触摸技术分享

自电容
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互电容
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触控按键的分类及原理
• 触摸式按键可分为两大类： 电阻式触摸按键与电容式感应按键
电阻式的触摸按键原理非常类似于触摸 屏技术，需要由多块导电薄膜上面按照 按键的位置印制成的，因此这种按键需 要在设备表面贴一张触摸薄膜
电容式触摸按键的结构与电阻式的相似，但 是其采用电容量为判断标准。按键的操作界 面可以是一整块普通绝缘体（如有机玻璃一 般材料都可），不需要在界面上挖孔，按键 在介质下面，人手接近界面和下面的电极片 形成电容，靠侦测电容量的变化来感应。
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电容式触控板的原理
电容式触控板是由一片双面镀
有导电膜的玻璃基板组成，并 在上极板上覆盖一层薄的SiO2 介质层。如图所示，其中上电 极是用来与人体(接地)构成平板 电容感测电容变化的，而下极 板用来屏蔽外界信号干扰的
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电容式触控板的原理
由于现在主流都是多点触控(Multi-Touch)，所以稍微多讲一点。 多点触控的Projected Capacitive主要有两种： 自电容(Self-Capacitive)和互电容(Mutual Capacitive)。 不管是自电容还是互电容，都是依赖于将电容从人体电容中导到电极上，所以 这两种技术都叫做电荷转移型电容触控(Charge-Transfer)
• 关于触摸IC的选型主要从以下几个方面进行。
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基本项
其他项
工作电压
灵敏度是否可调
平均功耗
抗电磁干扰能力
平均电流
环境适应能力
工作温度
电源保护
按键数量
是否需要烧录
接口方式 封装形式
对结构和PCB的要求
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防溢水功能
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Thank you !
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平面结构的触摸键示意图 常用电极形状
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触摸按键的常用结构
B.非平面结构
非平面结构中，触摸键的感应电极和到触 摸检测通道的连线处于不同平面。 一般使用螺旋弹簧充当感应电极。这种结 构常用在感应电极和面板在物理上分离的 应用，比如电磁炉、洗衣机等。右图为使 用螺旋弹簧做感应电极的示意图。
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触摸按键的应用场合
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电容式触摸按键的原理
ST的电容式触摸按键方案通过一个 电阻和感应电极的电容CX构成的阻 容网络的充电/放电时间来检测人 体触摸所带来的电容变化。 如右图所示，当人手按下时相当于 感应电极上并联了一个电容CT，增 加了感应电极上的电容，感应电极 进行充放电的时间会增加，从而检 测到按键的状态。
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置被接触物阻隔即可计算出接触物(如手指)之位置。 • 电阻式 ：藉由压力接通上下二层电阻网络，由电阻分布以决定压力点的位置。 • 表面电容式：原理类似电阻式，但使用电容值而非电阻值为计算量以决定触摸位
置。
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电阻式触控板的原理
电阻式触控板主要由两片单 面镀有ITO(氧化铟锡)的薄膜 基板组成，上板与下板之间 需要填充透光的弹性绝缘隔 离物(spacer dot)来分开，如图 所示，下极板必须是刚性的 厚玻璃防止变形，而上极板 则需要感应外力产生形变所 以需要爆玻璃或者塑胶。
触摸技术分享
讲解：张绪春
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触控技术起源
• 触控面板最早是E.A. Johnson于1965年提出概念， • 到1970年由CERN的两位工程师在1970年代初期发明的透明
触控面板， • 再后来到1975年一个美国人George Samuel Hurst发明了电阻
式触控面板并拿到美国专利，并与1982年投入商用。 • 2010年苹果引爆触屏市场。
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触摸按键的几种形式
触摸按键可以组成以下几种按键 •单个按键 •条状按键（包括环状按键） •块状按键
单个按键
条状按键
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块状按键
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触摸按键的常用结构
A.平面结构
平面结构中，触摸键的感应电极和到 触摸检测通道的连线处于同一平面。 平面结构的触摸键的示意图如图右图 所示。
平面结构中，感应电极的形状没有特 别的要求，但要确保在手指等触摸时 ，能够覆盖足够多的感应电极面积， 保证触摸能够产生足够大的电容。右 图为几种常用的电极形状。
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电容式触摸按键的原理
电容式触摸感应按键的基本原理 如图所示，当人体（手指）接触金 属感应片的时候，由于人体相当于 一个接大地的电容，因此会在感应 片和大地之间形成一个电容，感应 电容量通常有几pF到几十pF。利 用这个最基本的原理，在外部搭建 相关电路，就可以根据这个电容量 的变化，检测是否有人体接触金属 感应片。
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触控面板的分类
• 从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术 触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、电阻技术触摸屏 、电容技术触摸屏。
• 矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。 • 表面声波式：利用声波发放器传送至平面玻璃，造成均匀分布之表面声波，当表
面波手指或软性界面触碰，即产生声波遮断以藉此计算触碰位置。 • 红外线式：原理是以红外线的发射与接收构成X、Y之矩阵，当红外线波在特定位
• 与传统的机械按键相比，电容式触摸感应按键不仅美观时 尚而且寿命长，功耗小，成本低，体积小，持久耐用。
• 已经被广泛的应用于手机、平板电脑、电磁炉、油烟机、 热水器、空调、洗衣机、微波炉、咖啡机、电冰箱等等。
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触摸按键IC的厂家
• 触摸按键IC的厂家，可以分为两种，一种是专用触摸 IC，另外一种是触控结合的MCU
• 目前市场上规模较大的触摸IC厂商有： 微芯（Microchip）、（爱特梅尔）Atmel、（芯旺微 ）ChipON、（赛普拉斯）Crypress、（合泰）Holtek ，意法半导体（ST）
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触摸按键IC的选型
• 电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变 化，所以对各种干扰敏感得多，触摸按键设计、触摸面板的设计以 及触摸IC的选择都十分关键。