微形變壓阻感測技術(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)品上受到廣泛的運用，在各式手機、計算機、屏幕等互動接口上，只需要點移手指，就可以快速簡易地操控，也為生活帶來無數(shù)便利。然而，也一定有很多人在使用這些電子產(chǎn)品時，無意間有過這樣的經(jīng)驗，就是當手指點按移動不夠確實，就得重新再操作一次，或者是不小心點選到圖示，卻已經(jīng)進入程序畫面;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)球水泥進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。(右為環(huán)球水泥董事長侯博義，左為工研院電光所所長詹益仁)。

　　以一般電阻式的觸控面板，即是透過對屏幕的施力，使上下兩層電極間經(jīng)過按壓導(dǎo)電后，藉此偵測觸控位置并控制各項運作，常見的跳舞機就是一例;而且依照通電與否的特性，這種觸控面板通常僅具備開(on)與關(guān)(off)的功能，也就是只要達到通電效果后就會開始執(zhí)行工作，否則就不會有任何反應(yīng)。不過這也說明了，使用者必須達到該電子設(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，就會產(chǎn)生前述需重新操作的狀況。

　　導(dǎo)入壓力感測技術(shù)，讓使用者在觸控操作各種電子用品時，可以更方便、更簡單、更具直覺性。但事實上，壓力感測技術(shù)的應(yīng)用，還不僅只于消費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)的開發(fā)趨勢下，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「微形變壓阻感測技術(shù)」，即是能提高應(yīng)用與互動的層次及深度，讓生活環(huán)境達到觸控無所不在的創(chuàng)新突破。

　　精確與靈敏表現(xiàn)更佳

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

　　工研院電子與光電研究所軟性電子系統(tǒng)組組長胡紀平指出，「微形變壓阻感測技術(shù)」在整體結(jié)構(gòu)概念上并無特殊之處，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;當傳感器受到壓力時，其中的碳黑導(dǎo)體間距離便會縮短，使電阻減少，導(dǎo)電度也就隨之增加，進而達到變壓阻感測的目的。

　　但在「微形變壓阻感測技術(shù)」中較為特殊的，是當制作成傳感器時，可以量測到不同「深度」的外來重量，意即能夠透過電阻大小的反應(yīng)狀況，來了解施力的不同與變化，迥異于只有「開」與「關(guān)」的兩極功能，而是擁有灰階、無段的特性;因此在同一個施力點上，若給予不同的力量，就可設(shè)計各種相對應(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，即是當重復(fù)給予相同的壓力時，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。透過材料配方與結(jié)構(gòu)體的設(shè)計，使得「微形變壓阻感測技術(shù)」能具有良好的在線性，感應(yīng)誤差可低于2.5%，遠優(yōu)于國外近似技術(shù)的3%至7%，也是與一般僅有開關(guān)功能或其它軟性壓力傳感器更具優(yōu)勢的地方。

　　在「軟性」的特色上，微形變壓阻感測技術(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、類似報紙的網(wǎng)版印刷制程，還能以大面積、卷對卷(Roll to Roll)連續(xù)式生產(chǎn)，并可設(shè)計成不規(guī)則的形狀及尺寸，與非平面的產(chǎn)品或物體貼合，同時傳感器因受壓時才會通電，使得耗電量也相當?shù)汀?/p>

　　胡紀平表示，在研究過程中，研發(fā)團隊希望能以互動性的應(yīng)用來表現(xiàn)出技術(shù)的特性。例如研發(fā)團隊利用「微形變壓阻感測技術(shù)」制作了數(shù)碼電子鼓，每個鼓面就有約15公分見方;當以鼓棒敲擊時，就可透過壓力感測和計算，準確演奏出多段音準，包括聲音的大小，而且整組鼓只有薄薄一片，不再像過去那么笨重。