液晶电子白板多点触摸技术.docx

1、液晶电子白板多点触摸技术液晶电子白板多点触摸技术多点触摸技术深圳市中视同创科技有限公司致力于视频设备的产品研发、生产、销售、服务等业务 触摸技术人们并不陌生，银行的取款机大多有触摸屏功能，很多医院、图书馆等的大厅都有这种触控技术的电脑，支持触摸屏的手机、MP3、数码相机也很多。定义多点触控 (又称多重触控、多点感应、多重感应，英译为Multitouch或Multi-touch)是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如鼠标、键盘等）的情况下进行计算机的人机交互操作。 特点1、 多重触控是在同一显示界面上的多点或

2、多用户的交互操作模式，摒弃了键盘、鼠标的单点操作方式。 2、用户可通过双手进行单点触摸，也可以以单击、双击、平移、按压、滚动以及旋转等不同手势触摸屏幕，实现随心所欲地操控，从而更好更全面地了解对象的相关特征（文字、录像、图片、卫片、三维模拟等信息）。 3、可根据客户需求，订制相应的触控板，触摸软件以及多媒体系统；可以与专业图形软件配合使用。 识别手势方向 多点触摸技术我们现在看到最多的是Multi-Touch Gesture，即两个手指触摸时，可以识别到这两个手指的运动方向，但还不能判断出具体位置，可以进行缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单，轴坐标方式即可实现。把ITO分为

3、X、Y轴，可以感应到两个触摸操作，但是感应到触摸和探测到触摸的具体位置是两个概念。XY轴方式的触摸屏可以探测到第2个触摸，但是无法了解第二个触摸的确切位置。单一触摸在每个轴上产生一个单一的最大值，从而断定触摸的位置，如果有第二个手指触摸屏面，在每个轴上就会有两个最大值。这两个最大值可以由两组不同的触摸来产生，于是系统就无法准确判断了。有的系统引入时序来进行判断，假设两个手指不是同时放上去的，但是，总有同时触碰的情况，这时，系统就无法猜测了。我们可以把并不是真正触摸的点叫做“鬼点”，如图1所示。 多点触摸技术 识别手指位置 多点触摸技术Multi-Touch All-Point是近期比较流行的话

4、题。其可以识别到触摸点的具体位置，即没有“鬼点”的现象。多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以，它是最人性化的人机接口方式，很适合多手同时操作的应用，比如游戏控制。Multi-Touch All-Point的扫描方式是每行和每列交叉点都需单独扫描检测，扫描次数是行数和列数的乘积。例如，一个10根行线、15根列线所构成的触摸屏，使用Multi-Touch Gesture的轴坐标方式，需要扫描的次数为25次，而多点触摸识别位置方式则需要150次。 多点触摸技术 Multi-Touch All-

5、Point基于互电容的检测方式，而不是自电容，自电容检测的是每个感应单元的电容（也就是寄生电容Cp）的变化，有手指存在时寄生电容会增加，从而判断有触摸存在，而互电容是检测行列交叉处的互电容（也就是耦合电容Cm）的变化，如图2所示，当行列交叉通过时，行列之间会产生互电容（包括：行列感应单元之间的边缘电容，行列交叉重叠处产生的耦合电容），有手指存在时互电容会减小，就可以判断触摸存在，并且准确判断每一个触摸点位置。 触摸屏技术多点触摸技术下面介绍一下触摸屏。触摸屏，简单讲就是输入和输出合二为一，不再需要机械的按键或滑条，显示屏就是人机接口。 图3所示为一个触摸屏模组示意图，整个模组由LCD，触摸屏，

6、触摸屏控制器，主CPU，LCD控制器构成。触摸屏和触摸屏控制器是整个模组的核心所在，所以我们会重点介绍这两个部分。 图4从上到下依次是：1表面护罩；2覆盖层；3掩膜层&标示层；4光学胶；5第一层感应单元与衬底；6光学胶；7第二层感应单元与衬底；8空气层或光学胶；9 LCD显示屏。 多点触摸技术 表面护罩通常小于100um厚度。所有塑料覆盖层上面都需要硬护罩，这是因为手指触摸会划伤塑料表面，如果覆盖层是玻璃可以不需要表面护罩，但玻璃必须经过化学加强或淬火处理，表面护罩需要与覆盖层进行光学匹配，以免光损失过多。 覆盖层可以是03 mm厚，并不是所有的触摸屏都需要覆盖层，覆盖层越薄，越可以获得更高的

7、信噪比和更好的感应灵敏度。常用材料有：聚碳酸脂、有机玻璃和玻璃。 第三层是掩膜层与标示层，它的厚度大致是100mm。掩膜层位于覆盖物的下面，可以隐藏布线和LCD的边缘等。在设计中允许增加标示性文字或图标，不过标示物必须相当平整的压在ITO的衬底上，而且标示物材料应该是非导电的。 第四层是光学胶，厚度约为25200mm。光学胶越薄，信噪比越好，高介电常数(er)的光学胶可有更好的感应手指电容，从而也能获得更高的信噪比。通常应用 PSA压敏胶。 第五层为感应单元与衬底，ITO涂层的厚度小于100nm，ITO涂层衬底可以是100 um 1mm 的玻璃 (IR 1.52)或是25mm 300mm PE

8、T 薄膜 (IR 1.65)。越厚的 ITO，单位面积电阻越低，信噪比越好；越薄的ITO ，透光率越好。衬底可以是薄膜或玻璃。如果ITO做在玻璃衬底的下表面，玻璃衬底可以作为表面覆盖物。 、多点触摸技术第六层又是一层光学胶，与前一层光学胶比较，这一层光学胶越厚信噪比越好，这一层光学胶通常与ACA - 各向异性导电胶结合使用 第七层也是感应单元与衬底，它与第一层衬底的材料相同。注意薄膜与玻璃不要混合使用。如果ITO 在衬底上表面，厚的衬底 可以获得更高的信噪比；如果ITO 在衬底的下表面，薄的衬底使信噪比更高。同样在边缘区域要求采用异向导电胶。现在已有单衬底工艺来简化生产和降低成本。 第八层是空

9、气或光学胶层，我们知道，空气的介电常数等于1，这可以减小来自LCD上表面的寄生电容。假如使用光学胶，可以使安装更坚固。需要使光学参数匹配可以使得光损失更小，需要选择尽可能最低介电常数的光学胶，还要保证ITO感应单元与LCD上表面之间的距离最小250mm。 最后是LCD屏，对于触摸屏设计来说，它是一个噪声源，噪声来自于背光，LCD像素驱动控制信号，通常不要采用被动点阵屏，这会在LCD的正面产生高压信号，尽量使用带Vcom的有源点阵屏，这可构成虚地或屏蔽功能；如果确实需要采用被动点阵屏，需要在触摸屏中再增加一个ITO屏蔽层，屏蔽层必须接地, 以去除寄生电容CP的影响。 控制器多点触摸屏控制器是触摸

10、屏模组的核心，本文以Cypress的触摸屏控制器为例进行介绍。 Cypress的触摸屏控制器是Truetouch系列，它基于已经被广泛应用的PSoC（可编程系统芯片）技术。PSoC是集成了可编程模拟和数字外围以及MCU核的混合信号阵列，所以PSoC的灵活性、可编程性、高集成度等特性同样适用于Truetouch方案。 TrueTouch方案是感应电容触摸屏方案。前面已介绍了这种触摸屏的结构。可以说LCD的厂家和种类有很多，感应器件也很多，玻璃、薄膜、ITO等，甚至ITO的模型也有多种。Truetouch基于PSoC技术，所以PSoC的灵活性使得它和众多的LCD和ITO都能很好配合。 为什么Cyp

11、ress的触摸屏控制器起名叫做Truetouch方案，或者是说这个“True”是怎么来的？回顾一下触摸屏的发展历程，从最初Single-touch只能有一个手指进行触摸或滑动；后来Multi-touch gesture也产生了可以识别到两个手指的方向，但还不能判断出他们的具体位置，可以进行缩放、平移、旋转等操作；发展到今天Cypress的True touch可以做到Multi-touch all-point，可以识别到多个手指并判断出准确位置，是真正的多点触摸，这也是True的由来。 Truetouch的产品系列可以分成三类，单点触摸, 多点触摸识别方向（multi-touch gesture

12、）以及多点触摸识别位置（ multi-touch all-point）。每一类又有各种型号，在屏幕尺寸、扫描速度、通讯方式、存储器大小、功耗等方面作了区别，可以满足不同的应用。Truetouch系列是基于PSoC技术的，所以这些器件可以使用简单方便但功能强大的PSoC designer软件环境进行设计。 TrueTouch方案的价值主要体现在以下几个方面：保持了触摸屏固有的美观、轻、薄特点，可以使客户的产品脱颖而出；采用感应电容触摸屏技术，不需机械器件，更耐用；拥有完整的系列，从单点触摸，到多点触摸识别方向，再到多点触摸识别位置；基于PSoC技术，使用灵活，可以和众多的LCD和ITO配合使用；

13、PSoC所有的价值在Truetouch里都能体现，例如灵活性，可编程性等等，可以缩短开发周期，使产品快速上市，还有集成度高，可以把很多外围器件集成到PSoC（即Truetouch产品），这样不仅可以降低系统成本以外，还可以降低总体功耗，提高电源效率。 技术多点触控技术分很多为种，但以下列4种较成熟。 1、“LLP(laser light plane)技术”，主要运用红外激光设备把红外线投影到屏幕上。当屏幕被阻挡时，红外线便会反射，而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。再经系统分析，便可作出反应。 2、“FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)技术”，会在

14、屏幕的夹层中加入LED光线，当用户按下屏幕时，便会使夹层的光线造成不同的反射效果，感应器接收光线变化而捕捉用户的施力点，从而作出反应。 3、“ToughtLight技术”，运用投影的的方法，把红外线投影到屏幕上。当屏幕被阻挡时，红外线便会反射，而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。再经系统分析，便可作出反应。 4、“Optical Touch技术”，它在屏幕顶部的两端，分别设有一个镜头，来接收用户的手势改变和触点的位置。经计算后转为座标，再作出反应。 应用1、手机: 2、电脑: 3、系统: 4、软件: 要使用多点触控技术，装置必需配备触屏或触控版，同时需装载可辨认多于一点同时触碰的软件，相较之下，

15、标准的触控技术只能辨认一点，是其之间最大的分别。 能让电脑感受到物理上的触碰的事物包括:热力、指压、高速摄影机、红外线、光学感应、电阻改变、超声波接收器，微音器、雷射波幅感应器及影子感应器等。 现时已有若干多点触控的应用及计划。有些目的是令输入更个性化，不过这种技术最主的目的是带来人机互动新时代。 当下流行的智能手机，都被认为不够人性化。因为，这些手机的用户界面40%被键盘占据，且控制按钮固定不变。如果把这些键盘取消，就可以得到一个巨大的屏幕。 多点触控的出现是鼠标出现后用户控制界面的又一次全新升级，这种全新的用户界面通过创新的软件支持和超大的多点触控屏幕，能够通过手指轻松控制一切：通过Cov

16、er Flow滑动选择专辑，手指点击图片和邮件，任意缩放网页局部。 长久以来，人们一直只习惯用鼠标来操控电脑画面，这导致多点触控技术无法在科技产品中获得完整的运用。在理论上，利用手指直接在屏幕上进行操作远比使用鼠标要来得更为精确。虽然这会让使用者耗费更多的动作及体力，却能够在操控过程中获得更多的乐趣。另外，目前有许许多多的3D影像或者是影像处理软件接口，在操控的过程中设计过于复杂，必须要搭配鼠标及键盘一并使用，甚至许多操作方式也依赖直觉及经验，才能获得最佳的操控方式。因此，多点触控技术，有望取代目前所使用的键盘、鼠标，将进一步体现出人性化操控接口的未来趋势。发展多点触控技术始于1982年由多伦

17、多大学发明的感应食指指压的多点触控屏幕。同年贝尔实验室发表了首份探讨触控技术的学术文献。 1984年，贝尔实验室研制出一种能够以多于一只手控制改变画面的触屏。同时上述于多伦多大学的一组开发人员终止了相关硬件技术的研发，把研发方向转移至软件及界面上，期望能接续贝尔实验室的研发工作。 1991年此项技控取得重大突破，研制出一种名为数码桌面的触屏技术， 容许使用者同时以多个指头触控及拉动触屏内的影像。 1999年，“约翰埃利亚斯”和“鲁尼韦斯特曼”生产了的多点触控产品包括iGesture板和多点触控键盘。经过多年维持专利的iGesture板和多点触控键盘。 2006年，Siggraph大会上，纽约大

18、学的Jefferson Y Han教授向众人演示最新成果，其领导研发的新型触摸屏可由双手同时操作,并且支持多人同时操作。利用该技术，Jefferson Y Han在36英寸27英寸大小的屏幕上，同时利用多只手指(拇指似乎还无法感应到)，在屏幕上画出了好几根线条。与普通的触摸屏技术所不同的是，它同时可以有多个触摸热点得到响应，而且响应时间非常短小于0.1秒。 深圳市中视同创科技有限公司专注于视频设备的产品研发、生产、销售、服务等业务液晶交互式电子白板、触摸电脑电视一体机、多媒体教学一体机、触摸液晶广告机等等触控视频教学的生产与营销。中视同创产品通过国家ccc强制认证并通过iso9001和14000质量过硬值得信赖。