Android Touch详解（1）工作原理

• 概述
• 触摸屏的分类
• 红外线触摸屏
• • 结构原理
  • 优点
  • 缺点
• 外表声波触摸屏
• • 结构原理
  • 优点
  • 缺点
• 电阻式触摸屏
• • 分类
  • 原理
  • 优点
  • 缺点
• 电容式触摸屏
• • 原理
  • 分类
  • 表面电容式
  • • 原理
    • 缺点
  • 投射式电容屏
  • • 结构
    • 自感应电容式
    • • 原理
      • 优点
      • 缺点
    • 互感应电容式
    • • 原理
      • 优点
      • 缺点
  • CTP的结构
  • • G+F
    • G+F+F
    • G+G
• TP相关参数
• 参考资料

概述

  触摸屏的本质是传感器，它由触摸检测部件和控制器组成。检测部分安装在显示屏上面，用于检测用户触摸的位置，然后将触摸信息传给控制器；控制器将其转化为触点坐标传给CPU，同时触摸屏控制器能接收CPU发来的信息，做相应的处理

触摸屏的分类

  触摸屏根据其实现原理可分为：红外线触摸屏、外表声波触摸屏、电阻式触摸屏、电容式触摸屏。现在市场上的电子产品主要以电容屏为主，接下会简单介绍一下每种触摸屏的实现原理和优缺点

红外线触摸屏

结构原理

  红外触摸屏是在显示器前安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵；用户在触控屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置；可以实现多点触摸

优点

  红外触摸屏适用于任何可遮挡光线的物体触摸，不受电流电压及静电干扰，适合恶劣的环境条件；另外由于其没有电容充放电的过程，所以响应较电容式触摸屏快

缺点

  红外触摸屏的红外光栅矩阵要保持在同一个平面，所以它并不适合曲面显示器；其寿命受到红外二极管寿命的影响；可能被光干扰

外表声波触摸屏

结构原理

  表面声波触摸屏的触摸屏部分是一块玻璃板，安装在显示器屏幕的前面。玻璃板的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。示意图如下

  以右下角发射换能器为例，发射换能器将触摸控制器发来的电信号转化为声波能量像左方表面传递，然后被玻璃板下面的反射条纹反射为均匀向上传递，声波经由屏幕表面再被上面的反射条纹反射为向右传递，被右侧的接收换能器接收。接收换能器会将声波转为电信号。
  当手指或其他能够吸收或阻挡声波的物体触摸屏幕时，途径手指部位的声波将被部分吸收，反应在接手波形上，就是某时刻的波形上有个衰减缺口，计算缺口位置得到触摸坐标。

优点

由于没有氧化金属涂层，其清晰度非常好
强化玻璃屏有很高的防刮能力

缺点

怕其它频率很近和倍频的超声、强声和振动
怕屏幕污染，适合在研究室使用

了解更多请看：表面声波触摸屏工作原理及特点

电阻式触摸屏

分类

四线、五线、六线、七线、八线电阻屏

原理

  在两个玻璃或丙烯酸基板上相邻的一面覆盖透明导电的ITO（纳米烟锡金属氧化物）涂层。当有触摸时，两个ITO涂层会接触，将测量的电压转换为数字信号进行相应处理就可以得到触点坐标。

优点

价格便宜，灵敏度好，可以用手指以外物体进行触摸

缺点

耐用性不够，长时间施压会使器件损坏
受到压力就会有反应，容易误操作
灵敏度不易调整

了解更多请看：电阻式触摸屏工作原理

电容式触摸屏

原理

  两个带电的导体相互靠近会形成电容。
  当手指触摸屏幕时，由于人体电场，手指和触摸屏会形成耦合电容，对高频电流来说，电容是直接导体，会影响电路整体的电容特性。
  手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这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。

分类

分类如图。

表面电容式

简称SCT（Surface Capacitive Touch）

原理

  表面电容式利用位于四个角落的传感器以及均匀分布整个表面的薄膜，有一个普通的ITO层和一个金属边框，当一根手指触摸屏幕时，从板面上放出电荷，感应在触屏的四角完成，不需要复杂的ITO图案；

缺点

透光率不均匀，存在色彩失真
均匀沉积的ITO会导致枕型失真
当温湿度改变时，环境电场发生变化，会引起电容屏的不准确
  

投射式电容屏

结构

采用1个或多个精心设计的、被蚀刻的ITO层，这些ITO层通过蚀刻形成多个水平和垂直电极
  

自感应电容式

原理

每个扫描周期只需要检测X、Y电极，通过X和Y的检测结果定位触摸位置

优点

扫描速度快

缺点

只能实现单点触摸，多点时有鬼点效应，环境变化较大时需要校准
  

互感应电容式

原理

每次扫描周期都要检测每一个X方向的电极与Y方向的所有电极之间的电容，总共需要扫描X乘以Y次

优点

无需校准，实现多点触摸，不会产生漂移现象

缺点

扫描时间相对于自感应较

  
  现在常用的触屏都是自感与互感结合，先进行自感扫描如果需要再进行互感扫描，这样可以减少扫描时间和芯片负担。

CTP的结构

CTP：电容式触摸屏
Cover Lens：
  对CTP模组进行保护，当手指触摸时，与Sensor之间形成一定的距离，以产生耦合电容。
Sensor
  接收Control IC发出的脉冲信号，以在整个平面形成RC网络；具有触摸功能的部件，有Film Sensor和Glass Sensor两种
  ITO Film：有导电功能的透明PET胶片
  ITO Glass：导电玻璃
  优点：扫描速度快
  缺点：只能实现单点触摸，多点时有鬼点效应，环境变化较大时需要校准
FPC（Flexible Printed Circuit）：软性线路板
  连接Sensor 与Control IC
  连接Control IC与主机

G+F

Cover Glass + Film Sensor

特点：此结构使用单层Film Sensor，ITO图案一般为三角形，支持手势但不支持多点触摸
优点：成本低、时间短；透光性好， Sensor总厚度较薄
缺点：以单点为主，不能实现多点触控，抗干扰能力差

• 注：OCA - 光学透明胶或无基材光学胶

G+F+F

Cover Glass + Film Sensor + Film Sensor

特点：此结构使用双层Film Sensor，ITO图案一般为菱形和矩形，支持多点触摸
优点：准确度高，手写效果好；总厚度薄；抗干扰能力强
缺点：透过率没有 G +G 高

G+G

Cover Glass + Glass Sensor

特点：此结构使用一层Glass Sensor，ITO图案一般为菱形和矩形，支持多点触摸
优点：准确度高，透光性高，手写效果好
缺点：开模成本高，周期长，可替代性差，受撞击Glass Sensor易损坏，厚度较厚

TP相关参数

参考资料

1. touch简介
2. 电阻式触摸屏工作原理
3. 电容式触摸屏原理

标签：ITO,触摸,触摸屏,详解,Touch,原理,Android,Sensor,电容式
来源： https://blog.csdn.net/weixin_44904296/article/details/113371087