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几种电容式触摸屏的介绍和比较
天恩和科技有限公司
周朝平
2009-12-8
目前从原理上电容触摸屏可以分为四种类型:
表面电容屏
投射自电容屏
投射互电容屏
单层电容屏
原理比较:
类型 工作原理 优点 缺点 表面电容屏 表面式电容屏采取的是两面都布有透明传导材料的全玻璃结构。在屏的四周分布着低电压 . 形成一个低电压交流电场。当用户触摸屏幕时,四边电极发出的电流会流向触点,产生一个电压差。电流的强弱与手指到电极的距离成正比。位于触摸屏后的控制器便会根据电流的比例及强弱,准确计算出触点的( X,Y )位置,并把结果传给电脑。 高透,可实现大尺寸(可到20寸),易制作 抗干扰差,精度差
类型 工作原理 优点 缺点 投射自电容 当手指接触到触摸屏面板时,在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。当按照顺序扫描菱形条的时候,位于手指下方的菱形条的电容值将是最大的,其他的菱形条的电容会距离手指越远越小。这样通过一次X方向菱形条的扫描就能够得出手指在X方向的哪根菱形条下;同样,通过Y方向菱形条的扫描就能够得出手指在Y方向哪根菱形条下。扫描后的数据经过对每根菱形条的加权计算就能够得出手指所在位置的精确值。 功耗小,精度高,运算简单。 抗干扰差,速度较慢
类型 工作原理 优点 缺点 投射互电容 利用两个电极传输电荷,一端接激励,另一端接采样电路。通过测量垂直相交的两个电极之间的电容来确定位置。当手指接触到触摸屏面板时,在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。这时垂直相交的两个电极之间的电容会发生变化扫描后的数据经过对每根电极的计算就能够得出手指所在位置的精确值。
精度高,抗干扰强,速度快 功耗偏大。
类型 工作原理 优点 缺点 单层电容 当手指接触到触摸屏面板时;在手指、面板和ITO层之间就形成了一个电容。一个Slider是由多个拉长的三角形Pattern组成的。当手指落在Pattern的左边时,左边电极的三角形被手指覆盖的面积大,右边电极的三角形被手指覆盖的面积小;采样IC在这一条Slider上采集到的信号也是左边强,右边弱。这样,采样IC便可以通过计算左右电极电流的比例来决定X方向手指的位置。当手指按压在触摸屏上时,因为手指的位置会造成距离手指最近的Slider总信号最强,其余的Slider总信号信号根据距离手指的远近按比例衰减;这样,采样IC就可以通过纵向分布的多条Slider的总信号强弱的不同而分析计算出手指的Y方向位置。 功耗小,精度不高,运算简单。易制作 抗干扰较自电容好,较互电容差
几种常用投射式电容屏结构
结构 名称 适用IC 特点 DITO 互电容 非常稳定;需双面压FPC。 SITO 互电容、自电容 抗静电差;可以单面出FPC FILM 互电容、自电容 需多次贴合,对位难。制作较复杂。
适用产品
类型 适用产品 适用要求 表面电容 公共信息查询、电玩、 POS 系统,投资交易 Kiosk 、 ATM 银行柜员机、自动提款机、工厂自动化控制系统等 精度要求低,无强干扰源环境,尺寸较大。 自电容 个人电脑、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。 精度要求高,无强干扰源环境; 互电容(DITO) 个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。 精度要求高,环境干扰源多,可靠性要求高。 互电容(SITO) 个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上。 精度要求高,环境干扰源多,高静电环境内可靠性较差。 互电容(FILM) 个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上 精度要求高,环境干扰源多,可靠性要求高。对透过率要求高,边框要求窄的适用性差。 单层电容 个人电脑、移动电话、掌上仪器、电子书、汽车导航系统、资讯终端客户、手写板、游戏机等电子产品上 精度要求低,无强干扰源环境;
我们的产品开发历程:
2007年底~2008年3月,电容式触摸屏了解、论证,确定方案
2008年3月~09年4月,实施各种方案
2009年5月确定方案。6月试产
2009年8月小批量生产
2009年9月量产
在产品开发过程中,由于互电容的IC当时仅有两家出品并且不对外开放,所以我们在今年5月前都集中开发基于自电容IC的触摸屏,在开发过程中有几个问题比较难:
结构问题
抗干扰问题
技术服务问题
结构问题:自电容要求X轴与Y轴离LENS表面的距离差不能太大,如果太大,X轴与Y轴的信号强度会相差很远,运用时几乎不
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