西门子KP1200触摸屏 西门子KP1200触摸屏
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传感器状态:未触摸
图2显示了未触摸状态下的磁力线示意图。在没有手指触碰的情况下,Tx-Rx磁力线占据了盖板内相当大的空间。边缘磁力线投射到电极结构之外,因此,术语"投射式电容"由之而来。
传感器状态:触摸
当手指触摸盖板时,Tx与手指之间形成磁力线,这些磁力线取代了大量的Tx-Rx边缘磁场,如图3所示。通过这种方式,手指触摸减少了Tx-Rx互电容。电荷测量电路识别出变化的电容(△C),从而检测到Tx-Rx结点上方的手指。通过对Tx-Rx矩阵的所有交叉点进行△C测量,便可得到整个面板的触摸分布图。
图3还显示出另外一个重要影响:手指和Rx电极之间的电容耦合。通过这条路径,电 可能会耦合到Rx.某些程度的手指-Rx耦合是不可避免的。
投射式电容触摸屏的 通过不易察觉的寄生路径耦合产生。术语"地"通常既可用于指直流电路的参考节点,又可用于指低阻抗连接到大地:二者并非相同术语。实际上,对于便携式触摸屏设备来说,这种差别正是引起触摸耦合 的根本原因。为了澄清和避免混淆,我们使用以下术语来评估触摸屏 扰。
便携式设备触摸屏可以直接安装到LCD显示屏上。在典型的LCD架构中,液晶材料由透明的上下电极提供偏置。下方的多个电极决定了显示屏的多个单像素;上方的公共电极则是覆盖显示屏整个可视前端的连续平面,它偏置在电压Vcom.在典型的低压便携式设备(例如手机)中,交流Vcom电压为在直流地和3.3V之间来回震荡的方波。交流Vcom电平通常每个显示行切换一次,因此,所产生的交流Vcom频率为显示帧刷新率与行数乘积的1/2.一个典型的便携式设备的交流Vcom频率可能为15kHz.图4为LCD Vcom电压耦合到触摸屏的示意图。
双层触摸屏由布满Tx阵列和Rx阵列的分离ITO层组成,中间用电介质层隔开。Tx线占据Tx阵列间距的整个宽度,线与线之间仅以制造所需的***小间距隔开。这种架构被称为自屏蔽式,因为Tx阵列将Rx阵列与LCD Vcom屏蔽开。然而,通过Tx带间空隙,耦合仍然可能发生。
为降低架构成本并获得更好的透明度,单层触摸屏将Tx和Rx阵列安装在单个ITO层上,并通过单独的桥依次跨接各个阵列。因此,Tx阵列不能在LCD Vcom平面和传感器Rx电极之间形成屏蔽层。这有可能发生严重的Vcom 耦合情况。
充电器
触摸屏 的另一个潜在来源是电源供电手机充电器的开关电源。 通过手指耦合到触摸屏上,如图5所示。小型手机充电器通常有交流电源火线和零线输入,但没有地线连接。充电器是安全隔离的,所以在电源输入和充电器次级线圈之间没有直流连接。然而,这仍然会通过开关电源隔离变压器产生电容耦合。充电器 扰通过手指触摸屏幕而形成返回路径。
注意:在这种情况下,充电器 是指设备相对于地的外加电压。这 扰可能会因其在直流电源和直流地上等值,而被描述成"共 扰。在充电器输出的直流电源和直流地之间产生的电源开关噪声,如果没有被充分滤除,则可能会影响触摸屏的正常运行。这种电源抑制比(PSRR)问题是另外一个问题,本文不做讨论。
充电器耦合阻抗
充电器开关干 通过变压器初级-次级绕组漏电容(大约20pF)耦合产生。这种弱电容耦合作用可以被出现在充电器线缆和受电设备本身相对分布式地的寄生并联电容补偿。拿起设备时,并联电容将增加,这通常足以充电器开关 ,避免 响触摸操作。当便携式设备连接到充电器并放在桌面上,并且操作人员的手指仅与触摸屏接触时,将会出现充电器产生的一种***坏情况的
充电器开关 量
典型的手机充电器采用反激式(flyback)电路拓扑。这种充电器产生的 波形比较复杂,并且随充电器不同而差异很大,它取决于电路细节和输出电压控制策略。 宽调制方波和LC振铃波形。频率:额定负载下40~150kHz,负载很轻时,脉冲频率或跳周期操作下降到2kHz以下。电压:可达电源峰值电压的一半=Vrms/√2.
充电器电源 分量
在充电器前端,交流电源电压整流生成充电器高电压轨。这样,充电器的开关电压分量叠加在一个电源电压一半的正弦波上。与开关 相似,此电源电压也是通过开关隔离变压器形成耦合。在50Hz或60Hz时,该分量的频率远低于开关频率,因此,其有效的耦合阻抗相应更高。电源电 的严重程度取决于对地并联阻抗的特性,同时还取决于触摸屏控制器对低频的灵敏度。从此,人们将脱离功能与形式之争,从而把设计的中心转移到对人的关注。产品设计已经是软界面与硬界面的融合,以界面设计为中心的工业设计将会给产品设计带来新的设计理念和方法。
所谓触摸屏,从市场概念来讲,就是一种人人都会使用的计算机输入设备,或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习,人人都会使用,是触摸屏较大的魔力,这一点无论是键盘还是鼠标,都无法与其相比。人人都会使用,也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是我们发展触摸屏,发展KIOSK,发展KIOSK网络,努力形成中国触摸产业的原因。
从技术原理角度来讲,触摸屏是一套透明的可能定位系统,首先它必须保证是透明的,因此它必须通过材料科技来解决透明问题,像数字化仪、写字板、电梯开关,它们都不是触摸屏;其次它是可能坐标,手指摸哪就是哪,不需要第二个动作,不像鼠标,是相对定位的一套系统,我们可以注意到,触摸屏软件都不需要光标,有光标反倒影响用户的注意力,因为光标是给相对定位的设备用的,相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处,往哪个方向去,每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不致于出现偏差。这些对采取可能坐标定位的触摸屏来说都不需要;再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置,各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。
触摸屏的*一个特征:透明,它直接影响到触摸屏的视觉效果。透明有透明的程度问题,红外线技术触摸屏和表面声波触摸屏只隔了一层纯玻璃,透明可算*,其它触摸屏这点就要好好推敲一番,“透明”,在触摸屏行业里,只是个非常泛泛的概念,我们知道,很多触摸屏是多层的复合薄膜,仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的,它应该至少包括四个特性:透明度、色彩失真度、反光性和清晰度,还能再分,比如反光程度包括镜面反光程度和衍射反光程度,只不过我们的触摸屏表面衍射反光还没到达CD盘的程度,对用户而言,这四个度量已经基本够了。我尽量不结合具体的触摸屏去“排队”,技术是在前进的,也许是声波屏***,明天也许又是另一种,环星公司通过触摸屏的技术本质引申出一些触摸屏的概念,目的是让用户自己学会思考、学会判断,选购适用的触摸屏。
先说透明度和色彩失真度,首先提醒大家,我们看到的彩色世界包含了可见光波段中的各种波长色,在没有完*透明材料科技之前,或者说还没有低成本的很好解决透明材料科技之前,多层复合薄膜的触摸屏在各波长下的透光性还不能达到理想的*状态.
由于透光性与波长曲线图的存在,通过触摸屏看到的图象不可避免的与原图象产生了色彩失真,静态的图象感觉还只是色彩的失真,动态的多媒体图象感觉就不是很舒服了,色彩失真度也就是图中的较大色彩失真度自然是越小越好。平常所说的透明度也只能是图中的平均透明度,当然是越高越好。
反光性,主要是指由于镜面反射造成图象上重叠身后的光影,如人影、窗户、灯光等。反光是触摸屏带来的负面效果,越小越好,它影响用户的浏览速度,严重时甚至无法辨认图象字符,反光性强的触摸屏使用环境受到限制,现场的灯光布置也被迫需要调整。大多数存在反光问题的触摸屏都提供另外一种经过表面处理的型号:磨砂面触摸屏,也叫防眩型,价格略高一些,防眩型反光性明显下降,适用于采光非常充足的大厅或展览场所,不过,防眩型的透光性和清晰度也随之有较大幅度的下降。
清晰度,有些触摸屏加装之后,字迹模糊,图象细节模糊,整个屏幕显得模模糊糊,看不太清楚,这就是清晰度太差。清晰度的问题主要是多层薄膜结构的触摸屏,由于薄膜层之间光反复反射折射而造成的,此外防眩型触摸屏由于表面磨砂也造成清晰度下降。清晰度不好,眼睛容易疲劳,对眼睛也有一定伤害,选购触摸屏时要注意判别。
触摸屏的第二个特性:触摸屏是可能坐标系统,要选哪就直接点那,与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。可能坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统,每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标,这样,就要求触摸屏这套坐标不管在什么情况下,同一点的输出数据是稳定的,如果不稳定,那么这触摸屏就不能保证可能坐标定位,点不准,这就是触摸屏***怕的问题:漂移。技术原理上凡是不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的触摸屏都免不了漂移这个问题,目前有漂移现象的只有电容触摸屏。
触摸屏的第三个特性:检测触摸并定位,各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。触摸屏的传感器方式还决定了该触摸屏如何识别多点触摸的问题,也就是超过一点的同时触摸怎么办?有人触摸时接着旁边又有人触摸怎么办?这是触摸屏使用过程中经常出现的问题,我认为***的方式是:超过一点的同时触摸谁也不判断,一直等到多点触摸移走,有人触摸接着又有人触摸应该是分先后都判断,当然是技术上可能的话.
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