Essendo un nuovo dispositivo di input, il touch screen è attualmente il modo più semplice, conveniente e naturale di interazione uomo-computer.
Il touch screen, noto anche come "touch screen" o "touch panel", è un dispositivo di visualizzazione a cristalli liquidi induttivo in grado di ricevere segnali di ingresso come contatti;quando vengono toccati i pulsanti grafici sullo schermo, il sistema di feedback tattile sullo schermo può essere attivato. Vari dispositivi di connessione vengono gestiti secondo programmi preprogrammati, che possono essere utilizzati per sostituire i pannelli dei pulsanti meccanici e creare vivaci effetti audio e video attraverso gli schermi LCD.Le principali aree di applicazione dei touch screen di Ruixiang sono apparecchiature mediche, campi industriali, dispositivi portatili, casa intelligente, interazione uomo-computer, ecc.
Classificazioni comuni dei touch screen
Esistono diversi tipi principali di touch screen oggi sul mercato: touch screen resistivi, touch screen capacitivi di superficie e touch screen capacitivi induttivi, touch screen a onde acustiche superficiali, infrarossi e onde flettenti, digitalizzatore attivo e touch screen per imaging ottico.Possono essercene due tipi, un tipo richiede ITO, come i primi tre tipi di touch screen, e l'altro tipo non richiede ITO nella struttura, come questi ultimi tipi di schermi.Attualmente sul mercato, i più utilizzati sono i touch screen resistivi e i touch screen capacitivi che utilizzano materiali ITO.Di seguito vengono introdotte le conoscenze relative ai touch screen, concentrandosi sugli schermi resistivi e capacitivi.
Struttura dello schermo tattile
Una tipica struttura touch screen è generalmente composta da tre parti: due strati conduttori resistivi trasparenti, uno strato isolante tra i due conduttori ed elettrodi.
Strato conduttore resistivo: il substrato superiore è in plastica, il substrato inferiore è in vetro e l'ossido conduttivo di indio-stagno (ITO) è rivestito sul substrato.Questo crea due strati di ITO, separati da alcuni perni isolanti spessi circa un millesimo di pollice.
Elettrodo: è realizzato con materiali con eccellente conduttività (come l'inchiostro d'argento) e la sua conduttività è circa 1000 volte quella dell'ITO.(Pannello touch capacitivo)
Strato isolante: utilizza una pellicola di poliestere elastica molto sottile PET.Quando la superficie viene toccata, si piegherà verso il basso e consentirà ai due strati di rivestimento ITO sottostanti di entrare in contatto tra loro per collegare il circuito.Questo è il motivo per cui il touch screen può raggiungere il tocco della chiave.touch screen capacitivo di superficie.
Touchscreen resistivo
In poche parole, un touch screen resistivo è un sensore che utilizza il principio del rilevamento della pressione per ottenere il tocco.schermo resistivo
Principio del touch screen resistivo:
Quando il dito di una persona preme la superficie dello schermo resistivo, la pellicola elastica in PET si piegherà verso il basso, consentendo ai rivestimenti ITO superiore e inferiore di entrare in contatto tra loro per formare un punto di contatto.Un ADC viene utilizzato per rilevare la tensione del punto per calcolare i valori delle coordinate degli assi X e Y.touchscreen resistivo
I touch screen resistivi utilizzano solitamente quattro, cinque, sette o otto fili per generare la tensione di polarizzazione dello schermo e rileggere il punto di segnalazione.Qui prendiamo principalmente quattro righe come esempio.Il principio è il seguente:
1. Aggiungere una tensione costante Vref agli elettrodi X+ e X- e collegare Y+ a un ADC ad alta impedenza.
2. Il campo elettrico tra i due elettrodi è distribuito uniformemente nella direzione da X+ a X-.
3. Quando la mano si tocca, i due strati conduttivi entrano in contatto nel punto di contatto e il potenziale dello strato X nel punto di contatto viene diretto all'ADC collegato allo strato Y per ottenere la tensione Vx.schermo resistivo
4. Tramite Lx/L=Vx/Vref si possono ricavare le coordinate del punto x.
5. Allo stesso modo, collegare Y+ e Y- alla tensione Vref, è possibile ottenere le coordinate dell'asse Y, quindi collegare l'elettrodo X+ all'ADC ad alta impedenza per ottenere.Allo stesso tempo, il touch screen resistivo a quattro fili può non solo ottenere le coordinate X/Y del contatto, ma anche misurare la pressione del contatto.
Questo perché maggiore è la pressione, maggiore è il contatto e minore è la resistenza.Misurando la resistenza è possibile quantificare la pressione.Il valore della tensione è proporzionale al valore delle coordinate, quindi deve essere calibrato calcolando se c'è una deviazione nel valore della tensione del punto delle coordinate (0, 0).schermo resistivo
Vantaggi e svantaggi del touch screen resistivo:
1. Il touch screen resistivo può valutare solo un punto di contatto ogni volta che funziona.Se ci sono più di due punti di contatto, non può essere giudicato correttamente.
2. Gli schermi resistivi richiedono pellicole protettive e calibrazioni relativamente più frequenti, ma i touch screen resistivi non sono influenzati da polvere, acqua e sporco.pannello touch screen resistivo
3. Il rivestimento ITO del touch screen resistivo è relativamente sottile e facile da rompere.Se è troppo spesso, ridurrà la trasmissione della luce e causerà la riflessione interna che ridurrà la chiarezza.Sebbene all'ITO venga aggiunto un sottile strato protettivo di plastica, è comunque facile da affilare.È danneggiato da oggetti;e poiché viene toccato spesso, dopo un certo periodo di utilizzo sulla superficie ITO appariranno piccole crepe o addirittura deformazioni.Se uno degli strati ITO esterni viene danneggiato e si rompe, perderà il suo ruolo di conduttore e la vita del touch screen non sarà lunga..pannello touch screen resistivo
touch screen capacitivi, touch screen capacitivi
A differenza dei touch screen resistivi, il tocco capacitivo non si basa sulla pressione delle dita per creare e modificare i valori di tensione per rilevare le coordinate.Utilizza principalmente l'attuale induzione del corpo umano per funzionare.touch screen capacitivi
Principio del touch screen capacitivo:
Gli schermi capacitivi funzionano attraverso qualsiasi oggetto che contenga una carica elettrica, inclusa la pelle umana.(La carica trasportata dal corpo umano) I touch screen capacitivi sono realizzati con materiali come leghe o ossido di indio-stagno (ITO) e le cariche vengono immagazzinate in reti microelettrostatiche più sottili di un capello.Quando un dito fa clic sullo schermo, una piccola quantità di corrente verrà assorbita dal punto di contatto, provocando una caduta di tensione nell'elettrodo angolare e lo scopo del controllo tattile viene raggiunto rilevando la debole corrente del corpo umano.Questo è il motivo per cui il touch screen non risponde quando indossiamo i guanti e lo tocchiamo.touch screen capacitivo proiettato
Classificazione del tipo di rilevamento dello schermo capacitivo
A seconda del tipo di induzione, può essere divisa in capacità superficiale e capacità proiettata.Gli schermi capacitivi proiettati possono essere suddivisi in due tipologie: schermi autocapacitivi e schermi capacitivi reciproci.Un esempio è il più comune schermo capacitivo reciproco, composto da elettrodi di comando ed elettrodi di ricezione.touch screen capacitivo di superficie
Touchscreen capacitivo di superficie:
Il capacitivo di superficie ha uno strato ITO comune e un telaio metallico, utilizza sensori posizionati ai quattro angoli e una pellicola sottile distribuita uniformemente sulla superficie.Quando un dito fa clic sullo schermo, il dito umano e il touch screen agiscono come due conduttori carichi, avvicinandosi l'uno all'altro per formare un condensatore di accoppiamento.Per la corrente ad alta frequenza, il condensatore è un conduttore diretto, quindi il dito assorbe una corrente molto piccola dal punto di contatto.La corrente fuoriesce dagli elettrodi ai quattro angoli del touch screen.L'intensità della corrente è proporzionale alla distanza dal dito all'elettrodo.Il controller touch calcola la posizione del punto di contatto.touch screen capacitivo proiettato
Touchscreen capacitivo proiettato:
Vengono utilizzati uno o più ITO incisi attentamente progettati.Questi strati ITO sono incisi per formare più elettrodi orizzontali e verticali e i chip indipendenti con funzioni di rilevamento sono sfalsati in righe/colonne per formare una matrice di unità di rilevamento in coordinate assiali di capacità proiettata.: Gli assi X e Y vengono utilizzati come righe e colonne separate di unità di rilevamento delle coordinate per rilevare la capacità di ciascuna unità di rilevamento della griglia.touch screen capacitivo di superficie
Parametri di base dello schermo capacitivo
Numero di canali: il numero di linee di canali collegate dal chip al touch screen.Più canali ci sono, più alto sarà il costo e più complesso sarà il cablaggio.Autocapacità tradizionale: M+N (o M*2, N*2);capacità reciproca: M+N;capacità reciproca delle celle: M*N.touch screen capacitivi
Numero di nodi: il numero di dati validi che possono essere ottenuti mediante campionamento.Più nodi ci sono, più dati si possono ottenere, le coordinate calcolate sono più precise e l'area di contatto che può essere supportata è minore.Capacità propria: uguale al numero di canali, capacità reciproca: M*N.
Spaziatura tra i canali: distanza tra i centri dei canali adiacenti.Più nodi ci sono, minore sarà il passo corrispondente.
Lunghezza del codice: è necessaria solo la tolleranza reciproca per aumentare il segnale di campionamento per risparmiare tempo di campionamento.Lo schema di capacità reciproca può avere segnali su più linee di comando contemporaneamente.Quanti canali hanno segnali dipende dalla lunghezza del codice (solitamente 4 codici sono la maggioranza).Poiché è necessaria la decodifica, quando la lunghezza del codice è troppo grande, avrà un certo impatto sullo scorrimento veloce.touch screen capacitivi
Principio dello schermo capacitivo proiettato Touch screen capacitivi
(1) Touch screen capacitivo: sia gli elettrodi orizzontali che quelli verticali sono azionati da un metodo di rilevamento a terminazione singola.
La superficie di vetro del touch screen capacitivo autogenerato utilizza ITO per formare schiere di elettrodi orizzontali e verticali.Questi elettrodi orizzontali e verticali formano rispettivamente condensatori con la terra.Questa capacità è comunemente chiamata autocapacità.Quando un dito tocca lo schermo capacitivo, la capacità del dito si sovrapporrà alla capacità dello schermo.A questo punto, lo schermo autocapacitivo rileva le serie di elettrodi orizzontali e verticali e determina rispettivamente le coordinate orizzontali e verticali in base ai cambiamenti di capacità prima e dopo il tocco, quindi alle coordinate del tocco combinate su un piano.
La capacità parassita aumenta quando il dito tocca: Cp'=Cp + Cfinger, dove Cp- è la capacità parassita.
Rilevando la variazione della capacità parassita, viene determinata la posizione toccata dal dito.touch screen capacitivi
Prendiamo come esempio la struttura di autocapacità a doppio strato: due strati di ITO, gli elettrodi orizzontali e verticali sono messi a terra rispettivamente per formare autocapacità e canali di controllo M+N.Touchscreen capacitivo IPS LCD
Per gli schermi autocapacitivi, se si tratta di un tocco singolo, la proiezione nelle direzioni dell'asse X e dell'asse Y è unica e anche le coordinate combinate sono uniche.Se si toccano due punti sul touch screen e i due punti si trovano in direzioni diverse dell'asse XY, verranno visualizzate 4 coordinate.Ma ovviamente solo due coordinate sono reali, e le altre due sono comunemente conosciute come "punti fantasma".Touchscreen capacitivo IPS LCD
Pertanto, le caratteristiche principali dello schermo autocapacitivo determinano che possa essere toccato solo da un singolo punto e non possa raggiungere un vero multi-touch.Touchscreen capacitivo IPS LCD
Touch screen capacitivo reciproco: l'estremità di invio e quella di ricezione sono diverse e si incrociano verticalmente.multitouch capacitivo
Utilizzare ITO per realizzare elettrodi trasversali ed elettrodi longitudinali.La differenza dall'autocapacità è che si formerà una capacità nel punto in cui i due gruppi di elettrodi si intersecano, ovvero i due gruppi di elettrodi formano rispettivamente i due poli della capacità.Quando un dito tocca lo schermo capacitivo, influisce sull'accoppiamento tra i due elettrodi fissati al punto di contatto, modificando così la capacità tra i due elettrodi.multitouch capacitivo
Quando rilevano la capacità reciproca, gli elettrodi orizzontali inviano segnali di eccitazione in sequenza e tutti gli elettrodi verticali ricevono segnali contemporaneamente.In questo modo si possono ottenere i valori di capacità nei punti di intersezione di tutti gli elettrodi orizzontali e verticali, cioè la dimensione di capacità dell'intero piano bidimensionale del touch screen, in modo che possa essere realizzata.multi touch.
La capacità di accoppiamento diminuisce quando viene toccata con un dito.
Rilevando la variazione della capacità di accoppiamento, viene determinata la posizione toccata dal dito.CM - condensatore di accoppiamento.multitouch capacitivo
Prendiamo come esempio la struttura di autocapacità a doppio strato: due strati di ITO si sovrappongono l'uno all'altro per formare condensatori M*N e canali di controllo M+N.multitouch capacitivo
La tecnologia multi-touch si basa su touch screen reciprocamente compatibili ed è divisa in tecnologia Multi-TouchGesture e Multi-Touch All-Point, che è il riconoscimento multi-touch della direzione del gesto e della posizione del tocco del dito.È ampiamente utilizzato nel riconoscimento dei gesti del telefono cellulare e nel tocco con dieci dita.Scena di attesa.Non solo è possibile riconoscere i gesti e il riconoscimento con più dita, ma sono consentite anche altre forme di tocco diverso dalle dita, nonché il riconoscimento tramite i palmi delle mani o persino con le mani che indossano guanti.Il metodo di scansione Multi-Touch All-Point richiede la scansione e il rilevamento separati dei punti di intersezione di ciascuna riga e colonna del touch screen.Il numero di scansioni è il prodotto del numero di righe e del numero di colonne.Ad esempio, se un touchscreen è composto da M righe e N colonne, è necessario scansionarlo.I punti di intersezione sono M*N volte, in modo che sia possibile rilevare la variazione di ciascuna capacità reciproca.Quando si tocca un dito, la capacità reciproca diminuisce per determinare la posizione di ciascun punto di contatto.multitouch capacitivo
Tipo di struttura touch screen capacitivo
La struttura di base dello schermo è divisa in tre strati dall'alto verso il basso, vetro protettivo, strato touch e pannello display.Durante il processo di produzione degli schermi dei telefoni cellulari, il vetro protettivo, il touch screen e lo schermo del display devono essere incollati due volte.
Poiché il vetro protettivo, il touch screen e lo schermo del display vengono sottoposti ogni volta a un processo di laminazione, la resa sarà notevolmente ridotta.Se il numero di laminazioni può essere ridotto, la resa della laminazione completa sarà senza dubbio migliorata.Attualmente, i produttori di display più potenti tendono a promuovere soluzioni On-Cell o In-Cell, ovvero tendono a realizzare il livello touch sullo schermo del display;mentre i produttori di moduli touch o i produttori di materiali a monte tendono a favorire l'OGS, il che significa che lo strato touch è realizzato su vetro protettivo.multitouch capacitivo
In-Cell: si riferisce al metodo di incorporamento delle funzioni del pannello tattile in pixel a cristalli liquidi, ovvero l'integrazione delle funzioni del sensore tattile all'interno dello schermo del display, che può rendere lo schermo più sottile e leggero.Allo stesso tempo, lo schermo In-Cell deve essere integrato con un IC touch corrispondente, altrimenti si verificheranno facilmente segnali errati di rilevamento del tocco o rumore eccessivo.Pertanto, gli schermi In-Cell sono puramente autonomi.multitouch capacitivo
On-Cell: si riferisce al metodo di incorporare il touch screen tra il substrato del filtro colorato e il polarizzatore dello schermo, cioè con un sensore tattile sul pannello LCD, che è molto meno difficile della tecnologia In Cell.Pertanto, il touch screen più utilizzato sul mercato è lo schermo Oncell.Touchscreen capacitivo IPS
OGS (One Glass Solution): la tecnologia OGS integra il touch screen e il vetro protettivo, riveste l'interno del vetro protettivo con uno strato conduttivo ITO ed esegue rivestimento e fotolitografia direttamente sul vetro protettivo.Poiché il vetro protettivo e il touch screen dell'OGS sono integrati insieme, di solito devono essere prima rinforzati, quindi rivestiti, incisi e infine tagliati.Tagliare il vetro temperato in questo modo è molto problematico, ha costi elevati, bassa resa e provoca la formazione di sottili crepe sui bordi del vetro, che riducono la resistenza del vetro.Touchscreen capacitivo IPS
Confronto tra vantaggi e svantaggi dei touch screen capacitivi:
1. In termini di trasparenza dello schermo ed effetti visivi, OGS è il migliore, seguito da In-Cell e On-Cell.Touchscreen capacitivo IPS
2. Sottigliezza e leggerezza.In generale, In-Cell è il più leggero e sottile, seguito da OGS.On-Cell è leggermente peggiore dei primi due.
3. In termini di robustezza dello schermo (resistenza agli urti e resistenza alle cadute), On-Cell è il migliore, OGS è il secondo e In-Cell è il peggiore.Da sottolineare che OGS integra direttamente il vetro protettivo Corning con lo strato touch.Il processo di lavorazione indebolisce la resistenza del vetro e anche lo schermo è molto fragile.
4. In termini di tocco, la sensibilità al tocco di OGS è migliore di quella degli schermi On-Cell/In-Cell.In termini di supporto per multi-touch, dita e stilo Stylus, OGS è in realtà migliore di In-Cell/On-Cell.Di cella.Inoltre, poiché lo schermo In-Cell integra direttamente lo strato tattile e lo strato di cristalli liquidi, il rumore di rilevamento è relativamente ampio ed è necessario uno speciale chip tattile per l'elaborazione del filtraggio e della correzione.Gli schermi OGS non dipendono così tanto dai chip touch.
5. I requisiti tecnici In-Cell/On-Cell sono più complessi di OGS e anche il controllo della produzione è più difficile.Touchscreen capacitivo IPS
Status quo del touch screen e tendenze di sviluppo
Con il continuo sviluppo della tecnologia, i touch screen si sono evoluti da schermi resistivi del passato a schermi capacitivi che ora sono ampiamente utilizzati.Al giorno d'oggi, i touch screen Incell e Incell occupano da tempo il mercato principale e sono ampiamente utilizzati in vari campi come telefoni cellulari, tablet e automobili.I limiti degli schermi capacitivi tradizionali realizzati con pellicola ITO stanno diventando sempre più evidenti, come elevata resistenza, facile da rompere, difficile da trasportare, ecc. Soprattutto nelle scene curve o curve o flessibili, la conduttività e la trasmissione della luce degli schermi capacitivi Scarsa .Per soddisfare la domanda del mercato di touch screen di grandi dimensioni e le esigenze degli utenti di touch screen più leggeri, più sottili e più facili da tenere, sono emersi touch screen flessibili curvi e pieghevoli che vengono gradualmente utilizzati nei telefoni cellulari, nei touch screen delle auto, mercati dell'istruzione, videoconferenze, ecc. Scene.Il tocco flessibile pieghevole della superficie curva sta diventando la tendenza di sviluppo futura.Touchscreen capacitivo IPS
Orario di pubblicazione: 13 settembre 2023