《電子技術(shù)應(yīng)用》
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分解電阻式和電容式觸摸屏
摘要: 所謂電阻式,,其實(shí)指的是電阻式觸摸屏,它是一種傳感器,,它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓,。電阻觸屏需用壓力使屏幕各層發(fā)生接觸,可以使用手指,,指甲,,觸筆等進(jìn)行操作。
Abstract:
Key words :

電阻式

 

所謂電阻式,,其實(shí)指的是電阻式觸摸屏,,它是一種傳感器,它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓,。電阻觸屏需用壓力使屏幕各層發(fā)生接觸,,可以使用手指(哪怕帶上手套),指甲,,觸筆等進(jìn)行操作,。支持觸筆在亞洲市場(chǎng)很重要,手勢(shì)和文字識(shí)別在哪里都被看重,。

 

電阻式優(yōu)缺點(diǎn)

  

電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜,,反應(yīng)靈敏度也很好,而且不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對(duì)外界完全隔離的工作環(huán)境,,不怕灰塵和水汽,,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。它可以用任何物體來(lái)觸摸,穩(wěn)定性能較好,。缺點(diǎn)是電阻觸摸屏的外層薄膜容易被劃傷導(dǎo)致觸摸屏不可用,,多層結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致很大的光損失,對(duì)于手持設(shè)備通常需要加大背光源來(lái)彌補(bǔ)透光性不好的問(wèn)題,,但這樣也會(huì)增加電池的消耗,。

 

電容式

 

同理,電容式就是電容技術(shù)觸摸屏,,電容式是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的,。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO。

 

電容式屏主要缺點(diǎn)

 

電容屏主要缺點(diǎn)是漂移:當(dāng)環(huán)境溫度,、濕度改變時(shí),,環(huán)境電場(chǎng)發(fā)生改變時(shí),都會(huì)引起電容屏的漂移,,造成不準(zhǔn)確,。用戶觸摸屏幕的同時(shí)另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會(huì)漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移,,你觸摸時(shí)如果有人圍過(guò)來(lái)觀看也會(huì)引起漂移,;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足,環(huán)境電勢(shì)面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠(yuǎn),,卻比手指頭面積大的多,,他們直接影響了觸摸位置的測(cè)定。

 

電容式工作原理

 

當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí),,由于人體電場(chǎng),,用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容,對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō),,電容是直接導(dǎo)體,,于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出,。

 

電阻觸屏俗稱“軟屏”,,多用于Windows Mobile系統(tǒng)的手機(jī);電容觸屏俗稱“硬屏”,,如iPhone和G1等機(jī)器采用這種屏質(zhì)的,。

 

電阻觸摸屏和電容觸摸屏有什么區(qū)別

 

1、電阻觸屏:需用壓力使屏幕各層發(fā)生接觸,,可以使用手指(哪怕帶上手套),,指甲,觸筆等進(jìn)行操作,。支持觸筆在亞洲市場(chǎng)很重要,,手勢(shì)和文字識(shí)別在哪里都被看重。

 

2,、電容觸屏:來(lái)自帶電的手指表層最細(xì)微的接觸也能激活屏幕下方的電容感應(yīng)系統(tǒng)。非生命物體,、指甲,、手套無(wú)效。手寫識(shí)別較為困難,。

 

三,、精度

 

1、電阻觸屏:精度至少達(dá)到單個(gè)顯示像素,用觸筆時(shí)能看出來(lái),。便于手寫識(shí)別,,有助于在使用小控制元素的界面下進(jìn)行操作。

 

2,、電容觸屏:理論精度可以達(dá)到幾個(gè)像素,,但實(shí)際上會(huì)受手指接觸面積限制。以至于用戶難以精確點(diǎn)擊小于1cm2的目標(biāo),。

 

四,、成本

 

1、電阻觸屏:很低廉,。

 

2,、電容觸屏:不同廠商的電容屏價(jià)格比電阻屏貴10%到50%。這點(diǎn)額外成本對(duì)旗艦級(jí)產(chǎn)品無(wú)所謂,,但可能會(huì)讓中等價(jià)位手機(jī)望而卻步,。

 

五、多點(diǎn)觸摸可行性

 

1,、電阻觸屏:不可能,,除非重組電阻屏與機(jī)器的電路連接。

 

2,、電容觸屏:取決于實(shí)現(xiàn)方式以及軟件,,已在G1的技術(shù)演示以及iPhone上實(shí)現(xiàn)。G1的1.7T版本已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)瀏覽器的多點(diǎn)觸摸特性,。

 

六,、抗損性

 

1、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產(chǎn)生劃痕。電阻屏需要保護(hù)膜以及相對(duì)更頻繁的校準(zhǔn),。有利的方面是,,使用塑料層的電阻觸屏設(shè)備總體上更不易損,更不容易摔壞,。

 

2,、電容觸屏:外層可以使用玻璃。這樣雖然不至于堅(jiān)不可摧,,而且有可能在嚴(yán)重沖擊下碎裂,,但玻璃應(yīng)對(duì)日常碰擦和污跡更好。

 

七,、清潔

 

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

 

2,、電容觸屏:要用整個(gè)手指進(jìn)行觸摸,但玻璃外層更容易清潔,。

 

八,、環(huán)境適應(yīng)性

 

1、電阻觸屏:具體數(shù)值不得而知,。但有證據(jù)表明使用電阻屏的Nokia 5800可以在-15°C至+45°C的溫度下正常工作,,對(duì)濕度也沒(méi)什么要求。

 

2,、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)。

 

九,、陽(yáng)光下可視效果

 

1,、電阻觸屏:通常很糟,額外的屏幕層面反射了大量陽(yáng)光,。

 

2,、電容觸屏:仍舊很好。

 

電容式電阻式觸摸屏為主流

 

依照感應(yīng)方式的不同,,觸摸屏大致可以分為電阻式,、電容式、紅外線式,、超音波式四類,。其中電阻式與電容式目前的市場(chǎng)前景最被看好,其他技術(shù)短期內(nèi)恐很難趕上,。

 

就技術(shù)原理來(lái)看,,電阻式觸摸屏只能算是一種“類觸控”技術(shù)。它采用兩層鍍有導(dǎo)電功能的ITO(銦錫氧化物)PET塑料膜,,PET本身具有一定的透明度與耐用性,,兩片ITO設(shè)有微粒支點(diǎn),使屏幕在未被壓按時(shí)兩層ITO間有一定的空隙,,處于未導(dǎo)電的狀態(tài),。當(dāng)操作者以指尖或筆尖壓按屏幕(外層PET膜)時(shí),壓力將使PET膜內(nèi)凹,,因變形而使銦錫氧化物導(dǎo)電層接觸導(dǎo)電,,再通過(guò)偵測(cè)X軸、Y軸電壓變化換算出對(duì)應(yīng)的壓力點(diǎn),,完成整個(gè)屏幕的觸按處理機(jī)制,。由于此種技術(shù)成本低廉,現(xiàn)已大量應(yīng)用于電子產(chǎn)品之上,。目前電阻式觸摸屏有4線,、5線、6線與8線等多種類型,,線數(shù)越多,,代表可偵測(cè)的精密度越高,但成本也會(huì)相對(duì)提高,。

 

不過(guò),,仔細(xì)考量電阻式觸控技術(shù)的原理就會(huì)發(fā)現(xiàn),通過(guò)觸按屏幕觸發(fā)ITO薄膜導(dǎo)電的偵測(cè)機(jī)制,,在物理上有其局限性:電阻式技術(shù)想要增加偵測(cè)面積與分辨率,,最直接的方法就是增加線數(shù),但線數(shù)的提高也代表著處理運(yùn)算信息量的增加,,這對(duì)處理器將是一大負(fù)擔(dān),,同時(shí)成本的提升也是問(wèn)題。另外,,PET膜再怎么強(qiáng)化,,材質(zhì)的耐壓性、耐磨性,、抗變形能力,,畢竟有其極限,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)用一定會(huì)減低銦錫氧化物導(dǎo)電層接觸導(dǎo)通效率,,觸按點(diǎn)也會(huì)因經(jīng)常使用的就是那幾處,,造成特定區(qū)域過(guò)度使用磨損,而降低透明度,。

 

電容式觸摸屏與電阻式比較,,架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。由于電容式觸摸屏中的投射電容式(電容式觸摸屏主要分為投射電容式與表面電容式兩種)可支持當(dāng)前流行的多點(diǎn)觸控功能,,并擁有更高的屏幕透光率,、更低的整體功耗、更長(zhǎng)的使用壽命等優(yōu)點(diǎn),,正不斷挑戰(zhàn)電阻式觸摸屏的市場(chǎng)地位,。

 

據(jù)isuppli公司預(yù)測(cè),2008年全球具備觸控功能的手機(jī),,仍以電阻式觸控技術(shù)為主,,產(chǎn)值可達(dá)4900萬(wàn)美元,預(yù)計(jì)2012年將達(dá)6500萬(wàn)美元,;而投射電容式觸控技術(shù)2008年產(chǎn)值雖然只有1000萬(wàn)美元,,占整個(gè)市場(chǎng)份額的17%,,但估計(jì)2012年投射電容式產(chǎn)值將突破2000萬(wàn)美元,市場(chǎng)比重躍升至23%,。

 

但是電容式觸控也有許多值得關(guān)注的問(wèn)題:比如液晶屏非??拷熷a氧化物模板,新的技術(shù)甚至直接將兩者做在同一個(gè)真空堆棧中,,形成一個(gè)模組,。而為了達(dá)到觸點(diǎn)偵測(cè)功效,銦錫氧化物模板又需不斷地掃描像素,,會(huì)持續(xù)散發(fā)干擾信號(hào),,影響整個(gè)模組的操作。另外,,廠商雖然會(huì)對(duì)觸摸屏的表面進(jìn)行硬化處理,,可是為了不隔絕掉ITO的表面電流,硬化鍍層非常薄,,當(dāng)施加在觸摸屏上的外力過(guò)大時(shí),,依然有傷到ITO的可能,對(duì)觸摸屏造成損傷,,降低使用壽命,。因此,針對(duì)提高使用壽命問(wèn)題,,有廠商開發(fā)出了超聲波式或紅外線式觸摸屏,。特別是在導(dǎo)通線路精細(xì)度方面是制約電容屏發(fā)展的瓶頸問(wèn)題,直接購(gòu)買鍍膜設(shè)備成本會(huì)增加很多,,但是最近uninwell International最近推出的光刻銀漿可以解決這方便的問(wèn)題,,此種材料可以將線細(xì)和線距控制在0.05mm以內(nèi),使得電容屏的投資成本大大降低,。

 

紅外線與超聲波式觸控技術(shù)的作用原理相仿,。不過(guò)受限于傳感器的尺寸,這兩項(xiàng)技術(shù)目前多用于20英寸以上的屏幕,,如醫(yī)療,、ATM等裝置上,同時(shí)產(chǎn)品的成本也會(huì)較高,。

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