neng,開kai發fa人ren員yuan需xu要yao一yi種zhong成cheng熟shu可ke靠kao、具備較高信噪比(SNR)和(he)靈(ling)敏(min)度(du)的(de)電(dian)容(rong)傳(chuan)感(gan)技(ji)術(shu)。此(ci)外(wai),他(ta)們(men)還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)補(bu)償(chang)多(duo)餘(yu)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)。為(wei)了(le)加(jia)快(kuai)開(kai)發(fa)速(su)度(du),該(gai)技(ji)術(shu)需(xu)要(yao)配(pei)備(bei)詳(xiang)細(xi)的(de)設(she)計(ji)和(he)布(bu)局(ju)指(zhi)南(nan)文(wen)檔(dang)。
例如,賽普拉斯的PSoC片上係統處理器係列采用CapSense,它是世界一流的電容觸控傳感技術,擁有超過100:1的信噪比、強大的抗幹擾能力、保護電極和低功耗運行模式。設計人員可以采用SmartSense Auto-Tuning等量產型固件算法進行持續監測和補償環境條件。
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