工作原理
當用戶觸摸電容屏時,由於人體電場,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,於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,得出位置信息。
相對於電阻屏,電容觸屏的使用更加方便,對於螢幕你需要用的是生物體(手指肉),而非手指甲大力按壓,這樣螢幕上就不會留下難看的刮花痕跡,而且反應靈敏,是電阻觸屏所不能達到的。而且電容屏是觸屏手機的一個趨勢,它顏色鮮艷,而且較電阻屏省電,目前的中高端手機都會用到電容屏。而且由於電容屏的特性,使
手機螢幕具有多點觸控功能,增加了手機的可操控性,提升了手機的使用價值。
發展歷史
電阻觸屏
1997年摩托羅拉手機PalmPilot掌上電腦出現,產生了
電阻式觸控螢幕,用觸摸筆輸入,但是不精確。
電容觸屏
2007年3月,LG推出Parada多點
電容式觸控螢幕,不需要觸摸筆,精確度也較高。
2007年6月至今,蘋果推出多款
iphone多點電容觸屏,電容屏取得飛速發展。
特點概述
單層ITO 優點:成本低,透過率高.缺點:抗干擾能力差。
單面雙層ITO 優點:性能好,良率高 . 缺點:成本較高。
雙面單層ITO 優點:性能好,抗靜電能力強 . 缺點:抗干擾能力差。
軸坐標式感應
單元矩陣 :軸坐標式感應單元分立的行和列以兩個交叉的滑條實現檢測每一格感應單元的電容變化。
類別劃分
表面電容式:有一個普通的ITO層和一個金屬框線,當一根手指觸控螢幕幕時,從板面上放出電荷,感應在觸屏的四角完成,不需要複雜的ITO圖案投射電容式。
投射電容式:也稱為感應電容式,採用一個或多個精心設計,被蛀蝕的ITO,這些ITO層通過蛀蝕形成多個水平和垂直電極 自感應電容式互感應電容式。
消除鬼點
分時方法
基於時間的多點觸摸,假設多點觸摸分時進行,操作間隔續集毫秒。
分區方法
將整個觸屏物理上分割幾個區域,通過判斷觸摸進入推出相應區域,從鬼點中分出真實點
概念區分
電阻觸屏
首先電阻螢幕分為四線式、五線式等幾大類,但經常見到的還是四線式以及五線式,工作原理幾乎是一樣的。最大的區別在於其受到外力的影響後準確度會有所不同。換言之,電阻屏分兩層,中間以隔離物進行分離。當兩層互相碰撞,電流便會產生影響,晶片因以計算力量與電流之間的數據,評定螢幕那一個位置受壓,作出反應。由於電阻式螢幕需要上下兩層碰撞後才能作出反應。因此,當兩點同時受壓,螢幕的壓力變得不平衡,導致觸控出現誤差。所以這樣的原理導致了電阻屏很難實現多點觸控,即使是通過技術手段實現了多點觸控,靈敏度方面也不是很容易調整,經常會出現A點靈敏,B點遲鈍的現象常。此外由於電阻式的觸控螢幕由於需要一定的壓力,時間長了容易造成表面材料的磨損,或者上下兩層失去彈性而造成接觸不良的問題出現,因此會影響產品的正常使用壽命。
列表區分
| 電阻觸屏(Windows Mobile等手機常用) | 電容觸屏(IPHONE和G2所使用的) |
室內可視效果 | 通常很好。 | 通常很好。 |
陽光下可視效果 | 通常很糟,額外的螢幕層面反射了大量陽光。 | 通常很好。 |
觸摸敏感度 | 需用壓力使螢幕各層發生接觸,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裡都被看重。 | 來自帶電的手指表層最細微的接觸也能激活螢幕下方的電容感應系統。非生命物體、指甲、手套無效。 手寫識別較為困難。 |
精度 | 精度至少達到單個顯示像素,用觸筆時能看出來。便於手寫識別,有助於在使用小控制元素的界面下進行操作。 | 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。以至於用戶難以精確點擊小於1cm2的目標。 |
成本 | 很低廉。 | 不同廠商的電容屏價格比電阻屏貴10%到50%。這點額外成本對旗艦級產品無所謂,但可能會讓中等價位手機望而卻步。 |
多點觸摸可行性 | 不可能,除非重組電阻屏與機器的電路連線。 | 取決於實現方式以及軟體,已在G1的技術演示以及iPhone上實現。論壇里的1.7T版本已經可以實現瀏覽器的多點觸摸。 |
抗損性 | 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。這使得螢幕非常容易產生劃痕。電阻屏需要保護膜以及相對更頻繁的校準。 有利的方面是,使用塑膠層的電阻觸屏設備總體上更不易損,更不容易摔壞。 | 外層可以使用玻璃。這樣雖然不至於堅不可摧,而且有可能在嚴重衝擊下碎裂,但玻璃應對日常碰擦和污跡更好。 |
清潔 | 由於可以使用觸筆或指甲進行操作,更不容易在螢幕上留下指紋、油漬和細菌。 | 需要用整個手指進行觸摸,但玻璃外層更容易清潔。 |
環境適應性 | 具體數值不得而知。但有證據表明使用電阻屏的Nokia 5800可以在-15°C至+45°C的溫度下正常工作,對濕度也沒什麼要求。 | 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)。 |
當前技術
技術優勢
由於
蘋果iPhone的巨大吸引力,觸控螢幕技術在手機產品上得到了相當快的發展,而目前用戶已經不再僅滿足單純的觸控螢幕套用,而是更流暢更出色的觸控螢幕套用,相比之下,目前主流的觸控螢幕技術包括電容式和電阻式,從技術的角度來看顯然是
電容式觸控螢幕技術更有優勢,蘋果iPhone手機就是採用了電容式觸控螢幕技術。
最新的報導顯示,台灣觸控面板製造商洋華光電董事長TJ Lin近日表示,隨著各大廠商對電容式觸控螢幕技術的推廣,預計到2011年觸控螢幕手機中將有40%到50%採用電容式觸控螢幕技術,不過
電阻式觸控螢幕技術的份額也將維持在50%左右。
TJ Lin指出,
電容式觸控螢幕的面板採用了玻璃或者薄膜為基板,因此成本方面具有一定的優勢,目前大多數的小尺寸電容式觸控螢幕採用的是薄膜型面板,而玻璃型電容式面板則占據了觸控螢幕手機市場20%左右的份額。
從市場定位來看,顯示屏尺寸在2.8英寸以下的觸控螢幕手機基本上都採用了電阻式觸控螢幕面板,而2.8英寸以上的觸控螢幕手機則大多數會採用電容式觸控螢幕技術。
目前洋華光電19%的營收來自於電容式觸控螢幕面板,TJ Lin透露,今年第四季度電容式觸控螢幕面板將占據該公司30%左右的市場份額,而到明年將增長到40%到50%。
技術缺陷
電容觸屏的透光率和清晰度優於四線電阻屏,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,電容技術的四層複合觸控螢幕對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由於光線在各層間的反射,還造成圖像字元的模糊。 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,並且還與介質的的絕緣係數有關。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厘米以內或身體靠近顯示器15厘米以內就能引起電容屏的誤動作。 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。 電容屏更主要的缺點是漂移:當
環境溫度、濕度改變時,環境電場發生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確。例如:開機後顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸控螢幕幕的同時另一隻手或身體一側靠近顯示器會漂移;電容觸控螢幕附近較大的物體搬移後回漂移,你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因屬於技術上的先天不足,環境
電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸控螢幕離得較遠,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
線性的關係實際上卻是非線性,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係,電容觸控螢幕採用的這種四個角的自定義
極坐標系還沒有坐標上的原點,漂移後控制器不能察覺和恢復,而且,4個
A/D完成後,由四個分流量的值到觸摸點在
直角坐標系上的X、Y坐標值的計算過程複雜。由於沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現場也經常需要校準。 電容觸控螢幕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
運輸過程中傷及內表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。