电容式摸摸屏与传统的电阻式触摸屏有很大区别。电阻式触控屏幕在工作时每次只能判断一个触控点,如果触控点在两个以上,就不能做出正确的判断了,所以电阻式触摸屏仅适用于点击、拖拽等一些简单动作的判断。而电容式触摸屏的多点触控,则可以将用户的触摸分解为采集多点信号及判断信号意义两个工作,完成对复杂动作的判断。
使用两根手指的拉伸、换位即可在屏幕上完成诸如放大、旋转这样趣味十足的操作,这在电容式触摸屏出现之前,几乎是不可想象的。苹果iPhone上市之后,很快造成了一股触控风潮;不久后,苹果又乘胜追击,推出了同样支持多点触控的iPod touch(其实也就相当于一个简化版的iPhone),同样受到用户及媒体的追捧。
苹果两款产品的成功,刺激了其他的IT厂商。一直致力于随身数码影音产品市场的三星,也在第一时间跟进,推出了自己的首款多点触控产品——YP-P2,在随身数码影音市场取得了很大反响。
相对而言,国内厂商在电容式触摸屏产品的跟进脚步上慢了一些,直到近期台电T50的推出才弥补了这个空缺。但由于在制造工艺、技术等方面的差距,目前国内的电容式触摸屏产品在灵敏度及操作感等方面比起国外厂商的产品还略有差距。
其实触摸屏的实现原理大致相同,都是在普通液晶屏上增加透明的触控面板。而我们所说的电阻式及电容式等类型,则是根据其工作原理的不同而划分的。目前触摸屏的分类主要有电阻式、电容式、红外线式、表面声波四种类型。在实际生活中我们接触最多的还是电阻式触摸屏,它已经被广泛的应用在手机和随身数码产品当中。
电阻式触摸屏工作原理
在分析电容式触摸屏原理之前,我们先来了解一下电阻式触摸屏的工作原理。
电阻式触摸屏主要是利用压力感应进行控制。它的构成是显示屏及一块与显示屏紧密贴合的电阻薄膜屏。这个电阻薄膜屏通常分为两层,一层是由玻璃或有机玻璃构成的基层,其表面涂有透明的导电层;基层外面压着我们平时直接接触的经过硬化及防刮处理的塑料层,塑料层内部同样有一层导电层,两个导电层之间是分离的。当我们用手指或其他物体触摸屏幕的时候,两个导电层发生接触,电阻产生变化,控制器则根据电阻的具体变化来判断接触点的坐标并进行相应的操作。
电容式触摸屏工作原理
与电阻式触摸屏不同,电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏的感应屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层导电层,最外层是一薄层矽土玻璃保护层。当我们用手指触摸在感应屏上的时候,人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分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。
相比传统的电阻式触摸屏,电容式触摸屏的优势主要有以下几个方面:
1.操作新奇。电容式触摸屏支持多点触控,操作更加直观、更具趣味性。
2.不易误触。由于电容式触摸屏需要感应到人体的电流,只有人体才能对其进行操作,用其他物体触碰时并不会有所相应,所以基本避免了误触的可能。
3.耐用度高。比起电阻式触摸屏,电容式触摸屏在防尘、防水、耐磨等方面有更好的表现。
作为目前正当红的触摸屏技术,电容式触摸屏虽然具有界面华丽、多点触控、只对人体感应等优势,但与此同时,它也有以下几个缺点:
1.精度不高。由于技术原因,电容式触摸屏的精度比起电阻式触摸屏还有所欠缺。而且只能使用手指进行输入,在小屏幕上还很难实现辨识比较复杂的手写输入。
2.易受环境影响。温度和湿度等环境因素发生改变时,也会引起电容式触摸屏的不稳定甚至漂移。例如用户在使用的同时将身体靠近屏幕就可能引起漂移,甚至在拥挤的人群中操作也会引起漂移。这主要是由于电容式触摸屏技术的工作原理所致,虽然用户的手指距离屏幕更近,但屏幕附近还有很多体积远大于手指的电场同时作用,这样就会影响到触摸位置的判断。
3.成本偏高。此外,当前电容式触控屏在触控板贴附到LCD面板的步骤中还存在一定的技术困难,良品率并不高,所以无形中也增加了电容式触控屏的成本。
前景展望
在以往,因成本和技术等因素,电阻式控制面板被采用的量远远超过电容式触控技术。但在近一阶段,随着工艺进步和批量化,电容式触摸屏的价格正在不断的下降,与电阻式触摸屏的价格差距也越来越小,在价格上逐渐具备了与电阻式触摸屏竞争的能力。
随着苹果iPhone、iPod Touch等产品的红火,不仅各大厂商都开始了对电容式触摸屏产品的研发,就连诸多3M、Synaptics这样的触摸屏制造商也大量跟进,纷纷投入到电容式触摸屏的研发及生产当中。相信随着竞争的不断升级,电容式触摸屏在短期内将会有很大的发展;而电容式触摸屏的应用也不会仅仅是现有的手机、随身影音播放器等产品,还可能向相机、GPS导航器、游戏机等更多的产品上拓展。
最后,我们要说的是:尽管电容式触摸屏有其独到的卖点,但从功能的全面性及稳定性等方面来看,它目前还不足以取代电阻式触摸屏根深蒂固的位置。在一定时期内,相信这两种类型的触摸屏将会在市场内展开更激烈的竞争。至于鹿死谁手,现在判断未免还有些太早。
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;电容技术触摸屏设计构思合理,但其图像失真问题很难得到根本解决;电阻技术触摸屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰不容易被损坏,适于各种场合,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。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式,
按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,我们把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点,要了解那种触摸屏适用于那种场合,关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下:
1、 电阻式触摸屏 (电阻式触摸屏工作原理图)
这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。 当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。 电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:
A、ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。
B、镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触摸屏的工作面,因为它导电率高,而且金属不易做到厚度非常均匀,不宜作电压分布层,只能作为探层。
1.电阻触摸屏
① 它们都是一种对外界完全隔离的工作环境,不怕灰尘、水汽和油污
②可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画,这是它们比较大的优势
③电阻触摸屏的精度只取决于A/D转换的精度,因此都能轻松达到4096*4096• 比较而言,五线电阻比四线电阻在保证分辨率精度上还要优越,但是成本代价大,因此售价非常高。
1.1四线电阻屏
四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压:一个竖直方向,一个水平方向。总共需四根电缆。 特点:高解析度,高速传输反应。 表面硬度处理,减少擦伤、刮伤及防化学处理。 具有光面及雾面处理。 一次校正,稳定性高,永不漂移。
1.2五线电阻屏
五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上,而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线,外层只作导体仅仅一条,触摸屏得引出线共有5条。 特点:解析度高,高速传输反应。 表面硬度高,减少擦伤、刮伤及防化学处理。 同点接触3000万次尚可使用。 导电玻璃为基材的介质。 一次校正,稳定性高,永不漂移。 五线电阻触摸屏有高价位和对环境要求高的缺点
1. 3电阻屏的局限
不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏,它们都是一种对外界完全隔离的工作环境,不怕灰尘和水汽,它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画,比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。不过,在限度之内,划伤只会伤及外导电层,外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系,而对四线电阻触摸屏来说是致命的。
2、电容式触摸屏
2.1电容技术触摸屏
是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分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。
2.2电容触摸屏的缺陷
电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏,当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重,而且,电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀,存在色彩失真的问题,由于光线在各层间的反射,还造成图像字符的模糊。 电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用,当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时,流走的电流就足够引起电容屏的误动作。我们知道,电容值虽然与极间距离成反比,却与相对面积成正比,并且还与介质的的绝缘系数有关。因此,当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作,在潮湿的天气,这种情况尤为严重,手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。 电容屏的另一个缺点用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应,这是因为增加了更为绝缘的介质。 电容屏更主要的缺点是漂移:当环境温度、湿度改变时,环境电场发生改变时,都会引起电容屏的漂移,造成不准确。例如:开机后显示器温度上升会造成漂移:用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移;电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移,你触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移;电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足,环境电势面(包括用户的身体)虽然与电容触摸屏离得较远,却比手指头面积大的多,他们直接影响了触摸位置的测定。此外,理论上许多应该线性的关系实际上却是非线性,如:体重不同或者手指湿润程度不同的人吸走的总电流量是不同的,而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关系,电容触摸屏采用的这种四个角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点,漂移后控制器不能察觉和恢复,而且,4个A/D完成后,由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的X、Y坐标值的计算过程复杂。由于没有原点,电容屏的漂移是累积的,在工作现场也经常需要校准。 电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲击,敲出一个小洞就会伤及夹层ITO,不管是伤及夹层ITO还是安装运输过程中伤及内表面ITO层,电容屏就不能正常工作了。
如果觉得《电阻和电容式触摸屏区别》对你有帮助,请点赞、收藏,并留下你的观点哦!