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2.5.1.1 模拟电阻式触控技术的变体

《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。本节为大家介绍模拟电阻式触控技术的变体。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 20:40

2.5.1.1 模拟电阻式触控技术的变体

电阻式触控技术有以下三种主要的变化形式:

1)根据“导线”的数量。

2)根据层级结构。

3)根据选项。

导线的数量是指传感器之间的连接数。有三种常见类型,分别是四线、五线和八线。

在四线触摸屏中(见图216),其中一个导电层左右边缘的母线相连接(即连接X),另一导电层的上下边缘的导电层相连接(即连接Y)。控制器产生通过X连接的电压,并计算其中一个Y连接上的电压,从而得出触点的X坐标。反之,控制器产生通过Y连接的电


压,并计算其中一个X连接上的电压,从而得出触点的Y坐标。

在五线触摸屏中(见图217),X电压和Y电压作用于下面的导电层的四个角,上面的导电层的作用仅仅是接触点(接触刷)。控制器形成电压作用于X轴右边的两个角,并使X轴左边的两个角接地。上面的一层(第五根线)的作用相当于用来计算X位置的电压探针。同理,控制器反向进行该过程,把形成的电流作用于Y轴上面两个接触点并使Y轴下面两个连接接地,上层便可作为电压探测器来测量Y坐标。五线触摸屏时刻为触碰做好准备,在触碰产生前,四个角被相同的电压作用,与此同时上层被高电阻接地。没有触碰时,上层的电压为零。当屏幕被触碰时,如前所述,控制器检测到电流增加并通过上层,就开始了计算位置的过程。

四线触摸屏和五线触摸屏最主要的不同在于使用寿命。四线将1个手指的点击换算为100万次触击(或者将手写笔的一次点击换算为10万个字符),而五线触摸屏则将其换算为3000万次触碰。出现这样的区别原因在于上面导电层的不同作用:当它仅仅作为接触点而不是电阻分压器的时候,就能在导电涂层进一步退化之前停止运转。

八线触摸屏就是在四线触摸屏的基础上多加一根导线,这根导线将每一个母线相连,这样就能直接测算传感器上的电压。这项技术的核心优势通常称为“四端测压”,也就是通过分离电压和电流,从控制器向传感器传导电流的四根导线的阻抗作用得以消除,这样就减少了屏幕校准误差。

过去,也出现过所谓的“六线” 和“七线” 电阻触摸屏。一般来说,它们都是触摸屏制造商试图回避EloTouchSolutions公司对五线触摸屏的专利权的产物。六线就是在玻璃底层的背面多加一个接地层,然后这并没有什么实质作用。七线就是多加两根导线,用于减少因环境变化产生的误差,但是效果不佳。这些不同产品本质上与五线触摸屏无区别。

电阻式触摸屏有七种不同的层级材料组合,包括:

1)聚酯薄膜/聚酯薄膜。

2)聚酯薄膜/玻璃。

3)聚酯薄膜/塑料。

4)聚酯薄膜/聚酯薄膜/塑料。

5)聚酯薄膜/聚酯薄膜/玻璃。

6)玻璃/聚酯薄膜/玻璃。

7)玻璃/玻璃。

以上组合中的第一个材料用于顶层(即有五种材料组合是用聚酯薄膜做顶层),最后一个材料运用于底层。前面两种材料组合占据了80%的元件市场份额,大多数的材料供应商都在中国[12]。第一种材料组合在通信设备中应用最广(特别是手机),而第二种是通信和商业领域都适用。第三种主要用于不能出现玻璃破损情况的产品(例如儿童玩具)。第四种,触摸屏是聚酯薄膜构成,下面的基底是坚硬塑料材质,以增强耐用度。第五种与第四种基本相同,除了为增加硬度,以刚性平板玻璃作为基底(通常用于数字电阻);第六种被誉为“装甲”,因为它解决了上层聚酯薄膜材质的耐用性不足问题。第七种因其稳定性主要应用于汽车领域。

相比其他的触控技术,电阻式触摸屏提供的选择非常多。常见的选项如下(详见本书213节):

坚硬涂层———可提高耐用性。

抗反射涂层———可减少反射扩散。

反眩光涂层———变镜面反射为扩散反射。

防指印涂层———可防止指印带来的油脂附着在表面。

防污染(或“防腐蚀”)涂层———可防止类似永久标记墨水一类的墨水附着。

抗菌涂层———可减少附着在医疗设备上的细菌。

加固基底———可提高耐用性。

装甲表面———将聚酯薄膜/玻璃材料组合中的顶层锻压为微型玻璃,以提高耐用性。

高透射率/低反射率———提高户外使用的可视性。


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