TouchPanel原理

1、四線制電阻觸摸屏：測(cè)量X坐標(biāo)時(shí)：1）在X+，X-兩電極加上一個(gè)電壓Vref，Y+接一個(gè)高阻抗的ADC。2）兩電極間的電場(chǎng)呈均勻分布，方向?yàn)閄+到X-。3）手觸摸時(shí)，兩個(gè)導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)接觸，觸摸點(diǎn)X層的電位被導(dǎo)至 Y層所接的ADC，得到電壓Vx。4）通過(guò)Lx/L=Vx/Vref，即可得到x點(diǎn)的坐標(biāo)。Y軸的坐標(biāo)可同理將Y+，Y-接上電壓Vref，然后X+電極接高阻抗ADC得到。四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點(diǎn)的X/Y坐標(biāo)，還可以測(cè)得觸點(diǎn)的壓力，這是因?yàn)閠op layer施壓后，上下層ITO發(fā)生接觸，在觸點(diǎn)上實(shí)際是有電阻存在的，如下圖的Rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小，通過(guò)測(cè)量這個(gè)電阻的

2、大小可以量化壓力大小。 1. X- 接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X點(diǎn)電壓。2.X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點(diǎn)的電壓。 3.X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z2點(diǎn)的電壓?，F(xiàn)在可以算出X坐標(biāo)，電壓z1， z2，還要知道X-line Y-line的總電阻值就可以計(jì)算了。 四線電阻式觸摸屏的缺點(diǎn)是耐用性不夠，長(zhǎng)時(shí)間的觸按施壓會(huì)使器件損壞。因?yàn)槊看斡|按，上層的PET和ITO都會(huì)發(fā)生形變，而ITO材質(zhì)較 脆，在形變經(jīng)常發(fā)生時(shí)容易損壞。一旦ITO層斷裂，導(dǎo)電的均勻性也就被破壞，上面推導(dǎo)坐標(biāo)時(shí)的比例等效性也就不再存在，因此四線電阻觸摸屏的壽命不長(zhǎng)。五線電阻式觸摸屏：五線觸摸

3、屏的結(jié)構(gòu)與四線電阻式類似，也有下線路（玻璃或薄膜材料）導(dǎo)電ITO層和上線路（薄膜材料）導(dǎo)電ITO層。五線電阻式觸摸屏工作時(shí)，UL施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，LR接地，測(cè)量觸點(diǎn)X,Y坐標(biāo)分為如下兩步： 1 計(jì)算Y坐標(biāo)，在UR電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive， LL電極接地， 活動(dòng)電極做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓。2 計(jì)算X坐標(biāo)，在LL電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive， UR電極接地， 活動(dòng)電極做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓。五線觸摸屏的工作原理與四線電阻式不同的是：五線式的X和Y方向上的驅(qū)動(dòng)電壓均由下線路的ITO層產(chǎn)生，而上線路層僅僅扮演偵測(cè)電壓探針的作用。即便上線路薄膜層被刮傷或損壞，觸摸屏也能正常工

4、作，所以五線電阻式的使用壽命遠(yuǎn)比四線式的長(zhǎng)。六線電阻式觸摸屏 ： 在五線電阻式觸摸屏的基礎(chǔ)上，六線電阻式觸摸屏是在玻璃基板的背面增加了一個(gè)接地的導(dǎo)電層，用來(lái)隔絕來(lái)自玻璃基板背面的信號(hào)串?dāng)_。 七線電阻式觸摸屏 ：同四線電阻式觸摸屏一樣，五線電阻式觸摸屏也沒(méi)有考慮電極抽頭引線和驅(qū)動(dòng)電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內(nèi)，很可能影響 計(jì)算的正確性，因此七線電阻式觸摸屏在五線電阻式觸摸屏的基礎(chǔ)上，從UL,LR兩端各引出一條線用來(lái)感應(yīng)實(shí)際觸摸屏末端電壓，分別記為Vmax, Vmin，工作原理與五線電阻式觸摸屏相同。 八線電阻式觸摸屏 ： 八線電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)與四線類似，所區(qū)別的是除了

5、引出X- drive，X+ drive，Y- drive，Y+ drive四個(gè)電極，還在每個(gè)導(dǎo)電條末端引出一條線：X- sense，X+ sense，Y- sense，Y+ sense，這樣一共八條線。 在Y+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive， Y-電極接地，分別測(cè)出Y+ sense和Y- sense 的電壓，分別記為VYMAX和VYMIN， 在X+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive， X-電極接地，分別測(cè)出X+ sense和X- sense 的電壓，分別記為VXMAX和VXMIN 。 五線觸摸屏主要是考慮電極抽頭引線和驅(qū)動(dòng)電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內(nèi)，而且受環(huán)境溫度影響阻值

6、波動(dòng)，很可能影響計(jì)算的正確性。 電容式觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的 。老式電容觸摸屏 當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場(chǎng)，用戶手指頭和工作面形成一個(gè)耦合電容，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào)，于是手指頭吸收走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏四個(gè)角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。 在電容式觸摸屏問(wèn)世后多年，觸摸屏都只能每次響應(yīng)一個(gè)觸點(diǎn)。一旦我們操控超過(guò)一個(gè)觸點(diǎn)，電容式觸摸屏就會(huì)因?yàn)闊o(wú)法定位而讓光標(biāo)錯(cuò)亂。 新式電容觸摸屏： 新式電容觸摸屏是從電容式觸摸按鍵經(jīng)過(guò)插值算法引申出來(lái)的一種觸摸屏檢測(cè)方法，可以支

7、持多點(diǎn)觸摸。如Iphone使用的就是典型的電容觸摸感應(yīng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。當(dāng)人手碰到感應(yīng)電極時(shí)，電極和地之間的電容由原來(lái)的Cp變?yōu)镃p+2Cf，顯然增大了。1）Cx為所測(cè)電容。2）12為一對(duì)反相脈沖，控制兩個(gè)開關(guān)斷開/閉合。開關(guān)電容電路等效可看成一個(gè)電阻，電阻的大小與Cx，以及12的占空比、頻率相關(guān)。Rcx=1/fCx3）Cmod為一儲(chǔ)電電容，大小可隨實(shí)際情況調(diào)整。Vdd向Cmod充電，當(dāng)Cmod電壓超過(guò)參考電壓Vref時(shí)，比較器輸出高。鎖存器也輸出高，打開放電開關(guān)，Cmod上的電量通過(guò)Rb被釋放掉，降到Vref以下，比較器輸出低，鎖存器也輸出低，放電開關(guān)又?jǐn)嚅_。如此反復(fù)，形成了一個(gè)震蕩頻率與Cx密

8、切相關(guān)的波形。滑條算法的實(shí)現(xiàn)：通過(guò)對(duì)有限的電容觸摸按鍵的檢測(cè)結(jié)果，加上插值算法，實(shí)現(xiàn)大分辨率的位置感應(yīng)。如果在一塊玻璃的兩面均鍍上滑條，切方向相反，就成了一塊簡(jiǎn)單的觸摸屏了。也可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)的檢測(cè)，但是因?yàn)樗械挠|摸鍵電容均是相對(duì)于地的電容，效果不好。Multi-Touch All-Point ：多點(diǎn)觸摸識(shí)別位置可以應(yīng)用于任何觸摸手勢(shì)的檢測(cè)，可以檢測(cè)到雙手十個(gè)手指的同時(shí)觸摸，也允許其他非手指觸摸形式，比如手掌、臉、拳頭等，甚至戴手套也可以 。Multi-Touch All-Point基于互電容的檢測(cè)方式，而不是自電容，互電容是檢測(cè)行列交叉處的互電容（也就是耦合電容Cm）的變化，當(dāng)行列交叉通過(guò)時(shí)，

9、行列之間會(huì)產(chǎn)生互電容（包括：行列感應(yīng)單元之間的邊緣電容，行列交叉重疊處產(chǎn)生的耦合電容），有手指存在時(shí)互電容會(huì)減小，就可以判斷觸摸存在，并且準(zhǔn)確判斷每一個(gè)觸摸點(diǎn)位置。 Multi-Touch All-Point觸摸屏包括了一排的驅(qū)動(dòng)線和一排的檢測(cè)線。Iphone的觸摸屏采用的是Multi-Touch All-Point的檢測(cè)方式。iPhone的處理器和軟件將準(zhǔn)確地分析并執(zhí)行從觸摸屏傳來(lái)的信息。電容發(fā)往iPhone處理器的是關(guān)于最原始的觸摸位置的數(shù)據(jù)。處理器通過(guò)指令使存儲(chǔ)在iPhone中的軟件去解析這些原始數(shù)據(jù)。 1.電信號(hào)從觸摸屏幕傳輸?shù)教幚砥鳌?.處理器利用軟件分析數(shù)據(jù)并判斷每次觸摸的特征。包

10、括在屏幕上的大小、形狀、受影響區(qū)域的位置。如果有需要的話，處理器會(huì)將觸摸特征近似的放到同一個(gè)組里。如果你你移動(dòng)你的手指，處理器將會(huì)計(jì)算出你觸摸的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的差異。 3.處理器利用姿勢(shì)特征翻譯軟件判斷出你使用了什么樣的動(dòng)作姿勢(shì)去觸摸屏幕。當(dāng)你觸摸屏幕時(shí)處理器會(huì)結(jié)合你的物理動(dòng)作與你當(dāng)時(shí)運(yùn)行的iPhone軟件做出綜合的判斷。4.此時(shí)處理器就會(huì)執(zhí)行你正在實(shí)用的程序。如果有需要的話，處理器也會(huì)發(fā)送指令到iPhone的屏幕和其他硬件。如果和演示數(shù)據(jù)沒(méi)有任何可以匹配的動(dòng)作或指令，iPhone將認(rèn)為這是一個(gè)無(wú)關(guān)緊要觸摸動(dòng)作。 紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布X、Y方向上的紅外線矩陣，通過(guò)不停的掃描是否有紅外線

11、被物體阻擋檢測(cè)并定位用戶的觸摸。 可見紅外線觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸檢測(cè)。表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。 以右下角的X-軸發(fā)射換能器為例：發(fā)射換能器把控制器通過(guò)觸摸屏電纜送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，然后由玻璃板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?zhèn)鬟f，聲波能量經(jīng)過(guò)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，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘?hào)。當(dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個(gè)窄脈沖后，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到