觸摸屏工作原理

????類似可變電阻，當(dāng)可變電阻的兩端接一個正電壓V+，另一端接地，當(dāng)調(diào)整電阻值后，測量調(diào)整點(diǎn)與接地端的電壓值，然后根據(jù)歐姆定律，計(jì)算出調(diào)整點(diǎn)與接地點(diǎn)的電壓值。

????當(dāng)手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶觸摸屏表面時形成一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接道題，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四個電極中流出，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(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

2.1 ?自電容式觸摸基本原理(可以實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)+手勢)

2.2 ?互電容式觸摸基本原理(可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn))

本文主要說的是投射電容式相關(guān)的內(nèi)容。

????支持多點(diǎn)觸摸，在玻璃表面用一層或者多層的ITO，制作X軸和Y軸電極矩陣，當(dāng)手觸摸時，手指和ITO表面形成一個耦合電容，引起電流的微弱變動，通過掃描X軸和Y軸電極矩陣，檢測觸摸點(diǎn)電容量的變化，計(jì)算出手指所在位置。? ? ??

2.1 自電容式觸摸基本原理? ? ? ?

????自電容，簡單的說就是手指與大地形成一個電容，當(dāng)觸碰屏體本身的時候，形成一個并聯(lián)電路。當(dāng)手沒有觸碰屏體的時候，電路如下圖(1)所示：

可以等效為如下電路圖，Cs = 上圖的Cp，電路等效圖如圖(2)所示：

當(dāng)手觸摸屏體的時候，由于手指與大地之間就相當(dāng)于接了一個Cf的并聯(lián)電容，如下圖(3)所示。

等效為如圖(4)所示：

????由上圖(4)可知，并聯(lián)的的級數(shù)越多，則滿足如下公式：C總 = Cp + Cf 由于電路并聯(lián)，則滿足電壓關(guān)系：

U總 = Ucp = Ucf? ??

則滿足電流關(guān)系：

I總 = Icp + Icf? ?

????實(shí)際上，在玻璃表面用ITO(一種透明的導(dǎo)電材料)制作成橫向與縱向電極陣列，這些橫向和縱向的電極分別與地構(gòu)成電容，這個電容就是通常所說的自電容，也就是電極對地的電容，在圖(4)中就是Cp。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r，手指的電容將會疊加到屏體電容上，也就是圖(4)中的Cf，使屏體電容量增加。?

????在觸摸檢測時，自電容屏依次分別檢測橫向與縱向電極陣列，根據(jù)觸摸前后電容的變化，分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo)，然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式，相當(dāng)于把觸摸屏上的觸摸點(diǎn)分別投影到X軸和Y軸方向，然后分別在X軸和Y軸方向計(jì)算出坐標(biāo)，最后組合成觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，我們可以形象的把這一個過程等效為圖7-11。?假設(shè)如圖5所示，如果是單點(diǎn)觸摸，則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的，圖中的紅線就是投影，所以組合出的坐標(biāo)也是唯一的；假設(shè)如圖6，如果在觸摸屏上有兩點(diǎn)觸摸并且這兩點(diǎn)不在同一X方向或者同一Y方向，則在X和Y方向分別有兩個投影，則組合出4個坐標(biāo)。顯然，只有兩個坐標(biāo)是真實(shí)的，分別是(4,5)和(9,8)，而另外兩個就是俗稱的”鬼點(diǎn)”。因此，自電容屏無法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。

分時法：?假設(shè)多點(diǎn)觸摸是分時發(fā)生的，自電容測量方法首先確定第一個觸摸點(diǎn)，第二個觸摸點(diǎn)操作將會產(chǎn)生對應(yīng)的鬼點(diǎn)，由于真正的第二個點(diǎn)與第一個點(diǎn)呈對角線狀態(tài)，如圖(6)所示，因此可以消除鬼點(diǎn)，這種方法需要觸控的時候 ?間隔幾毫秒的時間即可。?

分區(qū)法：?將整個觸摸屏物理分割成多個區(qū)域，由于每個區(qū)域確定一個操作，這樣就可以避免鬼點(diǎn)的操作。

??總結(jié)自電容的優(yōu)點(diǎn)是簡單、計(jì)算量小，滿足X+Y的計(jì)算。缺點(diǎn)是單點(diǎn)、速度慢；

?????如圖(7)所示,互電容屏也是在玻璃表面用ITO制作橫向電極與縱向電極，它與自電容屏的區(qū)別在于，兩組電極交叉的地方將會形成電容，也即這兩組電極分別構(gòu)成了電容的兩極。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r，影響了觸摸點(diǎn)附近兩個電極之間的耦合，從而改變了這兩個電極之間的電容量。檢測互電容大小時，橫向的電極依次發(fā)出激勵信號，縱向的所有電極同時接收信號，這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點(diǎn)的電容值大小，即整個觸摸屏的二維平面的電容大小。根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù)(觸摸后電容值減小)，可以計(jì)算出每一個觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。因此，屏上即使有多個觸摸點(diǎn)，也能計(jì)算出每個觸摸點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)。

互電容的優(yōu)點(diǎn)是真實(shí)多點(diǎn)、速度快，缺點(diǎn)是復(fù)雜、功耗大、成本高。