手機觸控螢幕是如何工作的?

2022-01-09 機械工程文萃

觸控螢幕(touch screen)又稱為「觸控屏」、「觸控面板」,是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置,當接觸了屏幕上的圖形按鈕時,屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置,可用以取代機械式的按鈕面板,並藉由液晶顯示畫面製造出生動的影音效果。

目前,市面上手機觸控螢幕多數是電容式觸控螢幕,這次我們聊聊它是如何工作的?

簡單的電容屏是一個四層複合玻璃板,其中有層ITO材料。ITO是一種氧化銦錫材料,它透明,並且可以導電,適合於製造觸控螢幕幕。

當手指接觸屏幕上某個部位時,就會與ITO材料構成耦合電容,改變觸點處的電容大小。屏幕的四個角會有導線,由於交流電可以通過電容器,四個導線的電流會奔向觸點,並且電流大小與到觸點的距離有關。手機內部的晶片可以分析四個角的電流,通過計算就可以得到觸點的位置。公眾號《機械工程文萃》,工程師的加油站!

更加精細的電容屏是投射式電容屏。它採用被蝕燭的ITO陣列,這些ITO層通過蛀蝕形成多個水平和垂直電極,每一部分的ITO部件也帶有傳感功能。

當手指觸摸某個部位時,與陣列電容進行耦合,改變了屏幕上的電場,通過傳感器和晶片分析電場合電流變化,就可以感知觸點位置。相比於之前的四角電流電容屏幕,這種電容屏可以實現多點觸控,應用更加廣泛。

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視頻作者:Branch Education  翻譯:工業科技迷團隊EZ

電容屏有個缺點是漂移,當環境溫度溼度改變時,環境電場發生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確。電容屏的另一個缺點是用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應,這是因為增加了更為絕緣的介質(戴手套不能操作手機)。

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