电容式触摸屏好吗,电容式触控面板优势

  • 来自:巨世显示      时间:2017-10-31
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  • 电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应来工作的。电容式触摸屏由一块复合玻璃屏组成,玻璃屏的夹层和内表面各涂一层ITO,外表层由一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成耦合电容,电容作为直接导体,手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,且流出的电流强度和四个极的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。


    而电容式触控解决方案能以PCB、电容式和单层氧化铟锡(ITO)等触控荧幕途径满足大部份装置的需求,选择一种最智慧、最安全的方案时,尺寸与功耗等因素也很关键。


    “电容式触摸屏好吗”


    从工业、汽车、医疗装置到智慧型手机与平板等常见的终端产品上,都能找得到电容感测技术的影子。电容式触控技术之所以能够快速普及,与它能轻易地提升装置使用者体验,让制造业者由传统开关转向更具吸引力的触控功能分不开。


    电容感测技术还有助于减少装置的机械元件数量,从而延长装置的使用寿命和缩小尺寸。这些特性的组合只要设计、校准和控制得当,就能让具有电容式感测功能的产品吸引力倍增。


    电容感测技术也广泛用于触控按键和滑杆功能,特别是在消费性、商业和工业应用中非常普及,但最常见的目标应用还是触控板和触控荧幕。要设计出兼具低成本、反应灵敏以及节能的感测器,在复杂环境中能够稳定运行,已经是当下市场的普遍需求,然而有一些需求对工程师来说还是很具挑战性。


    触控板


    针对使用者介面,最基本的触控感测应用就是大家耳熟能详的投射式电容触控技术触控板。这些设计是由玻璃板之间导电材料层的行列矩阵所构成。在这个网格施加电压就会产生一个电场,该电场可在每个交叉点测得。当某个导电物体,例如人类手指接近和接触PCT面板时,就会改变接触点的电场,同时产生了电容差。


    可以采用两种方式实现PCT技术:自电容触控板与互电容触控板。


    自电容设计是在印刷电路板(PCB)上,由接地铜箔围绕。这样PCB上的每个感测器会与周围的接地铜箔以及感测器顶部的电场线路形成寄生电容。当手指靠近时会导入额外的电容,导致电场扭曲。这种设计的不足之处在于一次只能侦测一次触控,因此,它虽然是颇具经济效益的模型,但只适用于荧幕后方空间有限的装置。


    然而,互电容感测方法,指任两个具有电荷的物体之间存在的电容)能实现多点触控侦测,非常适合配备大型显示器的复杂装置设计。当手指触控的时候,通过两个电容的减少来判断手指的存在。最重要的是,每个交叉点都各有独特的互电容,可以独立追踪。


    对于互电容触控板来说,手指的存在会导致电容减小。而对于自电容触控板,手指的存在会导致电容增加,从而判断手指的位置。


    触控荧幕


    多个电容式触控板可组合形成触控荧幕或触控面板,用来判断单片玻璃板上一个或多个手指的位置。多点触控技术已广泛应用于手机、平板电脑以及高阶穿戴式装置等空间有限的装置,并可区分为PCB、电容式和单层氧化铟锡触控面板等三大类应用。


    PCB触控面板:低成本、低功耗,但制造难度高


    PCB触控面板基本上是放置在显示器附近的两个或多个PCB自电容触控板。对于没有空间限制的原型建构和商业设备,采用低成本标准PCB制程是理想选择。在设计PCB触控面板的触控按钮时,尺寸通常是考虑的关键参数。然而形状和按钮间距(pad pitch,按钮之间的距离)也应纳入考量,以便将错误检测降到最低。


    电容式触控面板:较灵活,但使用案例少


    电容式触控面板具有两层垂直堆叠的高导电材料—ITO导电层,一层用于列,一列用于行。该设计的关键特点在于每个交叉点都有自己的独特互电容,可由触控控制器独立追踪。


    电容式触控面板由于能提供多点触控,且易于配置支援两个或更多触控板,非常适合许多应用。此外,其超薄的模组设计更是较大荧幕尺寸应用的理想选择。


    不过这些设计也不是毫无缺点——导电层所需的两层ITO非常昂贵。再者,电容式触控面板的功耗也非常高,控制器的高睡眠电流导致耗电较高,不适合用于追求精简的穿戴式产品。


    单层ITO触控面板:低成本、低功耗且易于建构


    单层ITO触控面板方法是以较低的成本提供电容式触控面板的多项优点。最大的不同在于触控板的数量预先设定了,因而无法像电容式触控面板般灵活地变化。预定义的特质极有益于尺寸大小和控制器运算资源的安排。从制造的角度来看,这个方法与电容式触控面板极为相似,不过电容式触控面板只使用单一ITO层。


    在确定最适合自己应用的模式之前,我们需要权衡所有设计优缺点。整体而言,大部份装置的设计和功能需求都可以通过电容式触控解决方案简单解决,但要决定哪一种方案对特定使用案例来说最聪明、最安全时,诸如尺寸与功耗等其他因素也是重要关键。

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