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電容式觸摸屏原理揭秘

編輯:liuchang 2016-05-20 14:57:14 瀏覽:1514  來(lái)源:未知

  觸摸屏的產(chǎn)品在幾年前并不是十分火熱,當(dāng)時(shí)觸屏也僅應(yīng)用于PDA、TablePC等一些產(chǎn)品。但最近幾年,隨著觸摸屏的應(yīng)用范圍逐漸加大,無(wú)論手機(jī)、相機(jī)還是隨身影音播放器,都競(jìng)相推出配置觸摸屏的產(chǎn)品。而隨著人們對(duì)于觸屏產(chǎn)品的接觸越 來(lái)越多,觸摸屏的產(chǎn)品在近兩年也被更多人所認(rèn)可,發(fā)展速度逐漸加快。

  觸摸屏迅速的成長(zhǎng),不僅激起了更加激烈的競(jìng)爭(zhēng),也間接推動(dòng)了技術(shù)的發(fā)展。去年蘋(píng)果iPhone推出后,其多點(diǎn)觸控的操作方式更是另觸摸屏產(chǎn)品的影響力提升到了一個(gè)新的高度,而iPhone采用的電容式觸摸屏也逐漸被人們所關(guān)注起來(lái)。

  電容式觸摸屏與傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏有很大區(qū)別。電阻式觸控屏幕在工作時(shí)每次只能判斷一個(gè)觸控點(diǎn),如果觸控點(diǎn)在兩個(gè)以上,就不能做出正確的判斷了,所以電阻式觸摸屏僅適用于點(diǎn)擊、拖拽等一些簡(jiǎn)單動(dòng)作的判斷。而電容式觸摸屏的多點(diǎn)觸控,則可以將用戶的觸摸分解為采集多點(diǎn)信號(hào)及判斷信號(hào)意義兩個(gè)工作,完成對(duì)復(fù)雜 動(dòng)作的判斷。

  使用兩根手指的拉伸、換位即可在屏幕上完成諸如放大、旋轉(zhuǎn)這樣趣味十足的操作,這在電容式觸摸屏出現(xiàn)之前,幾乎是不可想象的。蘋(píng)果iPhone上市之后, 很快造成了一股觸控風(fēng)潮;不久后,蘋(píng)果又乘勝追擊,推出了同樣支持多點(diǎn)觸控的iPodtouch(其實(shí)也就相當(dāng)于一個(gè)簡(jiǎn)化版的iPhone),同樣受到用 戶及媒體的追捧。

  蘋(píng)果兩款產(chǎn)品的成功,刺激了其他的IT廠商。一直致力于隨身數(shù)碼影音產(chǎn)品市場(chǎng)的三星,也在第一時(shí)間跟進(jìn),推出了自己的首款多點(diǎn)觸控產(chǎn)品——YP-P2,在隨身數(shù)碼影音市場(chǎng)取得了很大反響。

  相對(duì)而言,國(guó)內(nèi)廠商在電容式觸摸屏產(chǎn)品的跟進(jìn)腳步上慢了一些,直到近期臺(tái)電T50的推出才彌補(bǔ)了這個(gè)空缺。但由于在制造工藝、技術(shù)等方面的差距,目前國(guó)內(nèi)的電容式觸摸屏產(chǎn)品在靈敏度及操作感等方面比起國(guó)外廠商的產(chǎn)品還略有差距。

  其實(shí)觸摸屏的實(shí)現(xiàn)原理大致相同,都是在普通液晶屏上增加透明的觸控面板。而我們所說(shuō)的電阻式及電容式等類型,則是根據(jù)其工作原理的不同而劃分的。目前觸摸屏的分類主要有電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波四種類型。在實(shí)際生活中我們接觸最多的還是電阻式觸摸屏,它已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在手機(jī)和隨身數(shù)碼產(chǎn)品當(dāng)中。

  在分析電容式觸摸屏原理之前,我們先來(lái)了解一下電阻式觸摸屏的工作原理。

  電阻式觸摸屏主要是利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。它的構(gòu)成是顯示屏及一塊與顯示屏緊密貼合的電阻薄膜屏。這個(gè)電阻薄膜屏通常分為兩層,一層是由玻璃或有機(jī)玻璃構(gòu)成的基層,其表面涂有透明的導(dǎo)電層;基層外面壓著我們平時(shí)直接接觸的經(jīng)過(guò)硬化及防刮處理的塑料層,塑料層內(nèi)部同樣有一層導(dǎo)電層,兩個(gè)導(dǎo)電層之間是分離的。 當(dāng)我們用手指或其他物體觸摸屏幕的時(shí)候,兩個(gè)導(dǎo)電層發(fā)生接觸,電阻產(chǎn)生變化,控制器則根據(jù)電阻的具體變化來(lái)判斷接觸點(diǎn)的坐標(biāo)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。

  與電阻式觸摸屏不同,電容式觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。

電容式觸摸屏原理

  電容式觸摸屏的感應(yīng)屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導(dǎo)電層,最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)屏上的時(shí)候,人體的電場(chǎng)讓手指和和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容,對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō),電容是直接導(dǎo)體,于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上 的電極中流出,并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置。    相比傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏,電容式觸摸屏的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面:

  1.操作新奇。電容式觸摸屏支持多點(diǎn)觸控,操作更加直觀、更具趣味性。

  2.不易誤觸。由于電容式觸摸屏需要感應(yīng)到人體的電流,只有人體才能對(duì)其進(jìn)行操作,用其他物體觸碰時(shí)并不會(huì)有所相應(yīng),所以基本避免了誤觸的可能。

  3.耐用度高。比起電阻式觸摸屏,電容式觸摸屏在防塵、防水、耐磨等方面有更好的表現(xiàn)。

  作為目前正當(dāng)紅的觸摸屏技術(shù),電容式觸摸屏雖然具有界面華麗、多點(diǎn)觸控、只對(duì)人體感應(yīng)等優(yōu)勢(shì),但與此同時(shí),它也有以下幾個(gè)缺點(diǎn):

  1.精度不高。由于技術(shù)原因,電容式觸摸屏的精度比起電阻式觸摸屏還有所欠缺。而且只能使用手指進(jìn)行輸入,在小屏幕上還很難實(shí)現(xiàn)辨識(shí)比較復(fù)雜的手寫(xiě)輸入。

  2.易受環(huán)境影響。溫度和濕度等環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí),也會(huì)引起電容式觸摸屏的不穩(wěn)定甚至漂移。例如用戶在使用的同時(shí)將身體靠近屏幕就可能引起漂移,甚至在擁擠的人群中操作也會(huì)引起漂移。這主要是由于電容式觸摸屏技術(shù)的工作原理所致,雖然用戶的手指距離屏幕更近,但屏幕附近還有很多體積遠(yuǎn)大于手指的電場(chǎng)同時(shí) 作用,這樣就會(huì)影響到觸摸位置的判斷。

  3.成本偏高。此外,當(dāng)前電容式觸控屏在觸控板貼附到LCD面板的步驟中還存在一定的技術(shù)困難,良品率并不高,所以無(wú)形中也增加了電容式觸控屏的成本。

  前景展望

  在以往,因成本和技術(shù)等因素,電阻式控制面板被采用的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電容式觸控技術(shù)。但在近一階段,隨著工藝進(jìn)步和批量化,電容式觸摸屏的價(jià)格正在不斷的下降,與電阻式觸摸屏的價(jià)格差距也越來(lái)越小,在價(jià)格上逐漸具備了與電阻式觸摸屏競(jìng)爭(zhēng)的能力。

  隨著蘋(píng)果iPhone、iPodTouch等產(chǎn)品的紅火,不僅各大廠商都開(kāi)始了對(duì)電容式觸摸屏產(chǎn)品的研發(fā),就連諸多3M、Synaptics這樣的觸摸屏 制造商也大量跟進(jìn),紛紛投入到電容式觸摸屏的研發(fā)及生產(chǎn)當(dāng)中。相信隨著競(jìng)爭(zhēng)的不斷升級(jí),電容式觸摸屏在短期內(nèi)將會(huì)有很大的發(fā)展;而電容式觸摸屏的應(yīng)用也不會(huì)僅僅是現(xiàn)有的手機(jī)、隨身影音播放器等產(chǎn)品,還可能向相機(jī)、GPS導(dǎo)航器、游戲機(jī)等更多的產(chǎn)品上拓展。

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