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三菱电机试制出新型静电容量式三维触摸面板




  三菱电机试制出了可检测手指和面板间距离的静电容量式触摸面板,并在09年3月5~6日于东京举行的“Interaction 2009”上演示了运行情况。除原平面(x轴方向,y轴方向)外,还可检测法线方向(z轴方向)的手指位置,因此该公司称其为“三维触摸面板”。试制品的屏幕尺寸为5.7英寸,像素数为640×480(VGA)。

  试制品主要用于触摸面板较小的便携产品。设想通过该触摸面板在便携产品上实现“Mouse Over功能”,即在个人电脑上将鼠标指针放到图标上时图标会发生变化。在会场上,该公司利用试制品进行了将手指靠近缩略画面的图标或地图数据的图标时,图标发生变化的演示。“画面越小就越能显示出Mouse Over功效”(解说员)

  如果计算Z轴方向静电容量的时间变化,“还能检测出手指靠近面板时的加速度”(解说员)。这样,可以判断出手指是快速靠近还是缓慢靠近。比如,“如果是快速靠近,液晶面板的背照灯显示为红色,缓慢靠近时则变换为蓝色,实现了带感情色彩的使用方法”(解说员)。

切换检测方法

  试制品的特点是既利用了ITO透明电极,又能检测出靠近手指的距离。与接触到面板的情况相比,手指不接触面板时的容量变化较小,因此必须提高检测灵敏度。如果使用铜电极等,虽然可以达到检测手指靠近状态所需的灵敏度,但是存在电极不透明的问题。而单纯使用透明电极时,灵敏度又低于铜电极。原因是面板的电阻值升高了。

  因此,三菱电机在手指靠近面板的“靠近状态”和手指接触面板或将要接触面板的近距离“接触状态”之间切换了检测方法。在靠近状态下灵敏度优先,而在接触状态下则分辨率优先。

  靠近状态可检测0.3pF左右的容量变化,接触状态可检测8~十几pF的容量变化。靠近状态下,x轴和y轴方向的分辨率换算成距离时约为10mm。而Z轴方向“至少要在20mm以内的距离才能检测到手指的靠近状态”(解说员)。z轴方向的分辨率为256阶段。接触状态下,x轴和y轴方向的分辨率换算成距离时约为0.2mm。

  响应速度也因靠近状态和接触状态而异。靠近状态时约为50ms,接触状态时约为10ms。耗电量在两状态下“没有差别”(解说员)。

  此次,靠近状态下接通多个传感器,通过扩大传感器面积提高了灵敏度。因为一般情况下,传感器部分越大灵敏度越高。

  另外,为了降低电路的寄生容量,还追加了“传感器屏蔽控制”功能。试制品中,x轴方向的电极和y轴方向的电极上下配置。传感器驱动时,上部和下部产生电位差,寄生容量增大,灵敏度会降低。因此,利用同相传输同电压信号,控制了寄生容量。通过导入传感器屏蔽控制,无需再使用用来降低液晶面板等产生的电磁噪音的屏蔽层。

改动较少

  试制品以市售的静电容量式触摸面板为基本元件,“只做了少许改动”(解说员)。增加了可连接多个传感器的开关元件,改进了控制检测电路寄生容量的电路等。因此,“用于研究开发的成本不会大幅增加”(解说员)。虽然尚未确定是否上市,但“如果使用的话将首先用于本公司的产品”(解说员)。产品化方面,考虑验证其耐环境性和配备于实际设备时的运行情况。

  另外,此次采用的静电容量式由于是面向便携产品的投影型,因此很难支持大尺寸画面。目前,已开始致力于开发支持10英寸以上画面的屏幕。表面型静电容量式触摸面板无法使用试制品的检测方式。

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