新聞中心

EEPW首頁 > 光電顯示 > 業(yè)界動態(tài) > 多點觸摸技術(shù)以及觸摸屏和c

多點觸摸技術(shù)以及觸摸屏和c

作者: 時間:2013-09-30 來源:電氣自動化技術(shù)網(wǎng) 收藏

  兩種技術(shù)

本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/174390.htm

  顧名思義就是識別到兩個或以上手指的觸摸。技術(shù)目前有兩種:Multi-Touch Gesture和Multi-Touch All-Point。通俗地講,就是多點觸摸識別手勢方向和多點觸摸識別手指位置。

  識別手勢方向

  們現(xiàn)在看到最多的是Multi-Touch Gesture,即兩個手指觸摸時,可以識別到這兩個手指的運動方向,但還不能判斷出具體位置,可以進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作。這種多點觸摸的實現(xiàn)方式比較簡單,軸坐標(biāo)方式即可實現(xiàn)。把ITO分為X、Y軸,可以感應(yīng)到兩個觸摸操作,但是感應(yīng)到觸摸和探測到觸摸的具體位置是兩個概念。XY軸方式的可以探測到第2個觸摸,但是無法了解第二個觸摸的確切位置。單一觸摸在每個軸上產(chǎn)生一個單一的最大值,從而斷定觸摸的位置,如果有第二個手指面,在每個軸上就會有兩個最大值。這兩個最大值可以由兩組不同的觸摸來產(chǎn)生,于是系統(tǒng)就無法準(zhǔn)確判斷了。有的系統(tǒng)引入時序來進行判斷,假設(shè)兩個手指不是同時放上去的,但是,總有同時觸碰的情況,這時,系統(tǒng)就無法猜測了。我們可以把并不是真正觸摸的點叫做“鬼點”。

  識別手指位置

  Multi-Touch All-Point是近期比較流行的話題。其可以識別到觸摸點的具體位置,即沒有“鬼點”的現(xiàn)象。多點觸摸識別位置可以應(yīng)用于任何觸摸手勢的檢測,可以檢測到雙手十個手指的同時觸摸,也允許其他非手指觸摸形式,比如手掌、臉、拳頭等,甚至戴手套也可以,它是最人性化的人機接口方式,很適合多手同時操作的應(yīng)用,比如游戲控制。Multi-Touch All-Point的掃描方式是每行和每列交叉點都需單獨掃描檢測,掃描次數(shù)是行數(shù)和列數(shù)的乘積。例如,一個10根行線、15根列線所構(gòu)成的,使用Multi-Touch Gesture的軸坐標(biāo)方式,需要掃描的次數(shù)為25次,而多點觸摸識別位置方式則需要150次。

  Multi-Touch All-Point基于互電容的檢測方式,而不是自電容,自電容檢測的是每個感應(yīng)單元的電容(也就是寄生電容Cp)的變化,有手指存在時寄生電容會增加,從而判斷有觸摸存在,而互電容是檢測行列交叉處的互電容(也就是耦合電容Cm)的變化,當(dāng)行列交叉通過時,行列之間會產(chǎn)生互電容(包括:行列感應(yīng)單元之間的邊緣電容,行列交叉重疊處產(chǎn)生的耦合電容),有手指存在時互電容會減小,就可以判斷觸摸存在,并且準(zhǔn)確判斷每一個觸摸點位置。

  觸摸屏技術(shù)

  下面介紹一下觸摸屏。觸摸屏,簡單講就是輸入和輸出合二為一,不再需要機械的按鍵或滑條,顯示屏就是人機接口。

  整個觸摸屏模組由LCD,觸摸屏,觸摸屏控制器,主CPU,LCD控制器構(gòu)成。觸摸屏和觸摸屏控制器是整個模組的核心所在,所以我們會重點介紹這兩個部分。

  觸摸屏結(jié)構(gòu)一般上到下依次是:1表面護罩;2覆蓋層;3掩膜層&標(biāo)示層;4光學(xué)膠;5第一層感應(yīng)單元與襯底;6光學(xué)膠;7第二層感應(yīng)單元與襯底;8空氣層或光學(xué)膠;9 LCD顯示屏。

  表面護罩通常小于100um厚度。所有塑料覆蓋層上面都需要硬護罩,這是因為手指觸摸會劃傷塑料表面,如果覆蓋層是玻璃 可以不需要表面護罩,但玻璃必須經(jīng)過化學(xué)加強或淬火處理,表面護罩需要與覆蓋層進行光學(xué)匹配,以免光損失過多。

  覆蓋層可以是0~3 mm厚,并不是所有的觸摸屏都需要覆蓋層,覆蓋層越薄,越可以獲得更高的信噪比和更好的感應(yīng)靈敏度。常用材料有:聚碳酸脂、有機玻璃和玻璃。

  第三層是掩膜層與標(biāo)示層,它的厚度大致是100mm。掩膜層位于覆蓋物的下面,可以隱藏布線和LCD的邊緣等。在設(shè)計中允許增加標(biāo)示性文字或圖標(biāo),不過標(biāo)示物必須相當(dāng)平整的壓在ITO的襯底上,而且標(biāo)示物材料應(yīng)該是非導(dǎo)電的。

  第四層是光學(xué)膠,厚度約為25~200mm。光學(xué)膠越薄,信噪比越好,高介電常數(shù)(er)的光學(xué)膠可有更好的感應(yīng)手指電容,從而也能獲得更高的信噪比。通常應(yīng)用 PSA壓敏膠。

  第五層為感應(yīng)單元與襯底,ITO涂層的厚度小于100nm,ITO涂層襯底可以是100 um ~1mm 的玻璃 (IR ~ 1.52)或是25mm ~ 300mm PET 薄膜 (IR ~ 1.65)。越厚的 ITO,單位面積電阻越低,信噪比越好;越薄的ITO ,透光率越好。襯底可以是薄膜或玻璃。如果ITO做在玻璃襯底的下表面,玻璃襯底可以作為表面覆蓋物。

  第六層又是一層光學(xué)膠,與前一層光學(xué)膠比較,這一層光學(xué)膠越厚信噪比越好,這一層光學(xué)膠通常與ACA - 各向異性導(dǎo)電膠結(jié)合使用

  第七層也是感應(yīng)單元與襯底,它與第一層襯底的材料相同。注意薄膜與玻璃不要混合使用。如果ITO 在襯底上表面,厚的襯底可以獲得更高的信噪比;如果ITO 在襯底的下表面,薄的襯底使信噪比更高。同樣在邊緣區(qū)域要求采用異向?qū)щ娔z。現(xiàn)在已有單襯底工藝來簡化生產(chǎn)和降低成本。

  第八層是空氣或光學(xué)膠層,我們知道,空氣的介電常數(shù)等于1,這可以減小來自LCD上表面的寄生電容。假如使用光學(xué)膠,可以使安裝更堅固。需要使光學(xué)參數(shù)匹配可以使得光損失更小,需要選擇盡可能最低介電常數(shù)的光學(xué)膠,還要保證ITO感應(yīng)單元與LCD上表面之間的距離最小250mm。

  最后是LCD屏,對于觸摸屏設(shè)計來說,它是一個噪聲源,噪聲來自于背光,LCD像素驅(qū)動控制信號,通常不要采用被動點陣屏,這會在LCD的正面產(chǎn)生高壓信號,盡量使用帶Vcom的有源點陣屏,這可構(gòu)成虛地或屏蔽功能;如果確實需要采用被動點陣屏,需要在觸摸屏中再增加一個ITO屏蔽層,屏蔽層必須接地, 以去除寄生電容CP的影響。

  多點觸摸屏控制器

  多點觸摸屏控制器是觸摸屏模組的核心,本文以Cypress的觸摸屏控制器為例進行介紹。

  Cypress的觸摸屏控制器是Truetouch系列,它基于已經(jīng)被廣泛應(yīng)用的PSoC(可編程系統(tǒng)芯片)技術(shù)。PSoC是集成了可編程模擬和數(shù)字外圍以及MCU核的混合信號陣列,所以PSoC的靈活性、可編程性、高集成度等特性同樣適用于Truetouch方案。

  TrueTouch方案是感應(yīng)電容觸摸屏方案。前面已介紹了這種觸摸屏的結(jié)構(gòu)??梢哉fLCD的廠家和種類有很多,感應(yīng)器件也很多,玻璃、薄膜、ITO等,甚至ITO的模型也有多種。Truetouch基于PSoC技術(shù),所以PSoC的靈活性使得它和眾多的LCD和ITO都能很好配合。

  為什么Cypress的觸摸屏控制器起名叫做Truetouch方案,或者是說這個“True”是怎么來的?回顧一下觸摸屏的發(fā)展歷程,從最初Single-touch—只能有一個手指進行觸摸或滑動;后來Multi-touch gesture也產(chǎn)生了—可以識別到兩個手指的方向,但還不能判斷出他們的具體位置,可以進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作;發(fā)展到今天—Cypress的True touch可以做到Multi-touch all-point,可以識別到多個手指并判斷出準(zhǔn)確位置,是真正的多點觸摸,這也是True的由來。

  Truetouch的產(chǎn)品系列可以分成三類,單點觸摸, 多點觸摸識別方向(multi-touch gesture)以及多點觸摸識別位置( multi-touch all-point)。每一類又有各種型號,在屏幕尺寸、掃描速度、通訊方式、存儲器大小、功耗等方面作了區(qū)別,可以滿足不同的應(yīng)用。Truetouch系列是基于PSoC技術(shù)的,所以這些器件可以使用簡單方便但功能強大的PSoC designer軟件環(huán)境進行設(shè)計。

  TrueTouch方案的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面:保持了觸摸屏固有的美觀、輕、薄特點,可以使客戶的產(chǎn)品脫穎而出;采用感應(yīng)電容觸摸屏技術(shù),不需機械器件,更耐用;擁有完整的系列,從單點觸摸,到多點觸摸識別方向,再到多點觸摸識別位置;基于PSoC技術(shù),使用靈活,可以和眾多的LCD和ITO配合使用;PSoC所有的價值在Truetouch里都能體現(xiàn),例如靈活性,可編程性等等,可以縮短開發(fā)周期,使產(chǎn)品快速上市,還有集成度高,可以把很多外圍器件集成到PSoC(即Truetouch產(chǎn)品),這樣不僅可以降低系統(tǒng)成本以外,還可以降低總體功耗,提高電源效率。

  結(jié)語

  本文介紹了多點觸摸技術(shù)以及觸摸屏和觸摸屏控制器??梢哉f,觸摸屏是人機接口的最終選擇。不管是單點觸摸,還是多點觸摸識別方向,抑或多點觸摸識別位置,它們在很多應(yīng)用中都優(yōu)勢明顯,例如手機、Mp3、GPS等等。這些產(chǎn)品本身就要求具有體積小便于攜帶的特點,如何能夠使小體積產(chǎn)品發(fā)揮更多的功能,這就依賴于觸摸屏的應(yīng)用。

電容式觸摸屏相關(guān)文章:電容式觸摸屏原理
電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理


關(guān)鍵詞: 多點觸摸 觸摸屏

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉