電容屏分為哪兩種,工作原理是什么?
自電容和互電容兩種屏的工作原理
隨著iPad,iPhone的風(fēng)靡全球,電容屏必將引領(lǐng)時尚!電容屏以他的超強(qiáng)靈敏度,多點(diǎn)觸摸功能,以及手指直接操作特點(diǎn)受到潮流一族的熱烈追捧。基于以上特點(diǎn)他的游戲體驗(yàn)感受將更加真切。操作界面以及操作方法更加人性化和個性化。由于這項(xiàng)技術(shù)還很新,很多初入行的朋友經(jīng)常會問到電容屏的種類,以及區(qū)別之類的問題。甚者有一些初涉此行的朋友只知道有電容屏,卻不知道還有手勢和多指之分;自電容和互電容之分!
投射電容屏觸摸檢測原理
投射電容屏可分為自電容屏和互電容屏兩種類型。在玻璃表面用ITO(一種透明的導(dǎo)電材料)制作成橫向與縱向電極陣列,這些橫向和縱向的電極分別與地構(gòu)成電容,這個電容就是通常所說的自電容,也就是電極對地的電容。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,手指的電容將會疊加到屏體電容上,使屏體電容量增加。
在觸摸檢測時,自電容屏依次分別檢測橫向與縱向電極陣列,根據(jù)觸摸前后電容的變化,分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo),然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式,相當(dāng)于把觸摸屏上的觸摸點(diǎn)分別投影到X軸和Y軸方向,然后分別在X軸和Y軸方向計算出坐標(biāo),最后組合成觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。
如果是單點(diǎn)觸摸,則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的,組合出的坐標(biāo)也是唯一的;如果在觸摸屏上有兩點(diǎn)觸摸并且這兩點(diǎn)不在同一X方向或者同一Y方向,則在X和Y方向分別有兩個投影,則組合出4個坐標(biāo)。顯然,只有兩個坐標(biāo)是真實(shí)的,另外兩個就是俗稱的”鬼點(diǎn)”。因此,自電容屏無法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。
互電容屏也是在玻璃表面用ITO制作橫向電極與縱向電極,它與自電容屏的區(qū)別在于,兩組電極交叉的地方將會形成電容,也即這兩組電極分別構(gòu)成了電容的兩極。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,影響了觸摸點(diǎn)附近兩個電極之間的耦合,從而改變了這兩個電極之間的電容量。檢測互電容大小時,橫向的電極依次發(fā)出激勵信號,縱向的所有電極同時接收信號,這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點(diǎn)的電容值大小,即整個觸摸屏的二維平面的電容大小。根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù),可以計算出每一個觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。因此,屏上即使有多個觸摸點(diǎn),也能計算出每個觸摸點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)。
兩種多點(diǎn)觸摸技術(shù)
多點(diǎn)觸摸顧名思義就是識別到兩個或以上手指的觸摸。多點(diǎn)觸摸技術(shù)目前有兩種:Multi-Touch Gesture和Multi-Touch All-Point。通俗地講,就是多點(diǎn)觸摸識別手勢方向和多點(diǎn)觸摸識別手指位置。 識別手勢方向 我們現(xiàn)在看到最多的是Multi-Touch Gesture,即兩個手指觸摸時,可以識別到這兩個手指的運(yùn)動方向,但還不能判斷出具體位置,可以進(jìn)行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作。這種多點(diǎn)觸摸的實(shí)現(xiàn)方式比較簡單,軸坐標(biāo)方式即可實(shí)現(xiàn)。把ITO分為X、Y軸,可以感應(yīng)到兩個觸摸操作,但是感應(yīng)到觸摸和探測到觸摸的具體位置是兩個概念。XY軸方式的觸摸屏可以探測到第2個觸摸,但是無法了解第二個觸摸的確切位置。單一觸摸在每個軸上產(chǎn)生一個單一的最大值,從而斷定觸摸的位置,如果有第二個手指觸摸屏面,在每個軸上就會有兩個最大值。這兩個最大值可以由兩組不同的觸摸來產(chǎn)生,于是系統(tǒng)就無法準(zhǔn)確判斷了。有的系統(tǒng)引入時序來進(jìn)行判斷,假設(shè)兩個手指不是同時放上去的,但是,總有同時觸碰的情況,這時,系統(tǒng)就無法猜測了。我們可以把并不是真正觸摸的點(diǎn)叫做“鬼點(diǎn)”,如下圖所示。
圖示:鬼點(diǎn)(無法分辨紅點(diǎn)還是藍(lán)點(diǎn)為真正的觸摸)
識別手指位置
Multi-Touch All-Point是近期比較流行的話題。其可以識別到觸摸點(diǎn)的具體位置,即沒有“鬼點(diǎn)”的現(xiàn)象。多點(diǎn)觸摸識別位置可以應(yīng)用于任何觸摸手勢的檢測,可以檢測到雙手十個手指的同時觸摸,也允許其他非手指觸摸形式,比如手掌、臉、拳頭等,甚至戴手套也可以,它是最人性化的人機(jī)接口方式,很適合多手同時操作的應(yīng)用,比如游戲控制。Multi-Touch All-Point的掃描方式是每行和每列交叉點(diǎn)都需單獨(dú)掃描檢測,掃描次數(shù)是行數(shù)和列數(shù)的乘積。例如,一個10根行線、15根列線所構(gòu)成的觸摸屏,使用Multi-Touch Gesture的軸坐標(biāo)方式,需要掃描的次數(shù)為25次,而多點(diǎn)觸摸識別位置方式則需要150次。 Multi-Touch All-Point基于互電容的檢測方式,而不是自電容,自電容檢測的是每個感應(yīng)單元的電容(也就是寄生電容Cp)的變化,有手指存在時寄生電容會增加,從而判斷有觸摸存在,而互電容是檢測行列交叉處的互電容(也就是耦合電容Cm)的變化,如圖2所示,當(dāng)行列交叉通過時,行列之間會產(chǎn)生互電容(包括:行列感應(yīng)單元之間的邊緣電容,行列交叉重疊處產(chǎn)生的耦合電容),有手指存在時互電容會減小,就可以判斷觸摸存在,并且準(zhǔn)確判斷每一個觸摸點(diǎn)位置。
什么是電容的容抗?要如何計算?
電容對交流電的阻礙作用叫做容抗。
電容量大,交流電容易通過電容,說明電容量大,電容的阻礙作用小;交流電的頻率高,交流電也容易通過電容,說明頻率高,電容的阻礙作用也小。
實(shí)驗(yàn)證明,容抗和電容成反比,和頻率也成反比。
如果容抗用XC表示,電容用C(F)表示,頻率用f(Hz)表示,那么Xc=1/2πfc 容抗的單位是歐。知道了交流電的頻率f和電容C,就可以用上式把容抗計算出來。
線圈的電感對交流電有阻礙作用,這個阻礙叫做感抗。電感量大,交流電難以通過線圈,說明電感量大,電感的阻礙作用大;交流電的頻率高,交流電也難以通過線圈,說明頻率高,電感的阻礙作用也大。
實(shí)驗(yàn)證明,感抗和電感成正比,和頻率也成正比。
如果感抗用XL表示,電感用L(H)表示,頻率用f(Hz)表示,那么XL=2πfL感抗的單位是歐。知道了交流電的頻率f和線圈的電感L,就可以用上式把感抗計算出來。