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触摸技术分享 讲解：张绪春 触控技术起源 触控面板最早是E.A. Johnson于1965年提出概念， 到1970年由CERN的两位工程师在1970年代初期发明的透明触控面板， 再后来到1975年一个美国人George Samuel Hurst发明了电阻式触控面板并拿到美国专利，并与1982年投入商用。 2010年苹果引爆触屏市场。 触控面板的分类 从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏。 矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。 表面声波式：利用声波发放器传送至平面玻璃，造成均匀分布之表面声波，当表面波手指或软性界面触碰，即产生声波遮断以藉此计算触碰位置。 红外线式：原理是以红外线的发射与接收构成X、Y之矩阵，当红外线波在特定位置被接触物阻隔即可计算出接触物(如手指)之位置。 电阻式 ：藉由压力接通上下二层电阻网络，由电阻分布以决定压力点的位置。 表面电容式：原理类似电阻式，但使用电容值而非电阻值为计算量以决定触摸位置。 电阻式触控板的原理 电阻式触控板主要由两片单面镀有ITO(氧化铟锡)的薄膜基板组成，上板与下板之间需要填充透光的弹性绝缘隔离物(spacer dot)来分开，如图所示，下极板必须是刚性的厚玻璃防止变形，而上极板则需要感应外力产生形变所以需要爆玻璃或者塑胶。 电容式触控板的原理 电容式触控板是由一片双面镀有导电膜的玻璃基板组成，并在上极板上覆盖一层薄的SiO2介质层。如图所示，其中上电极是用来与人体(接地)构成平板电容感测电容变化的，而下极板用来屏蔽外界信号干扰的 电容式触控板的原理 由于现在主流都是多点触控(Multi-Touch)，所以稍微多讲一点。 多点触控的Projected Capacitive主要有两种： 自电容(Self-Capacitive)和互电容(Mutual Capacitive)。 不管是自电容还是互电容，都是依赖于将电容从人体电容中导到电极上，所以这两种技术都叫做电荷转移型电容触控(Charge-Transfer) 自电容 互电容 触控按键的分类及原理 触摸式按键可分为两大类： 电阻式触摸按键与电容式感应按键 电阻式的触摸按键原理非常类似于触摸屏技术，需要由多块导电薄膜上面按照按键的位置印制成的，因此这种按键需要在设备表面贴一张触摸薄膜 电容式触摸按键的结构与电阻式的相似，但是其采用电容量为判断标准。按键的操作界面可以是一整块普通绝缘体（如有机玻璃一般材料都可），不需要在界面上挖孔，按键在介质下面，人手接近界面和下面的电极片形成电容，靠侦测电容量的变化来感应。 电容式触摸按键的原理 电容式触摸感应按键的基本原理如图所示，当人体（手指）接触金属感应片的时候，由于人体相当于一个接大地的电容，因此会在感应片和大地之间形成一个电容，感应电容量通常有几pF到几十pF。利用这个最基本的原理，在外部搭建相关电路，就可以根据这个电容量的变化，检测是否有人体接触金属感应片。 电容式触摸按键的原理 ST的电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的电容变化。 如右图所示，当人手按下时相当于感应电极上并联了一个电容CT，增加了感应电极上的电容，感应电极进行充放电的时间会增加，从而检测到按键的状态。 触摸按键的几种形式 触摸按键可以组成以下几种按键 单个按键 条状按键（包括环状按键） 块状按键 单个按键 条状按键 块状按键 触摸按键的常用结构 A.平面结构 平面结构的触摸键示意图 常用电极形状 平面结构中，触摸键的感应电极和到触摸检测通道的连线处于同一平面。平面结构的触摸键的示意图如图右图所示。 平面结构中，感应电极的形状没有特别的要求，但要确保在手指等触摸时，能够覆盖足够多的感应电极面积，保证触摸能够产生足够大的电容。右图为几种常用的电极形状。 触摸按键的常用结构 B.非平面结构 非平面结构中，触摸键的感应电极和到触摸检测通道的连线处于不同平面。 一般使用螺旋弹簧充当感应电极。这种结构常用在感应电极和面板在物理上分离的应用，比如电磁炉、洗衣机等。右图为使用螺旋弹簧做感应电极的示意图。 触摸按键的应用场合 与传统的机械按键相比，电容式触摸感应按键不仅美观时尚而且寿命长，功耗小，成本低，体积小，持久耐用。 已经被广泛的应用于手机、平板电脑、电磁炉、油烟机、热水器、空调、洗衣机、微波炉、咖啡机、电冰箱等等。 触摸按键IC的厂家 触摸按键IC的厂家，可以分为两种，一种是专用触摸IC，另外一种是触控结合的MCU 目前