TOUCH LENS是現(xiàn)在在市場上得到了具體應用的比較前端的一種觸摸屏,中文俗稱有“鏡面式觸摸屏”、“純屏觸摸屏”等說法,在早兩年就已經(jīng)推向市場,經(jīng)過一年的市場醞釀,現(xiàn)在已經(jīng)得到了各個廠家和設計公司的廣泛認可和應用,尤其是以IPHONE(蘋果)為主要推動力量。它分為電阻式和電容式的,象IPHONE的就是以電容式技術的,現(xiàn)在市場上應用比較多的是電容式。
電容屏是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO,最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作工作面,四個角引出 四個電極,內(nèi)層ITO為屏層以保證工作環(huán)境。當用戶觸摸電容屏時,由于人體電場,用戶手指和工作面形成一個耦合電容,因為工作面上接有高頻信號,于是手指 吸收走一個很小的電流,這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出,且理論上流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例,控制器通過對四個電流比例的精 密計算,得出位置。[1]
紅外觸摸屏是利用XY方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框,電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管,一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣用戶在觸摸屏幕時,手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線,因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作 早期觀念上,紅外觸摸屏存在分辨率低觸摸方式受限制和易受環(huán)境干擾而誤動作等技術上的局限,因而一度淡出過市場此后第二代紅外屏部分解決了抗光干擾的問題,第三代和第四代在提升分辨率和穩(wěn)定性能上亦有所改進,但都沒有在關鍵指標或綜合性能上有質(zhì)的飛躍但是,了解觸摸屏技術的人都知道,紅外觸摸屏不受電流電壓和靜電干擾,適宜惡劣的環(huán)境條件,紅外線技術是觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障,如單一傳感器的受損老化,觸摸界面怕受污染破壞性使用,維護繁雜等等問題紅外線觸摸屏只要真正實現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高分辨率,必將替代其它技術產(chǎn)品而成為觸摸屏市場主流 過去的紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對管數(shù)目決定,因此分辨率較低,市場上主要國內(nèi)產(chǎn)品為32x3240X32,另外還有說紅外屏對光照環(huán)境因素比較敏感,在光照變化較大時會誤判甚至死機這些正是國外非紅外觸摸屏的國內(nèi)代理商銷售宣傳的紅外屏的弱點而最新的技術第五代紅外屏的分辨率取決于紅外對管數(shù)目掃描頻率以及差值算法,分辨率已經(jīng)達到了1000X720,至于說紅外屏在光照條件下不穩(wěn)定,從第二代紅外觸摸屏開始,就已經(jīng)較好的克服了抗光干擾這個弱點 第五代紅外線觸摸屏是全新一代的智能技術產(chǎn)品,它實現(xiàn)了1000*720高分辨率多層次自調(diào)節(jié)和自恢復的硬件適應能力和高度智能化的判別識別,可長時間在各種惡劣環(huán)境下任意使用并且可針對用戶定制擴充功能,如網(wǎng)絡控制聲感應人體接近感應用戶軟件加密保護紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)?原來媒體宣傳的紅外觸摸屏另外一個主要缺點是抗暴性差,其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能,這是其他的觸摸屏所無法效仿的。
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觸摸屏電纜送來的電信號轉(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?當發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后,聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達接收換能器,走最右邊的最早到達,走最左邊的最晚到達,早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號,不難看出,接收信號集合了所有在X軸方向歷經(jīng)長短不同路徑回歸的聲波能量,它們在Y軸走過的路程是相同的,但在X軸上,最遠的比最近的多走了兩倍X軸最大距離因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形疊加前的位置,也就是X軸坐標 發(fā)射信號與接收信號波形 在沒有觸摸的時候,接收信號的波形與參照波形完全一樣當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時,X軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收,反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口 接收波形對應手指擋住部位信號衰減了一個缺口,計算缺口位置即得觸摸坐標 控制器分析到接收信號的衰減并由缺口的位置判定X坐標之后Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐標除了一般觸摸屏都能響應的XY坐標外,表面聲波觸摸屏還響應第三軸Z軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機 。
觸摸屏附著在顯示器的表面,與顯示器相配合使用,如果能測量出觸摸點在屏幕上的坐標位置,則可根據(jù)顯示屏上對應坐標點的顯示內(nèi)容或圖符獲知觸摸者的意圖。其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統(tǒng)中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的復合薄膜屏,最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層,最上面是一層外表面經(jīng)過硬化處理從而光滑防刮的塑料層,中間是兩層金屬導電層,分別在基層之上和塑料層內(nèi)表面,在兩導電層之間有許多細小的透明隔離點把它們隔開。當手指觸摸屏幕時,兩導電層在觸摸點處接觸。 觸摸屏的兩個金屬導電層是觸摸屏的兩個工作面,在每個工作面的兩端各涂有一條銀膠,稱為該工作面的一對電極,若在一個工作面的電極對上施加電壓,則在該工作面上就會形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。如圖1所示,當在X方向的電極對上施加一確定的電壓,而Y方向電極對上不加電壓時,在X平行電壓場中,觸點處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來,通過測量Y+電極對地的電壓大小,便可得知觸點的X坐標值。同理,當在Y電極對上加電壓,而X電極對上不加電壓時,通過測量X+電極的電壓,便可得知觸點的Y坐標。
電阻屏的全稱是電阻式觸摸屏,電阻屏是一種傳感器,它將矩形區(qū)域中觸摸點(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標和Y坐標的電壓。很多LCD模塊都采用了電阻 式觸摸屏,這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來產(chǎn)生屏幕偏置電壓,同時讀回觸摸點的電壓。電阻式觸摸屏基本上是薄膜加上玻璃的結(jié)構,薄膜和玻璃相鄰的 一面上均涂有 ITO(納米銦錫金屬氧化物)涂層,ITO具有很好的導電性和透明性。當觸摸操作時,薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO,經(jīng)由感應器傳出相應的電 信號,經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路送到處理器,通過運算轉(zhuǎn)化為屏幕上的X、Y值,而完成點選的動作,并呈現(xiàn)在屏幕上。
手機觸摸屏分為兩種:電阻屏和電容屏,目前流行的觸摸屏多數(shù)都為lens屏,就是純平電阻和鏡面電容屏,諾基亞多數(shù)都為電阻屏的,電容屏的代表為iphone。
電阻觸屏俗稱“軟屏”,多用于Windows Mobile系統(tǒng)的手機;
電容觸屏俗稱“硬屏”,如iPhone和G1等機器采用這種屏質(zhì)的。
一、室內(nèi)可視效果 兩者通常很好。
二、觸摸敏感度
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,觸筆等進行操作。支持觸筆在亞洲市場很重要,手勢和文字識別在哪里都被看重。
2、電容觸屏:來自帶電的手指表層最細微的接觸也能激活屏幕下方的電容感應系統(tǒng)。非生命物體、指甲、手套無效。手寫識別較為困難。
三、精度
1、電阻觸屏:精度至少達到單個顯示像素,用觸筆時能看出來。便于手寫識別,有助于在使用小控制元素的界面下進行操作。
2、電容觸屏:理論精度可以達到幾個像素,但實際上會受手指接觸面積限制。以至于用戶難以精確點擊小于1cm2的目標。
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格比電阻屏貴10%到50%。
五、多點觸摸可行性
1、電阻觸屏:不可能,除非重組電阻屏與機器的電路連接。
2、電容觸屏:取決于實現(xiàn)方式以及軟件,目前大多數(shù)主流手機都已經(jīng)支持電容觸屏
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。電阻屏需要保護膜以及相對更頻繁的校準。有利的方面是,使用塑料層的電阻觸屏設備總體上更不易損,更不容易摔壞。
2、電容觸屏:外層可以使用玻璃。這樣雖然不至于堅不可摧,而且有可能在嚴重沖擊下碎裂,但玻璃應對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行操作,更不容易在屏幕上留下指紋、油漬和細菌。
2、電容觸屏:要用整個手指進行觸摸,但玻璃外層更容易清潔。
八、環(huán)境適應性
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,對濕度也沒什么要求。
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光。
電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏,當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比電容屏反光嚴重,而且,電容技術的四層復合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。
電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用,當有導體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作我們知道,電容值雖然與極間距離成反比,卻與相對面積成正比,并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關因此,當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴重,手扶住顯示器手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的錯誤動作
電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應,這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)
電容屏更主要的缺點是漂移:當環(huán)境溫度濕度改變時,環(huán)境電場發(fā)生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確例如:開機后顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移,你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g上的先天不足,環(huán)境電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠,卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸摸位置的測定此外,理論上許多應該線性的關系實際上卻是非線性,如:體重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的,而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關系,電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點,漂移后控制器不能察覺和恢復,而且,4個A/D完成后,由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標系上的XY坐標值的計算過程復雜由于沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準 電容觸摸屏最外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個小洞就會傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。
1。觸摸手機全新概念和感受,觸摸面板與手機機殼表面完全平整,結(jié)構密封、防灰塵、反應速度也挺快。
2。手寫順滑、手感舒服、屏面清潔、外觀漂亮;材質(zhì)過硬,不容易破碎。
3。厚度比傳統(tǒng)觸摸屏更薄,對于結(jié)構設計頗具優(yōu)勢。對于這些特點。
4。亞克力面板厚度可以調(diào)節(jié),更柔軟,壽命可以延長很多
1、觸摸屏和按鍵全部失靈(有的開機時都正常一會全失靈):加焊或更換觸控IC;加焊或更換CPU;寫軟件(按鍵失靈,觸摸正常一般為某一按鍵卡住)
2、觸摸屏失靈.按鍵正常:換觸屏.加焊或換觸控IC. 植CPU .查斷線或短路.(正常用軟件和CPU壞的也有但少見)
3、觸摸屏偏,可以校正,但校正后還是偏: 恢復出廠或格碼片(最后1M) 校的時候故意偏校 換觸屏
4、開機就出校正畫面,可以校準,但無法完成,一直讓校準: 換觸屏 格碼片 寫全字庫 植CPU 焊或換觸控IC 檢查觸控IC周圍組容元件有無開路 劃蓋.翻蓋機換排線
5、觸摸失靈, 拆機就正常,裝機又失靈: 觸摸屏四條邊太緊把密封條拆掉 觸屏引線根部斷線虛連 主板相關元件虛焊
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