淺析觸摸技術(shù)及設(shè)計技巧
從電話機,辦公設(shè)備,揚聲器,數(shù)碼相框,電視機控制鍵,遙控器,GPS系統(tǒng),汽車無鑰控制,到醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備,到處都是觸摸設(shè)備!每一個行業(yè),每個產(chǎn)品類型,各種尺寸,每一種應(yīng)用,甚至是每個價格點上,都離不開觸摸技術(shù)。可以說,觸摸技術(shù)無處不在。
實際上,如果產(chǎn)品上有一個LCD或鍵盤,設(shè)計師可能就需要考慮如何才能設(shè)計出一個利用觸摸技術(shù)的產(chǎn)品。但對于設(shè)計師不幸的是,當(dāng)設(shè)計觸摸屏?xí)r,有許多種不同的解決方式,有各式各樣的性能,當(dāng)然也需要各種不同的設(shè)計考慮。故現(xiàn)在是需要深入理解該技術(shù),并對你的產(chǎn)品系列進行評估的時候了。只有這樣,才能成為市場上的領(lǐng)先者,而良好的外觀設(shè)計是設(shè)計的出發(fā)點。
觸摸技術(shù)的深入剖析
搞清設(shè)計所需是觸摸產(chǎn)品設(shè)計最重要的第一步。觸摸屏供應(yīng)鏈上的許多提供商通常提供許多令人迷惑的不同組件,而更多的時候是一些提供商聯(lián)合起來為終端客戶提供一個價值鏈。圖1中給出了觸摸屏生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。有趣的是,無論是在最新的筆記本電腦,或者最新的觸摸屏手機中,該生態(tài)系統(tǒng)都是一樣的。
圖1:觸摸屏控制器解析
#1前面板或外框
前面板或外框是終端產(chǎn)品的最表層。在某些產(chǎn)品中,該外框?qū)⑼该鞯纳w板圍起來,以免受到外部的惡劣氣候或潮濕的影響,也防止下面的傳感產(chǎn)品受到刻劃以及破壞(見#3)。也有些時候,最外面的框只是簡單地覆蓋在觸摸傳感器的上邊,這種情況下僅僅是一個裝飾。
#2觸摸控制器
通常,觸摸控制器是一個小型的微控制器芯片,它位于觸摸傳感器和PC/或嵌入式系統(tǒng)控制器之間。該芯片可以裝配到系統(tǒng)內(nèi)部的控制器板上,也可以放到粘貼到玻璃觸摸傳感器上的柔性印刷電路(FPC)上。該觸摸控制器將提取來自觸摸傳感器的信息,并將其轉(zhuǎn)換成PC或嵌入式系統(tǒng)控制器能夠理解的信息。
#3 觸摸傳感
觸摸屏“傳感器”是一個帶有觸摸響應(yīng)表面的透明玻璃板。該傳感器被安放到LCD上面,使得面板的觸摸區(qū)域能覆蓋顯示屏的可視區(qū)域。如今市場上有許多種不同的觸摸傳感技術(shù),各自都采用彼此不同的方法來檢測觸摸輸入?;旧希@些技術(shù)都是在觸摸時,使電流流過面板,從而產(chǎn)生一個電壓或信號的變化。這個電壓變化將被觸摸控制器傳感,從而確定屏幕上的觸摸位置。
#4液晶顯示器(LCD)
絕大多數(shù)的觸摸屏系統(tǒng)用于傳統(tǒng)的LCD上。用于觸摸產(chǎn)品的LCD選擇方法與傳統(tǒng)系統(tǒng)中基本相同,包括分辨率,清晰度,刷新速度,成本等。但在觸摸屏中的另一個主要的考慮是輻射電平。由于觸摸傳感器中的技術(shù)基于面板被觸摸所產(chǎn)生的微小的電變化,能夠輻射許多電氣噪聲的LCD是設(shè)計中的難點。在選擇用于觸摸系統(tǒng)中的LCD之前,應(yīng)該與觸摸傳感器提供商進行協(xié)商。
#5系統(tǒng)軟件
觸摸屏驅(qū)動器軟件可以來自原廠商(如手機中的嵌入式OS),也可以是后來加裝的軟件(像在傳統(tǒng)PC上加一個觸摸屏)。該軟件應(yīng)能使觸摸屏和系統(tǒng)控制器一道工作。它將告訴產(chǎn)品的操作系統(tǒng)如何解析來自觸摸控制器的觸摸事件信息。在PC型應(yīng)用中,絕大多數(shù)觸摸屏驅(qū)動器的工作像一個鼠標(biāo)。這就使得觸摸屏幕與在屏幕上的同一位置上連續(xù)的按鼠標(biāo)非常相似。在嵌入式系統(tǒng)中,嵌入式控制驅(qū)動器必須將出現(xiàn)在屏幕上的信息與接收到觸摸的位置進行比對。
三大觸摸技術(shù)
阻性觸摸技術(shù):阻性觸摸技術(shù)是最常用的觸摸屏技術(shù)。用于高業(yè)務(wù)流應(yīng)用,并對屏幕上的水珠和其他殘留物具有免疫能力。阻性觸摸屏通常是成本最低的解決方案。由于是對壓力起反應(yīng),可以用手指,帶手套的手,觸摸筆,或者像信用卡這類的其它的物體進行觸摸。
表面容性觸摸技術(shù):表面容性觸摸技術(shù)提供的顯示清晰度比阻性觸摸中通常所用的塑料膜要清晰得多。在表面容性顯示中,位于顯示器四個角落的傳感器檢測由于觸摸引起的電容變化。這類觸摸屏可以用手指或其他容性物體實現(xiàn)觸摸激勵。
保護性容性觸摸:保護性容性觸摸是最近才進入市場的一種技術(shù)。該技術(shù)也能提供優(yōu)異的透光性,但它還具有一些比表面容性觸摸好得多的優(yōu)點。投影型容性觸摸不需要位置校準(zhǔn),并能提供高得多的位置精度。投影型容性觸摸還有另外令人激動的地方,那就是它同時能夠支持多點觸摸。
觸摸屏工作原理
我們將深入了解一下兩個最常用的觸摸屏技術(shù)。使用最廣泛的技術(shù)是阻性觸摸。絕大多數(shù)人可能以前都在銀行的ATM機上、許多商場里的信用卡檢查機、甚至是在餐館里輸入一個訂餐單時用過這類阻性觸摸技術(shù)。而投影型容性觸摸屏,使用的范圍還沒有這么廣,但具有快速發(fā)展動力。許多采用投影型容性界面的手機和便攜式音樂播放器都在投放市場。無論是阻性或容性技術(shù)都有一個堅固的電組件,都利用ITO(氧化銦錫,透明導(dǎo)體),這兩種技術(shù)都會長期使用。
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