機械式開關是導通及關閉流過導體之電流的器件，用于各種常見的終端市場應用，如消費電子（電視機、機頂盒等） 、白家電（洗衣機、電冰箱、空調、微波爐等）、計算機外設 （打印機、傳真機、顯示器等） 、汽車儀表等。以圖1中的廚房用攪拌機為例，控制面板上有8個按鍵，每個按鍵下面都配備黃圈所示的機械式開關。這些機械式開關附著在面板背面，在面板上按下按鍵即可控制機械式開關，啟用或關閉攪拌機各種功能或調節速度等。

　　圖1：在攪拌機等應用中，傳統機械式簡單直接，但要求的數量相對較多。

　　對于電子產品設計人員而言，過去機械式開關一直是他們的首選。因為機械式開關提供不少應用優勢，如簡單、直接、成本低、使用方便，能為用戶提供真實的物理反應，等等。但同時，機械式開關也存在諸多缺點，如磨損問題導致長期耐用性差，設計靈活性不高，容易受潮濕、水、油污或灰塵的影響，存在系統噪聲、反應速度及僅適合低速工作等問題。有鑒于此，設計人員也在探尋其它的設計選擇，如觸摸傳感技術。

　　常見觸摸傳感技術概覽

　　實際上，觸摸傳感器已經被廣泛使用很多年了。但直到近些年來，隨著觸摸技術在便攜設備顯示屏應用的爆發性增長，這種技術越來越受關注，由此展開的技術開發及創新也越來越多。設計人員不僅爭相利用觸摸傳感技術來為手機、平板電腦乃至筆記本電腦用戶提供更加先進、智能的用戶接口，也在越來越多地觸摸傳感技術用于數碼相框、數碼相機、游戲機、安防、汽車儀表盤及白家電等眾多應用。

　　市場上的觸摸傳感技術眾多，如模擬電阻式觸摸、表面聲波（SAW）觸摸、紅外觸摸、光學成像觸摸、色散信號、聲學脈沖及電容式觸摸等。它們各有其優勢和不足。模擬電阻式觸摸屏相對堅固耐用，對各種化學品、化合物及腐蝕物不敏感，而且防水，還能加壓密封。其不足是其包含的塑料層會擴散及衰減光，導致色彩鮮艷度受損，用久還可能發黃。表面聲波觸摸屏的優勢是其面板為全玻璃，光衰減極少，顯示屏的可視性極佳，色彩鮮艷明亮，也不會發黃，還提升了長期穩定性。此外，SAW觸摸屏響應速度快，分辨率高，抗劃傷性能好。但也一些不足，如，因為不能像軟表層那樣吸收聲波。此外，表面上有油滴或水滴的時候，這種觸摸屏還會誤操作。紅外觸摸屏在顯示屏上沒有堆疊層，沒有光損耗，亮度高，但其LED發射器能耗相對較高。其它觸摸屏技術，如光學成像、色散信號及聲學脈沖等各有其優勢和不足，在此不一一詳述。

　　隨著技術的發展，電容式觸摸屏已經成為手機、數碼相機、GPS、游戲機及平板電腦等眾多應用的選擇。相應地，電容式觸摸傳感器開關已經成為機械式開關的一種實用且增值型的替代方案。

　　圖2：投射電容式觸摸屏工作原理。

　　電容式觸摸屏包含表面電容式及投射電容式等不同類型。表面電容式觸摸屏使用的是依靠手指或電容式觸控筆產生的電容結點來導電的特性 。控制器在觸摸屏的四個角施加相同電壓，因而產生小的電磁場。通過測量各個角至電容導電的手指觸點的電流脈沖，控制器就能計算出顯示屏上玻璃表面的觸點位置。投射電容式技術相對較新，但目前的應用極為廣泛。投射電容式觸摸屏依靠的是自電容或互電容原理。以互電容為例，兩組電極交叉的地方會形成電容，手指觸摸電容屏時會影響觸摸點附近兩個電極之間的耦合，改變兩個電極之間的電容量。根據觸摸屏二維電容變化量數據，可以計算出觸摸點的坐標。總的來看，投射電容式觸摸屏的一項關鍵優勢就是能夠根據軟件設定的靈敏度來檢測手指或手套觸摸位置，另一項關鍵優勢是支持多點觸摸及復雜的手勢識別。

　　安森美半導體的電容式觸摸傳感器IC

　　為了配合電容式觸摸屏越來越廣泛的應用，安森美半導體推出了LC717A系列電容式觸摸傳感器方案。這系列器件目前包括 LC717A00AR、LC717A00AJ及LC717A10AR、LC717A10AJ，其規格及特性如表1所示。

　　表1：LC717A系列電容觸摸傳感器的規格及特性

　　LC717A系列是單芯片電容投射式觸摸傳感器方案，工作電壓范圍為2.6至5.5 V，電流消耗低于1 mA。這系列器件內置乘法器，使用差分電容檢測技術來檢測距離及觸摸動作，能夠檢測飛法拉級的電容變化。其中，LC717A00AR/AJ包含8個輸入通道（見圖3），而LC717A10AR/AJ則包含16個輸入通道。以LC717A10AR為例，這器件是LC717A系列的首款產品，簡化以電容式觸摸傳感器替代機械式開關，用于家電、影音設備、計算機外設及汽車儀表盤等應用。LC717A00AR包含8路電容感測輸入及8路數字輸出，使用專有的差分電容感測技術，能夠提供高靈敏度及高噪聲抗擾度。內置邏輯電路檢測每路輸入的導通/關閉（ON/OFF）狀態，并輸出適當的結果，且不需要任何額外元器件或控制軟件。LC17A00AR除了可以作為獨立器件工作，還支持使用外部微控制器（MCU）通過可以配置用于I2C或SPI工作的內置串行接口來調整參數。

　　圖3：a） LC717A00AR/AJ框圖（左側）；b） 差分電容檢測技術提供更高的噪聲抑制能力（右側）。