iPhone觸摸屏技術(shù)原理

iPhone觸摸屏技術(shù)原理首先我們要知道5800和iPhone使用的是兩種不同的工作原理。5800采用的是電阻式觸摸屏，利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制的，而iPhone采用的電容式觸摸屏，通過人體的感應(yīng)電流來工作。電阻式觸摸屏的構(gòu)成是顯示屏及一塊與顯示屏緊密貼合的電阻薄膜屏。這個(gè)電阻薄膜屏通常分為兩層，一層是由玻璃或有機(jī)玻璃構(gòu)成的基層，其表面涂有透明的導(dǎo)電層；基層外面壓著我們平時(shí)直接接觸的經(jīng)過硬化及防刮處理的塑料層，塑料層內(nèi)部同樣有一層導(dǎo)電層，兩個(gè)導(dǎo)電層之間是分離的。當(dāng)我們用手指或其他物體觸摸屏幕的時(shí)候，兩個(gè)導(dǎo)電層發(fā)生接觸，電阻產(chǎn)生變化，控制器則根據(jù)電阻的具體變化來判斷接觸點(diǎn)的坐標(biāo)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。而iPhone則采用的是電容式觸摸屏，它是通過人體的感應(yīng)電流來進(jìn)行工作的。普通電容式觸摸屏的感應(yīng)屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導(dǎo)電層，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)屏上的時(shí)候，人體的電場(chǎng)讓手指和和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，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，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。電容式觸摸屏與傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏有很大區(qū)別。電阻式觸控屏幕在工作時(shí)每次只能判斷一個(gè)觸控點(diǎn)，如果觸控點(diǎn)在兩個(gè)以上，就不能做出正確的判斷了，所以電阻式觸摸屏僅適用于點(diǎn)擊、拖拽等一些簡(jiǎn)單動(dòng)作的判斷。而電容式觸摸屏的多點(diǎn)觸控，則可以將用戶的觸摸分解為采集多點(diǎn)信號(hào)及判斷信號(hào)意義兩個(gè)工作，完成對(duì)復(fù)雜動(dòng)作的判斷。電容式觸摸屏也有以下幾個(gè)缺點(diǎn)：1.精度不高。2.易受環(huán)境影響。3.成本偏高。大多數(shù)情況下，這些系統(tǒng)都能正確探測(cè)到觸摸的精確位置。但如果您試著同時(shí)觸摸屏幕的好幾個(gè)地方，結(jié)果就可能出錯(cuò)。有些屏幕只能對(duì)您第一次觸摸到的地方作出反應(yīng)。還有些屏幕可以同時(shí)探測(cè)到好幾處觸點(diǎn)，但軟件無法計(jì)算出每次觸摸的精確位置。其原因如下：很多系統(tǒng)沿著軸線或者某個(gè)特定的方向探測(cè)變化，而不是探測(cè)屏幕的每個(gè)點(diǎn)。有些觸摸屏用系統(tǒng)內(nèi)觸點(diǎn)的平均值來探測(cè)觸摸位置。有些系統(tǒng)在測(cè)量時(shí)首先建立一道基線，當(dāng)您觸摸屏幕時(shí)，您的觸摸產(chǎn)生了一道新的基線。所以如果同時(shí)觸摸多處就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)使用錯(cuò)誤的基線作為起點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。以下引用Discovery旗下網(wǎng)站原創(chuàng)文章對(duì)iPhone觸摸原理的解析，我們通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)目前通過軟件5800不可能達(dá)到iPhone多點(diǎn)觸控的高度。為了能讓用戶輸入多觸點(diǎn)的命令，iPhone對(duì)已有技術(shù)做出了全新改進(jìn)。和其它很多觸摸屏一樣，它的觸摸屏含有一層電容材料。但是iPhone的電容器是根據(jù)一個(gè)坐標(biāo)系來設(shè)計(jì)的。電容器的電路能夠感應(yīng)到沿線各點(diǎn)所發(fā)生的變化。也就是說，所有的點(diǎn)在被觸摸時(shí)都能生成自己的信號(hào)，然后將信號(hào)傳送給iPhone的處理器。這使得iPhone能夠確定在多個(gè)點(diǎn)同時(shí)發(fā)生觸摸的位置和運(yùn)動(dòng)方向。由于iPhone是依靠電容材料來工作的，因此您必須用手指去觸摸它，用觸控筆或者帶著手套去觸摸它都是無法操作的?；ヱ詈想娙菔接|摸屏包括了一排的驅(qū)動(dòng)線和一排的檢測(cè)線互電容觸摸屏包含一個(gè)由傳感線路和驅(qū)動(dòng)線路組成的坐標(biāo)系，以確定用戶觸摸了什么地方。自耦合電容式傳感器檢測(cè)到包括檢測(cè)電路和電極自電容屏幕包含傳感電路和電極，以確定用戶觸摸了什么地方。iPhone的觸摸屏使用互電容或自電容來探測(cè)觸摸位置?；ル娙葜校娙蓦娐沸枰獌蓪硬煌牟牧?，一層含有攜帶電流的驅(qū)動(dòng)線路，一層含有傳感線路，用于探測(cè)在節(jié)點(diǎn)的電流。自電容使用一層單獨(dú)的電極，與電容感應(yīng)電路相連。這兩種方法都可以將觸摸數(shù)據(jù)發(fā)送成電脈沖。iPhone處理器想讓觸摸屏正確分析輸入數(shù)據(jù)，iPhone的處理器和軟件至關(guān)重要。電容材料會(huì)將原始觸摸位置數(shù)據(jù)傳送給iPhone的處理器。處理器使用iPhone內(nèi)存儲(chǔ)的軟件將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為命令和動(dòng)作。下面是轉(zhuǎn)換過程：1.信號(hào)以電脈沖的形式從觸摸屏傳送到處理器。2.處理器使用軟件分析數(shù)據(jù)，確定每次觸摸是為了使用什么功能。這一過程包含確定屏幕上被觸摸的區(qū)域大小、形狀和位置。如果有必要，處理器會(huì)將相似的觸摸整理分組。如果用戶移動(dòng)手指，處理器就會(huì)計(jì)算用戶觸摸的起點(diǎn)和終點(diǎn)間的差別。3.處理器使用動(dòng)作轉(zhuǎn)換軟件來確定用戶的動(dòng)作指令。它將用戶的手指運(yùn)動(dòng)與用戶在使用哪種應(yīng)用程序的信息、用戶觸摸屏幕時(shí)應(yīng)用程序在做什么聯(lián)系起來。4.處理器將用戶的指令傳送給使用中的程序。如果有必要的話，它還會(huì)將命令發(fā)送給iPhone的屏幕和其它硬件。如果原始數(shù)據(jù)與任何有用的動(dòng)作或命令都不相符的話，iPhone會(huì)認(rèn)為這是一次無效觸摸。所有上述步驟都是在瞬間發(fā)生的——您在觸摸屏上輸入后，馬上就能看見屏幕發(fā)生了變化。這樣，您只需要用手指發(fā)出指令，就可以打開并使用iPhone的所有應(yīng)用程序。觸摸屏小知識(shí)：觸摸屏是計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備，與能實(shí)現(xiàn)輸入的鍵盤和能點(diǎn)擊的鼠標(biāo)不同，它能讓用戶通過觸摸屏幕來進(jìn)行選擇。具有觸摸屏的計(jì)算機(jī)的所需的儲(chǔ)存空間不大，移動(dòng)部分很少，而且能進(jìn)行封裝。觸摸屏在使用起來比鍵盤和鼠標(biāo)更為直觀，而且培訓(xùn)成本也很低。所有的觸摸屏有三類主要元件。處理用戶的選擇的傳感器單元；和感知觸摸并定位的控制器，以及由一個(gè)傳送觸摸信號(hào)到計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的軟件設(shè)備驅(qū)動(dòng)。觸摸屏傳感器有五種技術(shù)：電阻技術(shù)、電容技術(shù)、紅外線技術(shù)、聲波技術(shù)或近場(chǎng)成像技術(shù)。電阻觸摸屏通常包括一張柔性頂層薄膜,以及一層玻璃作為基層，并由絕緣點(diǎn)隔離。每一層的內(nèi)表面涂層均為透明的金屬氧化物。電壓在每層隔膜都有一個(gè)差值。按壓頂層薄膜就會(huì)在各個(gè)電阻層之間形成電接觸信號(hào)電容觸摸屏也由透明金屬氧化物作為涂層，與單層的玻璃表面相粘合。它不像電阻觸摸屏，任何觸摸都會(huì)形成信號(hào)，電容觸摸屏需要與手指直接觸摸，或與傳導(dǎo)鐵筆接觸。手指的電容，或是存儲(chǔ)電荷的能力，能吸收觸摸屏每一個(gè)角的電流，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，從而得出觸摸點(diǎn)。紅外觸摸屏基于光線的中斷技術(shù)。它不是在顯示器表面前放置一個(gè)薄膜層，而是在顯示器周圍設(shè)置一個(gè)外框。外框有光線源，或發(fā)光二極管（LED），位于外框的一邊，而光線探測(cè)器或光電傳感器在另一邊，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線網(wǎng)格。當(dāng)物體觸摸顯示屏?xí)r，無形的光線中斷，光電傳感器不能接受信號(hào)，從而確定觸摸信號(hào)。聲波傳感器中，傳感器安裝在玻璃屏幕的邊緣發(fā)送超聲波信號(hào)。超聲波穿過屏幕反射，由傳感器接受，而且接受到的信號(hào)減弱。在