Komponentenklassifizierung des kapazitiven Touchscreens
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Oberflächenkapazitiver Touchscreen
Der kapazitive Touchscreen vom Oberflächentyp wird häufig verwendet. Sein Arbeitsprinzip ist einfach, der Preis ist niedrig und die Designschaltung ist einfach, aber es ist schwierig, Multi-Touch zu realisieren.
Projizierter kapazitiver Touchscreen
Der projiziert-kapazitive Touchscreen verfügt über eine Multi-Finger-Touch-Funktion. Beide kapazitiven Touchscreens haben die Vorteile einer hohen Lichtdurchlässigkeit, einer schnellen Reaktionsgeschwindigkeit und einer langen Lebensdauer. Die Nachteile sind: Mit der Änderung von Temperatur und Feuchtigkeit ändert sich der Kapazitätswert, was zu einer schlechten Arbeitsstabilität und häufigen Driften führt. Sie müssen den Bildschirm häufig überprüfen und keine normalen Handschuhe für die Touch-Positionierung tragen.
Projizierte kapazitive Schirme können in zwei Typen unterteilt werden: Eigenkapazitätsschirme und Gegenkapazitätsschirme. Der gebräuchlichere Gegenkapazitätsbildschirm ist ein Beispiel. Der Innenraum besteht aus Antriebselektroden und Empfangselektroden. Die Treiberelektroden senden Niederspannungs- und Hochfrequenzsignale aus und projizieren sie an die Empfangselektroden, um einen stabilen elektrischen Strom zu bilden, wenn der menschliche Körper den kapazitiven Bildschirm berührt, da der menschliche Körper geerdet ist, bilden der Finger und der kapazitive Bildschirm eine Ersatzkapazität, und über diese Ersatzkapazität können hochfrequente Signale in die Erde fließen. Auf diese Weise wird die auf der Empfangsseite empfangene Gebührenmenge reduziert. Wenn sich der Finger näher am Sendeterminal befindet, nimmt die elektrische Ladung deutlicher ab. Schließlich wird der berührte Punkt entsprechend der vom empfangenden Endgerät empfangenen Stromstärke bestimmt.
Die horizontalen und vertikalen Elektrodenarrays bestehen aus ITO auf der Glasoberfläche. Diese horizontalen und vertikalen Elektroden bilden jeweils einen Kondensator mit Masse. Dieser Kondensator wird allgemein als Eigenkapazität bezeichnet, d. h. die Kapazität der Elektrode gegen Masse. Wenn der Finger den kapazitiven Bildschirm berührt, wird die Kapazität des Fingers der Kapazität des Bildschirmkörpers überlagert, was die Kapazität des Bildschirmkörpers erhöht.
Bei der Berührungserkennung erkennt der Eigenkapazitätsbildschirm der Reihe nach die horizontalen und vertikalen Elektrodenfelder und bestimmt die horizontalen und vertikalen Koordinaten gemäß den Kapazitätsänderungen vor und nach der Berührung und kombiniert sie dann zu planaren Berührungskoordinaten. Das Eigenkapazitäts-Scanverfahren entspricht dem Projizieren der Berührungspunkte auf dem Touchscreen in die X-Achsen- bzw. Y-Achsen-Richtung und dann die Berechnung der Koordinaten in der X-Achsen- bzw. Y-Achsen-Richtung und schließlich deren Kombination in die Koordinaten des Berührungspunktes ein.
Wenn es sich um eine Einzelpunktberührung handelt, sind die Projektionen in Richtung der X-Achse und der Y-Achse eindeutig, und die kombinierten Koordinaten sind ebenfalls eindeutig. Wenn der Touchscreen zweimal berührt wird und die beiden Punkte nicht in derselben X- oder Y-Richtung liegen, werden bei zwei Projektionen in X- und Y-Richtung 4 Koordinaten kombiniert. Offensichtlich sind nur zwei Koordinaten reell, und die anderen beiden sind allgemein als"Geisterpunkte" bekannt. Daher kann der selbstkapazitive Bildschirm kein echtes Multi-Touch erreichen.
Die Gegenkapazitätsabschirmung besteht ebenfalls aus ITO auf der Glasoberfläche, um horizontale und vertikale Elektroden herzustellen. Der Unterschied zwischen ihm und dem Eigenkapazitätsschirm besteht darin, dass eine Kapazität dort gebildet wird, wo sich zwei Elektrodensätze schneiden, dh diese beiden Elektrodensätze bilden jeweils die beiden Pole der Kapazität. Wenn der Finger den kapazitiven Bildschirm berührt, beeinflusst er die Kopplung zwischen den beiden Elektroden in der Nähe des Berührungspunkts, wodurch die Kapazität zwischen den beiden Elektroden verändert wird. Beim Erfassen der gegenseitigen Kapazität senden die horizontalen Elektroden der Reihe nach Anregungssignale aus, und alle vertikalen Elektroden empfangen gleichzeitig Signale. Auf diese Weise kann der Kapazitätswert des Schnittpunkts aller horizontalen und vertikalen Elektroden erhalten werden, dh die Kapazität der zweidimensionalen Ebene des gesamten Berührungsbildschirms. Gemäß den zweidimensionalen Kapazitätsänderungsdaten des Berührungsbildschirms können die Koordinaten jedes Berührungspunkts berechnet werden. Daher können, selbst wenn mehrere Berührungspunkte auf dem Bildschirm vorhanden sind, die wahren Koordinaten jedes Berührungspunkts berechnet werden.
Der Vorteil der gegenseitigen Kapazitätsabschirmung besteht darin, dass weniger Verdrahtung erforderlich ist und sie den Unterschied zwischen mehreren Kontakten gleichzeitig erkennen und unterscheiden kann. Der Eigenkapazitätsbildschirm kann auch mehrere Kontakte erkennen, aber da das Signal selbst unscharf ist, kann es nicht unterschieden werden. Darüber hinaus hat das Erfassungsschema des Gegenkapazitätsschirms die Vorteile einer hohen Geschwindigkeit und eines geringen Stromverbrauchs, da es alle Knoten auf einer Ansteuerleitung gleichzeitig messen kann, wodurch die Anzahl der Erfassungszyklen um 50 % reduziert werden kann. Diese Zwei-Elektroden-Struktur hat die Funktion, externes Rauschen selbst abzuschirmen und kann die Signalstabilität bei einem bestimmten Leistungspegel verbessern.
In jedem Fall wird die Berührungsposition durch Messen der Verteilung der Signaländerungen zwischen den X- und Y-Elektroden bestimmt, und dann werden mathematische Algorithmen verwendet, um diese geänderten Signalpegel zu verarbeiten, um die XY-Koordinaten des Berührungspunkts zu bestimmen.