通用型觸摸屏工作原理

1、2015-10-26四線制電阻觸摸屏：測量X坐標時：1）在X+，X-兩電極加上一個電壓Vref，Y+接一個高阻抗的ADC。2）兩電極間的電場呈均勻分布，方向為X+到X-。3）手觸摸時，兩個導電層在觸摸點接觸，觸摸點X層的電位被導至 Y層所接的ADC，得到電壓Vx。4）通過Lx/L=Vx/Vref，即可得到x點的坐標。Y軸的坐標可同理將Y+，Y-接上電壓Vref，然后X+電極接高阻抗ADC得到。四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點的X/Y坐標，還可以測得觸點的壓力，這是因為top layer施壓后，上下層ITO發(fā)生接觸，在觸點上實際是有電阻存在的，如下圖的Rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小

2、，通過測量這個電阻的大小可以量化壓力大小。 1. X- 接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點的X點電壓。2.X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點的電壓。 3.X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z2點的電壓?，F(xiàn)在可以算出X坐標，電壓z1， z2，還要知道X-line Y-line的總電阻值就可以計算了。 四線電阻式觸摸屏的缺點是耐用性不夠，長時間的觸按施壓會使器件損壞。因為每次觸按，上層的PET和ITO都會發(fā)生形變，而ITO材質較 脆，在形變經(jīng)常發(fā)生時容易損壞。一旦ITO層斷裂，導電的均勻性也就被破壞，上面推導坐標時的比例等效性也就不再存在，因此四線電阻觸摸屏的壽命不長。五線電

3、阻式觸摸屏：五線觸摸屏的結構與四線電阻式類似，也有下線路（玻璃或薄膜材料）導電ITO層和上線路（薄膜材料）導電ITO層。五線電阻式觸摸屏工作時，UL施加驅動電壓Vdrive，LR接地，測量觸點X,Y坐標分為如下兩步： 1 計算Y坐標，在UR電極施加驅動電壓Vdrive， LL電極接地， 活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。2 計算X坐標，在LL電極施加驅動電壓Vdrive， UR電極接地， 活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。五線觸摸屏的工作原理與四線電阻式不同的是：五線式的X和Y方向上的驅動電壓均由下線路的ITO層產(chǎn)生，而上線路層僅僅扮演偵測電壓探針的作用。即便上線路薄膜層被刮傷或損

4、壞，觸摸屏也能正常工作，所以五線電阻式的使用壽命遠比四線式的長。六線電阻式觸摸屏 ： 在五線電阻式觸摸屏的基礎上，六線電阻式觸摸屏是在玻璃基板的背面增加了一個接地的導電層，用來隔絕來自玻璃基板背面的信號串擾。 七線電阻式觸摸屏 ：同四線電阻式觸摸屏一樣，五線電阻式觸摸屏也沒有考慮電極抽頭引線和驅動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內，很可能影響 計算的正確性，因此七線電阻式觸摸屏在五線電阻式觸摸屏的基礎上，從UL,LR兩端各引出一條線用來感應實際觸摸屏末端電壓，分別記為Vmax, Vmin，工作原理與五線電阻式觸摸屏相同。 八線電阻式觸摸屏 ： 八線電阻式觸摸屏的結構與四線

5、類似，所區(qū)別的是除了引出X- drive，X+ drive，Y- drive，Y+ drive四個電極，還在每個導電條末端引出一條線：X- sense，X+ sense，Y- sense，Y+ sense，這樣一共八條線。 在Y+電極施加驅動電壓Vdrive， Y-電極接地，分別測出Y+ sense和Y- sense 的電壓，分別記為VYMAX和VYMIN， 在X+電極施加驅動電壓Vdrive， X-電極接地，分別測出X+ sense和X- sense 的電壓，分別記為VXMAX和VXMIN 。 五線觸摸屏主要是考慮電極抽頭引線和驅動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內，而

6、且受環(huán)境溫度影響阻值波動，很可能影響計算的正確性。 電容式觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的 。老式電容觸摸屏 當用戶觸摸電容屏時，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。 在電容式觸摸屏問世后多年，觸摸屏都只能每次響應一個觸點。一旦我們操控超過一個觸點，電容式觸摸屏就會因為無法定位而讓光標錯亂。 新式電容觸摸屏： 新式電容觸摸屏是從電容式觸摸按鍵經(jīng)過差值算法引申出來的一種觸

7、摸屏檢測方法，可以支持多點觸摸的電容觸摸感應將實現(xiàn)多點觸摸。當人手碰到感應電極時，電極和地之間的電容由原來的Cp變?yōu)镃p+2Cf，顯然增大了。1）Cx為所測電容。2）12為一對反相脈沖，控制兩個開關斷開/閉合。開關電容電路等效可看成一個電阻，電阻的大小與Cx，以及12的占空比、頻率相關。Rcx=1/fCx3）Cmod為一儲電電容，大小可隨實際情況調整。Vdd向Cmod充電，當Cmod電壓超過參考電壓Vref時，比較器輸出高。鎖存器也輸出高，打開放電開關，Cmod上的電量通過Rb被釋放掉，降到Vref以下，比較器輸出低，鎖存器也輸出低，放電開關又斷開。如此反復，形成了一個震蕩頻率與Cx密切相關的

8、波形?；瑮l算法的實現(xiàn)：通過對有限的電容觸摸按鍵的檢測結果，加上插值算法，實現(xiàn)大分辨率的位置感應。如果在一塊玻璃的兩面均鍍上滑條，切方向相反，就成了一塊簡單的觸摸屏了。也可以實現(xiàn)多點的檢測，但是因為所有的觸摸鍵電容均是相對于地的電容，效果不好。Multi-Touch All-Point ：多點觸摸識別位置可以應用于任何觸摸手勢的檢測，可以檢測到雙手十個手指的同時觸摸，也允許其他非手指觸摸形式，比如手掌、臉、拳頭等，甚至戴手套也可以 。Multi-Touch All-Point基于互電容的檢測方式，而不是自電容，互電容是檢測行列交叉處的互電容（也就是耦合電容Cm）的變化，當行列交叉通過時，行列之間

9、會產(chǎn)生互電容（包括：行列感應單元之間的邊緣電容，行列交叉重疊處產(chǎn)生的耦合電容），有手指存在時互電容會減小，就可以判斷觸摸存在，并且準確判斷每一個觸摸點位置。 Multi-Touch All-Point觸摸屏包括了一排的驅動線和一排的檢測線。觸摸屏采用的是Multi-Touch All-Point的檢測方式。處理器和軟件將準確地分析并執(zhí)行從觸摸屏傳來的信息。電容發(fā)往手機處理器的是關于最原始的觸摸位置的數(shù)據(jù)。處理器通過指令使存儲在手機中的軟件去解析這些原始數(shù)據(jù)。 1.電信號從觸摸屏幕傳輸?shù)教幚砥鳌?.處理器利用軟件分析數(shù)據(jù)并判斷每次觸摸的特征。包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區(qū)域的位置。如果有需要

10、的話，處理器會將觸摸特征近似的放到同一個組里。如果你你移動你的手指，處理器將會計算出你觸摸的起點和終點之間的差異。 3.處理器利用姿勢特征翻譯軟件判斷出你使用了什么樣的動作姿勢去觸摸屏幕。當你觸摸屏幕時處理器會結合你的物理動作與你當時運行的手機軟件做出綜合的判斷。4.此時處理器就會執(zhí)行你正在實用的程序。如果有需要的話，處理器也會發(fā)送指令到手機的屏幕和其他硬件。如果和演示數(shù)據(jù)沒有任何可以匹配的動作或指令，手機將認為這是一個無關緊要觸摸動作。 紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布X、Y方向上的紅外線矩陣，通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測并定位用戶的觸摸。 可見紅外線觸摸屏可以實現(xiàn)多點觸摸檢測。表面

11、聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個相應的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。 以右下角的X-軸發(fā)射換能器為例：發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f，聲波能量經(jīng)過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X-軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘?。當發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后，聲波能量歷經(jīng)不同