隨著android手機的流行,手機觸摸屏成為一個時尚。再購機的時候,就會有很多人去問手機的觸屏是電阻式的還是電容式的呢?但是其實很多人應(yīng)該是不知道個中的原委的。只是一個感覺電容式的一定要比電阻式的好。卻也道不出個所以然來。本文會為您詳細(xì)的解釋手機觸摸屏的原理和設(shè)計。 本文只介紹手機中常用的。即------電阻式和電容式。 觸控屏(Touch panel)又稱為觸控面板,是個可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置,當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時,屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置,可用以取代機械式的按鈕面板,并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。 觸摸屏的本質(zhì)是傳感器,它是由檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在觸摸屏顯示器屏幕前面,用于檢測用戶的觸摸位置,然后送觸摸屏控制器。觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置接受觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)化為觸電坐標(biāo)發(fā)送給CPU,同時接受cpu送來的指令并執(zhí)行。 從技術(shù)原理來區(qū)別觸摸屏,可分為五個基本種類:矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。其中矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺;紅外線技術(shù)觸摸屏價格低廉,但其外框易碎,容易產(chǎn)生光干擾,曲面情況下失真;電容技術(shù)觸摸屏設(shè)計構(gòu)思合理,但其圖像失真問題很難得到根本解決;電阻技術(shù)觸摸屏的定位準(zhǔn)確,但其價格頗高,且怕刮易損;表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷,清晰不容易被損壞,適于各種場合,缺點是屏幕表面如果有水滴和塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍,甚至不工作。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì),我們把觸摸屏分為四種,它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點,要了解哪種觸摸屏適用于哪種場合,關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點。 這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏,這是一種多層的復(fù)合薄膜,它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層,表面涂有一層透明氧化金屬(透明的導(dǎo)電電阻)導(dǎo)電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細(xì)小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時,兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了接觸,電阻發(fā)生變化,在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號,然后送觸摸屏控制器。控制器偵測到這一接觸并計算出(X,Y)的位置,再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運作。這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。
電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技,常用的透明導(dǎo)電涂層材料有: A、ITO,氧化銦,弱導(dǎo)電體,特性是當(dāng)厚度降到1800個埃(埃=10-10米)以下時會突然變得透明,透光率為80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度時又上升到80%。ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料,實際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。 B、鎳金涂層,五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料,外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸,使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命,但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好,但是只能作透明導(dǎo)體,不適合作為電阻觸摸屏的工作面,因為它導(dǎo)電率高,而且金屬不易做到厚度非常均勻,不宜作電壓分布層,只能作為探層。
優(yōu)點: ①它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境,不怕灰塵、水汽和油污 ?、诳梢杂萌魏挝矬w來觸摸,可以用來寫字畫畫,這是它們比較大的優(yōu)勢 ③電阻觸摸屏的精度只取決于A/D轉(zhuǎn)換的精度,因此都能輕松達(dá)到4096*4096·比較而言,五線電阻比四線電阻在保證分辨率精度上還要優(yōu)越,但是成本代價大,因此售價非常高。 缺點: 1.由于復(fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,抗爆性差,因此使用壽命受到一定的限制。 2.因為復(fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導(dǎo)致報廢。不過,在限度之內(nèi),劃傷只會傷及外導(dǎo)電層,外導(dǎo)電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關(guān)系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。 適宜人群: 比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。 不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境,不怕灰塵和水汽,它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫。
電容式觸摸屏電容技術(shù)觸摸屏 是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時,由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容,對于高頻電流來說,電容是直接導(dǎo)體,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過對這四個電流比例的精確計算,得出觸摸點的位置。
電容觸摸屏的優(yōu)點缺陷 電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏,當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴(yán)重,而且,電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。電容屏在原理上把人體當(dāng)作一個電容器元件的一個電極使用,當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。我們知道,電容值雖然與極間距離成反比,卻與相對面積成正比,并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此,當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴(yán)重,手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的誤動作。電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng),這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)。 電容屏更主要的缺點是漂移:當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時,環(huán)境電場發(fā)生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準(zhǔn)確。例如:開機后顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移,你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足,環(huán)境電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠(yuǎn),卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸摸位置的測定。此外,理論上許多應(yīng)該線性的關(guān)系實際上卻是非線性,如:體重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的,而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關(guān)系,電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標(biāo)系還沒有坐標(biāo)上的原點,漂移后控制器不能察覺和恢復(fù),而且,4個A/D完成后,由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標(biāo)系上的X、Y坐標(biāo)值的計算過程復(fù)雜。由于沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準(zhǔn)。電容觸摸屏最外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個小洞就會傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。 簡而言之:電容式觸摸屏不但能很好的感應(yīng)輕微及快速的觸摸而且防刮擦、不怕塵埃、水及污垢影響,是和在惡劣的環(huán)境下使用。但由于電容隨溫度、濕度、或環(huán)境的不同而變化,故其穩(wěn)定性差,分辨率較低,易漂移。 |
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