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电容式触摸屏分类

发布日期:2019-08-15

作者:小慧


电容屏原理

电容式触摸屏的类型分为表面式电容触摸屏和投射式电容触摸屏两种。

表面式电容触摸屏

常用的是表面式电容触摸屏,它的工作原理简单、价格低廉、设计的电路简单,但难实现多点触控。 

1.jpg

投射式电容触摸屏

投射式电容触摸屏却具有多指触控的功能。这两种电容式触摸屏都具有透光率高、反应速度快、寿命长等优点,缺点是:随着温度、湿度的变化,电容值会发生变化,导致工作稳定性差,时常会有漂移现象,需要经常校对屏幕,且不可佩戴普通手套进行触摸定位。

投射电容屏可分为自电容屏和互电容屏两种类型,较常见的互电容屏为例,内部由驱动电极与接收电极组成,驱动电极发出低电压高频信号投射到接收电极形成稳定的电流,当人体接触到电容屏时,由于人体接地,手指与电容屏就形成一个等效电容,而高频信号可以通过这一等效电容流入地线,这样,接收端所接收的电荷量减小,而当手指越靠近发射端时,电荷减小越明显,最后根据接收端所接收的电流强度来确定所触碰的点。

在玻璃表面用ITO制作成横向与纵向电极阵列,这些横向和纵向的电极分别与地构成电容,这个电容就是通常所说的自电容,也就是电极对地的电容。当手指触摸到电容屏时,手指的电容将会叠加到屏体电容上,使屏体电容量增加。 

2.jpg

在触摸检测时,自电容屏依次分别检测横向与纵向电极阵列,根据触摸前后电容的变化,分别确定横向坐标和纵向坐标,然后组合成平面的触摸坐标。自电容的扫描方式,相当于把触摸屏上的触摸点分别投影到X轴和Y轴方向,然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标,最后组合成触摸点的坐标。 

如果是单点触摸,则在X轴和Y轴方向的投影都是唯一的,组合出的坐标也是唯一的如果在触摸屏上有两点触摸并且这两点不在同一X方向或者同一Y方向,则在X和Y方向分别有两个投影,则组合出4个坐标。显然,只有两个坐标是真实的,另外两个就是俗称的“鬼点”。因此,自电容屏无法实现真正的多点触摸。 

互电容屏也是在玻璃表面用ITO制作横向电极与纵向电极,它与自电容屏的区别在于,两组电极交叉的地方将会形成电容,也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容屏时,影响了触摸点附近两个电极之间的耦合,从而改变了这两个电极之间的电容量。检测互电容大小时,横向的电极依次发出激励信号,纵向的所有电极同时接收信号,这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即整个触摸屏的二维平面的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据,可以计算出每一个触摸点的坐标。因此,屏上即使有多个触摸点,也能计算出每个触摸点的真实坐标。 

3.jpg

互电容屏的优点是布线较少,而且能同时识别和区分多个触点之间的差异,自电容屏也可感测多个触点,不过由于信号本身模糊,故不能区分。此外,互电容屏的感应方案还有速度快和功耗低的优势,因为其能同时测量一条驱动线路上的所有节点,所以可减少50%的采集周期数。这种双电极式结构具有自我屏蔽外部噪声的功能,在一定功率级上可提高信号稳定性。 

在任何情况下,触摸位置都是通过测量X电极和Y电极之间信号改变量的分配来确定的,随后会使用数学算法处理这些己改变的信号电平,以确定触摸点的XY坐标。


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