“這就是三維觸摸面板”！三菱電機(jī)演示面板工作情況

        三菱電機(jī)試制出了可檢測(cè)手指和面板間距離的靜電容量式觸摸面板，并在09年3月5～6日于東京舉行的“Interaction 2009”上演示了運(yùn)行情況。除原平面（x軸方向，y軸方向）外，還可檢測(cè)法線(xiàn)方向（z軸方向）的手指位置，因此該公司稱(chēng)其為“三維觸摸面板”。試制品的屏幕尺寸為5.7英寸，像素?cái)?shù)為640×480（VGA）。

        試制品主要用于觸摸面板較小的便攜產(chǎn)品。設(shè)想通過(guò)該觸摸面板在便攜產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn)“Mouse Over功能”，即在個(gè)人電腦上將鼠標(biāo)指針?lè)诺綀D標(biāo)上時(shí)圖標(biāo)會(huì)發(fā)生變化。在會(huì)場(chǎng)上，該公司利用試制品進(jìn)行了將手指靠近縮略畫(huà)面的圖標(biāo)或地圖數(shù)據(jù)的圖標(biāo)時(shí)，圖標(biāo)發(fā)生變化的演示。“畫(huà)面越小就越能顯示出Mouse Over功效”（解說(shuō)員）

        如果計(jì)算Z軸方向靜電容量的時(shí)間變化，“還能檢測(cè)出手指靠近面板時(shí)的加速度”（解說(shuō)員）。這樣，可以判斷出手指是快速靠近還是緩慢靠近。比如，“如果是快速靠近，液晶面板的背照燈顯示為紅色，緩慢靠近時(shí)則變換為藍(lán)色，實(shí)現(xiàn)了帶感情色彩的使用方法”（解說(shuō)員）。

        切換檢測(cè)方法

        試制品的特點(diǎn)是既利用了ITO透明電極，又能檢測(cè)出靠近手指的距離。與接觸到面板的情況相比，手指不接觸面板時(shí)的容量變化較小，因此必須提高檢測(cè)靈敏度。如果使用銅電極等，雖然可以達(dá)到檢測(cè)手指靠近狀態(tài)所需的靈敏度，但是存在電極不透明的問(wèn)題。而單純使用透明電極時(shí)，靈敏度又低于銅電極。原因是面板的電阻值升高了。

        因此，三菱電機(jī)在手指靠近面板的“靠近狀態(tài)”和手指接觸面板或?qū)⒁佑|面板的近距離“接觸狀態(tài)”之間切換了檢測(cè)方法。在靠近狀態(tài)下靈敏度優(yōu)先，而在接觸狀態(tài)下則分辨率優(yōu)先。

        靠近狀態(tài)可檢測(cè)0.3pF左右的容量變化，接觸狀態(tài)可檢測(cè)8～十幾pF的容量變化?？拷鼱顟B(tài)下，x軸和y軸方向的分辨率換算成距離時(shí)約為10mm。而Z軸方向“至少要在20mm以?xún)?nèi)的距離才能檢測(cè)到手指的靠近狀態(tài)”（解說(shuō)員）。z軸方向的分辨率為256階段。接觸狀態(tài)下，x軸和y軸方向的分辨率換算成距離時(shí)約為0.2mm。

        響應(yīng)速度也因靠近狀態(tài)和接觸狀態(tài)而異?？拷鼱顟B(tài)時(shí)約為50ms，接觸狀態(tài)時(shí)約為10ms。耗電量在兩狀態(tài)下“沒(méi)有差別”（解說(shuō)員）。

        此次，靠近狀態(tài)下接通多個(gè)傳感器，通過(guò)擴(kuò)大傳感器面積提高了靈敏度。因?yàn)橐话闱闆r下，傳感器部分越大靈敏度越高。

        另外，為了降低電路的寄生容量，還追加了“傳感器屏蔽控制”功能。試制品中，x軸方向的電極和y軸方向的電極上下配置。傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)，上部和下部產(chǎn)生電位差，寄生容量增大，靈敏度會(huì)降低。因此，利用同相傳輸同電壓信號(hào)，控制了寄生容量。通過(guò)導(dǎo)入傳感器屏蔽控制，無(wú)需再使用用來(lái)降低液晶面板等產(chǎn)生的電磁噪音的屏蔽層。

        改動(dòng)較少

        試制品以市售的靜電容量式觸摸面板為基本組件，“只做了少許改動(dòng)”（解說(shuō)員）。增加了可連接多個(gè)傳感器的開(kāi)關(guān)組件，改進(jìn)了控制檢測(cè)電路寄生容量的電路等。因此，“用于研究開(kāi)發(fā)的成本不會(huì)大幅增加”（解說(shuō)員）。雖然尚未確定是否上市，但“如果使用的話(huà)將首先用于本公司的產(chǎn)品”（解說(shuō)員）。產(chǎn)品化方面，考慮驗(yàn)證其耐環(huán)境性和配備于實(shí)際設(shè)備時(shí)的運(yùn)行情況。

        另外，此次采用的靜電容量式由于是面向便攜產(chǎn)品的投影型，因此很難支持大尺寸畫(huà)面。目前，已開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)支持10英寸以上畫(huà)面的屏幕。表面型靜電容量式觸摸面板無(wú)法使用試制品的檢測(cè)方式。