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触摸屏当道 怎么区分电容屏和电阻屏

发表时间:2019-06-05 15:54

  从苹果iPodtouch问世开始,电容屏就悄悄变成了高端产品的标配,而使用电阻屏的产品,或多或少都会被批判一番。电容屏触控顺滑、多点触摸、敏感度更高、定位更准确、响应速度更快、显示更清晰……等等优点,大多都是苹果产品体验太出色、而国产电阻屏产品体验差距有很大,潜移默化之中,电容屏就慢慢高出电阻屏一等。但又怎么有多点电阻屏、压电式触摸屏?到底都有什么区别?

  电容技术触摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人体的电流感应进行工作的。电容屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物),最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作工作面,四个角引出四个电极,内层ITO为屏层以保证工作环境。

  当用户触摸电容屏时,由于人体电场,用户手指和工作面形成一个耦合电容,因为工作面上接有高频信号,于是手指吸收走一个很小的电流,这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算,得出位置。可以达到99%的精确度,具备小于3ms的响应速度。

  电容屏主要有自电容屏与互电容屏两种,以现在较常见的互电容屏为例,内部由驱动电极与接收电极组成,驱动电极发出低电压高频信号投射到接收电极形成稳定的电流,当人体接触到电容屏时,由于人体接地,手指与电容屏就形成一个等效电容,而高频信号可以通过这一等效电容流入地线,这样,接收端所接收的电荷量减小,而当手指越靠近发射端时,电荷减小越明显,最后根据接收端所接收的电流强度来确定所触碰的点。

  电容屏要实现多点触控,靠的就是增加互电容的电极,简单地说,就是将屏幕分块,在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作,所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况,进行处理后,简单地实现多点触控。

  电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器,同时透光率更高。

  代表产品就是苹果iPod touch和iPad系列产品,拥有其他产品难以超越的非凡触控体验,为电容屏的成功推广立下了汗马功劳。

  电阻屏的成本基本都低于电容屏,常出现在价格较为实惠的产品上,所以大部分用户都习惯以触摸屏来区分产品的高中低端定位,实际产品触摸屏的选用,除了价格成本,还有产品操控需要等各方面综合因素。

  电阻屏是一种传感器,其屏体部分是一块多层复合薄膜加上玻璃的结构,薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有ITO(纳米铟锡金属氧化物)涂层,当触摸操作时,薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO,经由感应器传出相应的电信号,经过转换电路送到处理器,通过运算转化为屏幕上的坐标值,从而完成选点的动作,并呈现在屏幕上。

  电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层(OTI,氧化铟),上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层OTI,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。

  电阻式触摸屏的OTI涂层比较薄且容易脆断,涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度,OTI外虽多加了一层薄塑料保护层,但依然容易被锐利物件所破坏;且由于经常被触动,表层OTI使用一定时间后会出现细小裂纹,甚至变型,如其中一点的外层OTI受破坏而断裂,便失去作为导电体的作用。

  鉴于电阻屏两层ITO必须互相接触才能实现选点的原理,因此使用电阻技术的屏幕时必须要施力到屏幕上才能获得触摸效果,如果力度不够,就会出现无响应、反应迟钝等问题。

  电阻屏的代表产品大多是国产触摸屏的手机、MP4、MID平板等,通常会结合手写笔一起使用,譬如早起的摩托罗拉触屏手机,以及目前大部分售价不足500元的触屏MP4、MID平板。

  电阻式设计简单,成本低,但电阻式触控较受制于其物理局限性,如透光率较低,高线数的大侦测面积造成处理器负担,其应用特性使之易老化从而影响使用寿命。电容式触控支持多点触控功能,拥有更高的透光率、更低的整体功耗,其接触面硬度高,无需按压,使用寿命较长,但精准度不足,不支持手写笔操控。于是衍生了压电式触摸屏。

  压电式触控技术介于电阻式与电容式触控技术之间。压电式传感器的触控屏幕同电容式触控屏一样支持多点触控,而且支持任何物体触控,不像电容屏只支持类皮肤的材质触控。这样,压电式触控屏幕可以同时具有电容屏幕的多点触控触感,又具有电阻屏的精准。

  压电式触控在耗电特性上更接近电容式触控特性,即没有触摸的动作,就不产生耗电,而电阻式则时刻产生耗电。在接口支持上,压电式触控也同样支持串口、I2C和USB接口。相关人员表示,从工艺成本上看,电阻式触控制程转到压电式触控制程需要变更生产线设备,而同电容式的ITO和掩模结合的制程相比,压电式触控制程成本约在其80-90%之间。

  压电触摸屏的工作原理相当于TFT,制造工艺部分像电容式触摸屏,物理结构又像电阻式触摸屏,是三种成熟技术的揉和。所以采用新技术的压电式触摸屏集合并增强了电阻式和电容式的优点,又避免了二者的缺点。

  压电触摸屏一般为硬塑料平板(或有机玻璃)底材多层复合膜,硬塑料平板(或有机玻璃)作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面经过硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的表面也涂有一层透明的导电层,在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点。屏体的透光度略低于玻璃。

  图为:智器Ten压电式触摸屏的代表作是智器Ten(即T10),压电式IPS硬屏,近乎达到了iPad同级的显示效果和触控体验,同时成本更低,表现非常不错。

  优点:屏幕成本和控制系统都比较便宜,反应灵敏度也很好,而且不管是四线、五线、七线还是八线电阻触摸屏,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,能适应各种恶劣的环境。它可以用任何物体来触摸,稳定性能较好。

  缺点:电阻式触摸屏的OTI涂层比较薄且容易脆断,涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度,并且容易被划伤导致触摸屏不可用,多层结构会导致很大的光损失,对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题,但这样也会增加电池的消耗。

  优点:触控灵敏度高,易于实现多点触控,透光率和清晰度优于电阻屏,屏幕硬度高,使用寿命长久……等等,这些优点都广为熟知,不用再详细赘述。

  缺点: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的电容时,流走的电流就足够引起电容屏的误动作。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。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。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,因为增加了更为绝缘的介质。

  优点:透光率可达到95%以上,而采用电阻式触控只能达到80%左右。无论是电阻式的精确还是电容式的优点,压电式触控技术都能做到。在耗电特性上更接近电容式触控特性,即没有触摸的动作,就不产生耗电。成本比电容屏低。

  缺点:压电式触摸屏硬度略低于电容屏,使用寿命比电阻屏高但略低于电容屏。目前压电式触摸屏应用不多,优点被大肆宣传,尚未有大的缺点被发现,可以看出该屏幕的优缺点也都介于电阻屏和电容屏之间,包括透光率、使用寿命等等。

  电阻屏最容易区分,大部分都不支持多点触控。但也有少数通过软件支持,使之具备多点识别功能,因此,就要抓住电阻屏依靠感知压力来定位的原理,使用指甲、手写笔等尖锐、绝缘物体可以进行操控的话,即为电阻屏。

  电容屏则是依靠人体与电极形成的电容来实现定位,必定要通过皮肤或其他可以导电的物体触控才能使用,用指甲、牙签等物是无法操控触屏的。

  压电式触摸屏的分辨稍有难度,同时具有电容屏幕的多点触摸触感,和电阻屏的精准稳定。区别于电容屏的是,即使戴着手套或是手指潮湿沾水依然能进行操作,而电容触摸屏却需要脱手套擦干净手才能操作。区别于电阻屏的是,压电屏屏幕较硬,电阻屏屏幕通常比较软。好在目前使用压电屏的产品还不是很多,大部分都是用纯电阻屏或纯电容屏。

  三种触摸屏,归根结底还是要比较使用体验,和操控需要。结合终端的配置,目前当然还是电容屏做的最出色,因为有杰出的代表——苹果iPodtouch、iPhoneiPad。

  采用压电屏的智器Ten算是国产的一个惊喜,屏幕显示和操控都非常不错,缓和了电容屏和电阻屏的缺点,同时又集中了两者的优点。

  电阻触摸屏,出道最久,进步缓慢,沦落到低配等级,和相关终端产品的表现脱不开干系,不过成本较低,终端产品售价也非常实惠,对于没有较高触控要求的产品来说,还是非常合适的,譬如操控单一的MP3MP4等,不需要很多花样的多点触控等需求。