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电容式触控:多样化的触控面板途径

电容式触控解决方案能以PCB、电容式和单层氧化铟锡(ITO)等触控萤幕途径满足大部份装置的需求,但要决定哪一种方案对特定使用案例来说最智慧、最安全时,尺寸与功耗等因素也很关键.

工业、汽车、医疗装置到智慧型手机与平板等日常消费性电子产品应用等各种技术,都能找得到电容感测(capacitive sensing)技术的踪迹。这项技术能够快速普及的主要原因,在于它能轻易地提升装置的使用者体验,让制造业者由传统开关转向更具吸引力的触控功能。

电容感测技术还有助于减少装置的机械元件数量,从而延长装置的使用寿命和缩小尺寸。这些特性的组合只要设计、校准和控制得当,就能让具有电容式感测功能的产品吸引力倍增。电容感测技术也广泛用于触控按键和滑杆功能,特别是在消费性、商业和工业应用中非常普及,但最常见的目标应用还是触控板和触控萤幕。

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ㄧ.触控板

针对使用者介面,最基本的触控感测应用就是大家耳熟能详的投射式电容触控技术(Projected Capacitive Touch;PCT)触控板。这些设计是由玻璃板之间导电材料层的行列矩阵所构成。在这个网格施加电压就会产生一个电场,该电场可在每个交叉点测得。当某个导电物体,例如人类手指接近和接触PCT面板时,就会改变接触点的电场,同时产生了电容差。


二.触控萤幕

多个电容式触控板可组合形成触控萤幕或触控面板,用于侦测单片玻璃板上一个或多个手指的位置。这项技术已经广泛应用于手机、平板电脑以及高阶穿戴式装置等空间有限的装置,并可区分为PCB、电容式和单层氧化铟锡(Indium Tin Oxide;ITO)触控面板等三大类应用。


三.PCB触控面板:低成本、低功耗,但制造难度高

PCB触控面板基本上是放置在显示器附近的两个或多个PCB自电容触控板。对于没有空间限制的原型建构和商业设备,由于可以采用普及的低成本标准PCB制程,因此是理想选择。在设计PCB触控面板的触控按钮时,尺寸通常是考虑的关键参数。然而形状和按钮间距(pad pitch,按钮之间的距离)也应纳入考量,以便将错误检测降到最低。


四.电容式触控面板:较灵活,但使用案例少

电容式触控面板具有两层垂直堆叠的高导电材料——ITO导电层,一层用于列,一列用于行。该设计的关键特点在于每个交叉点都有自己的独特互电容,可由触控控制器独立追踪。电容式触控面板由于能提供多点触控,且易于配置支援两个或更多触控板,非常适合许多应用。此外,其超薄的模组设计更是较大萤幕尺寸应用的理想选择。

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五.单层ITO触控面板:低成本、低功耗且易于建构

单层ITO触控面板方法是以较低的成本提供电容式触控面板的多项优点。主要不同之处在于触控板的数量采预先定义,因而无法像电容式触控面板般灵活地变化。预定义的特质极有益于尺寸大小和控制器运算资源的安排。从制造的角度来看,这个方法与电容式触控面板极为相似,不过电容式触控面板只使用单一ITO层.


总结:确定最适合自己应用的模式之前,工程师需要权衡所有设计优缺点。


(文章来源: EET 电子工程专辑)


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标签:   电容式触 ITO 触控板