电容式触摸屏(CTP)介绍
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投射电容式触模屏投射电容触控(简称电容屏或CTP)技术原理是以表面电容触控技术为概念,并将电极蚀刻成长条状以形成图案化电极,当手指接近时,控制器可迅速测知电容值改变,借以测得触控位置。
由于生产大尺寸投射电容触控萤幕的难度高,因此目前主要应用于手机与PMP、NetBook、电子书、Tablet等中小尺寸手持式电子产品。
投射电容技术是属于数位式侦测触控点技术,由于投射电容技术需先将电极图案化,因此可以一次侦测多点触控点讯号。
投射电容式原理ITO玻璃电容式触摸屏ITO薄膜电容式触摸屏电阻式触摸屏电阻式触摸屏(简称电阻屏)利用压力感应进行控制,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1/1000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。
产品系列引线类别Layouts∙4线电阻式触摸屏/4 wires Resistive Touch Panel∙5线电阻式触摸屏/5 wires Resistive Touch Panel∙8线电阻式触摸屏/8 wires Resistive Touch Panel结构类别Structures∙两层电阻式触摸屏/Resistive T ouch Panel∙三层电阻式触摸屏(纯平)/Resistive Touch Lens∙四层电阻式触摸屏(纯平)/Resistive Touch Lens尺寸Sizes 1.1 - 24inch电阻式触摸屏(普屏)7寸电阻式触摸屏纯平电阻式触摸屏特点:∙触摸屏与手机、GPS机殼等表面完全平整,无论是手感还是外观都让使用者满意∙厚度上比传统触摸屏更薄∙不轻易破碎∙可支持手写∙一般触摸屏表面是内凹式或者四周包围式,不仅使用上大大减少书写范围,还无法保证表面上的清洁∙整机结构对比, 传统触摸屏四周电路是裸露出来的,因此保护电路以免受破坏需要机殼挡住,纯平触摸屏则不需要机殼保护,可直接作为前盖。
首先介绍备受推崇的电容屏电容技术触摸屏CTPCapacity Touch Panel是利用人体的电流感应进行工作的。
电容屏是一块四层复合玻璃屏玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO纳米铟锡金属氧化物最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层夹层ITO 涂层作工作面四个角引出四个电极内层ITO为屏层以保证工作环境。
电容屏工作原理当用户触摸电容屏时由于人体电场用户手指和工作面形成一个耦合电容因为工作面上接有高频信号于是手指吸收走一个很小的电流这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例控制器通过对四个电流比例的精密计算得出位置。
可以达到99的精确度具备小于3ms的响应速度。
电容屏主要有自电容屏与互电容屏两种以现在较常见的互电容屏为例内部由驱动电极与接收电极组成驱动电极发出低电压高频信号投射到接收电极形成稳定的电流当人体接触到电容屏时由于人体接地手指与电容屏就形成一个等效电容而高频信号可以通过这一等效电容流入地线这样接收端所接收的电荷量减小而当手指越靠近发射端时电荷减小越明显最后根据接收端所接收的电流强度来确定所触碰的点。
电容屏要实现多点触控靠的就是增加互电容的电极简单地说就是将屏幕分块在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况进行处理后简单地实现多点触控。
电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层再在导体层外加上一块保护玻璃双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器同时透光率更高。
代表产品就是苹果iPod touch和iPad系列产品拥有其他产品难以超越的非凡触控体验为电容屏的成功推广立下了汗马功劳。
电阻式触摸屏因为电容屏已经被苹果抬高地位加上本身成本确实低于电容屏比较常出现在中低端产品上所以电阻屏也无奈屈尊于低配系列。
电阻屏是一种传感器其屏体部分是一块多层复合薄膜加上玻璃的结构薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有ITO纳米铟锡金属氧化物涂层当触摸操作时薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO经由感应器传出相应的电信号经过转换电路送到处理器通过运算转化为屏幕上的坐标值从而完成选点的动作并呈现在屏幕上。
一、电容式触摸屏的原理:电容触摸屏(Capacitive Touch Panel),简称CTP。
根据驱动原理不同分为自电容式CTP和互电容式CTP,根据应用领域可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。
1.实现原理:电容式触摸采用单层或两层ITO膜,形成矩阵式分布,以X、Y作为矩阵电容,当手指触摸屏幕时,通过X、Y轴扫描,侦测到触碰的位置电容的变化,进而CPU计算出触碰的位置。
下图2.电容检测原理:(1).名词解释:ε0:真空介电常数ε1、ε2:不同介质相对真空状态下的介电常数s1、d1、s2、d2:形成电容面积和间距(2).触摸状态下:C=C6*C7/(C6+C7),C7=ε0ε1s1/d1,C6=C7ε0ε2s2/d2非触摸状态下:C=C8=ε0ε1s1/d1(相当于一个虚拟电容),下图触摸状态与非触摸状态如上图所示:人体相当于“地”,人与地电容较大:nF级VS pF级导体在空中形成电容,电容的不能突变电压是一定的,两极板间的电场线多少反映了电容的大小。
当人体或导体触摸CTP时,电容就会发生变化。
电容触摸驱动IC会根据有人体或导体接近和非人体或导体接近时的状态下的电容值的差异来判断是否有触摸动作并定位触摸的位置。
下图分离出触摸区域,进行空间平均,求出区域的中心坐标。
二、互电容VS自电容:1.互电容:互电容利用两个电极进行电荷传输,一端接正弦激励信号(TX),另一端接交流电流采样信号(RX)来实现测量垂直电容耦合的识别。
互电容坐标侦测是侦测横向和纵向的电极阵列,横向发送正弦激励信号(TX),经过容抗XC 和阻抗XR后,信号产生滞后或超前,纵向接收采样信号(RX),这样通过MCU 计算出具体数值扫描整屏产生数据矩阵就可以得到横向和纵向交汇点的电容值(有手指触摸互电容减少),根据电容值的变化可以确定每一个触摸点的坐标轴,即使有多个触摸点也能计算出真正的坐标。
和基数数据矩阵对比产生Diff 值矩阵,使用重心算法映射到LCD分辨率,得出具体的坐标值,赋予ID号;产生中断MCU读取IIC数据。
电容屏分类
电容屏可分为G(盖板玻璃)+G(sensor玻璃)P(盖板PC)+G(sensor玻璃)G(盖板玻璃)+F(sensorfilm),一般内嵌的也指
P(防爆膜)+G(SENSOR)
G+G电容屏
G+G的含义是传感器玻璃+钢化玻璃,简称为G+G,就是我们手指所接触到的触摸屏的表面是一层钢化玻璃。
整个屏幕是纯平的镜面,检验方法就是用手指按压屏幕边缘非常坚硬,不会凹陷,像苹果,三星的高端手机和台电的锋锐系列平板电脑都是采用G+G的电容屏,坚硬耐磨,要求工艺高,成本高!
G+P电容屏
G+P的含义是传感器玻璃+PET塑胶片,简称为G+P,就是我们手指所接触到的触摸屏的表面是一层P E T塑胶片。
屏幕大多为内凹屏,但也有纯平的镜面,检验方法和G+G
的一样,用手指按压屏幕边缘是软的并会凹陷,这是由于P E T塑胶片不如G+G 材质的钢化玻璃电容屏硬度高,现在市面上采用G+P材质的电容屏大多是一些山寨低端手机和大多数国产电容屏的平板电脑。
G+P材质的电容屏滑动时可以明显看见凹陷甚至有水波纹,容易刮花不耐磨,工艺简单,成本低!G+G与G+P的区别
1:G+G钢化玻璃电容屏坚硬不易划伤,而G+P塑胶片电容屏容易划伤,使用一段时间后屏幕会出现划痕。
2:G+G钢化玻璃电容屏耐腐蚀,G+P塑胶片电容屏在酸碱油作用下会变硬变色,会有明显“白斑”和“气雾”,屏幕清晰度降低!
3:G+G钢化玻璃电容屏透光率超过91,G+P塑胶片透光率低于83。
玻璃更清晰,P E T模糊,就是以前常见的“油屏”,并且随着时间推移P E T 会更模糊!
4:G+G钢化玻璃电容屏触摸滑动流畅,反应灵敏,P E T滑动生涩,不流畅,响应速度慢,有阻尼系数。