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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐瑞霖
研究生(外文):Jui-Lin Hsu
論文名稱:基於屏蔽策略改善電容式觸控感測之靈敏度
論文名稱(外文):Based on Shielding Strategy Improving Sensitivity of Capacitive Touch Sensing
指導教授:段裘慶段裘慶引用關係黃文增黃文增引用關係
指導教授(外文):Chiu-Ching TuanWen-Taeng Huang
口試委員:張淵仁陳錦杏
口試日期:2012-07-10
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電腦與通訊研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:101
中文關鍵詞:電容式觸控屏蔽靈敏度微型化微型化觸控搖桿
外文關鍵詞:Capacitive sensingShieldingSensitivityMiniaturizationMiniature joystick
相關次數:
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因為電容式觸控概念具有直覺式的介面操作與幾乎沒有使用壽命的限制,因此,其相關裝置已廣泛的被應用在各種設備中。電容式觸控感測器應用有兩項主要限制:在小感測面積的條件下使用會存在感測靈敏度不佳和在機械構造厚的設計中有不良感測穿透性的限制。因此,本論文提出一個使用在電容式觸控技術中的屏蔽策略來提高感測靈敏度與改善穿透性之兩項限制。在相同測試條件下和原型比較,我們所提的方法能提升約2.35倍的感測能力和改善約2.5倍訊噪比。因此,和一個具有50 mm2的感測點與上蓋厚度為4 mm的實驗裝置比較效能,我們的方法能夠讓感測點面積減少為7 mm2與上蓋為2 mm;但是兩者有相同的感測能力與訊噪比。因此,我們的所提出的電容式觸控的技術可以滿足在有限空間及上蓋厚度限制條件下的各種應用。我們的設計不但可以擴大市場應用的範圍,而且可以解決設計上的限制。

Since the capacitive touch concept owns the intuitional interface operations and almost without service-life limitation, its related devices have been widely used in various applications. There are 2 major limitations of the capacitive touch sensor for applications. The sensitivity will be bad under the smaller sensing area and the poor sensing penetration under the design of the thicker mechanical structure. Hence, we propose the shielding strategy of capacitive touch technology for improving the two limitations of the sensing sensitivity and penetration in this study. Based on the same tested conditions, our proposed can improve the sensing sensitivity upto about 235% and the Signal Noise Ratio (SNR) upto about 250% than the original model. Hence, compared with the experiment device with 50 mm2 sensing area and 4 mm thick cover, our proposed approach with same performance can reduce 50 mm2 down to 7 mm2 and 4 mm down to 2 mm. Therefore, our proposed capacitive touch technology can be met the various applications under the limitations of the smaller sensing space and thicker cover conditions. Our design not only can expand the applied range of the markets but also can solve the design limitations.

中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 ii
目錄 iii
表目錄 iv
圖目錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 緒言 1
1.2 研究背景與動機 4
1.3 研究目的 7
1.4 論文架構 9
第二章 電容式觸控的感知技術 10
2.1 弛張震盪偵測法 12
2.1.1 弛張震盪偵測法偵測步驟 12
2.2 電荷移轉偵測法 16
2.2.1 電荷移轉偵法測偵測步驟 17
2.3 連續近似偵測法 20
2.3.1 電荷移轉偵法測偵測步驟 21
2.4 各種感知技術的比較 24
2.4.1 訊噪比的定義 26
2.4.2 不同感知技術的差異結論 27
第三章 應用於電容式觸控的屏蔽技術 28
3.1 空間隔離屏蔽法 31
3.1.1 空間隔離屏蔽法感測能力探討 33
3.2 靜態屏蔽法 34
3.2.1接地屏蔽法感測能力探討 36
3.3 同步電位屏蔽法 37
3.3.1同步電位屏蔽法設計方法 39
3.3.2同步電位屏蔽法感測能力探討 43
3.4 各種屏蔽法的比較 44
3.5 同步相電位屏蔽法的改善成果 45
第四章 應用實例 – 微型化觸控搖捍 51
4.1 設計目標與使用情境 51
4.2 電容式觸控晶片介紹 53
4.3 微控制晶片介紹 56
4.4 微小的感測圖形設計 57
4.5 屏蔽策略設計 58
4.6 觸控感測特性探討 61
第五章 微型化觸控搖捍與機械式搖捍之比較 69
5.1 實驗背景與使用情境 69
5.2 搖捍訊號控制器設計 70
5.3 搖捍訊號控制器與RVL-004搖捍連結設計 71
5.4 搖捍訊號接收器與微型觸控搖捍連結設計 79
5.5 搖捍實驗結果與比較 84
第六章 結論與未來展望 85
6.1 結論 85
6.2 未來研究方向 86
參考文獻 88
附錄 A 中英名詞對照長 91
附錄 B 公式編彙 93
附錄 C 本論文之相關補充 95
1 研究方法與進行步驟 95
2 本論文之重要性 96
3 本論文國內外有關之研究情況 97
4 本論文對於學術研究、國家發展及其它應用方面預期之貢獻 97
5 本論文預期可獲之訓練 98
6 本論文預期可獲之成果 98
附錄 D 作者簡歷 99
研究心得 100


[1] 陳建碩,“電容式觸控面板整合箓盤和滑鼠之研究與製作”,國立臺北科技大學電子電腦與通訊產業研發碩士專班業畢論文,2009。
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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