微形变压阻感测技术 点点手指,让触控生活更美好

2011-11-24 13:49:02来源: 工业技术与信息
触控屏幕在现今电子产品上受到广泛的运用,在各式手机、计算机、屏幕等互动接口上,只需要点移手指,就可以快速简易地操控,也为生活带来无数便利。然而,也一定有很多人在使用这些电子产品时,无意间有过这样的经验,就是当手指点按移动不够确实,就得重新再操作一次,或者是不小心点选到图示,却已经进入程序画面;虽然都不是太大的麻烦,但也显示出触控屏幕的操作,其实还有不少奥妙。


工研院以软性压力传感器技术,协助环球水泥进行产业转型。(右为环球水泥董事长侯博义,左为工研院电光所所长詹益仁)。
以一般电阻式的触控面板,即是透过对屏幕的施力,使上下两层电极间经过按压导电后,藉此侦测触控位置并控制各项运作,常见的跳舞机就是一例;而且依照通电与否的特性,这种触控面板通常仅具备开(on)与关(off)的功能,也就是只要达到通电效果后就会开始执行工作,否则就不会有任何反应。不过这也说明了,使用者必须达到该电子设备或触控面板所设定的通电数值,如果力道不足或施力位置不够清楚,就会产生前述需重新操作的状况。

导入压力感测技术,让使用者在触控操作各种电子用品时,可以更方便、更简单、更具直觉性。但事实上,压力感测技术的应用,还不仅只于消费或信息类别的电子产品;特别是在降低厚度与体积的需求,以及软性电子技术的开发趋势下,所需要的是能够更容易与各类型产品结合的触控媒介。工研院的「微形变压阻感测技术」,即是能提高应用与互动的层次及深度,让生活环境达到触控无所不在的创新突破。

精确与灵敏表现更佳


由于可以感测到压力的程度,由微形变压阻感测技术制成的数码电子鼓,可以准确演奏出多段音准,而且十分轻薄。
工研院电子与光电研究所软性电子系统组组长胡纪平指出,「微形变压阻感测技术」在整体结构概念上并无特殊之处,同样是采用电阻式的触控原理,并因应「软性」电子的需求,将上下两层电极改为导电塑料,中间的压阻材料,则是以具导体功能的碳黑为主;当传感器受到压力时,其中的碳黑导体间距离便会缩短,使电阻减少,导电度也就随之增加,进而达到变压阻感测的目的。

但在「微形变压阻感测技术」中较为特殊的,是当制作成传感器时,可以量测到不同「深度」的外来重量,意即能够透过电阻大小的反应状况,来了解施力的不同与变化,迥异于只有「开」与「关」的两极功能,而是拥有灰阶、无段的特性;因此在同一个施力点上,若给予不同的力量,就可设计各种相对应的操控或呈现,产品的样貌与应用的可能也就更多元。

要能够明白反应电阻的灰阶变化,在于传感器的在线性表现需要具有更高的水平,即是当重复给予相同的压力时,得到的反应曲线要够直、落差愈小愈好,能在不同压力之间清楚辨别,也代表着精确度和灵敏度愈高。透过材料配方与结构体的设计,使得「微形变压阻感测技术」能具有良好的在线性,感应误差可低于2.5%,远优于国外近似技术的3%至7%,也是与一般仅有开关功能或其它软性压力传感器更具优势的地方。

在「软性」的特色上,微形变压阻感测技术可使传感器更为轻薄、抗摔,还可挠曲,而且经由成本较低、类似报纸的网版印刷制程,还能以大面积、卷对卷(Roll to Roll)连续式生产,并可设计成不规则的形状及尺寸,与非平面的产品或物体贴合,同时传感器因受压时才会通电,使得耗电量也相当低。

胡纪平表示,在研究过程中,研发团队希望能以互动性的应用来表现出技术的特性。例如研发团队利用「微形变压阻感测技术」制作了数码电子鼓,每个鼓面就有约15公分见方;当以鼓棒敲击时,就可透过压力感测和计算,准确演奏出多段音准,包括声音的大小,而且整组鼓只有薄薄一片,不再像过去那么笨重。


关键字:微形变压阻

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2011/1124/article_8698.html
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