触控技术与发展.pptx

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电容式触控技术

电容式触控技术

电容式触控技术一、电容式触控技术的概述:1、电容式触控技术的定义2、电容式触控技术的工作原理3、电容式触控技术优点二、电容式触控技术的应用及解决方案1、电容式触控技术在家电产品中的应用2、多点电容式触摸技术的参数化优化设计3、赛普拉斯的电容式触控技术解决方案4、ADI的电容式触控技术方案三、电容式触控技术的发展动力及趋势1、电容式触控技术的发展动力及趋势2、电容式触控技术再精进电荷转移横向模式技术诞生电容式触控技术主要是应用人力的电流感应技术进行工作.当手指触摸到金属层上时,人体电场、用户和触控屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流,这个电流从触控屏四角上的电极中流出,经过四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置信息.电容式触控技术的工作原理电容式触控面板的应用需由触控面板(Touch Panel)、控制器(Touch CONtroller)及软件驱动程序(Utility)等3部分分别说明.触控面板一般电容式触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锑锡薄膜(ATO Layer)及保护膜(Hard Coat Layer)而与液晶银幕(LCD Monitor)间则需作防电子讯号干扰处理(Shielded Layer).下图为电容式触控面板的侧面结构.人与触控面板没有接触时,各种电极(Electrode)是同电位的,触控面板没有上没有电流(ELECTRIC Current)通过.当与触控面板接触时,人体内的静电流入地面而产生微弱电流通过.检测电极依电流值变化,可以算出接触的位置.玻璃表面上氧化锑锡薄膜(ATO)层有电阻系数,为了得到一样电场所以在其外围安装电极,电流从四边或者四个角输入.从4条边上输入时,等电场是通过4角周围的电阻小于4条边上的阻抗分配方式所得到的.对实际应用而言,有在透明导电膜(ATO Layer)上安装一组电阻基版类型;也有对透明导电膜(ATO Layer)作蚀刻所行成的类型.从4角输入时,一般通过印刷额缘电阻与透明导电膜(ATO Layer)组合得到等电场.从4条边上输入时,根据上下、左右电流比计算就可以得出,检测方法较为简单.从4条角输入时,检测方法要得出与4条边的距离比,位置计算也较为复杂.举例来说,假设触控面板位置中心为0,X轴与Y轴位置可以下面方程式计算出:X轴:L1+L4-L2-L3/L1+L2+L3+L4 Y轴:L3+L4-L1-L2/L1+L2+L3+L4控制器控制器(Touch Controller)也是电容式触控面板应用上不可或缺的一员,由于不平衡的透明导电膜(ATO Layer)厚度会造成工作位置精度的偏差,且触控面板做的愈大此情形愈加明显.因此为了得到正确位置精度,需藉由控制器作线性分析及补偿.控制器经由多点(多为25点)线性补偿功能(Multi-point Linearity Compensation Function),将补偿数据(Compensation Data)纪录于EEPROM中,以对通过不平衡的透明导电膜而引起的偏差进行补偿.通常此对策能将线性偏差(Accuracy Tolerance)控制在1%以下.但上述情形是建立在理想状况下,实际操作时,「漂移现象」(Drift Phenomenon)一直是电容式触控面板应用亟待克服的问题,由于流经电容式触控面板讯号是非常微弱的,且直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干扰与线路寄生电容所影响,而多点线性补偿功能只能解决局部区域线性问题,无法解决整体的漂移现象.软件驱动程序软件驱动程序(Utility)对于不同作业平台支持的能力通常反映在一家公司的竞争力及市占率上,一般软件驱动程序所支持的作业平台:微软Windows OS:95,98,Me,2000,NT4,XP and Tablet PC Edtion微软Windows CE:2.12,3.0, and 5.0 Linux:RedHat9.0,Mandrake 9.2,SuSE 10.0,Yellow Dog 3.x and Fedora Core 4Dos及iMac 9.0 and 10.X版本另外对于操作使用者来说,软件驱动程序所支持的功能也是选购时的考虑.一般多同时支持RS232及USB的通讯接口,2048×2048的屏幕分辨率(Resolution),4点校正(4 Point Calibration)、25点线性补偿功能,微软Windows作业平台下支持多国语系,屏幕旋转(Monitor Rotation)及多重屏幕(Multi-monitor Supported)等功能.电容式触控技术优点与电阻式触控屏和电磁式感应板相比,电容式触控屏表现出了更加良好的性能.由于轻触就能感应,使用方便.而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损,性能稳定,经机械测试使用寿命长达30年.另外,电容式触控屏原理整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成,元件少,产品一致性好、成品率高.电容式触控技术缺点代表流行风向标的iPhONe上使用电容式触控屏无疑进一步印证了其拥有的各项优势.然而,瑕不掩瑜,电容电容式触控屏原理式触控屏也面临着以下一些挑战:由于人体成为线路的一部分,因而漂移现象比较严重;电容式感应输入技术在中小尺寸平板显示器上输入或控制点状目标(如点击软键盘上的电话号码或输入中英文字)时的性能有待改进;温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定,需经常校准;不适用于金属机柜;当外界有电感和磁感的时候,可能会使触控屏失灵.电容式触控技术在家电产品中的应用近来在便携式媒体播放器、笔记型计算机、手机市场中陆续出现的各项令人感到兴奋的电容式感测技术之应用,让人几乎忘了这类界面技术早已广泛地应用于家电用品的设计中许多年了.感测算法与控制电路两方面的重大进展,让这项技术适用于更多的应用领域.设计人员看到了电容式感测技术的价值所在-不仅可取代机械式按键与膜片开关;并可适用于各项新颖的应用,如:触控式屏幕与近距传感器等.感测电容电容式传感器是由导体片、接地面、与控制器所构成.在多数的应用中,导体片会用一片铜制电路板,而接地则用灌注填充.这两者之间存在有原生(寄生)电容(CP).当其它如手指头等导电物体接近传感器时,随着该物体的电容值(CF)增加,系统的电容值也随之增加.(如图1)要侦测由CF造成电容值增加的方法有好几个.场域效应(Field Effect)量测方法中,在感测电容器与系统参考电容器之间使用交流电分压器.藉由监测电流在分压器上的改变可以感测到手指触碰时所产生的电容值变化.电荷转移(Charge Transfer)则使用切换式电容器电路以及参考总线电容值,重复进行从较小的传感器电容器至较大总线电容器之间的电荷转移步骤.总线电容器上的电压值与传感器电容值两者之间存在着比例关系,因此在固定次数的步骤后量测电压值,或藉由计算达到某一电压临界值所需的步骤次数,来决定该电容值.另外,弛张振荡器(relaxation oscillator)则是用量测充电时间的方法,其中充电速率通常是由固定电流源的值和传感器电容值所决定的.较大的传感器电容器需要较长的充电时间,这部份通常能运用脉冲宽度调变器(PWM)与定时器来进行量测.至于连续近似法(Successive Approximation)也是量测电容充电时间的方法,不同的是当中的起始电压是由连续近似法所决定的.以PSoC组件执行的连续近似法(Cypress申请之专利)采用一组电容对电压的转换器以及单斜率模拟数字转换器(ADC).其电容值量测方式是先藉由将电容值转换至电压值,接着将该电压值储存于电容器内,然后再利用可调式电流源来量测所储存之电压值.其中电容值对电压值转换器乃是利用切换式电容器技术,此电路系统让传感器电容器可依其电容值反映出对应的电压值.切换式电容器所用的频率则是由PSoC本身内部的振荡器所产生.传感器电容器连接到模拟多任务总线上,并利用同样连接总线的可编程电流输出数字模拟转换器(iDAC)进行充电.每个总线上充电电量为q=CV.当SW2为开路且SW1为闭路时,跨CX两端的电位势为零,且会减低总线上的电量,所减低的值与传感器的电容值成比例.这种充放电的动作会一直重复,此时传感器电容器也会成为总线上的电流负载.(如图2)藉由切换式电容器的电路运作,iDAC就会以二元搜寻法的方式决定出总线上恒定的电压值有多少.该电压值会影响切换式电容器的切换频率、传感器电容值、以及iDAC的电流值.总线其实也等同于一个旁路电容器(bypass capacitor),可以稳定最终电压.在总线上也可以增加额外的电容器,以调整电路的行为与时序.计算所得的iDAC值接着再度用来对总线充电,并且测量总线从初始电压到比较器的临界电压所需的充电时间.初始电压是在没有手指触碰的情形下,因此充电时间可事先测定.当手指触碰传感器时会增加CX的值,并且降低初始电压,因此会延长充电时间量测.(如上公式及图3)建构传感器电容传感器有多种型态与功能,可以采用各式各样的媒介,实作样式从简单到复杂都有.而决定传感器建构与建置细节的还是应用本身的需求.最常见的传感器样式要属按键与滑杆.按键其实就是连接至控制器的大型导体片,其中所测得的电容值会与一连串的临界值作比较,而测定结果也能藉由数字输出获得,或用其它模拟特性,以进一步感测触动的压力或手指面积.至于滑杆则是许多导体片以直线或放射状排列所构成的.利用计算质心的算法就可以测定出接触的位置,而且分辨率远大于感测所用的针脚数.像按键或滑杆这类简单的电容感测器,绝大多数都会采用铜片沉积至印刷电路板.然而也能使用其它基板材质与沈积媒介物制作电路,例如高导电性的银墨(silver ink).(如图4)动态使用者接口的按键或触控区则可以任意配置其显示器样式.这类的显示器拥有更为平顺且直觉化的互动操作,创造更佳的使用者经验.要建构这类系统比一般简单的按键或滑杆更为复杂.投射式电容触控屏幕在显示器上多加了透明导电物质.这层导电表面利用沈积方式附着于玻璃或PET薄膜这类基板上,并且连接至控制电路,接着再将此基板黏着于触控表层与显示器之间.触发区域测定方式与滑杆相同.纵向与横向的两组滑杆相互交错以覆盖整个显示区域,而且这两个方向的滑杆会侦测触动位置并且输出x轴与y轴数据.由于投射式电容触控屏幕上方还有一个覆盖层,因此也保护屏幕不受直接冲击、弯曲、环境因素影响等常见于传统电阻式触控屏幕的伤害.近距传感器基本上就是很大的按键.近距传感器的目的并不在侦测导电物体的确切位置,而是物体是否在附近.由于不需知道物体确切位置,因此反应时间可以稍慢(3-4ms vs.250us).近距传感器的灵敏度高很多;设计得当甚至可达30cm的距离.也由于近距传感器无须结合任何显示图形,因此在装置中的摆放位置就有更多的弹性.无论是控制电路板外的铜线圈,或是覆盖层后方的导线,都可以建置出非常基本且具成本效益的近距传感器.(如图5)使用电容传感器电容传感器的用途日益广泛.上述传感器的弹性、耐用、简洁的特性已为许多设计人员创造了新的机会.基本的选单浏览和点选功能依然使用按键方式,但使用价格实惠的电位计这种具备模拟特性的按键,就能建置出更多简单、具成本效益、可靠又安全的功能.LG LA-N131DR空气清静机在面板显示器选单浏览的按键上中用了五个电容传感器.这些按键让设计人员可以设计出平顺的机身,同时也具备使用者接口.电容式按键透过四毫米的玻璃侦测有无手指触碰.控制电路则建置在双层印刷电路板上没有传感器的一面.LG采用PSoC混合讯号数组来控制传感器,并且将状态输出至主要的装置处理器上.(如图6)近距传感器具备反应式背光功能,这主要是为了夜间操作或是安全因素考虑.这些情形多半需要更大的触发组件,例如成?的手或是金属罐子,才有办法达到可控制的范围.近距传感器、按键、滑杆、甚至是触控屏幕,都可利用PSoC的单一处理器进行控制.韧体例程则可依照使用者输入或主机命令进行状态的更改.为您创造电容感测应用PSoC混合讯号数组内含一个包含可组态的数字与模拟资源、闪存、RAM、8位微控制器与其它多种功能的数组.这些特色让PSoC能在其CapSense系列产品中实现创新的电容感测技术.运用PSoC的直觉式开发环境即可为装置进行组态与重新组态,以符合设计规格或任何规格变更.新感测技术的出现提升了感测灵敏度与抗噪声能力,并且减少功耗、增加升级速率,让设计人员创造出更好的应用产品.多点电容式触摸技术的参数化优化设计iPhONe极具创意的界面设计预示着多点电容式触摸屏技术将成为今后几年消费电子技术中的一大亮点,尤其是手机,MP3,MP4播放器和汽车GPS等等应用领域.同是源于电容式触摸原理,触摸屏相对于TouchPad鼠标的难度在于触摸屏采用了高阻抗高透明度的ITO(Indium Tin Oxide,铟锡氧化物)材料,每条sensor的电阻通常在10K欧姆左右甚至更高,而TouchPad是电阻只有几个欧姆的copper/PCB.电容式触摸屏三维结构触摸屏设计最重要的环节就是优化每一条sensor的电阻和电容.要了解这个问题,需要先知道ITO的工艺结构和sensor平面版图.图1是常见的抽象化的双层ITO工艺概图.从上到下分别是:覆盖层(overlay):大多是钢化玻璃(0.4~1mm),也有可能是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯).PET的优势在于触摸屏可以做到更薄,而且比现有的塑料和玻璃材质更加便宜;绝缘层(isolation)1/2/3:玻璃(0.4~1mm),有机薄膜(10~100um),粘合剂,空气层;ITO:典型厚度50~100nm,其方块电阻大约100~300欧姆范围;工艺三维结构直接关系到触摸屏的2个重要电容参数:感应电容(手指与上层ITO)和寄生电容(上下层ITO之间,下层ITO与LCD之间).ITO的厚度决定了其电阻率.图2.是Cypress的专利技术ITO菱形图形.蓝色是上层ITO,黄色是下层ITO.这里面包含的主要关键电学参数是:纵向sensor与横向sensor之间的寄生电容;sensor的电阻值.Sensor的电阻值取决于菱形块的大小,以及菱形之间的过桥宽度.参数化设计思想触摸屏设计的目标就是尽量减小电阻和寄生电容,并同时增加感应电容.系统优化设计包括结构优化和版图优化,涉及到十几个物理和电学变量.由于缺少解析表达式,复杂边界条件下的MAXWELL方程组数值模拟几乎成为唯一的选择.绝大多数数值计算软件需要直接输入三维结构图,有的甚至要求对边界的数值描述文件.另外,这种结构绝缘层以及ITO极薄的厚度也会给仿真软件带来非常巨大的计算难度,甚至无法准确计算电学寄生参数.由于一系列困难,使得优化仿真的前端工作变得庞大,使整个优化设计变得几乎不可能.针对这一设计瓶颈,Cypress Semiconductor Corp.和Ansoft Corp.探讨了一套设计流程,简单地讲就是利用Ansoft/Q3D对版图和结构参数化,达到快速自动仿真优化的设计目的.Ansoft/Q3D通过采用多种先进的数值方法,能够得到基于物理参数的非常直观的标准RLGC参数矩阵.对于设计者而言,RLGC参数矩阵直接描述物理结构,因此更容易解设计的问题出处和关键所在,能非常方便的指引设计者设计的方向.同时,Ansoft/Q3D提供了强大的参数化功能和参数优化功能,可以大大提高设计者的工作效率.图3是ITO触摸屏的一个单元.这个单元的所有2D和3D参数可以通过Ansoft的Q3D进行参数化,包括ITO的厚度,双层ITO之间的间隔,以及菱形结构之间的间距和过桥宽度.结构参数化之后,设计人员可以根据不同情况对其中的一个或多个物理结构参数进行扫描式仿真;同时设计者可以使用Ansoft/Q3D 内嵌的优化算法,根据设计要求,自定义优化的目标参数,得到接近最优的物理结构参数.对于更为复杂的3D结构,Ansoft/Q3D也可以采用同样的参数化方法进行建立模型.可以想象,有了这样的一种先进的参数化CAD设计流程,整个系统的优化设计可行性变得水到渠成.设计流程在我们给出的设计举例中,限于篇幅,仅仅列举出电容参数矩阵.在Q3D的计算中,电阻矩阵的计算相对容易,消耗较小的计算机内存;而电容参数的计算,不仅仅是影响设计的关键因素,而且在Q3D的仿真中消耗较多的计算机内存.下面只是列出电容计算的结果(1和2表示单元菱形结构编号,其实C[1,1]和C[2,2]是1和2两个菱形的自电容参数,C[1,2]和C[2,1]表示互电容).首先,假定其他结构参数不变,通过Q3D计算电容矩阵参数随着ITO厚度的变化.从下面结果可以看到,ITO的厚度对于电容参数的影响很小.对于绝缘层厚度也是设计中需要考虑到重要因素,因此我们计算ITO之间绝缘层厚度对于电容参数的影响.从Q3D计算的结果果可以看到,电容参数随着绝缘层的厚度成近似正比例增长.其实从平板电容的角度思考,这些结果是能够自洽的.并且,我们计算了上下菱形之间缝隙尺寸对于电容参数的影响.这个部分也是计算中最难确定的一部分.可以看到Q3D可以准确的给出缝隙对于电容参数的影响.以上数据给设计者提供了设计方向,更重要的是能够帮助设计者得到准确的电学参数.通过这些最优单元电学参数的计算,并结合使用Ansoft的另外一个工具Designer,就可以完成整版的电学参数计算,并在Designer里面计算驱动端到任何一个节点单元之间电学参数以及电路响应.驱动端读取这些电学参数,就可以实现触摸屏的响应.最后,我们给出一个利用Ansoft/Q3D实现设计的典型流程.上面的流程整个触摸屏设计制造的一部分,是设计触摸屏的性能是否能够达到要求的最重要的部分.这个CAD流程的使用者可以是触摸屏生产商,也可以是提供解决方案的芯片供应商.其关键价值在于极大的缩短了从结构到版图设计优化的整个流程.赛普拉斯的电容式触控技术解决方案赛普拉斯的CapSense电容式感应解决方案由具有CapSense功能的器件和PSoC可配置混合信号片上系统微控制器构成,用户只需手指轻触CapSense界面即可形成一个与内嵌式传感器的电连接,传感器与PSoC器件一道工作,将手指的位置数据转化为各种系统控制功能.而传感器本身只是印刷电路板(PCB)上的铜层,并非实际元件.控制传感器的电路则全部位于PSoC器件内部.一个具有简洁、触敏界面的CapSense器件可以取代数十个机械式开关和控制器.基于CapSense的"按键"和"滑动条"控制器比相应的机械式控制器更为可靠,原因在于它们不像裸露在外的按键和开关那样容易受到环境磨损的影响.在全球,已经有逾百种赛普拉斯CapSense设计得以应用,其中包括手机、PMP、白色家电、PC、笔记本电脑、打印机及汽车等."目前PSoC器件和CapSense的全球出货量已超过1个亿,手机和电动自行车是两个最主要的应用市场,"Babak Hedayati表示,"2006年PSoC微控制器PSoC可编程混合信号片上系统刚进入中国新兴的电动自行车市场,就占据了20%以上的市场份额,我们预测这一市场份额今年将继续增长到30%以上.PSoC在手机市场的市场份额不太好统计,但CapSense在手机上已是一个非常流行的特性,大多数主要的手机OEM都在开发基于CapSense和PSoC的电容式触摸输入功能,有的已经开始向市场推出具备这一功能的产品."除电容式感应功能以外,系统设计师还能够利用可配置PSoC架构,轻易将多种功能(如LED和LCD显示驱动)集成到设计之中.此外,PSoC CapSense解决方案还具有诸多优点,如采用I2C、SPI或USB接口的便捷通信、可利用相同的器件来实现跟踪板(x-y矩阵)和线性滑动条应用,以及可通过基于闪存的PSoC架构快速更改设计.所有PSoC器件都是可动态重建的,使得设计者能够随意创建新的系统功能.在许多情况下,设计者都可在不同时间对同一芯片进行不同功能的重新设置,从而获得超过100%的硅片利用率.CapSense器件可以透过厚度为5mm的玻璃或者塑料准确感知.为了回应业界对CapSense在温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定的批评,2007年3月底赛普拉斯为PSoC CapSense电容式感应解决方案推出了两种新型感应方法,即CapSense Sigma-Delta调制器(CSD)和CapSense逐步趋近(CSA)这两种用户模块,它们可在PSoC Designer集成开发环境中提供给用户.CSD用户模块可使按钮、滑动条、触摸板和触摸屏等在潮湿环境下仍能实现无缺陷运行,并具有出色的温度响应,从而为白色家电及其他对湿度敏感的系统提供极佳的性能.高水准判断逻辑可补偿温度、湿度以及电源电压等环境因素的变化.独立的保护电极可用来降低分布电容,在有水雾或水滴存在的环境下仍然能够可靠运行.CSA用户模块的抗干扰性能提高了45倍,而功耗降低了60%,从而在性能上获得了显着改进,使其成为便携式消费类应用的理想选择.CSA用户模块可对按钮、滑动条、触摸板以及触摸屏的组合提供支持,并配有先进的软件程序,可补偿环境与物理传感器的变化.赛普拉斯CapSense产品部门总监Carl Brasek表示:"这些新型用户模块提供了能够克服恶劣环境条件的感应方法,从而进一步拓宽了电容感应输入技术的应用领域."ADI的电容式触摸技术解决方案ADI的电容式感应输入解决方案包括电容到数字转换器CDC(如AD7745、AD7746、AD7747和AD7142)以及电阻到数字转换器IDC(AD5933和AD5934),除了AD7142以外,所有上述CDC和IDC都针对工业控制、汽车和医疗电子应用中的高精度传感器设计.ADI最新的CDC(AD7142)则主要面向消费电子领域.尽管所有这些CDC都基于ADI的sigma-delta架构,但他们是非常不同的器件.AD7142是一款针对手持消费电子设备的可编程14通道电容数字转换器(CDC),它们能使当代的触摸控制设计做到超薄而具有高可靠性,以改善用户的触摸感.凭借ADI先进的电容传感器内核,这款低功耗CDC具有自动校准快速改变的外界环境的功能,从而使其适合移动环境应用.使得触控导航屏幕功能成为可能的电容传感器正在快速取代机械输入方式,以改善蜂窝手机、MP3播放器、PMP和数码相机应用中屏幕控制的外观和触感.AD7142具有卓越的抗环境干扰能力.这些干扰主要来自环境温度和湿度,它们会降低其它电容传感器的性能.该器件的功耗比同类解决方案低50%,从而使其适合电池供电的应用.AD7142有14个输入端,可对各种传感器配置进行设置,例如触控滚动条、8路位置传感器,以及驱动弹出菜单的滚轮,从而使用户可以更方便地浏览大量的音乐、图片和视频文件."手机和MP3播放器的用户接口是最困难的设计环节之一,因为它要求在现代触摸屏设计的最小尺寸和最低功耗范围内具有最高的精密度和功能,"ADI公司精密信号处理产品线总监Pat O'Doherty说,"像我们用于工业和汽车应用的CDC产品一样,AD7142能以较低的成本提供鲁棒性和无差错的性能,同时比以前的产品提供更大的设计自由度."AD7142具有高度可编程能力,并包含自适应阈值和灵敏度算法,允许芯片调整用户的手指尺寸,从而使该传感器对手指粗细不同的用户都适用.这款16位、低噪声、高精度CDC允许终端用户调整单个传感器的敏感程度,以适应他们的手指和触摸方式.AD7142通过片内数字校准功能实现独特的自动环境补偿,从而不论在任何时间和任何环境条件都能保证传感器的性能无差错.由于该器件显而易见地对用户提供了这种连续的校准,所以在外部传感器上不会产生误触摸或者无效触摸.。

触摸屏知识简介要点课件

触摸屏知识简介要点课件
且简单。
高效便捷
触摸屏技术能够快速响应用户 的操作,提高了人机交互的效 率和便捷性。
多样化的交互方式
触摸屏技术提供了多种手势和 触摸操作,如点击、滑动、缩 放等,丰富了用户的交互体验。
节省空间
触摸屏技术可以减少传统输入 设备的占用空间,使得设备更
加轻薄便携。
缺点分析
精度问题
由于触摸屏的感应原理, 用户在操作时可能会出 现定位不准确或误操作 的情况。
提高手写识别率
采用更先进的手写识别技术,提高手 写输入的准确性和识别率。
提供多种输入方式
除了触摸屏操作外,还可以提供键盘、 鼠标等其他输入方式,以满足不同用 户的需求。
定期维护保养
定期清洁和维护触摸屏,以保持其良 好的使用状态和寿命。
05
触摸屏技在活 中的用案例
手机与平板电脑
手机和平板电脑已经成为现代人不可或缺的电子设备,触摸屏技术使得用户能够 更加直观、方便地操作这些设备,实现通讯、娱乐、办公等多种功能。
依赖手写识别
对于手写输入,用户可 能需要适应不同的识别
引擎和识别率。
不适合复杂操作
对于一些需要精细控制 的复杂操作,触摸屏可 能不如传统的键盘和鼠
标方便。
维护成本高
触摸屏的表面容易受到 划伤和污渍的影响,需
要定期清洁和维护。
如何扬长避短
优化交互设计 通过改进交互设计和界面布局,降低 误操作和提高用户操作的准确性。
公共信息查询系统
如银行ATM机、机场航班信 息查询等。
医疗设备
如超声波检测仪、心电图仪等 医疗设备上的触摸屏界面方便
医生操作和查看数据。
02
触摸屏技程
早期发展阶段
1940年代

PLC与触摸屏控制技术ppt课件

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4、组态一个简单工程
• 什么是GOT? • GOT〔Graphic Operation Terminal-人机介面〕是电子操 作面板,在其监视屏幕上可进展开关操作、指示灯、数据显 示、信息显示和其他一些在原有由操作面板上进展的操作。
4、组态一个简单工程
有关显示在GOT 上的监视屏幕数据 显示在GOT 上的监视屏幕数据是在个人电脑上用公用软件(GT
PLC概述 ——PLC的定义
• 可编程控制器(Programmable Controller)
• 个人电脑(Personal Computer)
• 为了防止混淆,将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做:
PLC (Programmable Logic Controller)
• 国际电工委员会(International Electrical Committee):
3、触摸屏的组成与原理
触摸屏的组成与原理 触摸屏主要由触摸检测部件、触摸屏幕、控制器和多个通讯接口等组成。触
摸检测部件安装在显示屏幕前面,用于检测用户的触摸位置坐标。触摸屏的屏幕 上由上、下层弱导电薄膜或下层用氧化铟玻璃组成,中间以极小绝缘点隔开;
触摸屏原理:当触摸屏上、下层弱导电薄膜接触时,便产生接触信号。当手 指接触时,两层导电薄膜在触摸点处接触而产生信号。此信号被触摸检测部件感 知、接纳后,并将它转化成触点坐标,再送给控制器。控制器根据触点坐标位置, 控制接触屏幕模拟计算机鼠标的运作方式进展任务。触摸检测部件同时也能接纳 控制器发来的指令信号,并且加以执行。多个通讯接口用来完成触摸屏与外部设 备之间的信息交换。
动控制〔步进、伺服〕、过程控制〔温度、压力、PID模块〕、 数据控制〔PMC)、通讯网络〔点对点,点对多点、远程〕

触控技术

触控技术

一、电阻式四线触摸屏结构 两层导电的ITO(透明的铟锡氧化材料),分别做为X电极层和Y电 极层。
1、表面硬涂层 2、聚酯薄(PET) 3、ITO陶瓷层 4、间隔点 5、玻璃底层 6、压力触摸点
结构等效电路图
• 计算触点X,Y坐标分为两步 • 计算Y坐标,在Y+电极施加驱动 电压Vdrive, Y-电极接地,X+ 做为引出端测量得到接触点的 电压,由于ITO层均匀导电,触 点电压与Vdrive电压之比等于 触点Y坐标与屏高度之比。 • 计算X坐标,在X+电极施加驱动 电压Vdrive, X-电极接地,Y+ 做为引出端测量得到接触点的 电压,由于ITO层均匀导电,触 点电压与Vdrive电压之比等于 触点X坐标与屏宽度之比
1、表面硬涂层 2、聚脂薄膜(PET) 3、ITO陶瓷层 4、间隔点 5、玻璃底层 6、压力触摸点
(3)表面声波式 手指触摸屏幕时即将原沿 介质表面传播发放器传送至平 面玻璃并均匀分布的表面声波 产生遮断,并由此确定坐标位 置。其主要优点是不受温度、 湿度等环境因素影响,分辨率 极高,有极好的防刮性,使用 寿命长,透光率高,能保持清 晰透亮的图像质量,比较适合 公众场合使用。其主要缺点是 其成本较高、上下游技术不易 整合、不支持多点侦测。
• Cp-寄生电容 • 手指触摸时寄生电容增加:Cp‘=Cp//Cfinger • 检测寄生电容的变化量,确定手指触摸的位置
互电容检测法
• 互电容检测方法:检测两个交叉感 应块之间形成的电容,两个感应块 分别构成电容的电极。互电容检测 方法,横向电极依次提供激励信号, 纵向的所有电极同时接收信号,这 样可以得到所有横向和纵向电极交 汇点的电容大小,即整个触摸屏的 二维平面的电容大小。它是通过相 邻电极的耦合产生的电容。当被感 觉的手指靠近从一个电极到另一个 电极的电场线时,交互电容的改变 被感觉到,从而报告出位置。 基于 这种测量方法,可以准确测量多点 绝对坐标,如图所示。

触控屏技术的发展 (1)

触控屏技术的发展 (1)

触摸屏的现状及发展趋势摘要:随着使用电脑作为信息来源的与日俱增,触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点,应用已越来越普遍,其相关产业及产品的应用也正在成为技术热点,针对上述实际状况,介绍了触摸屏有关的基本原理、技术特性、性能、特点及其发展趋势。

关键词:触摸屏技术原理应用Developing Tendency of Touch-screenAbstract:With the use of computers as a growing source of informatio,touch screen with its easy to use,durable,fast response,saving space,easy to communicate the advantages of application in today's society more and more common.Related industries and their products,applications are emerging as a technology hot spot,this article describes the basic principle of the touch screen,technical characteristics, performance,characteristics and trends.Key words:touch screen technical principle application1 触摸屏技术的基本原理触摸屏的种类比较多,根据其工作原理的不同一般分为四大类:表面声波触摸屏、电阻式触摸屏、电容式触摸屏和红外线式触摸屏。

1.1 表面声波触摸屏表面声波,超声波的一种,在介质表面进行浅层传播的机械能量波。

其性能稳定,并在横波传递中具有非常尖锐的频率特性。

触控技术及制作流程简介PPT课件

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RITO1 POSI
R面POC3
8.1.1 SITO
ITO
绝缘材料
Raw glass
ITO sputter
ITO POSI
ITO etch & stripping
Shielding ITO sputter
POC2
Metal etch &stripping
Metal POSI
Metal sputter
蚀刻
剥膜
检查
7.3 保护胶印刷
保护胶:在切割、CNC、Bonding制程中用来保护玻璃表面防止二次划伤的物 质。
印刷示意图
印刷前
印刷后
7.4 切割制程
大片
小片
Pre test
功能测试
7.5 CNC制程
钢化层 CNC 刀头
制程示意图
CNC前 CNC后
7.6 Bonding制程
Sensor
ACF贴合
伟光部分
1.Sensor厂根据pattern 图确定sensor排版 2.确定其他相关规格
7.电容式触控屏生产工艺流程
Raw glass FOG test
Polish Surface treatment
Sputter ITO、SiO2、Metal
Wei light Process
Photo/etch Polymer coating pattern
2.4 设计更美观
3.触控的原理
当手指或导体触摸到TP时,电容值Cp就会产生变化
4.电容的分类
感应电容式
表面电容式 投射电容式
自电容式 互电容式
4.1.表面电容式
四角电流区
触控点
流经四角电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四 个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。

触控面板技术发展趋势简报XXX0312

触控面板技术发展趋势简报XXX0312

替代材料與ITO特性比較
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
缺點:1.大面積製程的導電性較ITO差,且透光率較低 2.與目前觸控面板的黃光製程整合不易 3.不具可撓曲
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
新替代材料--奈米銀線
優點:ITO替代品中最佳的穿透率,導電性質優於ITO。
國內廠商:工研院
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
新替代材料—導電高分子
國內廠商:精磁
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
新替代材料—奈米碳管與石墨烯
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
新替代材料—奈米碳管與石墨烯的開發
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
新替代材料—奈米碳管優點與供應商
優點:體積小、質量輕、高強度、高韌性、可撓曲性、高導電度、高導熱度
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
OGS(TOL)的發展—宸鴻
單片式光罩 優點—單片玻璃強度較佳 缺點—製程良率低
触控面板技术发展趋势简报 XXX0312
改用On/In-cell主導權將轉至面板廠,不利觸控模組廠
Cover glass Fujilens LensOne
TPK、勝華 正達、清惠
Full retail now
US$499/US$629.99
Price with 2-year contract
None
US$399 (June) US$99.99 None
US$599/799.99 (Feb) US$499/699.99 (June) US$499 (April)
US$499/649.99




电容触摸屏未来发展趋势报告PPT

电容触摸屏未来发展趋势报告PPT

电容触摸屏未来发展趋势报告pptxx年xx月xx日contents •引言•电容触摸屏行业现状•未来发展趋势分析•面临的挑战和机遇•结论和建议•参考文献目录01引言介绍电容触摸屏技术的背景和现状,包括现有的应用领域和技术发展趋势。

引出电容触摸屏技术未来的发展前景和可能的影响。

背景介绍•说明研究的目的和意义,重点强调电容触摸屏技术在未来的发展和应用前景。

研究目的•说明报告的主要内容和范围,包括研究方法、分析过程和结论等。

同时强调报告的客观性和准确性。

报告范围02电容触摸屏行业现状电容触摸屏是一种利用人体的电流感应来工作的触摸屏,主要由玻璃保护层、导电层和感应器等组成。

行业定义根据产品类型和应用领域,电容触摸屏可分为消费电子、工业控制、医疗设备、智能家居等。

行业分类行业概况市场规模2020年全球电容触摸屏市场规模约为120亿美元,预计未来将以每年约10%的速度增长。

增长趋势随着智能设备的不断普及,电容触摸屏市场需求持续增长,同时技术进步和产业升级也将推动行业增长。

市场规模和增长趋势主要企业苹果、三星、华为、小米等智能手机制造商,以及一些专业的触摸屏制造商如宸鸿科技、欧菲光等。

主要产品苹果的iPhone系列、三星的Galaxy系列、华为的Mate系列和小米的Redmi系列等智能手机,以及各品牌的平板电脑、智能手表等。

主要企业和产品03未来发展趋势分析随着科学技术的不断进步和创新,电容触摸屏技术也将持续升级和完善,以提供更加出色的性能和体验。

详细描述电容触摸屏技术是利用人体的电信号来检测触摸位置的一种技术,未来的技术创新和升级将集中在提高触摸精度、稳定性和可靠性,以及提高响应速度和降低延迟等方面。

同时,还将积极探索和研发新型的电容触摸屏技术,如柔性电容触摸屏技术等,以满足不同应用场景的需求。

总结词技术创新和升级VS总结词电容触摸屏技术的应用领域将会更加广泛,未来将逐渐涉及到医疗、娱乐、智能家居等领域。

详细描述随着电容触摸屏技术的不断普及和应用,未来其将逐渐涉及到医疗设备、智能家居控制、游戏娱乐等领域。

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欧菲光采用印成型制程,成本效益 及市场规模皆占有优势
牧东与苏大维格合作,技术与欧菲 光相似
辰鸿与美Cambrios合作,以大陆 手机市场为主 不排除可携式穿戴市场
暂无量产产品
华映彩晶皆以大陆智慧型手机为主, 出货量较大
群创以国际大厂为主,发展状况较 慢
天马进度较京东方迅速,以大陆智 慧型手机为主,但出货量及制程控 制皆不如台厂
内嵌触控面板 技术特征
内嵌式触控面板
In-cell
感测器在TFT基板需探 LTPS TFTLCD 尺寸不易提升
On-cell
感测器在彩色滤 光片背面 技术、尺寸限制 较低
Photo sensor
最早量产 因干扰问题遭放弃
Capacitive sensor
现为主流技术
TFT LCD
干扰问题亦为课题
AMOLED
正极&TFT-Glass
显示屏类别 应用可能 嵌入位置 应用难度
In-Cell应用
LCD
OLED
OK
OK
On TFT-Glass
最难
显示屏类别 应用可能 嵌入位置 应用难度
On-Cell应用 LCD OK C/F-Glass 难
OLED OK 封装-Glass 易
技术难度
In-cell技术由于Touch Sensor与TFT做在同一块 玻璃上,触控时手指与Sensor距离比Sensor与TFT 的距离更大,干扰问题很难解决,需要触控芯片厂 家新开发的芯片支持.
单层ITO Sensor技术: 目前可作到单指书写+双指手势 只需做一次ITO价格便宜工业简单 缺点:多指触控技术还不成熟
IVO On-cell单层ITO图形
1 ITO Structure
1 ITO Structure
On-cell基础结构
基础简介:On Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片基板和 偏光片之间的方法,即在液晶面板上配触摸传感器
OLED TFT背板
On-cell
On-cell基础结构
基础简介:On Cell是指将触摸屏嵌入到显示屏的彩色滤光片 基板和偏光片之间的方法,即在液晶面板上配触摸传感器
On-cell主流触控技术
技术分类 金属网格类
纳米银线类 内嵌式
台厂进程
大陆进程
介面自制铜网格 洋华与富士合作银网格 台厂以供应高端市场为主
2013年底量产 期望扩大on-cell内嵌式触 控面板市场占有率在2014年下半持续席 卷大陆手机市场。
Synaptics+敦泰(触控晶片 厂)
该公司的On-Cell内嵌式触控面板已获大 陆手机厂中兴通讯订单,于2014年第2季 开始小量放量
1.台湾面板厂来说,包括群创、华映、彩晶、华映旗下的凌巨都已经投 入On-cell触控面板产品开发。 群创目前系同时推广WIS(Window Integrated Sensor)OGS单片玻璃 触控技术,以及TOD(Touch on Display)On-cell整合型触控技术 其中,On-cell触控面板初期以7吋以下产品为主,目标手机和平板计算 机应用市场
总结:OLED与On-Cell组合,技术难度最低,厚度最薄,最具技术&市场优势
TFT面板廠未來將以發展In-Cell/On-Cell式觸控技術為主
On-Cell内嵌式触控面板市场状况解析
厂家
合作方
友达 联咏(触控IC厂商)
现状
2014年第2季正式量产机种:中兴通讯智 慧型手机机种
华映 彩晶
备注
敦泰(触控晶片厂)+酷派 (手机厂)
3.传统触控产业链 结构
4.2014触摸屏行业 十大融资并购案
On-cell、in-cell贴合技术图解(一)
• On-cell
将触摸屏嵌入到彩色滤光片基板 和偏光片之间的方法,即在液 晶面板上配触摸传感器
• In-cell
将触控面板功能嵌入到液晶像 素中,即在液晶屏内部嵌入触 摸传感器功能
OGS与传统触控贴合技术图解(二)
2. On-Cell内嵌式触控面板目前已获大陆手机厂采用,不过,已经上市 的量产品多为中低阶智慧型手机,解析度多为WVGA或qHD等级。
SUPER AMOLED的on-cell技术
三星为了对抗 iPhone ,针对苹果IOS系统 界面配合高彩色高分辨率触控显示屏的特 色,也在自己的高端移动终端产品上针对 显示与触控方面进行突破,研发出自己独 家的Super AMOLED On-Cell触控显示屏 应用在Galaxy 盖世系列手机上三星
技术难度
ITO SENSER 与 C/F 共用 一块 Glass,良率低
ITO SENSER 直接刻在 封装 Glass上,技术难度低,良
率相对高
1.材料成本最低; 技术优势 2.制程时间最短;
3.技术难度很高,目前良品率最低.
技术优势
对于显示面板厂家可以整 技术难度最低,厚度最薄 合触控SERSOR,有利可图 并可以做曲面屏
难点:
1.只能集成在硬屏商,大陆市场面临断货风险 2.触控IC需要与显示IC做深度适配,触控屏加工厂商需要协调触 控IC、 面板厂、方案商三方之间进行程序适配调试 3.目前还没有方案商做独立实体按键驱动,所以按键界面需放在 动作 区内,降低了屏占比 4.需要有显示屏模组加工能力才能介入 5.全贴合控制困难,换偏光片和光学胶材后,甚至是盖板后,最好重新 做IC驱动程序适配调试; 6.集成面板材料成本虽有优势,但其他材料成本一样,加工成本高,直 通折损成本高,售后人工成本高 7.在光学方面仍有干扰,比如透过率、消影方面,仍不如in-cell技术
主流Screen的结构: 技术发展动态:
Polariser Color Filter Glass Polyimide(PI导向膜) LC(液晶层) Polyimide(PI导向膜) TFT-Glass Polariser Back Light Unit
OLED结构
Polariser 封装Glass 负极 Organice层
目前主推On-Cell的厂家:
SAMSUNG 韩国
DongWoo HannsTuoch 和鑫光电 华映光电
2013年大陆手机电容触摸屏中On-Cell电容屏160万片
* 数据来源:旭日移动终端产业研究所,与实际略有出入
Only For china market
结构 GFF GF GG OGS In-cell On0.92亿 0.73亿 0.44亿 0.016亿
比例 46.22% 25.27% 12.43% 9.86% 5.95% 0.22%
其中出货: Hand phone: 5.4亿片, Tablet: 1亿片, A/S Market:1亿片
触控屏的发展趋势分析
2018年触摸显示屏的发展预测:
Only For china market
预测2018年国内需求总数:14亿片
GG/GFF
9.76%
OGS
38.97%
In/On-Cell
51.24%
触控技术动态
有盖板的sensor制作:
1、在TFT LCD CF外表面制作,支持单层单点加手势(奇美)、单 层多点毛毛虫、单层多点搭桥(华映、友达、彩晶); 2、在CF表面制作,支持双层多点(奇美); 3、在CF外表面和POL上制作感测线路,支持双层或多层多点(试 样)。 4、盖板贴合:只支持全贴合,框贴驱动IC程序仍需重新开发。
Polariser Back Light Unit
OLED结构
SENSOR on 封装Glass Polariser 封装Glass SENS负OR极on TFT-Glass Organice层 正极&TFT-Glass
In-Cell的方式: ITO SENSER做到TFT-Glass表面上
On-Cell的方式: ITO SENSER做到C/F-Glass or 封装Glass表面上
AMOLED产品为红绿蓝三色蒸镀,把oncell的触控感应线路制作在用来隔绝空气中 氧气及水汽的OLED封装玻璃上,就制作成 了SUPER AMOLED on-cell触控显示屏, 主要应用在Galaxy盖世系列手机上。 三星目前将on-cell触控感测器制作外包给 CPT华映6代线,彩晶5代线等代工生产, 这也为这些工厂发展on-cell显示器打下了 基础。
触控技术与发展简介
徐金龙
目录
传统触控
1.基础结构原理 2.市场份额分析 3.市场发展趋势
OGS
On-cell
In-cell
1.OGS技术应用实例 2.OGS发展的优缺点
1.on-cell、incell 、OGS三 种贴合技术对 比
2.三种贴合技 术的优缺点
1.In-cell手机出货 量数据预估
2.触摸屏出货方案 预估
无盖板的sensor制作: TFTLCD CF玻璃直接做盖板用,sensor制作在TFTLCD盒内CF面, 支持单层单点加手势、单层多点毛毛虫、单层多点搭桥(友达)。
难点 On-Cell TFTLCD的优势与目前的
集成on-cell触控功能显示屏
优点:
1.半成品是标准品,通用性强, 2.可长单生产,降低生产管理成本; 3.与显示屏+sensor功能片组合模式对比,在材料成本方面更低。
不同显示器应对触控技术的比较
TFT LCD面板
表面玻璃 感应线路 粘结剂
偏光片 彩色滤光片
液晶 TFT背板
OGS及传统 触控
表面玻璃 粘结剂
偏光片 彩色滤光片
液晶 感应线路 TFT背板
In-cell
表面玻璃 粘结剂
AMOLED面板
表面玻璃 粘结剂
偏光片 感应线路 彩色滤光片
液晶 TFT背板
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