微形變壓阻感測(cè)技術(shù),讓觸控生活更美好

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　　觸控屏幕在現(xiàn)今電子產(chǎn)品上受到廣泛的運(yùn)用，在各式手機(jī)、計(jì)算機(jī)、屏幕等互動(dòng)接口上，只需要點(diǎn)移手指，就可以快速簡(jiǎn)易地操控，也為生活帶來(lái)無(wú)數(shù)便利。然而，也一定有很多人在使用這些電子產(chǎn)品時(shí)，無(wú)意間有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn)，就是當(dāng)手指點(diǎn)按移動(dòng)不夠確實(shí)，就得重新再操作一次，或者是不小心點(diǎn)選到圖示，卻已經(jīng)進(jìn)入程序畫(huà)面;雖然都不是太大的麻煩，但也顯示出觸控屏幕的操作，其實(shí)還有不少奧妙。

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　　工研院以軟性壓力傳感器技術(shù)，協(xié)助環(huán)球水泥進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。(右為環(huán)球水泥董事長(zhǎng)侯博義，左為工研院電光所所長(zhǎng)詹益仁)。

　　以一般電阻式的觸控面板，即是透過(guò)對(duì)屏幕的施力，使上下兩層電極間經(jīng)過(guò)按壓導(dǎo)電后，藉此偵測(cè)觸控位置并控制各項(xiàng)運(yùn)作，常見(jiàn)的跳舞機(jī)就是一例;而且依照通電與否的特性，這種觸控面板通常僅具備開(kāi)(on)與關(guān)(off)的功能，也就是只要達(dá)到通電效果后就會(huì)開(kāi)始執(zhí)行工作，否則就不會(huì)有任何反應(yīng)。不過(guò)這也說(shuō)明了，使用者必須達(dá)到該電子設(shè)備或觸控面板所設(shè)定的通電數(shù)值，如果力道不足或施力位置不夠清楚，就會(huì)產(chǎn)生前述需重新操作的狀況。

　　導(dǎo)入壓力感測(cè)技術(shù)，讓使用者在觸控操作各種電子用品時(shí)，可以更方便、更簡(jiǎn)單、更具直覺(jué)性。但事實(shí)上，壓力感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，還不僅只于消費(fèi)或信息類別的電子產(chǎn)品;特別是在降低厚度與體積的需求，以及軟性電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)趨勢(shì)下，所需要的是能夠更容易與各類型產(chǎn)品結(jié)合的觸控媒介。工研院的「微形變壓阻感測(cè)技術(shù)」，即是能提高應(yīng)用與互動(dòng)的層次及深度，讓生活環(huán)境達(dá)到觸控?zé)o所不在的創(chuàng)新突破。

　　精確與靈敏表現(xiàn)更佳

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　　由于可以感測(cè)到壓力的程度，由微形變壓阻感測(cè)技術(shù)制成的數(shù)碼電子鼓，可以準(zhǔn)確演奏出多段音準(zhǔn)，而且十分輕薄。

　　工研院電子與光電研究所軟性電子系統(tǒng)組組長(zhǎng)胡紀(jì)平指出，「微形變壓阻感測(cè)技術(shù)」在整體結(jié)構(gòu)概念上并無(wú)特殊之處，同樣是采用電阻式的觸控原理，并因應(yīng)「軟性」電子的需求，將上下兩層電極改為導(dǎo)電塑料，中間的壓阻材料，則是以具導(dǎo)體功能的碳黑為主;當(dāng)傳感器受到壓力時(shí)，其中的碳黑導(dǎo)體間距離便會(huì)縮短，使電阻減少，導(dǎo)電度也就隨之增加，進(jìn)而達(dá)到變壓阻感測(cè)的目的。

　　但在「微形變壓阻感測(cè)技術(shù)」中較為特殊的，是當(dāng)制作成傳感器時(shí)，可以量測(cè)到不同「深度」的外來(lái)重量，意即能夠透過(guò)電阻大小的反應(yīng)狀況，來(lái)了解施力的不同與變化，迥異于只有「開(kāi)」與「關(guān)」的兩極功能，而是擁有灰階、無(wú)段的特性;因此在同一個(gè)施力點(diǎn)上，若給予不同的力量，就可設(shè)計(jì)各種相對(duì)應(yīng)的操控或呈現(xiàn)，產(chǎn)品的樣貌與應(yīng)用的可能也就更多元。

　　要能夠明白反應(yīng)電阻的灰階變化，在于傳感器的在線性表現(xiàn)需要具有更高的水平，即是當(dāng)重復(fù)給予相同的壓力時(shí)，得到的反應(yīng)曲線要夠直、落差愈小愈好，能在不同壓力之間清楚辨別，也代表著精確度和靈敏度愈高。透過(guò)材料配方與結(jié)構(gòu)體的設(shè)計(jì)，使得「微形變壓阻感測(cè)技術(shù)」能具有良好的在線性，感應(yīng)誤差可低于2.5%，遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)外近似技術(shù)的3%至7%，也是與一般僅有開(kāi)關(guān)功能或其它軟性壓力傳感器更具優(yōu)勢(shì)的地方。

　　在「軟性」的特色上，微形變壓阻感測(cè)技術(shù)可使傳感器更為輕薄、抗摔，還可撓曲，而且經(jīng)由成本較低、類似報(bào)紙的網(wǎng)版印刷制程，還能以大面積、卷對(duì)卷(Roll to Roll)連續(xù)式生產(chǎn)，并可設(shè)計(jì)成不規(guī)則的形狀及尺寸，與非平面的產(chǎn)品或物體貼合，同時(shí)傳感器因受壓時(shí)才會(huì)通電，使得耗電量也相當(dāng)?shù)汀?/p>

　　胡紀(jì)平表示，在研究過(guò)程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)希望能以互動(dòng)性的應(yīng)用來(lái)表現(xiàn)出技術(shù)的特性。例如研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用「微形變壓阻感測(cè)技術(shù)」制作了數(shù)碼電子鼓，每個(gè)鼓面就有約15公分見(jiàn)方;當(dāng)以鼓棒敲擊時(shí)，就可透過(guò)壓力感測(cè)和計(jì)算，準(zhǔn)確演奏出多段音準(zhǔn)，包括聲音的大小，而且整組鼓只有薄薄一片，不再像過(guò)去那么笨重。