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触摸屏工作原理之入门解析

发布日期:2019-09-11

作者:小慧



  *Swipe: 动词,本文特指手指在触摸屏上移动的动作。

  最近我在地铁上听到一个女人向她的朋友大倒苦水:她家那位刚刚学会走路的小孩,想把家中的所有东西都“甩”掉——茶几、书本、盘子甚至是她的母亲,就像触摸屏上的图片一样,一滑统统消失。听到这不由得让我想到,我们中的大部分用户对于显示屏幕背后的知识了解有多少?

  在我开始真正研究触摸屏工作原理之前,我认为在“swipable” 现象(指滑屏)背后都存在着一个通用技术。但事实却刚好相反,就我所知将近有6种,而其中的大部分尚在不断的研究中。最常用的两个系统是电阻式和电容式触摸屏。为简单起见,我在这里将重点阐述这两种系统,便于大家的理解。

  1.电阻式触摸屏—— Resistive Touch Screens

  这是最基本也是最常见的触摸屏,经常用于ATM机和超市收银处的电子签名设备。这些屏幕实际上是“抵抗”你接触的,除非你劲儿使得足够大,并感受到屏幕略微弯曲。这就是电阻式触屏的工作原理,正如下图所见:两片导电层,被触摸后弯曲。

  

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电阻式触摸屏技术

  薄薄的黄色层,一片是电阻另一片具有导电性,中间由一个个间隔器将其分开,直到你按下去。(外部则被一层非常薄,同时防划的蓝色薄膜层完全包裹住。)电流无时无刻贯穿于那些黄色层中,但当手指碰触到屏幕,两压片受到挤压时,电流则在接触点产生变化。而软件会识别到这些坐标的当前变化,开始执行与该点对应的功能。

  电阻式触摸屏虽然持久耐用,但由于层数多的原因导致透光率不佳,不适宜用户阅读上的体验。而他们仅单点触控,比如想在iPhone手机上用双指缩放图片就无法达到。这就是为什么高端电子设备更倾向于使用电容式触摸屏的原因之一。

  2. 电容式触摸屏—— Capacitive Touch Screens

  与电阻式触摸屏不同,电容式触摸屏不依靠手指按力创造、改变电力流。相反的,他们通过任何持有电荷的物体包括人体皮肤工作。(没错,人体也是由正、负电荷的院子组成!)电容式触摸屏是由诸如合金或是铟锡氧化物(ITO)这样的材料构成,电荷存储在一根根比头发还要细的微型静电网中。


  

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  电容式触摸屏技术

  电容式触摸屏的类型主要有两种——表面电容式(Surface Capacitive)与投射式电容(Projective Capacitive)。“表面电容式利用位于四个角落的传感器以及均匀分布整个表面的薄膜(如图所示),而投射式电容采用成行/列交错同时带有传感功能的独立芯片,”负责Touch Revolution的嵌入式项目总监Matt Rosenthal解释道。

  在这两种情况下,当手指点击屏幕,会从接触点吸收小量电流,造成角落电极的压降,利用感应人体微弱电流的方式来达到触控的目的。(这是为什么当你带上手套触摸屏幕时,毫无反应的原因。)而软件会处理受压位置,命令接下来的行动。(如果你仍旧感到困惑,不如看一下视频演示吧。)

  3. 下个目标?放大 再放大

  新兴的触摸屏技术还在不断的研发之中,但电容式触摸屏仍然是目前行业的标准。对于触摸屏来说最大的挑战是如何将其嫁接到更大的屏幕之中,更大也意味着对于感应能力的要求之高。

  来自Perceptive Pixel公司,从事多点触控的软件工程师们,正使用一种被称之为受抑全内反射(FTIR——Frustrated Total Internal Reflection)的技术,研发82英寸大的屏幕。当手指在触碰FTIR触摸屏时,会有光线反射出来,同时屏幕下方的红外摄像头扑捉到反射的亮点,正如电容式触摸检测到电流的变化一样。


                                                                                                                                                                                                                                         转载于网络


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