触摸屏多点触摸技术揭秘

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时间:2018-01-19

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1、触摸屏多点触摸技术揭秘摘要:本文首先介绍多点触摸技术原理,然后介绍触摸屏的物理结构,最后再对多点触摸关键技术——触摸屏控制器进行介绍。摘要:触摸屏;多点触摸;手势;手指;TrueTouch两种多点触摸技术  多点触摸顾名思义就是识别到两个或以上手指的触摸。多点触摸技术目前有两种:Multi-TouchGesture和Multi-TouchAll-Point。通俗地讲,就是多点触摸识别手势方向和多点触摸识别手指位置。识别手势方向  我们现在看到最多的是Multi-TouchGesture,即两个手指触摸时,可以识别到这两个手指的运动方向,但还不能判断出具体位置,可以进行

2、缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单,轴坐标方式即可实现。把ITO分为X、Y轴,可以感应到两个触摸操作,但是感应到触摸和探测到触摸的具体位置是两个概念。XY轴方式的触摸屏可以探测到第2个触摸,但是无法了解第二个触摸的确切位置。单一触摸在每个轴上产生一个单一的最大值,从而断定触摸的位置,如果有第二个手指触摸屏面,在每个轴上就会有两个最大值。这两个最大值可以由两组不同的触摸来产生,于是系统就无法准确判断了。有的系统引入时序来进行判断,假设两个手指不是同时放上去的,但是,总有同时触碰的情况,这时,系统就无法猜测了。我们可以把并不是真正触摸的点叫做“鬼点”,

3、如图1所示。图1鬼点(无法分辨红点还是蓝点为真正的触摸)识别手指位置  Multi-TouchAll-Point是近期比较流行的话题。其可以识别到触摸点的具体位置,即没有“鬼点”的现象。多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测,可以检测到双手十个手指的同时触摸,也允许其他非手指触摸形式,比如手掌、脸、拳头等,甚至戴手套也可以,它是最人性化的人机接口方式,很适合多手同时操作的应用,比如游戏控制。Multi-TouchAll-Point的扫描方式是每行和每列交叉点都需单独扫描检测,扫描次数是行数和列数的乘积。例如,一个10根行线、15根列线所构成的触摸屏,使用Mult

4、i-TouchGesture的轴坐标方式,需要扫描的次数为25次,而多点触摸识别位置方式则需要150次。  Multi-TouchAll-Point基于互电容的检测方式,而不是自电容,自电容检测的是每个感应单元的电容(也就是寄生电容Cp)的变化,有手指存在时寄生电容会增加,从而判断有触摸存在,而互电容是检测行列交叉处的互电容(也就是耦合电容Cm)的变化,如图2所示,当行列交叉通过时,行列之间会产生互电容(包括:行列感应单元之间的边缘电容,行列交叉重叠处产生的耦合电容),有手指存在时互电容会减小,就可以判断触摸存在,并且准确判断每一个触摸点位置。图2互电容检测方式触摸屏

5、技术  下面介绍一下触摸屏。触摸屏,简单讲就是输入和输出合二为一,不再需要机械的按键或滑条,显示屏就是人机接口。  图3所示为一个触摸屏模组示意图,整个模组由LCD,触摸屏,触摸屏控制器,主CPU,LCD控制器构成。触摸屏和触摸屏控制器是整个模组的核心所在,所以我们会重点介绍这两个部分。图3触摸屏模组示意图图4感应电容触摸屏结构  图4从上到下依次是:1表面护罩;2覆盖层;3掩膜层&标示层;4光学胶;5第一层感应单元与衬底;6光学胶;7第二层感应单元与衬底;8空气层或光学胶;9LCD显示屏。  表面护罩通常小于100um厚度。所有塑料覆盖层上面都需要硬护罩,这是因为手

6、指触摸会划伤塑料表面,如果覆盖层是玻璃可以不需要表面护罩,但玻璃必须经过化学加强或淬火处理,表面护罩需要与覆盖层进行光学匹配,以免光损失过多。  覆盖层可以是0~3mm厚,并不是所有的触摸屏都需要覆盖层,覆盖层越薄,越可以获得更高的信噪比和更好的感应灵敏度。常用材料有:聚碳酸脂、有机玻璃和玻璃。  第三层是掩膜层与标示层,它的厚度大致是100mm。掩膜层位于覆盖物的下面,可以隐藏布线和LCD的边缘等。在设计中允许增加标示性文字或图标,不过标示物必须相当平整的压在ITO的衬底上,而且标示物材料应该是非导电的。  第四层是光学胶,厚度约为25~200mm。光学胶越薄,信噪

7、比越好,高介电常数(er)的光学胶可有更好的感应手指电容,从而也能获得更高的信噪比。通常应用PSA压敏胶。  第五层为感应单元与衬底,ITO涂层的厚度小于100nm,ITO涂层衬底可以是100um~1mm的玻璃(IR~1.52)或是25mm~300mmPET薄膜(IR~1.65)。越厚的ITO,单位面积电阻越低,信噪比越好;越薄的ITO,透光率越好。衬底可以是薄膜或玻璃。如果ITO做在玻璃衬底的下表面,玻璃衬底可以作为表面覆盖物。  第六层又是一层光学胶,与前一层光学胶比较,这一层光学胶越厚信噪比越好,这一层光学胶通常与ACA-各向异性导电胶结合使用

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