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触摸屏原理及基础知识全解析  
触摸屏原理及基础知识全解析
副标题:触摸屏原理及基础知识全解析
日期:2008-07-20 19:32:32     来源:   编辑:51Touch 

表面电容ITO涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极,来减小角落/边缘效应对电场的影响。有时ITO涂层下面还会有一个ITO屏蔽层,用来阻隔噪音。表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。


感应电容触摸屏与表面电容触摸屏相比,可以穿透较厚的覆盖层,而且不需要校正。感应电容式在两层ITO涂层上蚀刻出不同的ITO模块,需要考虑模块的总阻抗,模块之间的连接线的阻抗,两层ITO模块交叉处产生的寄生电容等因素。而且为了检测到手指触摸,ITO模块的面积应该比手指面积小,当采用菱形图案时,对角线长通常控制在4到6毫米。

图三、感应电容式触摸屏结构

图三中,绿色和蓝色的ITO模块位于两层ITO涂层上,可以把它们看作是X和Y方向的连续变化的滑条,需要对X和Y方向上不同的ITO模块分别扫描以获得触摸点的位置和触摸的轨迹。两层ITO涂层之间是PET或玻璃隔离层,后者透光性更好,可以承受更大的压力,成品率更高,而且通过特殊工艺可以直接镀在LCD表面,不过也重些。这层隔离层越薄,透光性越好,但是两层ITO之间的寄生电容也越大。


感应电容触摸屏检测到的触摸位置对应于感应到最大电容变化值的交叉点,对于X轴或Y轴来说,则是对不同ITO模块的信号量取加权平均得到位置量,系统然后在触摸屏下面的LCD上显示出触摸点或轨迹。


当有两个手指触摸(红色的两点)时,每个轴上会有两个最大值,这时存在两种可能的组合,系统就无法准确定位判断了,这就是我们通常所称的镜像点(蓝色的两点)。


另外,触摸屏的下面是LCD显示屏,它的表面也是传导性的,这样就会和靠近的ITO涂层的ITO模块产生寄生电容,我们通常还需要在这两层之间保留一定的空气层以降低寄生电容的影响。


电容式触摸屏解决方案


目前的电容式触摸屏解决方案中,Cypress PSoC产品以可编程,设计灵活,一致性好, 再加上高效的PSoC Express / PSoC designer开发环境而处于领先地位。


PSoC CapSense技术是根据电容感应的原理使用CSA或CSD模块来实现的。PCB板或触摸屏上相邻的感应模块或导线之间会存在寄生电容(见图四中的Cp),当有手指接近或触摸两个相邻感应模块时,相当于附加了两个电容,它们相当于并联在Cp上的电容Cf。利用PSoC的CSA和CSD技术可以检测到这个电容上的变化,从而确定有没有手指触摸。



PSoC触摸屏解决方案的优点还体现在:

1. 是一种单芯片方案,和传统方案相比减少了外部器件,降低了系统总体BOM成本。

2. 通过使用I2C-USB Bridge和其它相关工具,结合PSoC Express / PSoC designer开发环境,可以极大地节省开发时间和费用。

3. PSoC内部的IO和各种模拟/数字模块可以实现动态重配置,不需要修改原理图和PCB就可以更新设计以适应新的需求。它还支持多种通讯接口I2C / UART / SPI / USB等,可以和各种接口的主机方便连接,这些都会降低系统更新的成本。

4. PSoC可以针对外界环境变化 – RF干扰 / 温度变化 / 电源波动等灵活设置参数,在LCD显示器、手机、数码相机和白色家电的触摸控制中得到了广泛的应用。

5. 除了控制触摸以外,PSoC还可实现LED背光控制,马达控制,电源管理,I/O扩展等增值功能。

PSoC已经应用在了多种尺寸的触摸屏中,如果要实现表面电容触摸屏的控制,可以由 CY8C21x34或CY8C24x94系列通过CSD模块来实现,见图五。实现感应电容触摸屏的控制,可以由CY8C20x34系列通过CSA模块,也可由CY8C21x34或CY8C24x94系列通过CSD模块来实现,见图六。

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