手機觸摸屏

手機觸摸屏

感應式液晶顯示裝置
觸控屏(Touch panel)又稱為觸控面闆,是個可接收觸頭等輸入訊号的感應式液晶顯示裝置,當接觸了屏幕上的圖形按鈕時,屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置,可用以取代機械式的按鈕面闆,并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。Samuel Hurst博士在1971年發明了一個觸摸傳感器,這個傳感器就是觸控屏的雛形。三年後,他設計了第一款透明的觸控屏。1977年,觸控屏技術得到了很大的改善,一直到今天仍在被廣泛使用并且飛速發展。
    中文名:手機觸摸屏 外文名: 所屬品牌: 産品類型:感應式液晶顯示裝置 英文名:Touch panel 用處:手機零件

工作原理

電容式觸摸屏

在人沒有與觸摸屏碰觸時,各個電極是同電位的。但當用手指觸摸電容觸摸屏時,人體電場、手指與導體層間會形成一個耦合電容,四邊的電極會發出電流并流向觸點。理論上流經四個電極的電流與手指到四角的距離成比例,控制器通過對四個電流比例的進行計算,便可得出接觸點位置。

紅外線式觸摸屏

紅外觸摸屏是利用XY方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路闆外框,電路闆在屏幕四邊排布紅外發射管和紅外接收管,對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣用戶在觸摸屏幕時,手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現觸摸屏操作早期觀念上,紅外觸摸屏存在分辨率低觸摸方式受限制和易受環境幹擾而誤動作等技術上的局限,因而一度淡出過市場此後第二代紅外屏部分解決了抗光幹擾的問題,第三代和第四代在提升分辨率和穩定性能上亦有所改進,但都沒有在關鍵指标或綜合性能上有質的飛躍。

但是,了解觸摸屏技術的人都知道,紅外觸摸屏不受電流電壓和靜電幹擾,适宜惡劣的環境條件,紅外線技術是觸摸屏産品最終的發展趨勢采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障,如單一傳感器的受損老化,觸摸界面怕受污染破壞性使用,維護繁雜等等問題紅外線觸摸屏隻要真正實現了高穩定性能和高分辨率,必将替代其它技術産品而成為觸摸屏市場主流過去的紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對管數目決定,因此分辨率較低,市場上主要國内産品為32x3240X32,另外還有說紅外屏對光照環境因素比較敏感,在光照變化較大時會誤判甚至死機。

至于說紅外屏在光照條件下不穩定,從第二代紅外觸摸屏開始,就已經較好的克服了抗光幹擾這個弱點第五代紅外線觸摸屏是全新一代的智能技術産品,它實現了1000*720高分辨率多層次自調節和自恢複的硬件适應能力和高度智能化的判别識别,可長時間在各種惡劣環境下任意使用并且可針對用戶定制擴充功能,如網絡控制聲感應人體接近感應用戶軟件加密保護紅外數據傳輸等 原來媒體宣傳的紅外觸摸屏另外一個主要缺點是抗暴性差,其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能,這是其他的觸摸屏所無法效仿的。

表面聲波觸摸屏

以右下角的X-軸發射換能器為例:發射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信号轉化為聲波能量向左方表面傳遞,然後由玻璃闆下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面傳遞,聲波能量經過屏體表面,再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X軸的接收換能器,接收換能器将返回的表面聲波能量變為電信号。

當發射換能器發射一個窄脈沖後,聲波能量曆經不同途徑到達接收換能器,走最右邊的最早到達,走最左邊的最晚到達,早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信号,不難看出,接收信号集合了所有在X軸方向曆經長短不同路徑回歸的聲波能量,它們在Y軸走過的路程是相同的,但在X軸上,最遠的比最近的多走了兩倍X軸最大距離因此這個波形信号的時間軸反映各原始波形疊加前的位置,也就是X軸坐标發射信号與接收信号波形在沒有觸摸的時候,接收信号的波形與參照波形完全一樣。

當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時,X軸途經手指部位向上走的聲波能量被部分吸收,反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口接收波形對應手指擋住部位信号衰減了一個缺口,計算缺口位置即得觸摸坐标控制器分析到接收信号的衰減并由缺口的位置判定X坐标之後Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐标除了一般觸摸屏都能響應的XY坐标外,表面聲波觸摸屏還響應第三軸Z軸坐标,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值其原理是由接收信号衰減處的衰減量計算得到三軸一旦确定,控制器就把它們傳給主機。

MTK觸摸屏

觸摸屏附着在顯示器的表面,與顯示器相配合使用,如果能測量出觸摸點在屏幕上的坐标位置,則可根據顯示屏上對應坐标點的顯示内容或圖符獲知觸摸者的意圖。其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的複合薄膜屏,最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層,最上面是一層外表面經過硬化處理從而光滑防刮的塑料層,中間是兩層金屬導電層,分别在基層之上和塑料層内表面,在兩導電層之間有許多細小的透明隔離點把它們隔開。

當手指觸摸屏幕時,兩導電層在觸摸點處接觸。觸摸屏的兩個金屬導電層是觸摸屏的兩個工作面,在每個工作面的兩端各塗有一條銀膠,稱為該工作面的一對電極,若在一個工作面的電極對上施加電壓,則在該工作面上就會形成均勻連續的平行電壓分布。如圖1所示,當在X方向的電極對上施加一确定的電壓,而Y方向電極對上不加電壓時,在X平行電壓場中,觸點處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來,通過測量Y+電極對地的電壓大小,便可得知觸點的X坐标值。同理,當在Y電極對上加電壓,而X電極對上不加電壓時,通過測量X+電極的電壓,便可得知觸點的Y坐标。

電阻式觸摸屏

通過壓力感應來實現觸摸點的定位,當我們用手指或其他物體觸摸屏幕的時候,電阻式觸控屏内部的兩個導電層發生接觸,電阻産生變化,控制器便可以根據電阻的具體變化,來判斷接觸點的坐标并進行相應的操作。

主要類型

手機觸摸屏分為兩種:電阻屏和電容屏,目前流行的觸摸屏多數都為lens屏,就是純平電阻和鏡面電容屏,諾基亞多數都為電阻屏的,電容屏的代表為iphone.電阻觸屏俗稱“軟屏”,多用于Windows Mobile系統的手機,電容觸屏俗稱“硬屏”,如iPhone和G1等機器采用這種屏質的。

電阻屏和電容屏的比較

觸摸敏感度 

電阻觸屏:需用壓力使屏幕各層發生接觸,可以使用手指(哪怕帶上手套),指甲,觸筆等進行操作。支持觸筆在亞洲市場很重要,手勢和文字識别在哪裡都被看重。 

電容觸屏:來自帶電的手指表層最細微的接觸也能激活屏幕下方的電容感應系統。非生命物體、指甲、手套無效。手寫識别較為困難。 

精度 

電阻觸屏:精度至少達到單個顯示像素,用觸筆時能看出來。便于手寫識别,有助于在使用小控制元素的界面下進行操作。 

電容觸屏:理論精度可以達到幾個像素,但實際上會受手指接觸面積限制。以至于用戶難以精确點擊小于1cm2的目标。 

成本 

電阻觸屏:很低廉。 

電容觸屏:不同廠商的電容屏價格比電阻屏貴10%到50%。 

多點觸摸可行性 

電阻觸屏:不可能,除非重組電阻屏與機器的電路連接。 

電容觸屏:取決于實現方式以及軟件,目前大多數主流手機都已經支持電容觸屏(諾基亞除外) 

抗損性 

電阻觸屏:電阻屏的根本特性決定了它的頂部是柔軟的,需要能夠按下去。這使得屏幕非常容易産生劃痕。電阻屏需要保護膜以及相對更頻繁的校準。有利的方面是,使用塑料層的電阻觸屏設備總體上更不易損,更不容易摔壞。 

電容觸屏:外層可以使用玻璃。這樣雖然不至于堅不可摧,而且有可能在嚴重沖擊下碎裂,但玻璃應對日常碰擦和污迹更好。 

清潔 

電阻觸屏:由于可以使用觸筆或指甲進行操作,更不容易在屏幕上留下指紋、油漬和細菌。 

電容觸屏:要用整個手指進行觸摸,但玻璃外層更容易清潔。 

環境适應性 

電阻觸屏:具體數值不得而知。但有證據表明使用電阻屏的Nokia5800可以在-15°C至+45°C的溫度下正常工作,對濕度也沒什麼要求。 

電容觸屏:典型的操作溫度在0°至35°之間,需要至少5%的濕度(工作原理所限)。 

其他缺陷

電容觸摸屏的透光率和清晰度優于四線電阻屏,當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比電容屏反光嚴重,而且,電容技術的四層複合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。

電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用,當有導體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作我們知道,電容值雖然與極間距離成反比,卻與相對面積成正比,并且還與介質的的絕緣系數有關因此,當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴重。

保護手機屏幕

堅硬、尖銳的物體如鑰匙勿與手機放在一起,這些物體會劃傷屏幕。遠離雨水、霧氣,潮濕的環境,這些對手機屏幕及芯片都不好。污漬和汗水等導電介質會使屏幕出現觸摸無反應或者屏幕飄移,應盡快擦幹淨。貼膜可以防止意外的磨損和劃痕,或選擇買個質量好些的手機保護套。注意撞擊角度,正面撞擊一般不容易碎,如果是碰到各個角,就很危險。

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