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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(shí)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(diǎn)、或簡單的雙觸摸點(diǎn)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?yàn)楫?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(diǎn)，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(diǎn)會產(chǎn)生“鬼點(diǎn)”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(diǎn)。利用這一方法，可以偵測出每個觸摸點(diǎn)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(diǎn)，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)
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(diǎn)”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(diǎn)”(XY交叉點(diǎn))可以單獨(dú)地標(biāo)示，屏幕上所有的觸摸點(diǎn)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(diǎn)”，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(diǎn)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(diǎn)。
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(shí)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。
更多相關(guān)： AV集成
文章來源：中國投影網(wǎng)
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- 第3頁·擴(kuò)大觸摸屏幕
- 第4頁·基于maxTouch的大尺寸觸摸屏產(chǎn)品
