手机的交互窗口——触摸屏

作者： Touchscreen 时间：2015-07-30 源于：京江晚报总点击：

【导读】：当手指触摸到电容屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。检测互电容大小时，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。

北京时间07月30日消息，中国触摸屏网讯，自从苹果手机发布后，手机就从按键时代进入了触摸屏时代。每天我们拿起手机都在用触摸屏与手机进行交互。其实通过触摸来实现交互在上世纪80年代中就已经出现了。在工业制造中，在肯德基点餐时点餐机上都使用了触摸屏。甚至在苹果手机这类手机流行前，也有一些早期的手机已经使用了触摸屏，比如微软的wm系统手机。那么这些触摸屏是如何工作的呢？

本文来自：http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/201507/30-37272.html

虽然都是触摸屏，但是从物理原理上触摸屏可以分为两大类：电阻屏和电容屏。

一、电阻屏

电阻屏，顾名思义就是利用电阻的变化来检测触摸的位置。电阻屏的基本结构是由两层透明导电的电极中间夹着一层透明隔离层。内外导电层分别接电源的正极和负极。当用手指按压外层软性导电层时，导电层发生形变与下层导电体发生接触，从而使上下两层连通。通过测量接触点的电压从而得出触摸的位置。为了测量出平面中的位置，需要在两个方向各设置一组电极，如图所示的x和y方向。计算触点的x,y坐标的基本原理如下，分为如下两步计算：

1.计算y坐标，在y+电极施加驱动电压u驱动，y-电极接地，x+做为引出端测量得到接触点的电压，由于透明导电层均匀导电，电阻大小与y方向的长度成正比。电路如下图所示，再根据串联电路电压与电阻成正比，可得触点电压与u驱动电压之比等于触点y坐标与屏高度之比。

y=■×高度方向的像素=■×高度方向像素数

2.计算x坐标也是相似的方法，在x+电极施加驱动电压u驱动，x-电极接地，y+做为引出端测量得到接触点的电压，由于透明导电层均匀导电，触点电压与u驱动电压之比等于触点x坐标与屏宽度之比。

x=■×宽度方向像素数

这样就测出了手指在触摸屏上的位置，然后由后续的电脑程序做出对应的反应就可以了。电阻式触摸屏的优点是不受外界干扰，只需要有压力即可触控，冬天带有手套可以操作，缺点是需要一定的压力才能工作，而且不容易做成多点触摸屏。

二、电容屏

我们现在常见的手机一般采用的是另外一种触摸屏——电容屏。电容屏利用的是测量电容变化来检测触摸位置。

在高中物理中我们会学到两个导体相互靠近会形成电容。而人体也是一个导体，当人体靠近触摸屏时也会改变电容大小。现在手机所用的触摸屏一般属于互电容式触摸屏。如图所示，它的主要结构是用透明电极制作横向电极与纵向电极，两组电极中间隔着绝缘层，那么两组电极交叉的地方将会形成电容，同时这两组电极分别构成了电容的两极。

当手指触摸到电容屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。检测互电容大小时，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。

根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。就因此，屏上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。

电容屏的优点是支持多点触控，操作直观、更具趣味性。不需要压迫触摸屏即可实现触控操作，所以其耐用度高。防尘、防水、耐磨等方面有更好的表现。缺点是戴手套情况下操作困难，或者完全无法触控。

所以，一般现在电阻屏多用于工业和商业零售，而如今手机上的触控屏已经全面转换到电容屏这一类了。下次用手机的时候，不要忘了每次触摸的触摸屏上也蕴含了很多物理知识啊！

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