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重庆电容式触摸显示屏设计,助力人机交互设备和系统的智能化发展!

2020-09-27 12:00:01 46次浏览

价 格:面议

互电容屏也是在玻璃表面用ITO制作横向电极与纵向电极,它与自电容屏的区别在于,两组电极交叉的地方将会形成电容,也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容屏时,影响了触摸点附近两个电极之间的耦合,从而改变了这两个电极之间的电容量。检测互电容大小时,横向的电极依次发出激励信号,纵向的所有电极同时接收信号,这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据,可以计算出每一个触摸点的坐标。因此,屏上即使有多个触摸点,也能计算出每个触摸点的真实坐标。。此外,互电容屏的感应方案还有速度快和功耗低的优势,因为其能同时测量一条驱动线路上的所有节点,所以可减少50%的采集周期数。这种双电极式结构具有自我屏蔽外部噪声的功能,在一定功率级上可提高信号稳定性。

在任何情况下,触摸位置都是通过测量X电极和Y电极之间信号改变量的分配来确定的,随后会使用数学算法处理这些己改变的信号电平,以确定触摸点的XY坐标。

电容式触控屏可以简单地看成是由四层复合屏构成的屏体:最外层是玻璃保护层,接着是导电层,第三层是不导电的玻璃屏,最内的第四层也是导电层。最内导电层是屏蔽层,起到屏蔽内部电气信号的作用,中间的导电层是整个触控屏的关键部分,四个角或四条边上有直接的引线,负责触控点位置的检测。 [3]

其中最上面的覆盖层是钢化玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET 的优势在于触摸屏可以做到更薄,另一方面也比现有的塑料和玻璃材质更加便宜。绝缘层是玻璃(0.4~1mm) 、有机薄膜(10~100um)、粘合剂、空气层。其中最重要的一层是氧化铟锡(ITO)层,ITO 的典型厚度 50~100nm, 其方块电阻大约 100~300欧姆范围。ITO 的工艺三维结构对电容式触摸屏的影响很大,它直接关系到触摸屏的 2 个重要电容参数:感应电容(手指与上层 ITO)和寄生电容(上下层 ITO 之间,下层 ITO 与显示屏幕之间)。

电容式触摸屏接收到触摸信号之后,将触摸数据转换成电脉冲,传送到触摸屏控制IC进行处理。信号先经过一个低噪声放大器LNA进行放大,然后通过模数转换和解调,最后送到一个DSP进行数据处理。

电容式触摸屏一般有M+N(M列N行)个物理电容触摸传感器。这M+N个相互交错的传感器组成了M*N个电容感应点,当用户的手指接近触摸屏的时候,其电容会随之改变。传感器的间隔(也就是相邻行或列间的距离)通常在几个毫米左右,这个间隔距离决定了触摸屏的物理分辨率M*N。电容式触摸屏模块和LCD模块间的坐标系是完全不同的。LCD模块的像素坐标一般由它的分辨率决定,比如,一块WVGA的屏,它的分辨率为800*480,也就是说有800行,每行480个RGB像素。从而,一个具体位置可以由X和Y方向上像素点(x,y)来确定。而电容式触摸屏模块则是根据其X和Y的方向上的原始物理尺寸来确定坐标系的。两坐标系间必须存在一个合理的映射方法,才可以保证输入和输出操作的正确性。所以,触摸屏控制IC的DSP处理器还得对得到的数据进行电容式触摸屏模块和LCD模块间的像素映射转换,从而确保在触摸屏上感应到用户的触摸点就是用户所指的点。

另外,为了保持触摸坐标的稳定,触摸屏控制IC需要进一步处理触摸点的抖动,包括手指的抖动与电容数据的噪声,并根据坐标的变化来改变低通滤波器的滤波系数,实现对坐标的平滑处理。

电容式触摸屏的注意事项

传统的电阻式触控面板在感测到手指或触控笔时,顶层柔性透明材料被下压,接触到下方的导电材料层;而投射式电容屏没有可移动部件。事实上,投射式电容感测硬件包含玻璃材质的顶层,之后是X与Y轴的组件,以及覆盖在玻璃基板上的氧化铟锡(ITO)绝缘层。部分传感器供货商会做一颗单层传感器,内嵌X与Y轴传感器和小型桥接组件于一单层ITO之中,当手指或其它导电物体靠近屏幕时,就会在传感器与手指之间产生一个电容。相对于系统而言,此电容相当小,但可利用多种技术测出此电容。

其中一种技术是采用TrueTouch组件,包括快速改变电容,并利用一个泄放电阻来测量放电时间。这种全玻璃的触控表面带给使用者光滑流畅的触感。终端产品制造商也偏爱玻璃屏,因为玻璃材质会让终端产品拥有线条美观的工业设计感,并能为测量触控提供优质的电容信号。最后,不仅要考虑触控面板的外观,了解其运作模式也相当重要。为设计出性能优良的触摸屏产品,必须注意以下参数。

度:度可定义为,在一个预先定义的触摸屏区域中的定位误差,以手指的实际位置与测量位置之间的直线距离为单位。在测量度时,使用的是一只模拟或机械手指。手指置于面板上的一个准确位置,再把手指实际位置与测量位置进行比较。度非常重要,使用者希望系统能准确地找到手指位置。电阻式触摸屏最令人诟病的一项缺点,就是低准确度,而且准确度会随时间逐渐减弱。电容式触摸屏的度创造出许多新应用,例如虚拟键盘,以及不用触控笔的手写辨识。图1显示一个结构不完整的触控面板数据,显示手指位置有游移现象,而实际上模拟手指是进行直线移动。

手指间距:手指间距定义为,当触摸屏控制器测量两只手指的位置时,两只手指中心点之间在屏幕上的最短距离。手指间距测量方法,是将两个模拟或机械手指置于面板上,然后逐渐拉近两只手指的距离,直到系统测到两只手指为一只手指为止。有些触摸屏供货商的手指间距是指边缘至边缘的距离,有些则是中心点之间的距离。10毫米机械手指的10毫米手指间距,表明有多只手指触碰到屏幕,或是手指之间的距离为10毫米,实际状况取决于触控控制器的规格定义。如果没有良好的手指间距,就无法设计出多点触控解决方案。对于仿真键盘而言,手指间距尤其重要,因为一般在使用仿真键盘时,手指在屏幕上的间距通常很短。

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