触控技术介绍

【触控原理】

当笔或手指碰触到屏幕时,传感器(Sensor)就输出讯号,这时控制器(controller)会将模拟讯号转换为计算机可接受的数字讯号,再经由计算机里驱动程序整合各组件编译,最后输出到屏幕上,显示出手指触摸位置.

触控面板依不同的感应原理,技术种类可以分成:
• 电阻式 (Resistive Touch Panel)
   4 wire /5 wire / 8 wire Resistive Touch Panel
  全平面电阻 (Flat-Surface Resistive Touch Panel)

• 电容式(Capacitive Touch Panel)
  表面电容 (Surface capacitance Touch Pane)
  投射电容 (Projected Capacitive Touch Panel) PCAP

• 电磁式 (Electromagnetic Touch Panel)

• 波动式
  声波式(Surface Acoustic Wave)
  红外线式(Infrared Touch Panel)

【电阻式触控面板】

电阻式触控面板一般分为4线/5线/8线式,由分别代表X轴与Y轴的上层透明导电薄膜( ITO film )及导电玻璃( ITO glass )构成,X与Y层面板中间透过点隔片(Dot spacer)保持间隔,形成一个电场,当按压时会让上下层的电极接触,造成短路和电阻改变,此时控制器感测到电压变化,计算出接触点位置,因价格低及安装容易优势,成为市场上主要应用的触控技术之一.

简单来说,电阻式屏幕透过外力按压,上层受到手指或笔尖的压力略微下凹.与下层接触;造成电压变化而输出指令.

优点 : 价格便宜、技术门坎低、高成熟度,严苛环境可带手套使用.
缺点 : 表面硬度低、按压久了容易有凹陷、不灵敏的现象,不适合长期使用或严苛环境下使用.

【电容式触控面板】

电容式触控面板分为表面电容与投射式电容,其结构大致相同,是在玻璃或film材上将透明导电材料 (如ITO、Metal Mesh、Nano-wire等),以黄光(光罩)或印刷(网版)制程,制出图案分别代表X轴与Y轴的线路.

控制器则负责分别驱动单个X轴信道,并扫描每条Y轴信道讯号.
当手指触及到面板时,具导电性的手指会与XY轴交会处产生电容效应变化,此时控制器扫描出触控面板的电容值变化,进而计算出手指触摸点的坐标位置.

表面电容与投射电容式触控面板的最大差异在,投射式藉由IC的搭配支持多点触控(Multi-touch)及感应Z轴的功能,加上独特的触控灵敏度,高耐用性及卓越的光学透明度,机构设计上还可达成窄边框或全平面面板设计,因此成为市场设计主流.

优点 : 灵敏度高、表面硬度高、光学穿透率高.

【电容式触控面板结构】

电容式触控面板的基本组成结构包含触控传感器(Touch sensor)、保护盖板(Cover lens)及 IC 控制器 (IC Controller) 3个部分.

Touch sensor 与Cover lens 结构组成分为几种 :

【电磁式触控面板】

基本原理是靠电磁感应方式,电磁笔为讯号发射端,电磁板为讯号接收端,当接近感应时磁通量发生变化,藉由运算而定义位置点.
• 电磁式触控面板的反应灵敏,拥有Z轴感应能力,适合用来绘图,手写识别等等.

【波动式触控面板】

波动式触控屏幕,它大体来说可分为表面声波、红外线两种,原理很类似.

• 表面声波式触控技术,利用两组安置于触控面板X轴和Y轴上的换能器(transducer)来发送与接收声波 ;
控制器发送信号到换能器发射端后,透过布满面板四周的音波反射条纹将讯号传导回控制器.
意即在玻璃基板的角落安装超音波发射器和接受器,基板的四边则加装反射条;当手指或软性物质触碰面板时会阻隔超音波,造成讯号衰减,衰减前与衰减后比对,就能计算出触碰的位置.

• 红外线式触控技术,利用矩阵光束设计,在边框四周安装红外线发射器及接收器,运作时形成红外线网格,使用者操作时遮断红外线讯号,看哪个侦测器收不到讯号,就能得知触碰点位置.

优点 :不会受到电流、电压和静电干扰.
缺点 : 怕脏,灰尘、油污、液体造成干扰波动传递,或造成错误判读.

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