觸摸屏設(shè)計日益簡化
采用不同的布線方法,設(shè)計中可以包含多達(dá)7個列線,足以應(yīng)對幾乎所有可預(yù)見應(yīng)用的要求,包括那些帶基本多觸點(diǎn)能力的應(yīng)用。而這些圖案是由愛特梅爾開發(fā)并申請專利。
類似的結(jié)構(gòu)也可以淀積在玻璃和塑料薄膜上 (圖2)。從技術(shù)上來說,玻璃是一種比塑料更好的襯底材料,因為它的光學(xué)特性比塑料好,透明度更高,光散射更小。不過,如何把玻璃層粘接在剛性面板上是一大挑戰(zhàn),因為很難消除層壓工藝中的空氣。
現(xiàn)在有一些更先進(jìn)的設(shè)計是直接在純平觸摸屏上涂敷感測層,完全無需載體層 (圖3)。利用這種方法可以把整個面板做得更薄,當(dāng)然也進(jìn)一步改進(jìn)了光學(xué)特性。每減少一層,就降低了一部分成本和測試時間,從而提高解決方案的經(jīng)濟(jì)效益,更有利于大批量生產(chǎn)。所以單層電極結(jié)構(gòu)非常適合于這類構(gòu)建。
材料疊層的厚度當(dāng)然取決于層數(shù)。一個典型的三層結(jié)構(gòu) (X、Y、屏蔽層) 可能厚達(dá)450mm,而在玻璃上的單層結(jié)構(gòu) (圖3) 厚度可能僅25mm。當(dāng)然,疊層厚度對小型便攜式設(shè)備而言至關(guān)重要,每加一層便會增大模糊度,降低透光度。此外,高層數(shù)解決方案還有一個缺點(diǎn),即是功耗增加,因為LCD背光不得提高亮度以補(bǔ)償光吸收的增加。
在所有情況下,ITO電極都需要經(jīng)由出線端 (tail) 連接,插入到包含感測芯片的PCB 中。但有些情況下,芯片可以直接安裝在出線端上。連接線跡通常由絲網(wǎng)印刷銀墨形成,而有些情況則是由濺射和蝕刻金屬構(gòu)成,以減小厚度。由于觸摸屏周邊的空間限制,故這些線跡可能非常難于設(shè)計。
觸摸屏使用的感測電路和方法完全取決于技術(shù)供應(yīng)商,英國量研科技公司在1990年末開發(fā)的專利技術(shù)“電荷轉(zhuǎn)移感測”就是可靠技術(shù)的一個典型實例。電荷轉(zhuǎn)移感測技術(shù)可以實現(xiàn)超低阻抗的感測,有助于減小外部噪聲的影響,它有兩種類型:1) 單端模式;2) 橫穿模式 。其中橫穿模式的性能最高,因為它能夠輕易識別同一個觸摸屏元素上多個觸點(diǎn)的絕對位置,而單端模式卻具有難以避免的含糊性。
這種感測電路還整合了一個微控制器,其接收原始信號數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理,輸出一個X-Y位置信號 (在多觸點(diǎn)觸摸屏的情況下,可為多個輸出)。這種用來減少數(shù)據(jù)的算法是基于數(shù)學(xué)內(nèi)插方法的。一般而言,一個投射式電容解決方案能夠達(dá)到10位×10位 (1024×1024) 的分辨率,足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。
如果需要手勢和筆跡識別,還可包含其它的一些算法。
結(jié)論
觸摸屏已成為電子控制表面的一種主流設(shè)計趨勢。在全球觸摸屏市場,雖然投射式電容感測技術(shù)仍只占極小部分,但它正以加速方式逐漸獲得采納。這種最為人所期待的技術(shù)將只包含一個透明感測層,并采用非??煽康母袦y電路和算法來提高可靠性并降低成本。投射式電容感測技術(shù)很可能取代電阻性技術(shù)成為下一代主流技術(shù)。
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