簡介
電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。電容式觸控屏可以簡單地看成是由四層復(fù)合屏構(gòu)成的屏體:最外層是玻璃保護(hù)層,接著是導(dǎo)電層,第三層是不導(dǎo)電的玻璃屏,最內(nèi)的第四層也是導(dǎo)電層。最內(nèi)導(dǎo)電層是屏蔽層,起到屏蔽內(nèi)部電氣信號的作用,中間的導(dǎo)電層是整個觸控屏的關(guān)鍵部分,四個角或四條邊上有直接的引線,負(fù)責(zé)觸控點位置的檢測。
電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時,由于人體電場,手指與導(dǎo)體層間會形成一個耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點,而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏幕后的控制器便會計算電流的比例及強(qiáng)弱,準(zhǔn)確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器,更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響,就算屏幕沾有污穢、塵?;蛴蜐n,電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。
由于電容隨接觸面積、介質(zhì)的介電的不同而變化,故其穩(wěn)定性較差,往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。該種觸摸屏適用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段。
缺陷
電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏,當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴(yán)重,而且,電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。
電流
電容屏在原理上把人體當(dāng)作一個電容器元件的一個電極使用,當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。
我們知道,電容值雖然與極間距離成反比,卻與相對面積成正比,并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此,當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴(yán)重,手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的誤動作。 電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng),這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)。
漂移
電容屏更主要的缺點是漂移:當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時,環(huán)境電場發(fā)生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準(zhǔn)確。例如:開機(jī)后顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后會漂移,你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足,環(huán)境電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠(yuǎn),卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸摸位置的測定。
其他
此外,理論上許多應(yīng)該線性的關(guān)系實際上卻是非線性,如:體重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的,而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關(guān)系,電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標(biāo)系還沒有坐標(biāo)上的原點,漂移后控制器不能察覺和恢復(fù),而且,4個A/D完成后,由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標(biāo)系上的X、Y坐標(biāo)值的計算過程復(fù)雜。由于沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準(zhǔn)。 電容觸摸屏最外面的矽土保護(hù)玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個小洞就會傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。
注意事項
2.觸摸屏部分為玻璃制品,玻璃邊角較鋒利,裝配時請帶手套/指套作業(yè)。
3.觸摸屏部分為玻璃易碎品,裝配時不要對觸摸屏施加大力沖擊。
4.避免直接取引線拿起觸摸屏,避免對引出線部位有拉扯動作。
5.引出線加強(qiáng)板部位不能進(jìn)行彎折動作。
6.引出線任何部位不允許有對折現(xiàn)象。
7.引出線在裝配時,須水平插入,不可在加強(qiáng)板根部對折插入。
8.取放產(chǎn)品時需單片操作,輕拿輕放,避免產(chǎn)品互相碰撞而劃傷產(chǎn)品表面。
9.清潔產(chǎn)品表面時,請用柔軟性布料(鹿皮)蘸石油醚擦拭。
10.不可使用帶腐蝕性的有機(jī)溶劑擦拭觸摸屏膜表面。如工業(yè)酒精等。
11.勿堆疊放置觸摸屏,使用tray 盤。
12.在裝配設(shè)計和邊框設(shè)計時,請注意以下事項:
a.固定觸摸屏的邊框的支柱須在觸摸屏的可視區(qū)以外。
b.框邊須在觸摸屏的操作區(qū)以外,框邊在可視區(qū)到操作區(qū)間不能有壓力動作。
c.建議固定觸摸屏的材料為塑膠材料,接觸觸摸屏正面部分墊有軟性材料。
d.不要用帶腐蝕性的膠粘貼在觸摸屏的表面
故障排除
1、如果您使用的是電容式觸摸屏,那么建議您在第一次使用時,首先先按照說明書的要求正確安裝好電容觸摸屏所需要的驅(qū)動程序,然后用手指依次單擊屏幕上的“開始”/“程序”/“Microtouch Touchware”來運行屏幕校準(zhǔn)程序,校準(zhǔn)完成以后,系統(tǒng)自動將校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)存放在控制器的寄存器內(nèi),以后再重新啟動系統(tǒng)后就無需再校準(zhǔn)屏幕了。
2、如果在中途操作電容觸摸屏?xí)r,重新改變了觸摸屏的顯示器分辨率或顯示模式,或者是自行調(diào)整了觸摸屏控制器的刷新頻率后,感覺到光標(biāo)與觸摸點不能對應(yīng)時,都必須重新對觸摸屏系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)操作。
3、為了保證觸摸屏系統(tǒng)的正常工作,除了要保證系統(tǒng)軟件的正確安裝之外,還必須記得在一臺主機(jī)上不要安裝兩種或兩種以上的觸摸屏驅(qū)動程序,這樣會容易導(dǎo)致系統(tǒng)運行時發(fā)生沖突,從而使觸摸屏系統(tǒng)無法正常使用。
4、在使用電阻式觸摸屏時,如果發(fā)現(xiàn)光標(biāo)不動或者只能在局部區(qū)域移動時,您可以查看一下觸摸屏的觸摸區(qū)域是否被其他觸摸物始終壓住,例如一旦觸摸屏被顯示器外殼或機(jī)柜外殼壓住了,就相當(dāng)于某一點一直被觸摸,那么反饋給控制器的坐標(biāo)位置就不準(zhǔn)確,光標(biāo)當(dāng)然也就不能正確定位了。如果是機(jī)柜外殼壓住觸摸區(qū)域您可以將機(jī)柜和顯示器屏幕之間的距離調(diào)大一點,如果是顯示器外殼壓住觸摸區(qū)域,您可以試著將顯示器外殼的螺絲擰松一點試一下。
5、前面曾經(jīng)提到,一旦系統(tǒng)在更換顯示分辨率、調(diào)整屏幕大小和第一次安裝時都有會出現(xiàn)單擊不準(zhǔn)或漂移,需啟動應(yīng)用程序中自帶的定位程序重新定位,不過在定位時,最好要使用比較細(xì)的筆或指尖進(jìn)行定位,這樣比較準(zhǔn)。 6、表面聲波觸摸屏的工作環(huán)境要求較高,它必須要求工作在一個干凈、沒有灰塵污染的環(huán)境中,而且還要定期清潔觸摸屏表面上的灰塵,不然的話,空氣中的灰塵覆蓋在觸摸屏四周的反射條紋或換能器上時,就會影響系統(tǒng)的正確定位。
7、不要讓觸摸屏表面有水滴或其它軟的東西粘在表面,否則觸摸屏很容易錯誤認(rèn)為有手觸摸造成表面聲波屏不準(zhǔn)。另外在清除觸摸屏表面上的污物時,您可以用柔軟的干布或者清潔劑小心地從屏幕中心向外擦拭,或者用一塊干的軟布蘸工業(yè)酒精或玻璃清洗液清潔觸摸屏表面。
8、如果用手或者其他觸摸物來觸摸表面聲波觸摸屏?xí)r,觸摸屏反應(yīng)很遲鈍,這說明很有可能是觸摸屏系統(tǒng)已經(jīng)陳舊,內(nèi)部時鐘頻率太低,或者是由于觸摸屏表面有水珠在移動,要想讓觸摸屏恢復(fù)快速響應(yīng),必須重新更換或者升級系統(tǒng),或者用抹布擦干觸摸屏表面的水珠。
9、觸摸屏一般用串口進(jìn)行信號的傳輸,從PS/2端口取信號,而TPS屏幕是從主機(jī)電源直接取電。如果指示燈不亮,說明沒有取到信號,控制盒上的PS/2線可能壞了。如果燈亮著,但依舊不閃,說明控制盒壞了,因此我們必須更換控制盒。如果更換控制盒還是不行,有可能是屏幕被壓得太緊,需要將四周的螺絲稍微松一下,因為觸摸屏是由特殊材料組成,它本身不太容易損壞。如果串口是壞的或被禁用,將導(dǎo)致驅(qū)動程序無法安裝,因為安裝驅(qū)動時,會自動尋找串口。即使能夠安裝,也會出現(xiàn)鼠標(biāo)不動或無法定位。最好不要用串口鼠標(biāo)來判斷串口的好壞,可能串口9根針對它們來說各自用的方式不一樣。如果屏幕被壓著,或者地線沒有接好,會導(dǎo)致無法定位。如果出現(xiàn)有些區(qū)域無法點擊或反應(yīng)遲緩,有可能是灰塵影響,需拆開外殼來除去灰塵。
10、當(dāng)用手指觸摸電容觸摸屏的某一位置時,觸摸屏沒有任何反應(yīng)時,這很有可能是對應(yīng)該觸摸位不準(zhǔn)確,光標(biāo)當(dāng)然也就不能正確定位了。如果是機(jī)柜外殼壓住觸摸區(qū)域您可以將機(jī)柜和顯示器屏幕之間的距離調(diào)大一點,如果是顯示器外殼壓住觸摸區(qū)域,您可以試著將顯示器外殼的螺絲擰松一點試一下。
國產(chǎn)二代
鑒于一代電容式觸屏的缺陷和使用中的各種瓶頸,國產(chǎn)二代電容式觸屏彌補(bǔ)了電容屏前身的大量不足,二代電容屏大大減少了導(dǎo)體物體靠近電容屏?xí)r發(fā)生的誤動作,可以使用手寫筆精確控制,也可以使用手指,反應(yīng)靈敏度大大提高,對使用環(huán)境的要求降低很多,對潮濕天氣和輕微撞擊有很好的抵抗性,而且成本大大降低。非常普及與國內(nèi)大量新款的國產(chǎn)手機(jī)。但有一點缺點,對手指電流的捕捉有所縮水,手指觸摸靈敏度較一代有些縮水。
觸摸技術(shù)
電容技術(shù)觸摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO(納米銦錫金屬氧化物),最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作工作面,四個角引出四個電極,內(nèi)層ITO為屏層以保證工作環(huán)境。
當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r,由于人體電場,用戶手指和工作面形成一個耦合電容,因為工作面上接有高頻信號,于是手指吸收走一個很小的電流,這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出,且理論上流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例,控制器通過對四個電流比例的精密計算,得出位置??梢赃_(dá)到99%的精確度,具備小于3ms的響應(yīng)速度。
電容屏主要有自電容屏與互電容屏兩種,較常見的互電容屏為例,內(nèi)部由驅(qū)動電極與接收電極組成,驅(qū)動電極發(fā)出低電壓高頻信號投射到接收電極形成穩(wěn)定的電流,當(dāng)人體接觸到電容屏?xí)r,由于人體接地,手指與電容屏就形成一個等效電容,而高頻信號可以通過這一等效電容流入地線,這樣,接收端所接收的電荷量減小,而當(dāng)手指越靠近發(fā)射端時,電荷減小越明顯,最后根據(jù)接收端所接收的電流強(qiáng)度來確定所觸碰的點。
電容屏要實現(xiàn)多點觸控,靠的就是增加互電容的電極,簡單地說,就是將屏幕分塊,在每一個區(qū)域里設(shè)置一組互電容模塊都是獨立工作,所以電容屏就可以獨立檢測到各區(qū)域的觸控情況,進(jìn)行處理后,簡單地實現(xiàn)多點觸控。
蘋果iPad2
電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器,同時透光率更高。
代表產(chǎn)品就是蘋果iPod touch和iPad系列產(chǎn)品,擁有其他產(chǎn)品難以超越的非凡觸控體驗,為電容屏的成功推廣立下了汗馬功勞。
電阻屏
電容屏能更好支持多點觸控
多點觸摸屏有別于傳統(tǒng)的單點觸摸屏,多點觸摸屏的最大特點在于可以兩只手,多個手指,甚至多個人,同時操作屏幕的內(nèi)容,更加方便與人性化。多點觸摸技術(shù)也叫多點觸控技術(shù)。與電阻屏相比電容觸屏比較容易實現(xiàn)多點觸摸技術(shù),多點觸控技術(shù)已在電容屏上基本實現(xiàn)。
電容屏造價更高 雖然電容屏擁有諸多優(yōu)點,但是因為其材料特殊、工藝精湛、其造價較高。當(dāng)然這也跟廠商的不同而不同,一般來說電容屏的價格也會比電阻屏貴15%到40%。這些額外成本對旗艦級產(chǎn)品可能影響較小,但是對于中、低等價位智能手機(jī)確實高門檻,所以市場上的多數(shù)智能手機(jī)價格不菲,其中很多一部分原因是其使用了電容屏的緣故。
總結(jié)
隨著技術(shù)和應(yīng)用上的發(fā)展,電容屏的造價已經(jīng)下降,自2008年后在中低端智能手機(jī)上已經(jīng)大部分使用電容屏,所以現(xiàn)如今,電容屏在手持終端上已經(jīng)被廣泛使用,而電阻屏在此方面的應(yīng)用已經(jīng)越來越少,因為價格成本相對于用戶體驗來說已經(jīng)被忽略。
熱感應(yīng)
通過對比我們發(fā)現(xiàn)在10英寸以上的觸控市場中,有一種改進(jìn)型投射式電容屏的出現(xiàn),這就是納米觸控膜,其具備電容屏等所有其他同類產(chǎn)品在技術(shù)參數(shù)上無法相比的優(yōu)勢,它的各項參數(shù)都得五星,其觸控原理是將X軸的納米導(dǎo)線和Y軸的納米導(dǎo)線按照一定的規(guī)律,由數(shù)字封裝自動化設(shè)備將其封裝在PET薄膜內(nèi),從而構(gòu)成感應(yīng)矩陣,每個矩陣單元都是一個接近式傳感器,能夠感知不同方位的觸控動作,這些矩陣單元構(gòu)成全息觸控感應(yīng)矩陣,由觸控感應(yīng)矩陣將感知信號輸入到控制芯片,再由控制芯片消除噪音、將有效觸控信號輸送給上層驅(qū)動軟件,從而達(dá)到精確定位、觸發(fā)動作、實現(xiàn)觸控的功能。