通用型触摸屏工作原理PPT学习教案

1、会计学1 通用型触摸屏工作原理通用型触摸屏工作原理 第1页/共30页 第2页/共30页 第3页/共30页 四线制电阻触摸屏： 第4页/共30页 测量X坐标时： 1）在X+，X-两电极加上一个电压Vref，Y+接一个高阻抗的ADC。 2）两电极间的电场呈均匀分布，方向为X+到X-。 3）手触摸时，两个导电层在触摸点接触，触摸点X层的电位被导至 Y层所接的ADC，得到电压Vx。 4）通过Lx/L=Vx/Vref，即可得到x点的坐标。 Y轴的坐标可同理将Y+，Y-接上电压Vref，然后X+电极接高阻抗ADC得到。 第5页/共30页 四线电阻式触摸屏除了可以得到触点的X/Y坐标，还可以测得触点的压力，

2、这是因为top layer施压后，上下层ITO发生接触，在触点上实际是有电阻存在的，如下图的Rtouch。压力越大，接触越充分，电阻越小，通过测量这个电阻的大小可以量化压力大小。 第6页/共30页 1. X- 接地，X+接电源，Y+接ADC得到触点的X点电压。 2.X- 接地，Y+接电源，X+接ADC得到Z1点的电压。 3.X- 接地，Y+接电源，X+接ADC得到Z2点的电压。 现在可以算出X坐标，电压z1， z2，还要知道X-line Y-line的总电阻值就可以计算了。 第7页/共30页 四线电阻式触摸屏的缺点是耐用性不够，长时间的触按施压会使器件损坏。因为每次触按，上层的PET和ITO都

3、会发生形变，而ITO材质较 脆，在形变经常发生时容易损坏。一旦ITO层断裂，导电的均匀性也就被破坏，上面推导坐标时的比例等效性也就不再存在，因此四线电阻触摸屏的寿命不长。 第8页/共30页 五线电阻式触摸屏：五线触摸屏的结构与四线电阻式类似，也有下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层。 第9页/共30页 五线电阻式触摸屏工作时，UL施加驱动电压Vdrive，LR接地，测量触点X,Y坐标分为如下两步： 1 计算Y坐标，在UR电极施加驱动电压Vdrive， LL电极接地， 活动电极做为引出端测量得到接触点的电压。 2 计算X坐标，在LL电极施加驱动电压Vdrive，

4、UR电极接地， 活动电极做为引出端测量得到接触点的电压。 第10页/共30页 五线触摸屏的工作原理与四线电阻式不同的是：五线式的X和Y方向上的驱动电压均由下线路的ITO层产生，而上线路层仅仅扮演侦测电压探针的作用。即便上线路薄膜层被刮伤或损坏，触摸屏也能正常工作，所以五线电阻式的使用寿命远比四线式的长。 第11页/共30页 六线电阻式触摸屏 ： 在五线电阻式触摸屏的基础上，六线电阻式触摸屏是在玻璃基板的背面增加了一个接地的导电层，用来隔绝来自玻璃基板背面的信号串扰。 七线电阻式触摸屏 ： 同四线电阻式触摸屏一样，五线电阻式触摸屏也没有考虑电极抽头引线和驱动电极的电路的寄生电阻，这部分电阻并不包

5、含在ITO电阻之内，很可能影响 计算的正确性，因此七线电阻式触摸屏在五线电阻式触摸屏的基础上，从UL,LR两端各引出一条线用来感应实际触摸屏末端电压，分别记为Vmax, Vmin，工作原理与五线电阻式触摸屏相同。 第12页/共30页 八线电阻式触摸屏 ： 八线电阻式触摸屏的结构与四线类似，所区别的是除了引出X- drive，X+ drive，Y- drive，Y+ drive四个电极，还在每个导电条末端引出一条线：X- sense，X+ sense，Y- sense，Y+ sense，这样一共八条线。 第13页/共30页 在Y+电极施加驱动电压Vdrive， Y-电极接地，分别测出Y+ sen

6、se和Y- sense 的电压，分别记为VYMAX和VYMIN， 在X+电极施加驱动电压Vdrive， X-电极接地，分别测出X+ sense和X- sense 的电压，分别记为VXMAX和VXMIN 。 五线触摸屏主要是考虑电极抽头引线和驱动电极的电路的寄生电阻，这部分电阻并不包含在ITO电阻之内，而且受环境温度影响阻值波动，很可能影响计算的正确性。 第14页/共30页 电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的 。 老式电容触摸屏 第15页/共30页 当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电流。这个电流分从

7、触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。 在电容式触摸屏问世后多年，触摸屏都只能每次响应一个触点。一旦我们操控超过一个触点，电容式触摸屏就会因为无法定位而让光标错乱。 第16页/共30页 新式电容触摸屏： 新式电容触摸屏是从电容式触摸按键经过 差值算法引申出来的一种触摸屏检测方法，可 以支持多点触摸的电容触摸感应将实现多点触 摸。 第17页/共30页 当人手碰到感应电极时，电极和地之间的电容由原来的Cp变为Cp+2Cf，显然增大了。 第18页/共30页 1）Cx为所测电容。 2）12为一对反相脉

8、冲，控制两个开关断开/闭合。开关电容电路等效可看成一个电阻，电阻的大小与Cx，以及12的占空比、频率相关。 Rcx=1/fCx 3）Cmod为一储电电容，大小可随实际情况调整。 第19页/共30页 Vdd向Cmod充电，当Cmod电压超过参考电压Vref时，比较器输出高。锁存器也输出高，打开放电开关，Cmod上的电量通过Rb被释放掉，降到Vref以下，比较器输出低，锁存器也输出低，放电开关又断开。如此反复，形成了一个震荡频率与Cx密切相关的波形。 第20页/共30页 滑条算法的实现：通过对有限的电容触摸按键的检测结果，加上插值算法，实现大分辨率的位置感应。 如果在一块玻璃的两面均镀上滑条，切方

9、向相反，就成了一块简单的触摸屏了。也可以实现多点的检测，但是因为所有的触摸键电容均是相对于地的电容，效果不好。 第21页/共30页 Multi-Touch All-Point ：多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以 。 Multi-Touch All-Point基于互电容的检测方式，而不是自电容，互电容是检测行列交叉处的互电容（也就是耦合电容Cm）的变化，当行列交叉通过时，行列之间会产生互电容（包括：行列感应单元之间的边缘电容，行列交叉重叠处产生的耦合电容），有手指存在时互电容会减小，就

10、可以判断触摸存在，并且准确判断每一个触摸点位置。 第22页/共30页 Multi-Touch All-Point触摸屏包括了一排的驱动线和一排的检测线。 触摸屏采用的是Multi-Touch All-Point的检测方式。 第23页/共30页 处理器和软件将准确地分析并执行从触摸屏传来的信息。电容发往手机处理器的是关于最原始的触摸位置的数据。处理器通过指令使存储在手机中的软件去解析这些原始数据。 第24页/共30页 1.电信号从触摸屏幕传输到处理器。 2.处理器利用软件分析数据并判断每次触摸的特征。包括在屏幕上的大小、形状、受影响区域的位置。如果有需要的话，处理器会将触摸特征近似的放到同一个组

11、里。如果你你移动你的手指，处理器将会计算出你触摸的起点和终点之间的差异。 3.处理器利用姿势特征翻译软件判断出你使用了什么样的动作姿势去触摸屏幕。当你触摸屏幕时处理器会结合你的物理动作与你当时运行的手机软件做出综合的判断。 4.此时处理器就会执行你正在实用的程序。如果有需要的话，处理器也会发送指令到手机的屏幕和其他硬件。如果和演示数据没有任何可以匹配的动作或指令，手机将认为这是一个无关紧要触摸动作。 第25页/共30页 红外触摸屏是在紧贴屏幕前密布X、Y方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。 可见红外线触摸屏可以实现多点触摸检测。 第26页/共30页 表

12、面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。 第27页/共30页 以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接