CHIPONE培训资料-电容触摸屏原理介绍

北京集创北方科技股份有限公司

CONFIDENTIAL

工作原理:

这种触摸屏在LCD面板的制造过程中,同时把环境光感应传感器与显示单元这种触摸屏在LCD面板的制造过程中,同时把环境光感应传感器与显示单元一起制造,起制造,外部控制器通过检测嵌入在显示单元内的光传感器来获得触控点的位置信息。优点:

1:触摸屏的尺寸没有限制。仅取决于面板厂的工艺能力。2:最终的触摸屏没有额外的附加构件,系统结构简单。

缺点:

1:需要和面板厂紧密合作,不能用现成的面板2操作的时候需要使用能发光的手写笔2:操作的时候需要使用能发光的手写笔。

应用领域:

笔记本电脑,家庭游戏机代表厂商:

台湾剑扬科技,http://www.idti.com.tw

CONFIDENTIAL

工作原理:

在显示器相邻边角上放置两台照相机,并在其中一边角放置红外光源。红外光源发出的光通过另外三条边上的反射条反射回红外光源红外光源发出的光通过另外三条边上的反射条反射回这两台照相机。照相机通过根据红外光源的截断来检测任何靠近屏幕物体的移动,以获得触摸点的位置信息。优点:

1:触摸屏的尺寸没有限制。2:对屏幕亮度没有影响

缺点:

1:体积和功耗都比较大不太适合手持应用1:体积和功耗都比较大,不太适合手持应用

2:在触控物体没有和屏幕物理接触时,也有可能动作。应用领域:

公共演示平台,展示台

代表厂商:

安信思拓,http://www.kk-assist.com.cnhtt //kk i t

CONFIDENTIAL

工作原理:

在紧贴屏幕前密布X 、Y 方向上的红外线矩阵,X,Y 方向对应面均为一发,一收。控制器通过不停的扫描是否有向应均为发收控制过停的扫描有红外线被物体阻挡来检测用户的触摸输入位置。优点:

1:对屏幕亮度没有影响

2:支持多种触控输入物体,手指,手套等3:寿命长,可靠性高寿命长靠性高缺点:

1:体积和功耗都比较大,不太适合手持应用2:在触控物体没有和屏幕物理接触时,也有

可能动作。

应应用领域:域

展示台,ATM 机等。代表厂商:

CONFIDENTIAL

工作原理:

表面声波触摸屏本体就是一块强化玻璃,表面没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边都刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹通过对接收换能器信号的处理来获得触摸点的信息纹。通过对接收换能器信号的优点:

1:对屏幕亮度影响小,可靠性高。2:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:功耗都比较大,不太适合手持应用

2:触摸屏上的水滴和灰尘的对整个系统性能有影响应用领域:应用领域

公共显示控制屏。代表厂商:

CONFIDENTIAL

工作原理:

当有外界物体按压屏幕表面的时候,触摸屏的最顶层发生形变与触摸屏的底层接触,相屏的最顶层发生形变与触摸屏的底层接触相当于这个触摸点接通了电路,通过检测触摸点分取的电压来获得触摸点的位置信息。优点:

1:最便宜的触摸屏方案。2:制造比较容易

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:不支持多点检测不支持多点检测2:耐久性不好

3:对局部损坏比较敏感。应用领域:

手机,移动媒体播放器,GPS 等代表厂商:

CONFIDENTIAL

工作原理:

五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上,而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后分时检测内层ITO 接触点X 轴和Y 轴电压值的方法测得触摸点的位置。轴电压值的方法测得触摸点的位置优点:

1:精度比四线电阻屏高。2:制造比较容易制造比较容易

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:不支持多点检测不支持多点检测2:耐久性不好

3:对局部损坏比较敏感。应用领域:

手机,移动媒体播放器,GPS 等代表厂商:

CONFIDENTIAL

工作原理:

通过扫描行列电阻的方式来检测触摸点的位置,由于其行列均为分开,故可以同时检测到多个触控点的动作。优点:

1:支持多点触摸检测。2:制造比较容易,精度高

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等种套等缺点:

1:控制器厂商还比较少2:耐久性不好应用领域:

手机,移动媒体播放器,机GPS 等代表厂商:

ST

CONFIDENTIAL

工作原理:

表面电容触摸屏只采用单层的ITO ,当手指触摸屏表面时,就会有就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失,电定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失,电荷从屏幕的四角补充进来,各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例,我们可由此推算出触摸点的位置。

优点:优点

1:分辨率高,响应时间快。

2:耐久性好,对水、灰尘以及其他附着在上面的物体

不敏感。

3:支持的屏幕尺寸比较大

缺点:

1:不支持多点触控检测2:在屏幕边缘处线性度不好

3:当手指上有手套的时候,无法识别:当手指上有手套的时候无法识别

应用领域:

游戏机,自动售货机,等环境恶劣场合

代表厂商:

••从四个角感应

在表层建立静电区域手指吸收面板电荷

CONFIDENTIAL

工作原理:

投射式电容屏一般由多层不同材料的膜堆叠而成,最外层的是保护层,中间是两层ITO 层,两层ITO 层之间通过一个绝缘层隔开。最下面则是一次玻璃基板。如右图示意:

两层ITO 一般采用特殊的形状,使X 轴与Y 轴互相交叉而又不直接相连。目前大多数方案使用的ITO 图案为菱形(菱形图案为菱形菱形ITO 图案为Cypress 公司专利)。图案结构与连接如右图所示:右图所示

灰色为X 轴方向的ITO

浅绿为Y 轴方向的ITO

CONFIDENTIAL

位置识别原理:

当有手指接触到电容式触摸屏表面的时候将引起X 轴和Y 轴上对应点的电容时候,将引起

发生变化。控制器通过检测这个电容的变化来确定触摸输入点的位置。变化来确定触摸输入点的位置

如右图所示意对应X 轴与Y 轴的电如右图所示意,对应

容变化,我们就可以计算出触摸点的具体位置。体位置

CONFIDENTIAL

1:自电容检测方式特点和原理

•检测每个感应单元的对地电容(CP)变化

• 有手指触摸时有触, 感应单元的电容增加感单容• 激励和感应的是同激励和感应的是同一感应单元感应单元••

每一个扫描周期行和列只需扫描检测一次每一个扫描周期的扫描次数: 行数+列数

CONFIDENTIAL

2:自电容检测方式优缺点:

优点:单点触控算法比较简单,不需要强大的CPU 就可以完成缺点:缺点1. 1在使用的第一次或环境变化比较大的时候需要校准;在使用的第次或环境变化比较大的时候需要校准

2. 存在鬼影现象,无法实现真正的多点触控;

3. 直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,受外界直接受度度手指润程度人体体重面干燥程度影响受外界大面积物体的干扰也非常大,容易产生“漂移”。

CONFIDENTIAL

3:互电容检测方式特点和原理

•检测行列交叉处的互电容(耦合电容CM) 变化• 有手指触摸时互电容减小• 行加驱动激励信号, 列进行感应

•每一个扫描周期,行和每列交叉点都需单独扫描检测•每每一个扫描周期扫描次数:个扫描周期扫描次数:行数* 列数

•驱动和感应单元之间形成边缘电容

•行列交叉重叠处会产生耦合电容注意感应单元的自感应电容注意:感应单元的自感应电容

依然存在, 但不必进行测量

CONFIDENTIAL

4:互电容检测方式优缺点

优点:1. 无需校准

2. 可以实现真正的多点触摸

3. 不受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,不受温度湿度手指湿润程度人体体重面干燥程度影响不会产生“漂移”现象。4. 手势识别软件相对比较简单

缺点:由于一个周期要扫描的行列数比较多,对驱动IC 的性能要求高

CONFIDENTIAL

电容触摸屏感测流程

CONFIDENTIAL

投射式电容屏的优缺点:优点:

1:支持多点检测2:光线通过率高。3:体积小,功耗低体积小功耗低缺点:

1:比电阻屏成本高很多

2:对作为触控输入的设备要求高应用领域:

移动终端,笔记本电脑,手机,GPS 等消费类电子设备代表厂商:

apple,synaptics,cypress,

多点触控输入单点触控输入

CONFIDENTIAL

手势Gestures • 什么是Gesture?什么是Gesture?

Gesture: 强调的是动作而不是具体位置•Gestures举例• Gestures举例• 点击• 双击双击• 平移• 放大• 旋转

CONFIDENTIAL

Gestures 类型

•三种基本类型•

• 单点触摸• 多点触摸• 多点触摸识别位置

• 上述三种类型依次

• 增强用户控制• 加强错误处理• 增加触摸点数识别• 增加硬件&软件需求

CONFIDENTIAL

Gestures 举例

垂直平移手势水平平移手势

CONFIDENTIAL

Gestures 举例

缩放手势旋转手势

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集智创“芯”超越“屏”屏凡www.chiponeic.com

北京集创北方科技股份有限公司

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工作原理:

这种触摸屏在LCD面板的制造过程中,同时把环境光感应传感器与显示单元这种触摸屏在LCD面板的制造过程中,同时把环境光感应传感器与显示单元一起制造,起制造,外部控制器通过检测嵌入在显示单元内的光传感器来获得触控点的位置信息。优点:

1:触摸屏的尺寸没有限制。仅取决于面板厂的工艺能力。2:最终的触摸屏没有额外的附加构件,系统结构简单。

缺点:

1:需要和面板厂紧密合作,不能用现成的面板2操作的时候需要使用能发光的手写笔2:操作的时候需要使用能发光的手写笔。

应用领域:

笔记本电脑,家庭游戏机代表厂商:

台湾剑扬科技,http://www.idti.com.tw

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工作原理:

在显示器相邻边角上放置两台照相机,并在其中一边角放置红外光源。红外光源发出的光通过另外三条边上的反射条反射回红外光源红外光源发出的光通过另外三条边上的反射条反射回这两台照相机。照相机通过根据红外光源的截断来检测任何靠近屏幕物体的移动,以获得触摸点的位置信息。优点:

1:触摸屏的尺寸没有限制。2:对屏幕亮度没有影响

缺点:

1:体积和功耗都比较大不太适合手持应用1:体积和功耗都比较大,不太适合手持应用

2:在触控物体没有和屏幕物理接触时,也有可能动作。应用领域:

公共演示平台,展示台

代表厂商:

安信思拓,http://www.kk-assist.com.cnhtt //kk i t

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工作原理:

在紧贴屏幕前密布X 、Y 方向上的红外线矩阵,X,Y 方向对应面均为一发,一收。控制器通过不停的扫描是否有向应均为发收控制过停的扫描有红外线被物体阻挡来检测用户的触摸输入位置。优点:

1:对屏幕亮度没有影响

2:支持多种触控输入物体,手指,手套等3:寿命长,可靠性高寿命长靠性高缺点:

1:体积和功耗都比较大,不太适合手持应用2:在触控物体没有和屏幕物理接触时,也有

可能动作。

应应用领域:域

展示台,ATM 机等。代表厂商:

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工作原理:

表面声波触摸屏本体就是一块强化玻璃,表面没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边都刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹通过对接收换能器信号的处理来获得触摸点的信息纹。通过对接收换能器信号的优点:

1:对屏幕亮度影响小,可靠性高。2:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:功耗都比较大,不太适合手持应用

2:触摸屏上的水滴和灰尘的对整个系统性能有影响应用领域:应用领域

公共显示控制屏。代表厂商:

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工作原理:

当有外界物体按压屏幕表面的时候,触摸屏的最顶层发生形变与触摸屏的底层接触,相屏的最顶层发生形变与触摸屏的底层接触相当于这个触摸点接通了电路,通过检测触摸点分取的电压来获得触摸点的位置信息。优点:

1:最便宜的触摸屏方案。2:制造比较容易

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:不支持多点检测不支持多点检测2:耐久性不好

3:对局部损坏比较敏感。应用领域:

手机,移动媒体播放器,GPS 等代表厂商:

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工作原理:

五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上,而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后分时检测内层ITO 接触点X 轴和Y 轴电压值的方法测得触摸点的位置。轴电压值的方法测得触摸点的位置优点:

1:精度比四线电阻屏高。2:制造比较容易制造比较容易

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等缺点:

1:不支持多点检测不支持多点检测2:耐久性不好

3:对局部损坏比较敏感。应用领域:

手机,移动媒体播放器,GPS 等代表厂商:

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工作原理:

通过扫描行列电阻的方式来检测触摸点的位置,由于其行列均为分开,故可以同时检测到多个触控点的动作。优点:

1:支持多点触摸检测。2:制造比较容易,精度高

3:支持多种触控输入物体,手指,手套等种套等缺点:

1:控制器厂商还比较少2:耐久性不好应用领域:

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工作原理:

表面电容触摸屏只采用单层的ITO ,当手指触摸屏表面时,就会有就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失,电定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失,电荷从屏幕的四角补充进来,各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例,我们可由此推算出触摸点的位置。

优点:优点

1:分辨率高,响应时间快。

2:耐久性好,对水、灰尘以及其他附着在上面的物体

不敏感。

3:支持的屏幕尺寸比较大

缺点:

1:不支持多点触控检测2:在屏幕边缘处线性度不好

3:当手指上有手套的时候,无法识别:当手指上有手套的时候无法识别

应用领域:

游戏机,自动售货机,等环境恶劣场合

代表厂商:

••从四个角感应

在表层建立静电区域手指吸收面板电荷

CONFIDENTIAL

工作原理:

投射式电容屏一般由多层不同材料的膜堆叠而成,最外层的是保护层,中间是两层ITO 层,两层ITO 层之间通过一个绝缘层隔开。最下面则是一次玻璃基板。如右图示意:

两层ITO 一般采用特殊的形状,使X 轴与Y 轴互相交叉而又不直接相连。目前大多数方案使用的ITO 图案为菱形(菱形图案为菱形菱形ITO 图案为Cypress 公司专利)。图案结构与连接如右图所示:右图所示

灰色为X 轴方向的ITO

浅绿为Y 轴方向的ITO

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位置识别原理:

当有手指接触到电容式触摸屏表面的时候将引起X 轴和Y 轴上对应点的电容时候,将引起

发生变化。控制器通过检测这个电容的变化来确定触摸输入点的位置。变化来确定触摸输入点的位置

如右图所示意对应X 轴与Y 轴的电如右图所示意,对应

容变化,我们就可以计算出触摸点的具体位置。体位置

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1:自电容检测方式特点和原理

•检测每个感应单元的对地电容(CP)变化

• 有手指触摸时有触, 感应单元的电容增加感单容• 激励和感应的是同激励和感应的是同一感应单元感应单元••

每一个扫描周期行和列只需扫描检测一次每一个扫描周期的扫描次数: 行数+列数

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2:自电容检测方式优缺点:

优点:单点触控算法比较简单,不需要强大的CPU 就可以完成缺点:缺点1. 1在使用的第一次或环境变化比较大的时候需要校准;在使用的第次或环境变化比较大的时候需要校准

2. 存在鬼影现象,无法实现真正的多点触控;

3. 直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,受外界直接受度度手指润程度人体体重面干燥程度影响受外界大面积物体的干扰也非常大,容易产生“漂移”。

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3:互电容检测方式特点和原理

•检测行列交叉处的互电容(耦合电容CM) 变化• 有手指触摸时互电容减小• 行加驱动激励信号, 列进行感应

•每一个扫描周期,行和每列交叉点都需单独扫描检测•每每一个扫描周期扫描次数:个扫描周期扫描次数:行数* 列数

•驱动和感应单元之间形成边缘电容

•行列交叉重叠处会产生耦合电容注意感应单元的自感应电容注意:感应单元的自感应电容

依然存在, 但不必进行测量

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4:互电容检测方式优缺点

优点:1. 无需校准

2. 可以实现真正的多点触摸

3. 不受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,不受温度湿度手指湿润程度人体体重面干燥程度影响不会产生“漂移”现象。4. 手势识别软件相对比较简单

缺点:由于一个周期要扫描的行列数比较多,对驱动IC 的性能要求高

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电容触摸屏感测流程

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投射式电容屏的优缺点:优点:

1:支持多点检测2:光线通过率高。3:体积小,功耗低体积小功耗低缺点:

1:比电阻屏成本高很多

2:对作为触控输入的设备要求高应用领域:

移动终端,笔记本电脑,手机,GPS 等消费类电子设备代表厂商:

apple,synaptics,cypress,

多点触控输入单点触控输入

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手势Gestures • 什么是Gesture?什么是Gesture?

Gesture: 强调的是动作而不是具体位置•Gestures举例• Gestures举例• 点击• 双击双击• 平移• 放大• 旋转

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Gestures 类型

•三种基本类型•

• 单点触摸• 多点触摸• 多点触摸识别位置

• 上述三种类型依次

• 增强用户控制• 加强错误处理• 增加触摸点数识别• 增加硬件&软件需求

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Gestures 举例

垂直平移手势水平平移手势

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Gestures 举例

缩放手势旋转手势

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集智创“芯”超越“屏”屏凡www.chiponeic.com


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