3.1.2 电阻式触控技术分类
电阻式触控屏的结构除图3-1所示的触压层用PEF膜片,下层用玻璃基板的Film/Glass(简称F/G)组合外,还有Film/Film(F/F)、Glass/Glass(G/G)、Film/Plastic(F/P)等组合。触压层PEF膜片是经过外表面硬化处理、光滑防擦的保护层。表3-1比较了电阻式触控屏上下层结构的各种组合方式。触压层用玻璃的G/G结构电阻式触控屏,透射率可以从80%提高到85%,温度及湿度的耐久性也得到了改善。由于F/P组合不使用玻璃,是将来柔性显示的重要支撑组件。
表3-1 电阻式触控屏上下层结构的各种组合方式
根据信号输出方式的不同,电阻式触控屏分为数字型和模拟型两大类。数字电阻式触控屏在设计时就确定好了触点的可选位置。通过比较触控感应区电极电压与非触控感应区电极电压计算触压位置坐标。如图3-2所示的数字电阻式触控屏,触压层的4行电极和下层的6列电极交错形成的矩阵称为触控感应区,相当于形成了24个触控开关。感应区被触压后,触控开关关上,输出On信号,而非触压时输出Off信号,类似于二进制中的“0”和“1”信号,所以称为数字型或矩阵型触控屏。数字电阻式触控屏的分辨率不高,不容易精确判定感应位置,但是电路简单,成本较低。
如果触控屏的应用产品需要在屏幕的任意区域进行触控,那就要根据所需尺寸和分辨率进行模拟电阻式触控屏的设计。模拟电阻式触控屏的上下层ITO感测电极不需要像数字电阻式触控屏那样进行行列电极的图案化处理,只要整面均匀的ITO层,并在屏幕周围设计引出电极。但是,模拟电阻式触控屏的电极引出后需要连接一个模数转换(ADC)功能块,通过使触压层电极与下层电极接触,根据导通点的电压检测出位置。模拟电阻式触控屏的精度只取决于A/D转换的精度,因此分辨率达到4096像素×4096像素。
图3-2 数字电阻式触控屏的基本结构
模拟电阻式触控屏按照电极配线的方式不同,分为4线、5线、6线、7线、8线等结构,具体的上下层结构如表3-2所示。4线和8线触控屏的上下层ITO薄膜具有相同的表面电阻,5线、6线和7线触控屏的触压层ITO为导电层而下层ITO为感应层。当触控屏表面受到的压力(如通过笔尖或手指进行按压)足够大时,触压层ITO薄膜与下层ITO薄膜形成接触点,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生电压信号。所有的电阻式触控屏都采用正参考电压(Vref)和接地GND之间的串联电阻分压原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。触控屏控制电路侦测到电压变化后计算出(X,Y),再根据模拟鼠标的方式控制显示屏画面信号的输出。
传统的4/5/8线电阻屏,无法实现多点触摸。因为多个触点造成的电阻分压情况很复杂,使得触点位置与输出电压之间无法形成统一的规律,所以无法判定。在4/5线电阻屏的基础上,结合数字电阻式触控原理,形成了多点电阻式触控技术。
表3-2 4线、5线、6线、7线、8线模拟电阻式触控屏的基本结构