触摸感应：电容式，人体热释电？

辛昕

触摸感应：电容式，人体热释电？ [复制链接]

 

现在的触摸屏，基本上都是电容式的，早先的电阻式几乎没啥机会了。

但是我们做东西的时候实际发现，在传统智能手表这种产品环境内——
全金属外壳封闭，尽管还有表盘上面是玻璃，非金属导体，但实际上，为了美观和表针的存在，我们不可能把
电容式触摸FPC安装在玻璃背后。
这样一来，我们触摸玻璃表面时，就和电容触摸区域有一个距离。

我们当然想到了增大电容触摸灵敏度的方法来解决这个 “隔空”触摸灵敏度，但是
更为麻烦的地方还在于，在这两者之间，还有指针，而大多数表针都是金属指针。

这时就有一个很麻烦的问题：
金属指针与电容式触摸FPC的距离，实际上要比人接触和电容式FPC的距离更近。
于是，尤其是表针在走动时，非常容易引起误触发。

（我们在实际处理时，做了很多特定情况的规避，目前尚算做的可以——说起来，绝大多数更出名的智能手表品牌，都宁可放弃
做触摸，而我们也不知道是不知者无畏还是太拼命，居然敢做，并且还做的效果不错。）

但是，后来我想的是，如果我采用 人体热释电 来代替电容式触摸感应呢？
这里面主要是借助它是基于红外测温的原理——
也就是说，不管是金属表针离它多近，它不像人体具有温度，因此就不会产生干扰。
另外，它也可以有一定的距离隔离。

辛昕

我在网上搜索了一些热释电的资料看，并不多，看了一本以前小日本的传感器书。

对热释电做了一个基本的概括，也不知道有没遗漏。
就是想听听各位大神的意见，看看，热释电在这种使用环境下，是否可以替代 电容式，并且效果可能更好？

热释电实际就是 红外测温。
所谓人体热释电，只是说人体恒温大体在36℃左右，对应9到10um的红外波长，因此通过测量这个可以区分人和周围物体。

热释电实际上分两种：一种是常用的，通常只有当人体在移动时，才能测量到，这是因为，人不动的时候，热释电无法测量到温度变化，于是就无法作用。
另一种叫 热电堆，它的效果就是为了解决上述，它把温度产生的电荷积累起来，从而可以测量静态温度。

另外，我们常用的热释电通常可以测量数米范围的人体感应，当然了，我实际楼道里见到的并不可以，非要我的手凑近了才可以。
但是在这里，我恰恰就想利用这个特性。
这是为了避免手表把离自己很近的其他人或者猫狗等常温哺乳动物也给误触发了。

我现在希望实现的是：
在2到6mm的范围内，可以准确判断靠近和离开的手指。
而对于其他人靠近这类情形可以规避掉。

因为是几个mm之间，通常情况下，也就不可能因为靠近人体自身其他部位而被误触发。

lehuijie

想问一下，看的传感器的书是哪一本？

皈依

人体释电不稳定 受干扰程度大 最关键的是小型化难度大
另外就算小型化量产了 选择释电方案，电容触摸也是不可以摒弃的

anqi90

现在手机屏幕的触摸屏一般都是在玻璃下面那一层吧，外屏只是一块玻璃，摔碎了触摸屏还可以用的
早期贴在屏幕上的触摸屏应该是用了透明导电材料，在反光的时候可以看到阵列的点状或者工字形的传感器，比如手边的一代kindle paperwhite就是这样的

蓝雨夜

TI CapTIvate 技术

雨后的梧桐

红外热释电这种并不看好，尤其是你所说的这个应用环境，受干扰的可能性很大，就我接触过的提到的感应灯之类的，受空调，环境，温度，甚至光线的干扰。

辛昕

雨后的梧桐 发表于 2018-3-6 13:21
红外热释电这种并不看好，尤其是你所说的这个应用环境，受干扰的可能性很大，就我接触过的提到的感应灯之类 ...

这么严重？！
用两个会不会好一点，就是两个模块一起，我忘了名字怎么叫了。

辛昕

anqi90 发表于 2018-3-6 11:49
现在手机屏幕的触摸屏一般都是在玻璃下面那一层吧，外屏只是一块玻璃，摔碎了触摸屏还可以用的
早期贴在屏 ...

手表这一块，这么搞，外观就不行了。

辛昕

皈依 发表于 2018-3-6 11:37
人体释电不稳定 受干扰程度大 最关键的是小型化难度大
另外就算小型化量产了 选择释电方案，电容触摸也是 ...

对，小型化很痛苦。

辛昕

lehuijie 发表于 2018-3-6 10:46
想问一下，看的传感器的书是哪一本？

https://download.eeworld.com.cn/detail/tyw/298081
这本：
传感器应用141例
小日本写的

anqi90

辛昕 发表于 2018-3-7 10:57
手表这一块，这么搞，外观就不行了。

又查了一下，早期的手机屏幕确实是三层的，外面一层玻璃，中间一层透明的触摸层，第三层才是液晶显示
所以就是要看能不能定做那层触摸层了，感觉应该是可以的吧

w522930954

指针能不能不用金属的

辛昕

w522930954 发表于 2018-3-8 09:03
指针能不能不用金属的

很难。
塑料之类的材料很难做的这么细。
金属可以做得非常薄。

传统手表金属材质由来已久，各种工艺，成本神马的都挺好控制。

hhlt

虽然理论上人体处于恒温37°状态，但是楼主的应用场景是红外热释电要捕捉2-6mm距离的手指的动作，手指的温度比较低再加上个人体质不一，这个距离很难调的。我之前调试要捕捉2-5CM的距离，就是遇到了有些人贴上去才能感应到，有些人就可以在5cm处被感应到。如果楼主解决了这个问题，欢迎分享。

yanhaijian

一般电容触摸芯片都要写一些参数，调整这些参数也是个体力活。

辛昕

hhlt 发表于 2018-3-8 10:49
虽然理论上人体处于恒温37°状态，但是楼主的应用场景是红外热释电要捕捉2-6mm距离的手指的动作，手指的温 ...

居然这么严重~~~
话说你为毛要做5cm的？

anqi90

之前我在msp432的launchpad上做了一个boosterpack，算是实现了一个简单的触摸板，不知道有没有参考价值


相当于横竖各四个电容按键

图里的是在交叉处用过孔实现按键在同一平面内
如果可以找到定做透明导电薄膜的厂家，或许可以把横向和竖向的按键分别做在薄膜的两面，这样就不需要过孔了
做好的薄膜可以贴在手表玻璃内侧，感觉应该问题不大

当时只是自己玩的，简单弄了一下识别算法，算是凑合着可以当做一个触摸板用，大体识别一下点击位置、滑动方向还是没问题的


当然换了材料加上玻璃之后应该会有很多问题，灵敏度和抗干扰之类的，这些就帮不上忙了...

辛昕

anqi90 发表于 2018-3-8 16:27
之前我在msp432的launchpad上做了一个boosterpack，算是实现了一个简单的触摸板，不知道有没有参考价值

...

额，电容的触摸方案我现在到是挺多的.......