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戴手套可以觸壓 控制
发布时间:2019-04-30 22:27

  作者: Multitouch 时间:2013-05-16 源于:百度文库总点击:

  【导读】:投射電容(Projected Capacitive)觸控面板的基本結構與動作原理,如圖1 所示,其縱橫鋪設電極與四線阻抗膜方式相同,不過投射電容方式的阻抗膜卻不是通過觸控領域,而是捕捉電極之間的電容變化。整體而言,幾乎可說是觸控切換器在使用電容感測方式時的二次元擴充版。

  圖10 是CSA 方式的基本結構,外觀非常類似充電轉換方式,CSA 與充電轉換間最大差異是切換器的連接,尤其是CSA 的電容器高速開關時,可以獲得類似電阻器的切換容器動作特性。

  CSA 與電阻器電路的動作波形比較如圖11,右側反覆切換部分相當於左側電阻器,觸控時的容量變化相當於阻抗值變化,切換時的輸出電壓利用下式表示:VOUT=I/NC

  隨著手指的靠近增C 大,VOUT 則變低。一旦停止切換動作,透過定電流源的供應電壓上升,到達預設臨界電壓的時間,隨著切換時的電壓,亦即感測部位的容量改變。

  串聯容量分壓比較方式與充電轉換方式相同,都是利用電荷的移動特性,它是歐姆龍專利的感測方式。

  如圖12 所示,串聯容量分壓比較方式是由電阻器與基準用電容器構成,結構上的特徵是基準用電容器與感測器部位的容量CP 呈串聯狀態,利用該串聯容量的切換使充電用電容器放電,接著量測電壓降至一定位置的時間,是串聯容量分壓比較方式的基本動作原理。

  圖13 是串聯容量分壓比較方式的動作特性,如圖所示,步驟1 對充電用電容器進行充電,步驟2 使基準用電容器與感測器部位的電容器放電,此時通過電阻器充電用電容器會被放電,因此切換器SW2 與SW3 的ON 時間非常短。

  分流(Shunt)方式主要使用類比元件電容式觸控感測IC,分流方式的動作原理如圖14,它與無線通訊的動作原理非常類似,兩個圖案其中一個當作送訊天線以高頻驅動,另外一個當作收訊天線接收訊號進行。

  如圖14,上方天線彼此呈電界結合狀,一旦手指靠近就變成圖14(b),由於人體本身就是接地物體,相當於一塊矗立的遮蔽板,因此收訊強度會降低。 值得一提的是,觸控感測晶片會對周圍的環境變化進行補償,它會依照觸控手指大小造成變化量的增減,自動調整開關臨界強度與感度。

  圖 15 是切換容量方式的動作原理,首先將電容器與切換器連接,利用時脈交互進行開關。電壓V 的電源一旦被接通,會將Q=CV 的電荷Q(C)儲存在容量C 的電容器。反覆使電容器充電、放電時,CV 的電荷會移動,1 秒鐘反覆N 次,呈現Q=NCV 的電荷移動狀態。

  接著將電阻器與電源連接進行比較,R()電阻器的兩端如果施加V(V),流動電流I(A)變成:I=V/R

  兩式比較可以發現從CV=V/R變成NC=1/R,換句話說以N(Hz)切換,相當於連接1/NC()電阻器進行電荷移動。

  輸出電壓利用切換動作反覆上下移動,此時若以低通濾波器(Low-Pass Filter, LPF)平滑化,就可以獲得使用電阻器相同效果。

  內部電容(Inner Capacitive)方式是電容式感測的改良版,主要特徵包括,保持電容式的優點,低價、輕巧,戴手套可以觸壓控制,應用電容式觸控面板的感測技術與利用阻抗膜式觸控面板的製造技術與製造設備等。

  感應電容觸摸屏與表面電容觸摸屏相比,可以穿透較厚的覆蓋層,而且不需要校正。媲美電容式的耐久性,大於5,000 萬次;耐擦傷性大於3H、可負載250 公克的鐵絲球,反覆10 次,並進而提高AR 膜片的實力。此外,操作溫度範圍介於-30~+85℃之間,保存溫度範圍則為-40~+95℃。圖16 是表面與內部電容方式的比較;圖17 是內部電容觸控面板的驅動電路方塊圖。

  感應電容式在兩層ITO 塗層上蝕刻出不同的ITO 模組,需要考慮模組的總阻抗,模組之間的連接線的阻抗,兩層ITO 模組交叉處產生的寄生電容等因素。而且為了檢測到手指觸摸,ITO 模組的面積應該比手指面積小,當採用菱形圖案 時,對角線長通常控制在4 到6 毫米(见圖18)。

  目前的電容式觸摸屏解決方案中,Cypress PSoC 產品以可編程,設計靈活,一致性好, 再加上高效的PSoC Express / PSoC designer 開發環境而處於領先地位。PSoCCapSense 技術是根據電容感應的原理使用CSA 或CSD 模組來實現的。PCB 板或觸摸屏上相鄰的感應模組或導線之間會存在寄生電容(見圖19 中的Cp),當有手指接近或觸摸兩個相鄰感應模組時,相當於附加了兩個電容,它們相當於並聯在Cp 上的電容Cf。利用PSoC 的CSA 和CSD 技術可以檢測到 這個電容上的變化,從而確定有沒有手指觸摸。

  6.電容觸摸屏與電阻觸摸屏比较在觸摸屏產品的設計中,需要對性能和成本進權衡。電阻觸摸屏的成本較低,競爭就很激,而且在性能和應用場合上有一定局限。

  b. 電容觸摸屏在生產後只需要一次或者完全需要校正,而電阻技術需要常規的校正。

  c. 電容方案的壽命會長些,因為電容觸摸屏中的部件需任何移動。電阻觸摸屏中,上層的ITO 薄膜需要足夠薄才能有彈性,以向下彎曲接觸到下面的ITO 薄膜。

  e. 選擇電容技術還是電阻技術主要取決於觸碰螢幕的物體。如果是手指觸碰,電容觸摸屏是比較好的選擇。如果需要觸筆,管是塑膠還是屬的,電阻觸摸屏可以勝任。電容觸摸屏也可以使用觸筆,但是需要特製的觸筆配合。

  f. 表面電容式可以用於大尺寸觸摸屏,並且相成本也較低,但目前無法支持手勢別;感應電容式主要用於中小尺寸觸摸屏,並且可以支援手勢別。

  g. 電容式技術耐磨損、壽命長、用戶使用時維護成本低,因此生產廠家的整體運營費用可被進一步低。

  目前電容觸摸屏已經應用在了iPhone 及其它手持設備上,定位單點軌跡 / 類比滑鼠雙擊是它的基本功能,电容触控比电阻式触控有更高透光度、分辨率,使用寿命亦比电阻式触控长,在可擕式應用中,用戶一手拿著設備,只能用另一隻手操作,因此識別多手指的抓取 / 平移, 伸展 / 壓縮、旋轉、翻頁等手勢操作就顯得尤為重要。PSoC 感應電容觸摸屏已經可以實現多點檢測,從而支持兩手指的手勢識別。多手指手勢操作的識別和應用成為當前市場的熱點,预计未来电容式触控,将逐渐取代电阻式触控技术,来电容式触控不只手機應用領域,未來觸控技術商機,也有機會拓及各類可攜式產品、家電應用。可以預見支持手勢識別的電容式觸摸屏將在市場上大放光彩