电容式触摸屏将引领市场潮流

日期:2020-01-14 14:36  来源:北京华美讯通科技有限公司   作者:华美讯通   人气:
      触摸屏广泛应用于我们日常生活各个领域,如手机、媒体播放器、导航系统、数码相机、数码相框、PDA、游戏设备、显示器、电器控制、医疗设备等等。主流的触摸屏分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、声表面波式触摸屏、红外线式触摸屏等。其中,红外线式和电容式触摸屏能够支持多点触控,前者由于尺寸限制和线性度不高,尚不能满足消费类产品的要求,而电容式触摸屏因其相对町接受的成本以及良好的线性度和可操作性,是目前主流的多点触控技术。在实际生活中我们接触最多的还是电阻式触摸屏,它已经被广泛地应用在手机和随身数码产品当ffi。但电容式触摸屏将成为发展趋势,替代电阻式触摸屏。

      电容式和电阻式触摸屏原理比较

      1、电容式触摸屏

      电容式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:f=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。

      电容式传感器的表面接收与用户相接触处的触摸信息发送到控制器板。控制器板处理触摸信号,再把信息传送给主机。然后,主机把手指位置和接触信息用于各种用户接口功能,比如输入字符、数据和屏幕滚动。

      ITO的透光度与表面阻抗成正比,即透光度越高,表面阻抗越大,但在透光度一定的情况下,IT0的图形没计也对阻抗有影响。由于这个特性,基于ITO的电容式触摸感应设计要面对不小的挑战,因为阻抗的存在,增加T电容充放电的时间,从而使感应时间变长,信噪比(SNR)也会相应降低。尽量减少感应电极的固有阻抗,是设计感应电容式触摸屏的关键因素。

      2、电阻式触摸屏

      电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层,它的内表面也涂有一层涂层,在他们之间有许多细小的(小于l/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。

      电容式触摸屏的分类

      电容式触摸屏主要有两种类型:表面式电容触摸屏和投射式电容触摸屏。

      3、投射电容式触摸屏

      传感器利用触摸屏电极发射出静电场线,秣为投射电容式触摸屏。一般用于投射电容传感器类型有两种:自我电容和交互电容。

      交互电容又叫做跨越电容,它是通过耦合产生的电容。当被感觉物体靠近从一个l 饭剑 j一个电极的电场线时,交互电容的改变被感觉剑,从而报告出位置。在汽车应用中交互电容传感器作为f导性传感器被广泛用作汽油调节。

      自我电容又称绝对电容,是最广为采用的一种力‘法。它把被感觉的物体作为电容的另一个极板 该物体在传感电极和被传感电极之间感应出电荷,从 被感觉到。所测量的电荷存储在结果电容耦合中。


      数百万种自我电容方法在人们日常生活的位置传感中被采用。例如当今的笔记本电脑匕触摸输入板到处存在。最典型的笔记本电脑触摸输入板采用传感电极阵列形成一个传感格子。当手指靠近触摸输入板时,在手指和传感电极之间产生一个小量电荷。采用特定的运算法则处理来自行、列传感器的信号来确定被传感物体(此处指的就是手指)的位置。

      在上述两种类型的投射电容式传感器中,传感电容可以按照一定方法设计,以便在任何给定时间内都可以探测到触摸,该触摸不仅局限于一根手指,也可以是多根手指。投射电容式传感器可以用在很多设备上,如触摸输入板和投射电容式触摸屏,其操作的基本原理是一样的。其不同之处在于传感器电极的材料、传感器衬底、制造方法,以及方法堆栈中的很多问题。触摸输入板可以用不透明材料制造,如采用金属或者传感领域的碳基电极。

      投射电容式触摸屏必须是透明的,因此,经常用与基于电阻式触摸屏的透明导体相同的材料来制造,例如ITO。

      但是,与电阻式触摸屏不同,投射电容式触摸屏不需要层与层之间的空气间隔,或者不需要令任何层变形,因此,传感器可以采用坚硬的玻璃或者塑料衬底。投射电容式和电阻式触摸屏构造的关键不同之处足有关ITO的要求,投射电容式触摸屏的ITO是作为后一层定型在前一层上,而不是像电阻式触摸屏一样采川连续的膜淀积。虽然增加了工艺复杂程度,但是考虑到采用投射电容式触摸屏的好处,还是非常值得的。

      4、表面式电容触摸屏

      表面式电容触摸屏采用一层铟锡氧化物(ITO),外围至少有四个电极。当一个接地的物体靠近时,例如手指,这电极能够感应表面电容的变化。3M微触公司(3MMicro-Touch)作为该技术的最主要供应商之一,这种方法很长一段时间被用在信息亭触摸屏L电容式触摸屏有一些局限性,它只能识别一个手指或者一次触摸。另外,考虑到电极的尺寸,对于小尺寸屏幕(如那些用在手持式平台上的屏幕)是不实际的,因此表面式电容触摸屏发展很慢。

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