電容式近距傳感器應(yīng)用與考慮因素

要達(dá)到高靈敏度的電容式近距感測(cè)效果，需要仔細(xì)考慮眾多因素，包括機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器置放位置與設(shè)計(jì)，以及終端應(yīng)用的作業(yè)環(huán)境。仔細(xì)*估各項(xiàng)設(shè)計(jì)考慮因素，有助于避免典型電容式近距傳感器設(shè)計(jì)經(jīng)常遭遇的建置問(wèn)題。本文介紹一些近距感測(cè)常見(jiàn)應(yīng)用，以及能大幅增進(jìn)設(shè)計(jì)成功機(jī)率的考慮要點(diǎn)。

何謂電容式進(jìn)距傳感器?

電容式近距傳感器是一種與使用者操作接口互動(dòng)的有效方法，使用者不必實(shí)際觸碰到接口控制組件，其根據(jù)的是電容式感測(cè)技術(shù)，以偵測(cè)到導(dǎo)電物體的存在。電容式近距傳感器為系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)研發(fā)業(yè)者帶來(lái)許多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，能有效提升組件的使用便利性與設(shè)計(jì)美感，并可提升需要在喚醒或啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行設(shè)定的裝置之反應(yīng)速度。

電容式進(jìn)距傳感器應(yīng)用特性

“燈光導(dǎo)引”概念

電容式近距傳感器為許多使用者接口系統(tǒng)帶來(lái)獨(dú)特的操控便利性。如圖1所示，近距感測(cè)功能在加入到筆記本電腦的多媒體按鍵列后，當(dāng)使用者的手指或手接近筆記本電腦時(shí)，即使在昏暗環(huán)境中也能提供“燈光導(dǎo)引”功能，讓使用者在昏暗環(huán)境中也能很容易操作按鍵，就像是在幾乎無(wú)光線的飛機(jī)客艙中使用筆電一般。

圖1 近距燈光導(dǎo)引可改善在昏暗環(huán)境中的實(shí)用性

其它需要在黑暗或低光源環(huán)境中正常地運(yùn)作的系統(tǒng)，也可采用“燈光導(dǎo)引”的概念，例如像內(nèi)部通訊用的廣播系統(tǒng)、手機(jī)、墻壁開(kāi)關(guān)、以及汽車門禁系統(tǒng)等。

手機(jī)自動(dòng)鎖定與解除功能

內(nèi)建觸控屏幕或電容式操作接口的手機(jī)，亦可利用電容式近距傳感器技術(shù)來(lái)提高使用可靠度。當(dāng)使用者把手機(jī)拿到靠近臉頰處準(zhǔn)備撥打或接電話時(shí)，觸控屏幕或電容式輸入接口就會(huì)自動(dòng)鎖住其按鍵與功能，避免使用者誤觸手機(jī)上的結(jié)束通話按鍵。當(dāng)使用者通話完放下手機(jī)時(shí)，以及解除手機(jī)的鎖定時(shí)，電容式近距傳感器亦可用來(lái)自動(dòng)啟動(dòng)按鍵鎖。這種功能在讓手機(jī)更容易在使用方面上扮演重要角色。

提高車用和工業(yè)安全性

近距傳感器還可用來(lái)提高汽車車窗或防護(hù)系統(tǒng)安全性。例如，當(dāng)電動(dòng)車窗要關(guān)閉時(shí)，一旦乘客的手靠近車窗，系統(tǒng)會(huì)偵測(cè)到手或手臂，并停止動(dòng)作以避免乘客受傷。工業(yè)設(shè)備亦可利用電容式近距傳感器控制功能，獲得更高安全性。浴室設(shè)備可利用近距感測(cè)技術(shù)，使整體環(huán)境變的更安全且更有效率。水龍頭可加入近距感測(cè)功能，當(dāng)手放到水龍頭下方時(shí)就自動(dòng)給水，當(dāng)手遠(yuǎn)離水龍頭時(shí)，便立即關(guān)水，完全不會(huì)有浪費(fèi)水的情況發(fā)生。同樣地，當(dāng)手置于洗手給皂機(jī)下方時(shí)，就會(huì)自動(dòng)提供洗手^^^，且當(dāng)其它非導(dǎo)電物體靠近給皂機(jī)時(shí)也不會(huì)發(fā)生誤判而流出洗手^^^。而馬桶和垃圾筒上蓋，亦可利用電容式近距傳感器來(lái)建置免手動(dòng)操作功能。

提升防盜系統(tǒng)功能

近距感測(cè)的另一個(gè)新應(yīng)用，就是防盜系統(tǒng)。電容式近距傳感器可設(shè)置于房屋四周，當(dāng)屋主離開(kāi)住家時(shí)就啟動(dòng)警戒功能。當(dāng)屋宅被竊賊入侵時(shí)，擺設(shè)在屋子適當(dāng)位置的近距傳感器，就會(huì)判斷出竊賊進(jìn)入屋子的位置，以及在屋內(nèi)走動(dòng)的路線。這方面的信息能幫助事后調(diào)查，協(xié)助警方更快破案。移動(dòng)中的非導(dǎo)電物體并不會(huì)觸發(fā)電容式近距傳感器，例如當(dāng)屋主外出時(shí)，從墻上掉落的畫，避免進(jìn)行誤判的動(dòng)作追蹤。

強(qiáng)化液晶屏幕影像使用性

像是數(shù)字相框與液晶屏幕等有邊框的產(chǎn)品，可運(yùn)用電容式近距傳感器功能來(lái)增進(jìn)美觀與易用性。傳統(tǒng)的數(shù)字相框在產(chǎn)品的背面或頂部都有機(jī)械式按鍵。當(dāng)使用者想要調(diào)整數(shù)字相框的設(shè)定值，或是設(shè)定要顯示的影像，其程序通常都很麻煩。運(yùn)用電容式控制功能，加上相框邊框的近距感測(cè)組件，就能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)便的單指操作功能，且當(dāng)手指移開(kāi)后，按鍵可隱藏在屏幕的邊框中。圖2顯示模擬式按鍵，以及近接感測(cè)與電容式控制按鍵之間的比較。

圖2 使用者輸入類型比較示意圖