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2.8.3 内嵌互电容式(编号16)

《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。本节为大家介绍内嵌互电容式(编号16)。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 21:14

2.8.3 内嵌互电容式(编号16)

顾名思义,内嵌式(in-cell)触控是指触控系统完全嵌入LCD内部。前面指出,2012年9月,苹果公司是首个在其发布的iPhone5智能手机中批量使用嵌入式触控的公司。iPhone5的配置将驱动电极和感应电极放在了IPSLCD的TFT层上。这是使用与前述相同的分组和改变Vcom电极的基本技术来实现的,除了其Vcom电极是被分成了两组———一组驱动和一组感应。实际操作比听起来要复杂得多。

图235展示了分组的过程是如何进行的。该图由BOETechnologyGroup的中心研究院发布,旨在以浅显易懂的方式解释苹果公司的专利[72] (但是要注意,该图的视角不大准确;图示中各正方形实际应该是54像素高×126像素宽,因此它们应该是长方形)。如图所示,标有TX的行是数组横向(X)切分的Vcom电极,由ITO组成并由金属栅(黑色) 连接。每行都通过触控面板金属(记号为“TP”) 与触摸控制器相连。因为该图显示屏有1080像素高且有20个驱动电极(行),所以每组包含54个Vcom电极。较宽的列是垂直的(Y)通过触敏探测金属(记号为“S/D”) 相连的Vcom电极。每10列也包含54个Vcom电极。从触摸屏的角度看,驱动电极和感应电极是对称的。较宽列两边的窄列是电气连接,但彼此独立的仿制ITO (这种仿制ITO常常用在触控电极中以实现更为整齐的外观)。

很重要的一点是,苹果公司iPhone5使用的技术仅是数种不同内嵌式触控方案的其中一种。比如,苹果和三星的专利描述了一种通过切分Vcom来获取驱动电极的方法,但是感应电极是由覆盖在黑色矩阵上的(在彩色滤光片的底部) 金属制成的。这两家公司在其专利中描述了另一种方法,其中黑色矩阵上的金属作为感应电极(如前面所述),而驱动电极则是存放在介电层上的ITO线条,介电层下面是彩色过滤材料。夏普公司在2012年的一次显示系统会议上描述了一种将两种触控电极都存放在彩色滤光片底部的方法,这在黑色矩阵和彩色过滤材料应用之前。LGDisplays在它的其中一份专利文件中描述了一个仅运用切分的Vcom电极的自电容法。

有两种方法可以使触摸控制器和屏幕控制器(TCON)同步:稍微调整两个控制器并通过数根导线将其连接;或把两个控制器并入一个芯片中。Synaptics是第一个实验了两种方法的触摸控制器公司。第二种方法的主要优点是减少了一两美元的触控系统的材料清单(BOM)成本,但是因为芯片的2018送彩金的娱乐网站增加了一次性工程费用(NRE) 成本;主要的缺点是合并的控制器只能使用于特定的显示分辨率和像素组成。显然,第二种方法仅对大规模产品(至少几百万)有实际意义。

电容嵌入式触控技术的优缺点总结见表217。

表217 电容嵌入式触控技术的优缺点


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