手机触摸屏

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  触控屏(Touch panel)又称为触控面板,是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。Samuel Hurst 博士在1971年发明了一个触摸传感器,这个传感器就是触控屏的雏形。三年后,他设计了第一款透明的触控屏。1977年,触控屏技术得到了很大的改善,一直到今天仍在被广泛使用并且飞速发展。

  最早的时候触摸屏往往是以一个高端的形态所出现,触摸屏似乎一直都是一项深不可测的技术。在我们所能追溯到的触摸屏最早被用在手机设备上应该是1999年摩托罗拉的A6188。这一机型的出现彻底改变了大家对手机操作的观念,当然更重要的意义应该是手写技术被引入手机领域,同时手机集成PDA的智能化功能也初见倪端。

  早期手机触摸屏技术,摩托罗拉A6188 手机是采用传统的“模拟四线电阻式触摸屏” 技术,这种触摸屏由两层涂有透明导电物质的玻璃 和塑料构成,手指触摸的表面是一个硬涂层,用以保 护下面的 PET(聚脂薄膜)层,在表面保护硬涂层和 玻璃底层之间有两层透明导电层 ITO(氧化铟,弱导 电体),分别对应 X、 Y 轴,它们之间用细微透明的绝 缘颗粒绝缘,触摸产生的压力会使两导电层接通,按压不同 的点时,该点到输出端的电阻值也不同,因此会输 出与该点位置相对应的电压信号(模拟量),经 A/D 转换后即可获取 X、 Y 的坐标值。这就 是电阻技术触摸屏的最基本原理,此类技术目前已 经成熟,因为价格低、易于生产,现在还用于低端的 手机中。

  传统的手机电阻触摸屏与手机机壳装在一起,是 有凹凸面的,结构不密封。现在市场上具体应用得比 较前端的是采用 TOUCH LENS技术的一种触摸屏, 中文俗称为 “镜面式触摸屏”“、纯平触摸屏”等,现在已 经得到广泛认可和应用,以苹果 iPhone 为主要推动 力量,它分为电阻式和电容式,iPhone就是用电容式 技术的,此前市场上应用比较多的是电阻式,其工作 原理同传统电阻式触摸屏一样。

  TOUCH LENS的主要特点:(1)触摸面板与手 机机壳表面完全平整、结构密封、防灰尘;(2)能加工 不规则形状,以将手机外观设计得更美观;(3)手写 顺滑、手感舒服,屏面清洁、外观漂亮,材质过硬,不 容易破碎;(4)因为上下电极层都是膜结构,厚度比 传统触摸屏更薄,对于结构设计颇具优势。

  不管是传统的四线电阻式触摸屏还是 TOUCHLENS结构,以上手机只能单点触摸,不能满足丰富 的触摸动作体验,火热的多点触摸技术促使电阻式 触摸屏的进一步发展。在电容屏大行其道的今天,电 阻式触摸屏解决方案以其固有的简单、低成本,支持 多种输入介质(导体、非导体)的优点仍然占据市场 的一席之地,和电容式触摸屏解决方案相比,耐久性 和多点触摸是电阻屏的两大软肋,但是其中的 一个技术难题-多点触摸,已经有所突破,下面对 目前电阻屏多点触摸应用进行阐述。 当前电阻式多点触摸技术可大致分为数字矩阵 电阻 DMR、模拟矩阵电阻 AMR 及五线多点电阻 MF三类。

  AMR是沿 X与 Y两个方向在 ITO 层蚀刻出一条一条平行排列的区块,相当于将整个 触摸屏划分成很多小矩阵区块,每个小矩阵相当于 一个小的模拟四线电阻式触摸屏,各个区块彼此独 立。当手指按压到对应的区块时,区块 就会传出对应比例的电压,控制器接收到电压后再 将其翻译成坐标信息。 利用四线式电阻触摸屏实现多点触 摸技术的方法:第一个时刻,在 X1 电极上加上电 压,由 Y1、Y2、Y3 电极读取 A、 B、 C触摸单元所探测 到的 X坐标;同理,在以后的各个时刻依次读取剩余 触摸单元的 X 坐标。获得所有触摸单元的 X 坐标 后,再依次给 Y电极加上电压,以获得各个触摸单元 的 Y坐标。

  模拟矩阵电阻 AMR 与纯数字的 DMR 技术 多点触摸屏系统不同,AMR 是一个数字模拟混合 系统,因此,在扫描电路、AD 转换电路、控制电路 的基础上,还需添加各种辅助元件来减小外界噪 声对模拟电路的干扰。特别是对于 AD 转换,为了 提高转换的精准度,有必要在硬件电路上添加下 拉电阻,以避免无触摸发生时 AD 输入端浮接的 现象。 控制电路将控制扫描电路生成恰当的扫描信 号,并使得 AD 转换电路在恰当的时候进行数据采 样和转换。对于 AD 转换电路,可以在串行转换和并 行转换间做取舍。串行转换结构简单,需要的 AD 模 块数量少,但是总的转换频率低;并行转换需要的 AD 模块数量稍多,但总的转换频率可以得到提高。 于是基本电路构架便可以分为串行和并行两种。

  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,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。

  红外触摸屏是利用XY方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作 早期观念上,红外触摸屏存在分辨率低触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限,因而一度淡出过市场此后第二代红外屏部分解决了抗光干扰的问题,第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改进,但都没有在关键指标或综合性能上有质的飞跃但是,了解触摸屏技术的人都知道,红外触摸屏不受电流电压和静电干扰,适宜恶劣的环境条件,红外线技术是触摸屏产品最终的发展趋势采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障,如单一传感器的受损老化,触摸界面怕受污染破坏性使用,维护繁杂等等问题红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率,必将替代其它技术产品而成为触摸屏市场主流 过去的红外触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定,因此分辨率较低,市场上主要国内产品为32x3240X32,另外还有说红外屏对光照环境因素比较敏感,在光照变化较大时会误判甚至死机这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点而最新的技术第五代红外屏的分辨率取决于红外对管数目扫描频率以及差值算法,分辨率已经达到了1000X720,至于说红外屏在光照条件下不稳定,从第二代红外触摸屏开始,就已经较好的克服了抗光干扰这个弱点 第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品,它实现了1000*720高分辨率多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别,可长时间在各种恶劣环境下任意使用并且可针对用户定制扩充功能,如网络控制声感应人体接近感应用户软件加密保护红外数据传输等 原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差,其实红外屏完全可以选用任何客户认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能,这是其他的触摸屏所无法效仿的。

  以右下角的X-轴发射换能器为例: 发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递,然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递,声波能量经过屏体表面,再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器,接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号 当发射换能器发射一个窄脉冲后,声波能量历经不同途径到达接收换能器,走最右边的最早到达,走最左边的最晚到达,早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号,不难看出,接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量,它们在Y轴走过的路程是相同的,但在X轴上,最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置,也就是X轴坐标 发射信号与接收信号波形 在没有触摸的时候,接收信号的波形与参照波形完全一样当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时,X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收,反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口 接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口,计算缺口位置即得触摸坐标 控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标除了一般触摸屏都能响应的XY坐标外,表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力大小值其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到三轴一旦确定,控制器就把它们传给主机 。

  触摸屏附着在显示器的表面,与显示器相配合使用,如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置,则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏,最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层,最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层,中间是两层金属导电层,分别在基层之上和塑料层内表面,在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。当手指触摸屏幕时,两导电层在触摸点处接触。 触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面,在每个工作面的两端各涂有一条银胶,称为该工作面的一对电极,若在一个工作面的电极对上施加电压,则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。如图1所示,当在X方向的电极对上施加一确定的电压,而Y方向电极对上不加电压时,在X平行电压场中,触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来,通过测量Y+电极对地的电压大小,便可得知触点的X坐标值。同理,当在Y电极对上加电压,而X电极对上不加电压时,通过测量X+电极的电压,便可得知触点的Y坐标。

  形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压。很多LCD模块都采用了电阻 式触摸屏,这种屏幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压,同时读回触摸点的电压。电阻式触摸屏基本上是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,ITO具有很好的导电性和透明性。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X、Y值,而完成点选的动作,并呈现在屏幕上。

  手机触摸屏分为两种:电阻屏和电容屏,目前流行的触摸屏多数都为lens屏,就是纯平电阻和镜面电容屏,诺基亚多数都为电阻屏的,电容屏的代表为iphone。

  1、电阻触屏:需用压力使屏幕各层发生接触,可以使用手指(哪怕带上手套),指甲,触笔等进行操作。支持触笔在亚洲市场很重要,手势和文字识别在哪里都被看重。

  2、电容触屏:来自带电的手指表层最细微的接触也能激活屏幕下方的电容感应系统。非生命物体、指甲、手套无效。手写识别较为困难。

  1、电阻触屏:精度至少达到单个显示像素,用触笔时能看出来。便于手写识别,有助于在使用小控制元素的界面下进行操作。

  2、电容触屏:理论精度可以达到几个像素,但实际上会受手指接触面积限制。以至于用户难以精确点击小于1cm2的目标。

  2、电容触屏:取决于实现方式以及软件,目前大多数主流手机都已经支持电容触屏

  1、电阻触屏:电阻屏的根本特性决定了它的顶部是柔软的,需要能够按下去。这使得屏幕非常容易产生划痕。电阻屏需要保护膜以及相对更频繁的校准。有利的方面是,使用塑料层的电阻触屏设备总体上更不易损,更不容易摔坏。

  2、电容触屏:外层可以使用玻璃。这样虽然不至于坚不可摧,而且有可能在严重冲击下碎裂,但玻璃应对日常碰擦和污迹更好。

  1、电阻触屏:由于可以使用触笔或指甲进行操作,更不容易在屏幕上留下指纹、油渍和细菌。

  1、电阻触屏:具体数值不得而知。但有证据表明使用电阻屏的Nokia 5800可以在-15°C至+45°C的温度下正常工作,对湿度也没什么要求。

  2、电容触屏:典型的操作温度在0°至35°之间,需要至少5%的湿度(工作原理所限)。

  电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏,当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比电容屏反光严重,而且,电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀,存在色彩失真的问题,由于光线在各层间的反射,还造成图像字符的模糊。

  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容值的电容时,流走的电流就足够引起电容屏的误动作我们知道,电容值虽然与极间距离成反比,却与相对面积成正比,并且还与介质的的绝缘系数有关因此,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,手扶住显示器手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的错误动作

  电容屏的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,这是因为增加了更为绝缘的介质

  电容屏更主要的缺点是漂移: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,造成不准确例如:开机后显示器温度上升会造成漂移:用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移;电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移,你触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移;电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足,环境电势面(包括用户的身体)虽然与电容触摸屏离得较远,却比手指头面积大的多,他们直接影响了触摸位置的测定此外,理论上许多应该线性的关系实际上却是非线性,如:体重不同或者手指湿润程度不同的人吸走的总电流量是不同的,而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关系,电容触摸屏采用的这种四个角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点,漂移后控制器不能察觉和恢复,而且,4个A/D完成后,由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的XY坐标值的计算过程复杂由于没有原点,电容屏的漂移是累积的,在工作现场也经常需要校准 电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲击,敲出一个小洞就会伤及夹层ITO,不管是伤及夹层ITO还是安装运输过程中伤及内表面ITO层,电容屏就不能正常工作了。

  TOUCH LENS是现在在市场上得到了具体应用的比较前端的一种触摸屏,中文俗称有“镜面式触摸屏”、“纯屏触摸屏”等说法,在早两年就已经推向市场,经过一年的市场酝酿,现在已经得到了各个厂家和设计公司的广泛认可和应用,尤其是以IPHONE(苹果)为主要推动力量。它分为电阻式和电容式的,像IPHONE的就是以电容式技术的,现在市场上应用比较多的是电容式。

  1。触摸手机全新概念和感受,触摸面板与手机机壳表面完全平整,结构密封、防灰尘、反应速度也挺快。

  1、触摸屏和按键全部失灵(有的开机时都正常一会全失灵):加焊或更换触控IC;加焊或更换CPU;写软件(按键失灵,触摸正常一般为某一按键卡住)

  2、触摸屏失灵.按键正常:换触屏.加焊或换触控IC. 植CPU .查断线或短路.(正常用软件和CPU坏的也有但少见)

  3、触摸屏偏,可以校正,但校正后还是偏: 恢复出厂或格码片(最后1M) 校的时候故意偏校 换触屏

  4、开机就出校正画面,可以校准,但无法完成,一直让校准: 换触屏 格码片 写全字库植CPU 焊或换触控IC 检查触控IC周围组容元件有无开路 划盖.翻盖机换排线、触摸失灵, 拆机就正常,装机又失灵: 触摸屏四条边太紧把密封条拆掉 触屏引线根部断线虚连 主板相关元件虚焊

  2、找一根USB数据线、洗手,或者把手弄湿(关键步骤,为的是更好把静电导出去)

  4、湿手状态下同一只手的拇指接触USB线另一端的金属部分,食指按到地上两秒左右(初步去电)

  5、拆开后盖我们可以看到一个小小的金属块在电池仓隔壁,这就是手机震动的发生器,俗称震子。由于它也是直接连接手机主板的,我们可以如法炮制,湿手状态下同一只手的拇指接触震子,食指按到地上两秒左右。

  最近屏幕老是出现飘移,就是屏幕被莫名乱点,点不准,监测不是ROM所谓,而是物理原因,下面有分析。

  方法:把HD2电池取下,电熨斗通电,在床单上把床单压烫,温度要适中,移开电熨斗,把HD2屏幕反扣在发热的床单上,把屏幕盖烫(温度还是要适中,不重复了),如此反复5次左右。

  电脑报上面有个文章是解决屏幕漂移的。用热吹风(吹头发的)吹屏幕,注意开到中档,吹得要均匀感觉屏幕热了就行了(注意:要把机子电池拿掉)

  电击法,用打火机里的静电器电击屏幕,改变电场,不一定全部都适用,慎用!

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