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键盘、小键盘与控制面板技术发展趋势
 

【作者: Hal Philipp】2005年11月02日 星期三

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一旦人机界面(MMI)中需要开关或按钮,系统设计工程师就不得不面对究竟该选择何种技术来完成这一任务的困扰。在许多应用中,尤其是价格敏感的消费性产品,平板(或准平板)开关以及小键盘/键盘已经取代了传统的机械开关。所采用的技术包括阻性薄膜开关面板、压电开关面板以及基于电容感测的触控式面板。本文将对这些技术方案的典型构造和优缺点进行简要的介绍,然后将对最近出现的新兴电荷转移感测技术进行分析。该技术能够解决许多其他技术固有的问题,且其成本对量产的消费性应用也颇具吸引力。


薄膜开关

最简单的,也是最廉价的阻性薄膜开关由一个柔性的顶层、一个绝缘隔离片和位于其下的基板层所构成。顶层的外表面通常印有图形或文字,其下表面则敷导电的图案,通常由银或碳质导电油墨印制。其下面的基板层也敷有与之相匹配的导电图案。当通过隔离片上的孔洞将两个导电层按压在一起,就相当于接通了开关。整个组件用胶粘合,当用户需要触觉的反馈时,可以在组件后面放一个金属或塑胶的穹顶构件,以在按压开关时产生「喀嗒」的感觉,而且还可以在组件的表面压上花纹来引导用户的指尖到各个按钮或开关的​​中心位置。在价格比机械式开关低廉的同时,可以严格地密封,而且其表面印制的图形有多种变化。薄膜开关也具有很多缺点。首先,要使其有效接触需要施加比较大的物理作用力。对于一个简单的平板式薄膜开关,其力道大小通常在0.5N(牛顿)到3N之间,而对于触感型则应当在1.5N到5N之间。此外,还需要一定的物理移动距离以使开关接触到一起,对于平板式小键盘,此距离为0.1至0.5mm,而对于触感型则为0.5到1.2mm。这两个因素结合就对薄膜开关上部所选用的覆盖物的刚度和厚度有着比较严格的限制。同时,还对键盘的操作速度以及用户使用的轻松程度带来限制。还有就是由于机械运动带来的磨损,按键触感会随时间的流逝而逐渐降低。这就导致对于不同按键需要不同的力度和角度才能保证其可靠地接触。
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