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电阻式触摸屏
电阻式触摸屏的工作原理电阻式触摸屏是一种传感器,它将矩形区域中触摸点(X,Y)的物
理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压。很多LCD模块都采用了电阻式触摸屏,这种屏
幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压,同时读回触摸点的电压。电阻式触
摸屏基本上是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,ITO具有很好的导电性和透明性。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X、Y值,而完成点选的动作,并呈现在屏幕上。
触摸屏原理
触摸屏包含上下叠合的两个透明层,四线和八线触摸屏由两层具有相同表面电阻的透明
阻性材料组成,五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成,通常还要用一种弹性材
料来将两层隔开。当触摸屏表面受到的压力(如通过笔尖或手指进行按压)足够大时,顶层与
底层之间会产生接触。所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标
的电压。如图3,分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻(R1)连接正参考
电压(VREF),下面的电阻(R2)接地。两个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻
值成正比。
为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标,需要对一个阻性层进行偏置:将它的一边
接VREF,另一边接地。同时,将未偏置的那一层连接到一个ADC的高阻抗输入端。当触
摸屏上的压力足够大,使两层之间发生接触时,电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值
与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个
电阻。因此,在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比。
四线触摸屏
四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各有一条垂直总线,另一层在
屏幕的底部和顶部各有一条水平总线,见图4。为了在X轴方向进行测量,将左侧总线偏置
为0V,右侧总线偏置为VREF。将顶部或底部总线连接到ADC,当顶层和底层相接触时即
可作一次测量。
为了在Y轴方向进行测量,将顶部总线偏置为VREF,底部总线偏置为0V。将ADC输入
端接左侧总线或右侧总线,当顶层与底层相接触时即可对电压进行测量。图5显示了四线触
摸屏在两层相接触时的简化模型。对于四线触摸屏,最理想的连接方法是将偏置为VREF
的总线接ADC的正参考输入端,并将设置为0V的总线接ADC的负参考输入端。
五线触摸屏
五线触摸屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个触点,通常在其一侧的边缘。
阻性层的四个角上各有一个触点。为了在X轴方向进行测量,将左上角和左下角偏置到
VREF,右上角和右下角接地。由于左、右角为同一电压,其效果与连接左右侧的总线差不
多,类似于四线触摸屏中采用的方法。为了沿Y轴方向进行测量,将左上角和右上角
偏置为VREF,左下角和右下角偏置为0V。由于上、下角分别为同一电压,其效果与连接
顶部和底部边缘的总线大致相同,类似于在四线触摸屏中采用的方法。这种测量算法的优点
在于它使左上角和右下角的电压保持不变;但如果采用栅格坐标,X轴和Y轴需要反向。
对于五线触摸屏,最佳的连接方法是将左上角(偏置为VREF)接ADC的正参考输入端,将
左下角(偏置为0V)接ADC的负参考输入端。
七线触摸屏
电容屏幕
电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时,
触点的电容就会发生变化,使得与之相连的振荡器频率发生变化,通过测量频率变化可以确
定触摸位置获得信息。
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。
电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场。
在触摸屏幕时,由于人体电场,手指与导体层间会形成一个耦合电容,四边电极发出的电流
会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成正比,位于触摸屏幕后的控制器便会计算电
流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器,
更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响,就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍,电容式触
摸屏依然能准确算出触摸位置。
由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化,故其稳定性较差,往往会产生漂移现
象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。
电容触摸屏的缺陷
电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏,当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏
相比。电容屏反光严重,而且,电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀,存
在色彩失真的问题,由于光线在各层间的反射,还造成图像字符的模糊。
电流
电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用,当导体有靠近与夹层ITO
工作面之间耦合出足够量容值的电容时,流走的电流就足够引起电容屏的误动作。
我们知道,电容值虽然与极间距离成反比,却与相对面积成正比,并且还与介质的的绝
缘系数有关。因此,当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电
容屏的误动作,在潮湿的天气,这种情况尤为严重,手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米
以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。电容屏的另一个缺点用戴手
套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应,这是因为增加了更为绝缘的介质。
漂移
电容屏更主要的缺点是漂移:当环境温度、湿度改变时,环境电场发生改变时,都会引
起电容屏的漂移,造成不准确。例如:开机后显示器温度上升会造成漂移:用户触摸屏幕的
同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移;电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移,你
触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移;电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足,环境
电势面(包括用户的身体)虽然与电容触摸屏离得较远,却比手指头面积大的多,他们直接
影响了触摸位置的测定。
其他
此外,理论上许多应该线性的关系实际上却是非线性,如:体重不同或者手指湿润程度
不同的人吸走的总电流量是不同的,而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关
系,电容触摸屏采用的这四个种角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点,漂移后控制器不
能察觉和恢复,而且,4个A/D完成后,由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的X、
Y坐标值的计算过程复杂。由于没有原点,电容屏的漂移是累积的,在工作现场也经常需要
校准。电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲击,敲出
一个小洞就会伤及夹层ITO,不管是伤及夹层ITO还是安装运输过程中伤及内表面ITO层,
电容屏就不能正常工作了。
触摸屏产品使用注意事项
1、触摸屏膜面为触摸面,即产品正面;玻璃面为非触摸面,即产品背面
2、触摸屏部分为玻璃制品,玻璃边角较锋利,装配时请带手套/指套作业
3、触摸屏部分为玻璃易碎品,装配时不要对触摸屏施加大力冲击。
4、避免直接取引线拿起触摸屏,避免对引出线部位有拉扯动作。
5、引出线加强板部位不能进行弯折动作。
6、引出线任何部位不允许有对折现象。
7、引出线在装配时,须水平插入,不可在加强板根部对折插入。
8、取放产品时需单片操作,轻拿轻放,避免产品互相碰撞而划伤产品表面。
9、清洁产品表面时,请用柔软性布料(鹿皮)蘸石油醚擦拭。
10、不可使用带腐蚀性的有机溶剂擦拭触摸屏膜表面。如工业酒精等。
11、勿堆叠放置触摸屏,使用tray盘。
12、在装配设计和边框设计时,请注意以下事项:
。
,框边在可视区到操作区间不能有压力动作。
,接触触摸屏正面部分垫有软性材料。