可靠、美觀、靈活的觸摸控制技術(shù)

Quantum Research是一家提供基于電荷轉(zhuǎn)移感測技術(shù)的觸摸控制方案供應(yīng)商，該公司CEO Hal Philipp先生于1996年創(chuàng)建了這家公司，同時(shí)提供技術(shù)授權(quán)轉(zhuǎn)讓和具體產(chǎn)品解決方案。作為一家擁有獨(dú)特技術(shù)的公司，雖然經(jīng)過十年的發(fā)展已經(jīng)贏得了產(chǎn)業(yè)和許多客戶的認(rèn)可，但他仍是非常低調(diào)。該公司走過的道路或許對于國內(nèi)許多新興公司是一個很好啟示。

Hal Philipp先生曾經(jīng)是一個產(chǎn)業(yè)分析家，或許是對產(chǎn)業(yè)各個方面獨(dú)特的了解，促使他開發(fā)出基于電荷轉(zhuǎn)移感測的觸摸控制技術(shù)，這種電荷轉(zhuǎn)移感測技術(shù)基于一條基本物理定律，即電荷守恒定律。這種技術(shù)采用電子開關(guān)來將電容未知的感測盤充電到一個已知電位，然后將引發(fā)的電荷轉(zhuǎn)移到測量電路中。通過一個或多個充電與轉(zhuǎn)移的循環(huán)，感測盤的電容就能被測量出來。電荷轉(zhuǎn)移采集過程是通過由微處理器控制著的MOSFET晶體管的開關(guān)切換以突發(fā)脈沖模式完成的，這使得我們能夠可靠地監(jiān)控電容的微小改變，以確定是否有什么物體接近或接觸到了感測表面。此技術(shù)穩(wěn)定而且精確，其動態(tài)范圍達(dá)到幾個數(shù)量級。實(shí)現(xiàn)QT傳感器只需要極少的外部元件，不需要振蕩器、電感、RC網(wǎng)絡(luò)或其它射頻元件。

基于電荷轉(zhuǎn)移感測的一種新興技術(shù)是電容性觸摸控制技術(shù)，這種技術(shù)具有可靠性高、操作靈活方便等特點(diǎn)。相比之下，機(jī)械開關(guān)容易磨損，易受環(huán)境變化的影響，而且限定了最終產(chǎn)品的外觀形象。而薄膜開關(guān)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴、容易磨損等缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)師們需要一種無需在技術(shù)性能方面做出讓步就能提供極大限度的創(chuàng)意自由、人機(jī)界面易于使用、價(jià)格適于大批量生產(chǎn)的消費(fèi)類應(yīng)用的觸摸感測技術(shù)。基于電荷轉(zhuǎn)移專利技術(shù)的芯片就可以滿足這些需求，用于創(chuàng)建包含簡單的觸摸按鈕、開關(guān)矩陣、滑動控制條、控制滾輪甚至觸摸屏的成本低廉而穩(wěn)定可靠的控制面板。

Hal Philipp先生介紹說，基于電荷轉(zhuǎn)移感測的觸摸控制技術(shù)不僅具有上述使用和壽命等方面的優(yōu)勢，也使產(chǎn)品擁有更好的外觀，使產(chǎn)品在市場上具有更大的競爭力。電容性觸摸控制技術(shù)目前在美國蘋果公司iPod等產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，最初可能設(shè)計(jì)者存在一些顧慮，電容性觸摸控制技術(shù)可能在價(jià)格等方面的競爭優(yōu)勢不如傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)，但由于高使用壽命、靈活的設(shè)計(jì)、以及吸引人的外觀等帶來的優(yōu)勢遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出略高的成本。iPod等產(chǎn)品在市場上的成功也證明，消費(fèi)者愿意為這種新穎的設(shè)計(jì)買單。

在業(yè)務(wù)模式上，Hal Philipp先生介紹說，目前Quantum Research已經(jīng)走出了兩種服務(wù)方式。一種是向全球各地區(qū)的OEM廠商提供電容性觸摸控制解決方案，應(yīng)用領(lǐng)域涉及家電、手持設(shè)備、汽車以及辦公設(shè)備等任何需要人機(jī)交流的電子設(shè)備。另外一種模式是可以為芯片廠商提供技術(shù)授權(quán)，他介紹，Quantum Research基于電荷轉(zhuǎn)移感測的觸摸控制技術(shù)可以采用傳統(tǒng)的CMOS工藝制造，與普通的芯片加31211藝沒有任何質(zhì)的區(qū)別，在設(shè)計(jì)方法上也非常容易實(shí)現(xiàn)。對于OEM廠商來說，他們需要的是完整的解決方案，HalPhilipp先生介紹說，Quantum Research在技術(shù)掌握方面已經(jīng)有十多年的經(jīng)驗(yàn)。即使OEM廠商不懂得電容性觸摸控制及周邊解決方案技術(shù)細(xì)節(jié)，Qu antumResearch可以完全提供整套的解決方案。該公司新近推出的16鍵(QT60160)和24按鍵(QT60240)觸摸感應(yīng)芯片，可以透過任意電絕緣材料面板感應(yīng)到手指的觸摸。這兩款傳感器為設(shè)計(jì)師提供了構(gòu)建堅(jiān)固、密封及可靠的控制面板絕佳平臺，可以應(yīng)用于諸如家用電器、自助式服務(wù)機(jī)、安全控制面板和便攜式儀器等領(lǐng)域。此外，該感應(yīng)芯片能夠在1．8V的直流電壓下工作，因而同樣適用于移動電話、MP3播放器以及其它手持式設(shè)備。按鍵的大小、形狀和位置可根據(jù)設(shè)計(jì)的要求幾乎完全隨意地改變，并可通過一個I²C接口對每個鍵的靈敏度、響應(yīng)時(shí)間及其它參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。

該器件使用了一種被稱之為“橫向電荷轉(zhuǎn)移”的新的電荷轉(zhuǎn)移傳感變量。這種矩陣格式將所需掃描線的數(shù)量減至最少。而且與較老的方法不同，不要求每一按鍵對應(yīng)一塊芯片，從而大大地簡化了電路的設(shè)計(jì)，并降低了成本，其外部電路僅需幾個無源元件即可。QT60160和QT60240與QMatrix系列的其它器件一樣，具有自適應(yīng)自動校準(zhǔn)和漂移補(bǔ)償?shù)墓δ埽蚨鵁o需調(diào)節(jié)。另一個有助于提高操作可靠性的技術(shù)是：當(dāng)操作者的手指在觸摸某個按鍵的同時(shí)，也部分地觸碰到相鄰的其它按鍵，而Quantum的相鄰按鍵抑制專利技術(shù)確保了只有預(yù)定按鍵產(chǎn)生響應(yīng)。傳統(tǒng)的電容性觸摸開關(guān)易被干擾，尤其是在現(xiàn)今不斷增加的多射頻環(huán)境中更為普遍。Qmatrix芯片系列通過擴(kuò)頻調(diào)制來提高抗噪聲干擾能力并將輻射最小化，從而解決了這一難題。