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2.4.1.1 投射电容式技术的原理

《实感交互:人工智能下的人机交互技术》第2章触觉感知,本章试图为应用于人机交互界面的触控技术提供一个明确的定义。本节为大家介绍投射电容式技术的原理。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 20:28

2.4.1.1 投射电容式技术的原理

投射电容式触控技术主要有两种:自电容式和互电容式。图27展示了这两种形式的触控技术的原理。自电容式技术(见图27a)把被感应的物体(如手指)作为另一个感应电极。当手指触碰屏幕时可在手指和传感电极之间产生一个小量电荷。相反地,互电容式技术(见图27b)测量的是一对电极,它扫描到的是通过相邻电极的耦合产生的电容。当被感觉的手指靠近从一个电极到另一个电极的电场线时,互电容的变化被感觉到,从而报告触碰位置。

两种触控技术的最主要区别在于电极的感应方式,而并不是电极的排列方式。在不考虑电极排列方式和电极数量的情况下,在自电容式触摸屏中的电极是一次感应一个。例如,就算电极按照X轴-Y轴矩阵进行排列,检测电极的时候也是先逐个检测完X轴上的电极再逐个检测Y轴上的电极。当手指触摸到屏幕的时候,最近的X电极和Y电极都会被探测产生一个电容峰波。但是,如图27c所示,当两个以上的手指以对角线方向碰到触摸屏的时候,屏幕上的两个点都会检测到峰波,于是“鬼点” (即相对于真实触点位置的“假性触碰”)和“真性触碰”都会同时被检测到。

要知道的是,这一缺点并不能排除在自电容式触摸屏上进行多点触控的可能性。模糊的触点位置不好判断,但是检测触点的移动方向是可以实现的。这样一来,即使屏幕上的两个触点产生了四个峰波,但只要这对触点的移动方向是呈对角线的,那么用户想要放大图像的

指令就能够被识别并且完成。因为这一点,再加上自电容式触控技术成本比互电容式触控技术更低,前者经常被应用在低端的手机生产上。

与此相对应,互电容式触摸屏上每个电极的交点都是单独被检测的。通常这可以通过架构两层导电层———驱动线和感测线来实现,运作上会轮流驱动一条X轴驱动线,并测量与这条驱动线交错的Y感测线是否有某点发生电容耦合现象。这一测量方法可以获知确切的触点位置。这使得互电容式触控技术成为厂商们制造高端移动设备的首选。


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