手機螢幕原理和設計(觸控螢幕)

2021-05-27 22:14:21 字數 3237 閱讀 1717

隨著android手機的流行,手機觸控螢幕成為乙個時尚。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?但是其實很多人應該是不知道個中的原委的。只是乙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。本文會為您詳細的解釋手機觸控螢幕的原理和設計。 本文只介紹手機中常用的。即------電阻式和電容式。

觸控螢幕(touch panel)又稱為觸控面板,是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置,當接觸了螢幕上的圖形按鈕時,螢幕上的觸覺反饋系統可根據預先程式設計的程式驅動各種鏈結裝置,可用以取代機械式的按鈕面板,並借由液晶顯示畫面製造出生動的影音效果。

觸控螢幕的本質是感測器,它是由檢測部件和觸控螢幕控制器組成。觸控檢測部件安裝在觸控螢幕顯示器螢幕前面,用於檢測使用者的觸控位置,然後送觸控螢幕控制器。觸控螢幕控制器的主要作用是從觸控點檢測裝置接受觸控資訊,並將它轉化為觸電座標傳送給cpu,同時接受cpu送來的指令並執行。

從技術原理來區別觸控螢幕,可分為五個基本種類:向量壓力感測技術觸控螢幕、電阻技術觸控螢幕、電容技術觸控螢幕、紅外線技術觸控螢幕、表面聲波技術觸控螢幕。其中向量壓力感測技術觸控螢幕已退出歷史舞台;紅外線技術觸控螢幕**低廉,但其外框易碎,容易產生光干擾,曲面情況下失真;電容技術觸控螢幕設計構思合理,但其影象失真問題很難得到根本解決;電阻技術觸控螢幕的定位準確,但其**頗高,且怕刮易損;表面聲波觸控螢幕解決了以往觸控螢幕的各種缺陷,清晰不容易被損壞,適於各種場合,缺點是螢幕表面如果有水滴和塵土會使觸控螢幕變的遲鈍,甚至不工作。按照觸控螢幕的工作原理和傳輸資訊的介質,我們把觸控螢幕分為四種,它們分別為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸控螢幕都有其各自的優缺點,要了解哪種觸控螢幕適用於哪種場合,關鍵就在於要懂得每一類觸控螢幕技術的工作原理和特點。

1、電阻式觸控螢幕 (電阻式觸控螢幕工作原理圖)

這種觸控螢幕利用壓力感應進行控制。電阻觸控螢幕的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏,這是一種多層的復合薄膜,它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層,表面塗有一層透明氧化金屬(透明的導電電阻)導電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內表面也塗有一層塗層、在他們之間有許多細小的(小於1/1000英吋)的透明隔離點把兩層導電層隔開絕緣。當手指觸控螢幕時,兩層導電層在觸控點位置就有了接觸,電阻發生變化,在x和y兩個方向上產生訊號,然後送觸控螢幕控制器。控制器偵測到這一接觸並計算出(x,y)的位置,再根據模擬滑鼠的方式運作。這就是電阻技術觸控螢幕的最基本的原理。

電阻類觸控螢幕的關鍵在於材料科技,常用的透明導電塗層材料有:

a、ito,氧化銦,弱導電體,特性是當厚度降到1800個埃(埃=10-10公尺)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埃厚度時又上公升到80%。ito是所有電阻技術觸控螢幕及電容技術觸控螢幕都用到的主要材料,實際上電阻和電容技術觸控螢幕的工作面就是ito塗層。

b、鎳金塗層,五線電阻觸控螢幕的外層導電層使用的是延展性好的鎳金塗層材料,外導電層由於頻繁觸控,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。鎳金導電層雖然延展性好,但是只能作透明導體,不適合作為電阻觸控螢幕的工作面,因為它導電率高,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。

優點:  ①它們都是一種對外界完全隔離的工作環境,不怕灰塵、水汽和油汙

②可以用任何物體來觸控,可以用來寫字畫畫,這是它們比較大的優勢

③電阻觸控螢幕的精度只取決於a/d轉換的精度,因此都能輕鬆達到4096*4096·比較而言,五線電阻比四線電阻在保證解析度精度上還要優越,但是成本代價大,因此售價非常高。

缺點: 1.由於復合薄膜的外層採用塑膠材料,抗爆性差,因此使用壽命受到一定的限制。

2.因為復合薄膜的外層採用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸控可能劃傷整個觸控螢幕而導致報廢。不過,在限度之內,劃傷只會傷及外導電層,外導電層的劃傷對於五線電阻觸控螢幕來說沒有關係,而對四線電阻觸控螢幕來說是致命的。

適宜人群:  比較適合工業控制領域及辦公室內有限人的使用。           不管是四線電阻觸控螢幕還是五線電阻觸控螢幕,它們都是一種對外界完全隔離的工作環境,不怕灰塵和水汽,它可以用任何物體來觸控,可以用來寫字畫畫。

電容技術觸控螢幕

是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸控螢幕是是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各塗有一層ito,最外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ito塗層作為工作面,四個角上引出四個電極,內層ito為遮蔽層以保證良好的工作環境。當手指觸控在金屬層上時,由於人體電場,使用者和觸控螢幕表面形成以乙個耦合電容,對於高頻電流來說,電容是直接導體,於是手指從接觸點吸走乙個很小的電流。這個電流分從觸控螢幕的四角上的電極中流出,並且流經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,得出觸控點的位置。

電容觸控螢幕的優點缺陷

電容觸控螢幕的透光率和清晰度優於四線電阻屏,當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴重,而且,電容技術的四層復合觸控螢幕對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由於光線在各層間的反射,還造成影象字元的模糊。電容屏在原理上把人體當作乙個電容器元件的乙個電極使用,當有導體靠近與夾層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,並且還與介質的的絕緣係數有關。因此,當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸控時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴重,手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘公尺以內或身體靠近顯示器15厘公尺以內就能引起電容屏的誤動作。電容屏的另乙個缺點用戴手套的手或手持不導電的物體觸控時沒有反應,這是因為增加了更為絕緣的介質。 電容屏更主要的缺點是漂移:當環境溫度、濕度改變時,環境電場發生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確。例如:開機後顯示器溫度上公升會造成漂移:使用者觸控螢幕的同時另乙隻手或身體一側靠近顯示器會漂移;電容觸控螢幕附近較大的物體搬移後回漂移,你觸控時如果有人圍過來**也會引起漂移;電容屏的漂移原因屬於技術上的先天不足,環境電勢面(包括使用者的身體)雖然與電容觸控螢幕離得較遠,卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸控位置的測定。此外,理論上許多應該線性的關係實際上卻是非線性,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係,電容觸控螢幕採用的這種四個角的自定義極座標系還沒有座標上的原點,漂移後控制器不能察覺和恢復,而且,4個a/d完成後,由四個分流量的值到觸控點在直角座標系上的x、y座標值的計算過程複雜。由於沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現場也經常需要校準。電容觸控螢幕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,敲出乙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表面ito層,電容屏就不能正常工作了。

簡而言之:電容式觸控螢幕不但能很好的感應輕微及快速的觸控而且防刮擦、不怕塵埃、水及汙垢影響,是和在惡劣的環境下使用。但由於電容隨溫度、濕度、或環境的不同而變化,故其穩定性差,解析度較低,易漂移。

電阻式觸控螢幕組成結構和觸控螢幕原理

中心議題 很多lcd模組都採用了電阻式觸控螢幕,這些觸控螢幕等效於將物理位置轉換為代表x y座標的電壓值的感測器。通常有4線 5線 7線和8線觸控螢幕來實現,本文詳細介紹了sar結構 四種觸控螢幕的組成結構和實現原理,以及檢測觸控的方法。電阻式觸控螢幕是一種感測器,它將矩形區域中觸控點 x,y 的物...

觸控螢幕校正原理

1 觸控螢幕為什麼需要校正?觸控螢幕與lcd顯示屏是兩個不同的物理器件。lcd處理的畫素,例如我們通常所說的解析度是600x800,實際就是指每行的寬度是600個畫素,高度是800個畫素,而觸控螢幕處理的資料是點的物理座標,該座標是通過觸控螢幕控制器採集到的。兩者之間需要一定的轉換。其次,在安裝觸控...

觸控螢幕原理 驅動控制

自http sinhome.blogbus.com 觸控螢幕的種類 目前觸控螢幕和液晶屏已成為嵌入式計算機系統常用的輸入輸出裝置。觸控螢幕分為電阻 電容 表面聲波 紅外線掃瞄和向量壓力感測式觸控螢幕 電阻觸控螢幕工作原理 觸控螢幕控制器相當於觸控螢幕體與微控制器間的介面。觸控螢幕體是乙個4層的復合薄...