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揭秘maxTouch技術(shù)實現(xiàn)大尺寸觸摸屏
 更新時間:2011-1-14 9:49:29  ( 編輯:影子 )   

內(nèi)容導(dǎo)航:

觸摸屏技術(shù)的基礎(chǔ)知識


  不論是大尺寸或小尺寸,任何觸摸屏產(chǎn)品的成功都在于設(shè)計時所選用的技術(shù),其中最重要的是投射電容技術(shù)、傳感器設(shè)計以及驅(qū)動芯片。

  1.投射電容技術(shù)

  現(xiàn)在的產(chǎn)品絕大部分都采用電容式觸摸屏,當(dāng)物體(如手指)靠近或碰觸屏幕表面時,通過測量電容(保持電荷的能力)中的微小變化來操作。但是,并非所有電容式觸摸屏的實現(xiàn)原理都相同。電容/數(shù)字轉(zhuǎn)換(Capacitive to Digital Conversion,CDC)技術(shù)和用于電荷收集的電極空間排列的選擇,對產(chǎn)品的整體性能和功能有重大的影響。

  產(chǎn)品制造商對觸摸屏中電容變化的安排和測量有兩個基本選擇:自電容和互電容。早期的電容觸摸屏多為自電容,測量整行或整列電極的電容變化。這種方法對于單觸摸點、或簡單的雙觸摸點應(yīng)用沒有問題,但是對更高級的應(yīng)用就有嚴(yán)格的限制,因為當(dāng)用戶同時觸壓兩個地方時會導(dǎo)致位置不明確。該系統(tǒng)以兩個x軸和兩個y軸有效地偵測觸摸點,但無法知道是哪一個x軸和哪一個y軸相匹配,導(dǎo)致被偵測的觸摸點會產(chǎn)生“鬼點”位置,降低準(zhǔn)確性和性能。

  另一種互電容觸摸屏幕使用正交矩陣排列的發(fā)射和接收電極,因而能夠測量橫軸和縱軸電極交互處的點。利用這一方法,可以偵測出每個觸摸點對應(yīng)的特定(x,y)坐標(biāo)對。舉例來說,如果出現(xiàn)兩個觸摸點,互電容的檢測結(jié)果由(x1,y3)和(x2,y0)表示;但在自電容式系統(tǒng)中則由(x1,x2,y0,y3)表示。(參見圖1)

揭秘maxTouch技術(shù)實現(xiàn)大尺寸觸摸屏
圖1:自電容和互電容的對比


  在左邊的自電容中,每條X和Y軸被輪流地觸發(fā)/感應(yīng),一條軸線上的兩根手指觸擊和一根手指觸擊的坐標(biāo)結(jié)果相同。會出現(xiàn)不明確觸擊的“鬼點”位置,通過軟件可以進(jìn)行某種程度的校正。

  在右邊的互電容中,每條X軸被輪流觸發(fā),掃描Y線軸以偵測電容的變化,屏幕上的每個“節(jié)點”(XY交叉點)可以單獨地標(biāo)示,屏幕上所有的觸摸點都可以準(zhǔn)確地感應(yīng)。

  最基本的CDC技術(shù)也會影響性能表現(xiàn)。在充電過程中保持接收線路零電勢,而且僅在被使用者觸摸的特定發(fā)射電極X和接收電極Y之間轉(zhuǎn)移電荷。雖然也有其他的技術(shù)存在,但是CDC的關(guān)鍵優(yōu)勢在于它不受噪音和寄生效應(yīng)的影響。這種免疫力可增加額外的系統(tǒng)設(shè)計靈活性。例如,傳感器IC能夠放置在緊鄰傳感器的FPC上,或是更遠(yuǎn)處的主電路板上。

  2.傳感器設(shè)計

  電極間距是傳感器設(shè)計中的關(guān)鍵參數(shù),它指的是電極密度,或者更具體而言,就是觸摸屏上的(x, y)“節(jié)點”,它在很大的程度上決定了觸摸屏的分辨率、準(zhǔn)確度和手指分離程度。當(dāng)然,不同的應(yīng)用就有不同的分辨率要求,不過如今的多點觸摸應(yīng)用必須能解讀精細(xì)的觸摸動作,如拉伸和擠壓的指尖,這需要高分辨率來唯一地辨別出多個相鄰的觸摸點。

  通常,觸摸屏要求橫軸和縱軸電極間距約為5毫米以下(源于拇指和食指夾緊時所量得的指尖到指尖的距離),這使得產(chǎn)品可正確地跟蹤指尖動作、支持手寫筆輸入,并利用適當(dāng)?shù)墓碳惴ǘ沤^誤觸。當(dāng)電極間距在3到5毫米之間,觸摸屏就能夠支持筆尖更細(xì)的手寫筆輸入,從而可大幅提高準(zhǔn)確度,讓產(chǎn)品能夠支持范圍更廣的應(yīng)用。

  3.觸摸屏驅(qū)動芯片

  任何成功的觸摸傳感器系統(tǒng)的核心都是底層芯片和軟件技術(shù)。當(dāng)和任何其他的芯片一起設(shè)計時,觸摸屏驅(qū)動芯片應(yīng)具備高集成度、最小的引腳、近乎零功耗和靈活性,以支持大范圍的傳感器設(shè)計與實現(xiàn)方案。任何驅(qū)動芯片都可通過速度、功率及可達(dá)到的靈活性等方面的平衡來衡量。


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