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电容式触摸屏的结构及工作原理(电容式触摸屏的工作原理与优缺点)

电容式触摸屏的结构及工作原理(电容式触摸屏的工作原理与优缺点)

电容式触摸屏是通过人体的电流感应来工作的。电容式触摸屏是四层复合玻璃屏。玻璃屏的内表面和夹层涂有一层ITO,最外层是一层薄薄的二氧化硅玻璃保护层。夹层ITO涂层作为工作面,从四个角引出四个电极。内层ITO作为屏蔽层,保证良好的工作环境。当手指触摸金属层时,由于人体的电场,在用户和触摸屏表面之间形成耦合电容。对于高频电流,电容是直接导体,所以手指从接触点吸出一个小电流。这个电流从触摸屏四个角上的电极流出,流过这四个电极的电流与手指到四个角的距离成正比。控制器可以通过精确计算这四个电流的比例来得到触摸点的位置。

电容式触摸屏的透光度和清晰度比四线电阻屏好,但比不了声表面波屏和五线电阻屏。电容屏反光严重。而且电容技术的四层复合触摸屏,各波长透光率不均匀,导致色彩失真。由于光线在层间的反射,图像字符变得模糊。

电容屏原理上是利用人体作为电容元件的电极。当导体靠近与层间ITO工作面耦合的电容足够大的电容时,流走的电流足以造成电容屏的误操作。我们知道,电容虽然与电极间距成反比,但与相对面积成正比,还与介电系数有关。因此,当大面积的手掌或手持导体靠近电容屏而不是触摸电容屏时,会导致电容屏的故障,尤其是在潮湿天气,用手握住显示屏,手掌靠近显示屏保持在7cm以内或身体靠近显示屏保持在15cm以内都会导致电容屏的故障。

电容屏的另一个缺点是,当戴手套的手或不导电的物体触摸时,它们不会有反应,因为增加了更多的绝缘介质。

电容屏的主要缺点是漂移:当环境温湿度变化,环境电场变化时,电容屏会漂移,导致不准。比如开机后显示器温度升高会造成漂移:用户触摸屏幕而另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移;电容式触摸屏附近的大物体来回移动,当你触摸它的时候,如果有人围过来观看,也会造成漂移;电容屏的漂移是因为固有的技术不足。环境电位面(包括用户的身体)虽然离电容式触摸屏很远,但是比手指面积大很多,直接影响触摸位置的确定。

另外,很多理论上应该是线性的关系,其实是非线性的。比如不同体重或不同手指湿润程度的人所吸的电流总量是不同的,而总电流的变化和四个分电流的变化是非线性的。电容式触摸屏采用的四角自定义极坐标系统没有坐标原点,漂移后控制器无法检测和恢复。而且四个A/d完成后,四个分电流的值都与触摸点成直角。因为没有原点,电容屏的漂移是累积的,经常需要在作业现场进行校准。

电容式触摸屏最外层的二氧化硅保护玻璃非常耐刮,但是怕钉子或者硬物敲击,敲出一个小洞会伤到夹层ITO。无论是在安装运输过程中伤到夹层ITO还是内表面ITO层,电容屏都不会正常工作。

审计唐子红

标签:电容电流触摸屏


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