电容式多点触摸技术的研究与实现
发布时间：2020-10-11 08:09
触摸屏作为一种人机交互式的输入设备,在工业、个人电子电器、娱乐等许多场合和领域得到了广泛的应用。电容式触摸屏是其中的一种,它是采用人体的电流感应进行工作的触摸屏。其构造主要是在玻璃屏上涂上透明的导电物质,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏具有响应时间短、使用寿命长和透过率高等诸多优越性能,正在快速成为市场主流触摸屏。随着苹果iPhone的横空出世,实现多点触摸交互成为新一代触摸屏的必然趋势。就表面式电容触摸屏和投射式电容触摸屏而言,表面式电容触摸屏在同一时间无法感应到多点触摸,而投射式电容触摸屏在玻璃背面设计一种结构比较复杂的涂层,可以实现。 对于投射式电容触摸屏来说,关键问题是在于采用非常稳健可靠的感测电路、设计合适的感应层结构、开发相应的坐标定位以及多触点设别算法来提高可靠性并降低成本。然而,这些技术的供应商极少,相关专利却又相当多,为市场新进者造成了巨大障碍。 本文介绍了一种基于张弛振荡原理的电容触摸感测方案,并对不同感应层结构的投射式电容触摸技术进行了深入的研究,尤其是在坐标定位与多触点识别方面。针对菱形结构的投射式电容触摸屏,提出了一种新的坐标定位算法即根据相邻感应单元的电容变化差值来计算,并且通过实际测量数据验证了其触摸定位的准确性,且这种定位算法可以在一定的范围内调节触摸屏的分辨率,并由此提出了感应单元在设计时的尺寸要求,利用多次采样求平均值法减小了采集数据的波动,采用“极大值”法区别单点与两点触摸,并设定阈值判定是否为有效触摸,根据触摸动作的先后顺序排除了伪坐标的可能,最终实现了两点触摸。与此同时,还设计了一种单层的三角形结构的投射式电容触摸屏,并分析得出了相应的触点坐标定位方法,通过将触摸屏进行矩阵化也实现了多点触摸。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP334.3
【部分图文】：
可以是平面、球面或柱面，没有任何贴膜和覆盖层。超声波传送换能器分别被直与水平地固定在玻璃平板的左上角和右下角，两个相应的超声波接收换能器固定在玻璃平板的右上角。玻璃平板的四个周边有刻着非常精密的反射条纹，个反射条纹成倾斜的 45°角由疏到密的排列着。见图 1-1 所示:
图 1-2 电阻式触摸屏的基本结构阻式触摸屏的工作原理：当手指或其他物体触压屏幕的上表面时，两相互隔离的透明导电层产生一个接触，检测控制器通过 A/D 转换的模拟电压值，根据电阻串联分压的特性将该电压值与 5V 电压想比触摸点的 X 和 Y 轴的坐标。根据引出线数的多少，电阻式触摸屏又、五线和六线等类型。其中四线电阻式触摸屏的应用最广泛，它是电层的两对边分别引出电极总共四根，工作时一层导电层作为工作的电压，另一导电层作为导体检测接触点的电压。而五线电阻式触摸向上的电压分时的加在同一导电工作层上，另一导电层仅仅作为导作层接触点的电压。论是四线电阻式触摸屏还是五线电阻式触摸屏，它们都有分辨率高于生产，抗干扰能力强，能在恶劣环境下工作，不怕尘埃、水及污点。但是，由于复合薄膜的外层采用塑胶材料，极易被划伤或用力屏，所以电阻式触摸屏的抗刮伤能力差，很大程度的影响其使用寿
管和红外接收管，通过电路驱动红外发射管发出红外光，在屏幕表面形成一个红外线网，位置相对的红外线接收管接收红外光信号。图1-3 红外式触摸屏的基本结构当用户手指或其他不透明物体触摸显示屏的某一点时，接触物挡住了该点横向和纵向的红外线，红外线接收器会探测到变化的信号并转换成电压，该电压与接收到的红外线的强度成比例关系，通过对接到的电压信号进行处理就可以确定触摸点的位置坐标。红外式触摸屏的光透过率高，工作信号较稳定，能够抵抗电流、电压和静电等的干扰，而且安装成本低，简易。但不足之处是，触摸屏暴漏在太阳光下，受太阳光的干扰很大，分辨率较低[17]。1.1.5 新概念型触摸屏随着触摸屏技术的不断发展，衍生出许多新兴的触摸屏技术，通过拓展触摸屏的使用功能
【引证文献】
本文编号：2836319
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP334.3
【部分图文】：
可以是平面、球面或柱面，没有任何贴膜和覆盖层。超声波传送换能器分别被直与水平地固定在玻璃平板的左上角和右下角，两个相应的超声波接收换能器固定在玻璃平板的右上角。玻璃平板的四个周边有刻着非常精密的反射条纹，个反射条纹成倾斜的 45°角由疏到密的排列着。见图 1-1 所示:
图 1-2 电阻式触摸屏的基本结构阻式触摸屏的工作原理：当手指或其他物体触压屏幕的上表面时，两相互隔离的透明导电层产生一个接触，检测控制器通过 A/D 转换的模拟电压值，根据电阻串联分压的特性将该电压值与 5V 电压想比触摸点的 X 和 Y 轴的坐标。根据引出线数的多少，电阻式触摸屏又、五线和六线等类型。其中四线电阻式触摸屏的应用最广泛，它是电层的两对边分别引出电极总共四根，工作时一层导电层作为工作的电压，另一导电层作为导体检测接触点的电压。而五线电阻式触摸向上的电压分时的加在同一导电工作层上，另一导电层仅仅作为导作层接触点的电压。论是四线电阻式触摸屏还是五线电阻式触摸屏，它们都有分辨率高于生产，抗干扰能力强，能在恶劣环境下工作，不怕尘埃、水及污点。但是，由于复合薄膜的外层采用塑胶材料，极易被划伤或用力屏，所以电阻式触摸屏的抗刮伤能力差，很大程度的影响其使用寿
管和红外接收管，通过电路驱动红外发射管发出红外光，在屏幕表面形成一个红外线网，位置相对的红外线接收管接收红外光信号。图1-3 红外式触摸屏的基本结构当用户手指或其他不透明物体触摸显示屏的某一点时，接触物挡住了该点横向和纵向的红外线，红外线接收器会探测到变化的信号并转换成电压，该电压与接收到的红外线的强度成比例关系，通过对接到的电压信号进行处理就可以确定触摸点的位置坐标。红外式触摸屏的光透过率高，工作信号较稳定，能够抵抗电流、电压和静电等的干扰，而且安装成本低，简易。但不足之处是，触摸屏暴漏在太阳光下，受太阳光的干扰很大，分辨率较低[17]。1.1.5 新概念型触摸屏随着触摸屏技术的不断发展，衍生出许多新兴的触摸屏技术，通过拓展触摸屏的使用功能
【引证文献】
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本文编号：2836319
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