完善资料让更多小伙伴认识你，还能领取20积分哦，立即完善>
标签 > 触控技术
所谓的触控就是不透过按键，而是以手指或笔尖接触设备萤幕上的功能图示来操作。触控技术依感应原理可分为电阻式（Resistive）、电容式（Capacitive）、音 波式（Surface Acoustic Wave）及光学式（Optics）等四种。
所谓的触控就是不透过按键，而是以手指或笔尖接触设备萤幕上的功能图示来操作。触控技术依感应原理可分为电阻式（Resistive）、电容式（Capacitive）、音 波式（Surface Acoustic Wave）及光学式（Optics）等四种。
触控面板也叫触摸屏（Touch Panel， or Touch Screen， or Touch Pad， etc），凡是电子设备都要用到屏幕，如果你不想让你的屏幕被无聊的键盘占据一半面积，就必须要使用触摸屏作为人机对话的媒介，触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
触控面板最早结缘于1965年E.A. Johnson一篇简短的描述电容触摸屏的文章，继而1967年深度发表有图有真相的文章。再到1970年由两位CERN（European Council for Nuclear Research）的两位工程师在1970年代初期发明的透明触控面板，并且与1973年投入使用。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（#3，911，215），并与1982年投入商用。
1、触控面板的技术要点：
从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不像鼠标需要一个光标作为相对定位用，所以很容易分散注意力，因为你要时时关注光标在哪里。
究其结构通常是在半反射式液晶面板上（ITO透明导电极）覆盖一层压力板，其对压力有高敏感度，当物体施压于其上时会有电流信号产生并且定出压力源位置，并可动态追踪。这种就是我们媒体报道的on-cell技术。现在亦有In cell Touch触控组件集成于显示面板之内，使面板本身就具有触控功能，不需另外进行与触控面板的贴合与组装即可达到触控的效果与应用，主要是Apple在研究，优缺点看我前一篇文章《面板驱动IC》
接下来我们主要从透明性和定位方法来分别介绍不同触控技术的区别及原理。
2、触控面板的分类及原理：
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、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台；红外线技术触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；表面声波触摸屏几乎解决了所有触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，致命的缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝甚至不工作，所以也很难普及使用。下面主要讲电阻式和电容式屏幕吧。
1） 电阻式（Resistive Touch）：用力真好！
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。
正常工作时，上下极板接电压并且处于断开状态，当外力按下时上极板发生形变与下极板接触导通，此时产生电压变化，通过此电压变化可以精确测量触摸点坐标（因为触摸上下极板接触后则上下极板由原来的整体电阻变成了一分为二的电阻，而电阻值分压值与它到边缘的距离成比例推算X、Y坐标的）。所以电阻式触摸屏的精度主要取决于这个坐标电压的转换精度，所以非常依赖于A/D转换器的精度（力度大小的电压敏感性）。
因为电阻式萤幕透过压力操控，所以不一定要用手来控制，笔、信用卡等都可以操作，即使戴套也没关系，而且它和外界是隔离的所以它具有防尘防污的优势；不过如果「摸」得太轻，电阻式萤幕不会有反应，要用轻戳才行。电阻式萤幕成本低廉、技术门槛低，而且，操作电阻式触控萤幕时需要轻敲，所以容易坏，而且灵敏度也不太好，画画、写字并不流畅。
2） 电容式（Capacitive Touch）：纵享轻滑！
然而，真正带来智能手机风潮的是电容式触摸屏，它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。
工作时，上透明电极需要接电压并在四个角上引出四个电极，所以当手指触碰上面的SiO2层时，因人体是导电的，所以人体与上透明电极之间产生足够的耦合电容，并且根据与四个角（或周边）测量的电容值变化来计算出触控位置坐标（离触控位置越近则电容越大）。但是这种表面电容式触控（Surface Capacitive）还是无法满足现在流行的多点触控，如果要实现多点触控必须要使用新技术叫做Projected-Capacitive Touch，它主要改变在于将表面的感应电极铺设成一层或两层并且进行图案化（主要是菱形），一层负责X方向，一层负责Y方向。然后通过X方向和Y方向电极电容的变化来定位。
由于现在主流都是多点触控（Multi-Touch），所以我稍微多讲一点他的演变过程，多点触控的Projected Capacitive主要有两种：自电容（Self-Capacitive）和互电容（Mutual Capacitive）。自电容它是直接扫描每个X和Y的电极电容，所以当两个触摸点的时候会额外产生两个虚拟点（Ghost Points），如图所示，左边为两层电极图形化示意图（多为菱形），它只需要一层ITO层即可，通过光刻形成X和Y电极。右边为原理图，从原理图上看，当同时触摸（X2， Y0）和（X1， Y3）时，由于量测四个电极的电容，所以会额外多出两个点（X1， Y0）和（X2， Y3），这就是Ghost Points，只能靠软件解决了。虽然自电容有Ghost-Points的问题，但是自电容位置精准灵敏度高，最大的好处是它可以做Single layer ITO膜，但是到大尺寸（》15寸）的时候点数增加导致管脚增多，成本会很高，而且点数多了之后中间的线路会走不出来，必须要把ITO变细，所以电阻增大，而且点数多扫描时间也会增长，看似没有优势，但是现在苹果手机貌似就是在走自电容触控技术，这些技术应该都突破了。
而互电容（Mutual-Cpacitive or Trans-Capacitive）它需要两层ITO膜层，通过特殊的结构把X和Y电极在每个节点上分隔开，这样它扫描的就是节点（Intersection）电容，而不是电极电容了。只是这两层ITO在交点处的接触必须隔开，需要用到MEMS技术将它类似立交桥架起来。
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）。
电容式触控优势在于速度快，可以滑而不用再用戳的。然而它只能用导电物体操控，它还有个缺点是如果触控面积比较大（手掌），可能你还没碰到就有动作了，因为面积大耦合电容大，所以触发了屏幕，所以它对外界电场或温湿度导致的电场变化比较敏感。但是它是一层玻璃板结构所以透光率比电阻式高可达90%以上。
然而不管是电阻式还是电容式触摸屏都很难做到均匀电场，所以只能用于20几寸以下的面板尺寸。如果要做大屏幕触控必须要使用波动式触控技术（主要有表面声波或红外线波两种），它主要在四角或边缘安装红外线或声波发射器/接收器，当触控阻断声波或红外线时，对应的接收器接收不到信号则可以断定坐标，这种触控屏怕脏怕灰怕油，太娇气了，而且很容易受环境波动影响。
每一类触摸屏都有其各自的优缺点，要了解哪种触摸屏适用于哪种场合，关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。
3、触控面板的电路部分：
上面花了大部分篇幅介绍触控面板的感应模块原理及结构，但是和Sensor一样（触控也是一种Sensor），它有传感部分就一定有电路部分，而触控的电路部分主要负责的事情就是：信号探测、坐标定位、以及手势识别（滑动/放大/点击）。
而对于MCU电路来说，主要需要哪些电路单元，首先最重要的就是ADC（这是所有Sensor必须的），其次是Scan Control和DSP（信号处理），而扫描电路一定需要时钟信号，所以需要Timer。而手势识别是靠一个叫Finger Tracking的单元实现，最后就是User configure的代码保存需要用到EEPROM或Flash。
而在设计上的主要难点有两个：1） 高电阻加大电容问题，2） 噪声耦合（Noise Coupling）。前者主要是由于屏幕越来越大导致ITO的电极越来越长所以电阻越来越大，另外电极越来越长导致电容面积越来越大所以电容也变大，最后的问题是RC-delay延长，而解法要么是通过加大电压来加速scan，要么是换金属布线（Ag）。后者（Noise coupling）主要是由于面板越来越大，很容易接收到环境噪声的干扰主要靠shielding来避免，而另外的干扰来自开关电源的干扰，这只能通过在ADC之前增加Noise Cancellation来实现。
根据FMTSID原理，Sony计算机科学实验室的Rekimoto等在2002年提出具有更高分辨率的SmartSkin多点触控系统，该系统由网格状发射器/...
磁吸附爬壁机器人现有技术有哪些 磁吸附爬墙机器人技术性能指标
选择和使用磁吸附爬壁机器人时，需要根据具体应用的需求和安全性要求来评估和确定其适用的载重能力。最好参考机器人制造商提供的技术规格和建议，以获取准确的载重...
电容式触摸屏利用绝缘玻璃表面的电容变化来检测触摸位置。触摸屏上覆盖着一层导电材料（ITO导电层），形成一个电场。
妙控板采用无线和可充电设计，并支持全部多点触控手势以及力度触控技术。触控板表面下方的感应器能够感知用户施加力度的细微差别，让用户通过指尖实现更多功能，与...
电阻式触控屏幕为透过机械形式的压按产生触点追踪数据，即便导电层、薄膜与绝缘物采用更耐用的材料制作，但局部触按区的点击、触按次数过多，也会造成机械结构的疲...
随着触控技术的不断完善，触控一体机在尺寸上得到了极大的突破，大尺寸触控一体机成为行业发展的焦点。
从生物识别逐渐成为手机主流解锁方式之后，关于不同解锁方式——尤其是目前几种主流的指纹解锁位置到底谁更优秀，也成了手机圈里的“日常话题”。
触摸屏感应到我们手指的触摸是因为当手指触摸屏幕上的一个具体位置时，相当于为屏幕发送了一个精确的电子信号。触摸屏有很多类型，大致分为电阻式触摸屏和电容式触...
点点点、滑滑滑！每天我们这些低头族都在机械的刷屏微信，看来触摸真的改变了人类的生活方式。然而你就不好奇为什么你在玻璃板上动动手指头，机器就知道你要做什么...
将时间拨回至上个世纪40年代，触控技术被首次提出，在当时充满了前卫的想象力，而后在1965年，工程师埃里克·亚瑟·约翰逊（Eric Arthur Joh...
物联网系统中为什么要使用触摸芯片 在物联网系统中使用触摸芯片的原因主要体现在以下几个方面： 1、提升用户体验 直观交互：触摸芯片通过电容感应技术，使用户...
欧洲安全机构新规倡议汽车制造商回归实体按键：触控操作存安全隐患
Euro NCAP 的战略发展总监Matthew Avery解释道：“触控技术普及已成为汽车产业问题之源，业界几乎所有厂家均将重要功能移植至触控屏幕，促...
OLED透明屏触控技术作为一项突破性的未来科技，正以其高透明度、触控交互和轻薄便携的特点，引领未来科技革命。市场数据、报告和行业动态都显示了这项技术的巨...
自2015年以来，芯海科技ForceTouch系列产品已实现从最初的ForceTouch1.0到2.0、再到3.0，通过不断创新迭代，关键技术指标达到业...
让科技更简单、让生活更智能RK3568系列主板支持三屏异显异触控，即一块主板可同时接入三个显示屏，每个显示屏可同时播放不同的内容；并支持多点触控，每个屏...
2022-04-14 标签：触控技术 2002 0
一加 Ace 2 这块屏幕还采用全球首发的灵犀触控技术，将触控时延做到了行业领先水平，在南德测试中一次性通过触控时延、灵敏度、精准度等 16 项标准测试...
单点或多点触控技术即触摸。IC也就是芯片的意思，是指端面与摩擦衬片、摩擦材料层做成一体的非金属片或金属片，在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电...
换一批
编辑推荐厂商产品技术软件/工具OS/语言教程专题
| 电机控制 | DSP | 氮化镓 | 功率放大器 | ChatGPT | 自动驾驶 | TI | 瑞萨电子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二极管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 无刷电机 | FOC | IGBT | 逆变器 | 文心一言 | 5G | 英飞凌 | 罗姆 |
| 直流电机 | PID | MOSFET | 传感器 | 人工智能 | 物联网 | NXP | 赛灵思 |
| 步进电机 | SPWM | 充电桩 | IPM | 机器视觉 | 无人机 | 三菱电机 | ST |
| 伺服电机 | SVPWM | 光伏发电 | UPS | AR | 智能电网 | 国民技术 | Microchip |
| 开关电源 | 步进电机 | 无线充电 | LabVIEW | EMC | PLC | OLED | 单片机 |
| 5G | m2m | DSP | MCU | ASIC | CPU | ROM | DRAM |
| NB-IoT | LoRa | Zigbee | NFC | 蓝牙 | RFID | Wi-Fi | SIGFOX |
| Type-C | USB | 以太网 | 仿真器 | RISC | RAM | 寄存器 | GPU |
| 语音识别 | 万用表 | CPLD | 耦合 | 电路仿真 | 电容滤波 | 保护电路 | 看门狗 |
| CAN | CSI | DSI | DVI | Ethernet | HDMI | I2C | RS-485 |
| SDI | nas | DMA | HomeKit | 阈值电压 | UART | 机器学习 | TensorFlow |
| Arduino | BeagleBone | 树莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 华秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
关注我们的微信
下载发烧友APP
电子发烧友观察
版权所有 © 湖南华秋数字科技有限公司
长沙市望城经济技术开发区航空路6号手机智能终端产业园2号厂房3层（0731-88081133）
电子发烧友 （电路图） 湘公网安备43011202000918
工商网监
湘ICP备2023018690号-1
