电容式触摸屏知识大全

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  电容式触摸屏*概述

  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。

  电容式触摸屏技术在于新型的电子产品创新互动中,以其灵活的人机交互应用不断成长为一个高速发展的新兴市场。随着新型电子产品的升级和替换需求激增,以电容屏,中大尺寸为发展趋势的触摸技术将引领新一轮的产业发展高潮,触摸屏整体市场每年以约20%左右的速度增长。随着触摸屏手机渗透率的提高,以及小尺寸点图片对电阻屏的替代,预计小尺寸电容屏在未来两年将有年均2.5亿部/片的需求,在ipad带动下,电容式触摸屏对于电子阅览器,平板电脑的渗透正在加速,5-10英寸的中尺寸市场将加快成长。2012年保守估计中尺寸电容屏的需求将达到2亿片,电容屏整体增速达30%。

  电容式触摸屏*分类


  电容式触摸屏*原理

  投射式电容面板的触控技术投射电容式触摸屏是在两层ITO导电玻璃涂层上蚀刻出不同的ITO导电线路模块。两个模块上蚀刻的图形相互垂直,可以把它们看作是X和Y方向 连续变化的滑条。由于X、Y架构在不同表面其相交处形成一电容节点。一个滑条可以当成驱动线,另外一个滑条当成是侦测线。当电流经过驱动线中的一条导线时,如果外界有电容变化的信号,那么就会引起另一层导线上电容节点的变化。侦测电容值的变化可以通过与之相连的电子回路测量得到,再经由A/D控制器转为数字讯号让计算机做运算处理取得(X,Y) 轴位臵,进而达到定位的目地。

  操作时,控制器先后供电流给驱动线,因而使各节点与导线间形成一特定电场。然后逐列扫描感测线测量其电极间的电容变化量,从而达成多点定位。当手指或触动媒介接近时,控制器迅速测知触控节点与导线间的电容值改变,进而确认触控的位臵。这种一根轴通过一套AC 信号来驱动,而穿过触摸屏的响应则通过其它轴上的电极感测出来。我们把这称为‘横穿 式’感应,也可称为投射式感应。传感器上镀有X,Y轴的ITO图案,当手指触摸触控屏幕表面时,触碰点下方的电容值根据触控点的远近而增加,传感器上连续性的扫描探测到电容值的变化,控制芯片计算出触控点并回报给处理器。

  电容式触摸屏*劣势

  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,当有导体靠近与夹层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会漂移,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种四个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*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。

  电容式触摸屏*优缺点

  电阻触摸屏的成本较低,竞争就很激烈,而且在性能和应用场合上有一定局限。电容式的优点如下:

  1. 电容触摸屏只需要触摸,而不需要压力来产生信号。

  2. 电容触摸屏在生产后只需要一次或者完全不需要校正,而电阻技术需要常规的校正。

  3. 电容方案的寿命会长些,因为电容触摸屏中的部件不需任何移动。电阻触摸屏中,上层的ITO薄膜需要足够薄才能有弹性,以便向下弯曲接触到下面的ITO薄膜。

  4. 电容技术在光损失和系统功耗上优于电阻技术。

  5. 选择电容技术还是电阻技术主要取决于触碰萤幕的物体。如果是手指触碰,电容触摸屏是比较好的选择。如果需要触笔,不管是塑胶还是金属的,电阻触摸屏可以胜任。电容触摸屏也可以使用触笔,但是需要特制的触笔来配合。

  6. 表面电容式可以用于大尺寸触摸屏,并且相成本也较低,但目前无法支持手势识别;感应电容式主要用于中小尺寸触摸屏,并且可以支持手势识别。

  7. 电容式技术耐磨损、寿命长,用户使用时维护成本低,因此生产厂家的整体运营费用可被进一步降低。

  电容式触摸屏*使用注意事项

  1、触摸屏玻璃面即为触摸面,即产品正面 。

  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:

  a.固定触摸屏的边框的支柱须在触摸屏的可视区以外。

  b.框边须在触摸屏的操作区以外,框边在可视区到操作区间不能有压力动作。

  c.建议固定触摸屏的材料为塑胶材料,接触触摸屏正面部分垫有软性材料。

  d.不要用带腐蚀性的胶粘贴在触摸屏的表面

  电容式触摸屏*故障排除

  1触摸无反应 产生此现象的可能性有多种:线缆连接问题、控制器损坏、触摸屏尾部弯折造成的电路断裂等。建议采用以下步骤逐步分析和排除故障。

  • 首先检查系统连线是否完好,并观察尾线是否存在伤痕。

  • 观察触摸屏的指示灯的闪烁情况,当手指触碰时,指示灯应变得持续明亮。

  • 对于串口控制器,检查驱动程序中所使用的串口与控制器连接的串口是否一致。

  • 如果当手指触碰时,指示灯的闪烁无变化。建议将触摸屏与控制器分开检测(与工作正常的控制器与触摸屏分开搭配检测),以确定故障点。

  • 利用驱动程序,在Touchware>Hardware选项中观察是否能成功找到控制器,从而可以初步确定控制器是否发生故障。

  2触摸偏移(1cm左右)

  有时,用户反映触碰点与光标存在一些偏移(1至2cm),一般是由以下原因造成的:

  1) 未进行2点定位(不建议采用4点或5点定位)。

  • 可以重新进行2点定位。

  2) 触摸屏的线性化数据与控制器所使用的线性化数据不符(触摸屏必须对应相应的控制器,此时触摸屏的线性化数据与控制器中所存储的线性化数据一一对应,否则易产生上述的偏移)。

  可以通过Touchware中的25点线性化操作进行重新修正线性化数据来进行改善,步骤为:

      • 在Touchware驱动下>Tools>Options>Advanced>Enable Linearization,激活25点线性化操作,关闭窗口。

  • 回到Tools 目录,可发现Linearize选项已被激活。点击Linearize,进行25点线性化操作。操作时,触碰点必须与屏幕上的显示点保持水平直视。避免由于视觉误差造成的线性化操作效果不佳。

  非故障情况下,不建议采用此25点线性化操作。

  3触摸偏移(大尺寸偏移) 如果触摸屏出现大尺寸偏移(高达20至30cm),原因也有多种。

  1)触摸屏翻转使用,这种偏移会出现在**次使用触摸屏时。此时可进行2点定位以消除此现象。

  2)金属前框与电容式触摸屏接触。此时,控制器表现为持续明亮,其现象如同已有手指触碰在触摸屏上。可以检查并修改安装方式。

  3) 触摸屏的尾线由于过分折叠或拉扯而造成线路断裂,或者是屏体边缘破碎而造成电极断裂。此时,表现为部分区域无反映。25点线性化操作无法修正此类故障。 为避免出现此故障,请仔细阅读本手册以进行正确安装。

  4电容式触摸屏在安装后,显示的光标在屏幕的四角抖动

  1)此现象出现在Excalibur芯片控制器的电容式系统中。

  由于系统没有接地,LCD和CRT显示设备发射的电磁信号对触摸屏产生干扰。将系统接地后,此现象不再存在。

  2)此现象出现在EXII芯片控制器的电容式系统中。

  检查触摸屏屏体的背面,确保其没有与LCD的金属面板直接接触。

  注意:在电容式触摸屏系统的安装中,确保电容式触摸屏体的任何部分不可与金属导体直接接触。如果使用金属外框,建议采用厚度至少为3mm的衬垫或单面泡棉胶带将屏体与外框之间隔开。

  5 手指接触电容式触摸屏时,有电流震动感 解决方案:将系统接地。

  另外,由于触摸屏的工作驱动电压峰值为1.2V。即使在不接地情况下,也不会对人体造成任何不利影响和非安全隐患。

  6 如何分辨触摸屏的正面和背面 电容式触摸屏的前面粘贴了具有“3M”及“3M Touch Systems”标记的贴纸。