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一、触摸屏

触摸屏主要有 电容式、电阻式、红外线式、超声波式。目前较多应用的是电容式。

电阻式触摸屏:

一、触摸屏

图一是电阻触摸屏的一个侧面剖视图。手指触摸的表面是一个硬涂层,用以保护下面的PET 层。 PET 层是很薄的有弹性的 PET 薄膜,当表面被触摸时它会向下弯曲,并使得下面的两层 ITO 涂层能够相互接触并在该点连通电路。两个 ITO 层之间是约千分之一英寸厚的一些隔离支点使两层分开。 最下面是一个透明的硬底层用来支撑上面的结构, 通常是玻璃或者塑料。

电阻触摸屏的多层结构会导致很大的光损失, 对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题, 但这样也会增加电池的消耗。 电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好。

电容式触摸屏:

一、触摸屏

电容式触摸屏也需要使用 ITO 材料, 而且它的功耗低寿命长, 但是较高的成本使它之前不太受关注。 Apple 推出的 iPhone 提供的友好人机界面,流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场的追捧, 各种电容式触摸屏产品纷纷面世。 而且随着工艺进步和批量化, 它的成本不断下降,开始显现逐步取代电阻式触摸屏的趋势。

表面电容触摸屏只采用单层的 ITO, 当手指触摸屏表面时, 就会有一定量的电荷转移到人体。 为了恢复这些电荷损失, 电荷从屏幕的四角补充进来, 各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例,我们可以由此推算出触摸点的位置。

表面电容 ITO 涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极,来减小角落/边缘效应对电场的影响。有时 ITO 涂层下面还会有一个 ITO 屏蔽层,用来阻隔噪音。表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。

感应电容触摸屏与表面电容触摸屏相比, 可以穿透较厚的覆盖层, 而且不需要校正。 感应电容式在两层 ITO 涂层上蚀刻出不同的 ITO 模块,需要考虑模块的总阻抗,模块之间的连接线的阻抗,两层 ITO 模块交叉处产生的寄生电容等因素。而且为了检测到手指触摸,ITO 模块的面积应该比手指面积小, 当采用菱形图案时, 对角线长通常控制在 4 到 6 毫米。

一、触摸屏

图三中,绿色和蓝色的 ITO 模块位于两层 ITO 涂层上,可以把它们看作是 X 和 Y 方向的连续变化的滑条,需要对 X 和 Y 方向上不同的 ITO 模块分别扫描以获得触摸点的位置和触摸的轨迹。两层 ITO 涂层之间是 PET 或玻璃隔离层,后者透光性更好,可以承受更大的压力,成品率更高,而且通过特殊工艺可以直接镀在 LCD 表面,不过也重些。这层隔离层越薄,透光性越好,但是两层 ITO 之间的寄生电容也越大。

感应电容触摸屏检测到的触摸位置对应于感应到最大电容变化值的交叉点, 对于 X 轴或 Y轴来说, 则是对不同 ITO 模块的信号量取加权平均得到位置量, 系统然后在触摸屏下面的LCD 上显示出触摸点或轨迹。

当有两个手指触摸(红色的两点) 时, 每个轴上会有两个最大值, 这时存在两种可能的组合,系统就无法准确定位判断了,这就是我们通常所称的镜像点(蓝色的两点)。另外,触摸屏的下面是 LCD 显示屏,它的表面也是传导性的,这样就会和靠近的 ITO 涂层的 ITO 模块产生寄生电容, 我们通常还需要在这两层之间保留一定的空气层以降低寄生电容的影响。

电容式触摸屏原理介绍:

          容式触摸屏与传统的电阻式触摸屏有很大区别。电阻式触控屏幕在工作时每次只能判断一个

触控点, 如果触控点在两个以上, 就不能做出正确的判断了, 所以电阻式触摸屏仅适用于点

击、 拖拽等一些简单动作的判断。 而电容式触摸屏的多点触控, 则可以将用户的触摸分解为

采集多点信号及判断信号意义两个工作,完成对复杂动作的判断。

         电容技术触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。 电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏, 玻璃屏的内

表面和夹层各涂有一层 ITO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层 ITO 涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层 ITO 为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时, 由于人体电场, 用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容, 对

于高频电流来说, 电容是直接导体, 于是手指从接触点吸走一个很小的电流。 这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出, 并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比, 控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。

电容触摸屏的缺陷

        电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏, 当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。 电容屏反光严重, 而且, 电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀, 存在色彩失真的问题,由于光线在各层间的反射,还造成图像字符的模糊。电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用, 当有导体靠近与夹层 ITO工作面之间耦合出足够量的电容时, 流走的电流就足够引起电容屏的误动作。 我们知道, 电容值虽然与极间距离成反比,却与相对面积成正比,并且还与介质的绝缘系数有关。因此,当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作, 在潮湿的天气, 这种情况尤为严重, 手扶住显示器、 手掌靠近显示器 或身体靠近显示就能引起电容屏的误动作。

电容屏的另一个缺点用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应, 这是因为增加

了更为绝缘的介质。电容屏更主要的缺点是漂移: 当环境温度、 湿度改变时, 环境电场发生改变时, 都会引起电容屏的漂移,造成不准确。电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好, 但是怕指甲或硬物的敲击, 敲出一个小洞就会伤及夹层 ITO,不管是伤及夹层 ITO 还是安装运输过程中伤及内表面 ITO 层,电容屏就不能正常工作了。

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