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1、Contens p电阻式触摸屏与电容式触摸屏的对比 p电容式触摸屏原理和分类 pFTS 电容式触摸屏控制器介绍12/27/200912术语oITO-Indium Thin Oxide，氧化铟锡，一种透 明的导电材料 oTP-touch panel，触摸屏 oCTP-Capacitance touch panel，电容式触摸 屏 oDITO：在玻璃双面分别制作ITO图形，构成电 容极板 oSITO：在玻璃的单面制作ITO图形，构成电容 极板12/27/200923术语o OCA光学胶是重要触摸屏的原材料之一。将光学 压克力胶做成无基材，然后在上下底层，再各贴 合一层離型薄膜，是一种无基体材料的双
2、面贴合 胶带。优点：高清澈度、高透光性(全光穿透率 99%)、高黏著力、高耐候、耐水性、耐高温 、抗紫外线，长时间使用不会產生黄化 ( 黄变 ) 、剥離及变质的问题 o 分类：1.电阻式 n 电阻式的光学胶按厚度不同又可分为50um和25um o 2.电容式 n 电容式的光学胶分为100um，175um，200um12/27/200934电阻式触屏VS电容式触屏对比o 电阻式方案已经非常成熟，一般都是和液晶屏 打包配套，成本比较低。但由于先天结构(原理 )上的原因，使用一段时间后需要重新对触摸屏 进行校正。低端的4线电阻式触摸屏需要直接与 指尖或笔接触，所以在上盖的设计上会有一个 开孔，对外界
3、的各种干扰(灰尘、湿气、ESD等 等)都缺乏有效的防护，所以可靠性和耐用性较 差。高端的5线式电阻式触摸屏可以通过改善结 构解决这个问题，但成本上已经和电容式持平 。且对一些复杂的手势(特别是多点触摸)缺乏 有效的支持，而这恰恰就是电容式触摸屏最大 的卖点。 *5电阻式触屏VS电容式触屏对比o 电容式方案的结构和实现原理和电阻式完全不 一样，主要是根据接触区域的电容量来判断手 指的位置，所以目前只能通过手指来感应，并 且可以对多点触摸等复杂的手势可以提供完善 的支持。由于对外界的感应需要通过一层不导 电的介电质(塑胶、玻璃等)，触摸屏需要贴合 在上盖背面，所以对外界的抗干扰能力较强， 可靠性和
4、耐用性高。“但是，随之而来的问题是 对供应商的制造和组装能力(贴合)提出了较高 的要求，因此目前整体成本居高不下。”陈元指 出。*6电阻式触屏VS电容式触屏对比*电容式触摸屏基本原理和分类12/27/200978Capacitance touch panel overviewo 用ITO材料制作透明电极的电容阵列 o 手指触摸到电容式触摸屏表面，改变触摸屏 的固有电容 o 触摸屏电容控制器（IC）检测到电容的变化 ，并通过电容阵列的电容变化率，计算出触 摸发生的坐标，强度等信息12/27/200989Electronic Field Capacitive Sensorn通过检测电容传输的能量来
5、检测电容n振荡器输出正弦波加到电容一端n信号检测处理电路接电容另一端n根据接收点信号电平高低判断电容的大小振荡器Sensin g and Filter12/27/2009910Relaxation Oscillator Capacitive Sensorn通过检测张弛振荡器 频率来检测电容n一个恒流源给电容充 电n一个受反馈控制的开 关给电容放电n迟滞比较器把电容电 压变化整形方波12/27/20091011Charge Transfer Device Capacitive Sensorn首先，感应电容充电n其次，把感应电容的 电荷转移到另一个电 容n通过检测电荷转移量 来检测电容的大小12/
6、27/20091112Detect Method: Self-capacitance VS. Mutual-Capacitancen自电容 利用单个电极自身的电容 一端接地，另一端激励或 采样电路n互电容 利用两个电极传输电荷 通常一端接激励，另一端 接采样电路12/27/20091213n自电容self-capacitor 测量信号线本身的电容 优点：简单，计算量小 缺点：虚拟两点，速度慢n互电容-mutual capacitor 测量垂直相交的两根信号 之间的电容 优点：真实多点，速度快 缺点：复杂，功耗大，成 本高Ghost point12/27/20091314Panel Proces
7、so 玻璃双面（DITO） n ITO图案做在玻璃的上下表面，分别为x轴和Y轴， 上表面加Lens o 玻璃单面（SITO） n ITO图案做在玻璃的上表面 ，下表面为shielding o 玻璃单面架桥，X轴与Y轴交汇处采用架桥 o 玻璃单面双层，使用SiO2隔离 o Film n 二层，分别为X轴，Y轴12/27/20091415DITO12/27/20091516SITO12/27/20091617Film12/27/20091718Panel Pattern：Two Layers Self- capacitance or Mutual capacitance Paneln两层ITOn分
8、别与地或手指构成 自电容（人体接地）n自电容有M+N个电容n互电容有MN个电容n需要M+N条线连到控 制芯片M ROWN Column12/27/20091819Two Layers Mutual Capacitorn两层ITOn相互重叠构成电容n有MN个电容n需要M+N条线连到控 制芯片n手指触摸影响相互电 容12/27/200919FTS电容式触摸屏控制器简介12/27/20092021FTS 电容式触摸屏控制器方案特点o 自主专利的方案 o 互电容 o 提供业内顶尖级的性能 n多点触摸检测，最多达到5点 n高信噪比 n抗RF干扰 n高精度 n高分辨率 n高线性度 n自校正，避免温度，湿度
9、的影响 o 本地化的服务12/27/20092122Multi-toucho 多点触摸是一个趋势 n 正在竞标的某国际大公司2011年项目要求10点 n 正在design in的多个case要求真实两点或两点以 上 n 随着apple tablet PC上市，多点应用会逐渐涌现并 普及 n 能自主安装应用软件是为了的一个趋势，系统硬件 应该为将来性能提升提供准备 o FTS方案能提供真实的5点触摸检测，为将来的 应用提升提供硬件支持12/27/20092223SNRo 在触摸屏行业，SNR定义为信号幅度与噪声幅 度比（噪声取绝对值）。 o SNR的传统定义为信号功率与噪声功率比 n SNRP=
10、PS/PN=VS2/VN2=SNRV2 n 如果采用这个定义的SNR，则信噪比能达到数千。 o SNR是一个基本参数，决定系统的大部分性能 n SNRV50，系统能稳定工作 n SNRV100，系统性能优良 n FTS方案配合相应的TP，SNRV15012/27/20092324Anti-RF interferenceo 抗RF干扰时CTP系统一个关键性能 n 抗RF干扰能力差是之前CTP case失败的关键因 素 o 抗RF干扰包括GSM，CDMA，WIFI，微波 炉等射频干扰 o FTS方案采用跳频等技术，提供优异的RF干 扰抑制能力12/27/20092425找出电容最大值和对应的列用以
11、最大电容值列为中心的三列 求出其加权平均，即横坐标坐标计算-Center Point algorithm其中，K为映射系数12/27/20092526Accuracyo Accuracy（精度）是指实际触摸位置与TP 上报触摸坐标的误差，包括边沿精度与非边 沿精度 n边沿指TP AA区外侧3mm左右的边框部分 n非边沿指TP AA区外侧3mm左右的边框以内的部分 o 坐标计算通常都是采用重心算法，因此精度 的关键是SNR和TP的Pitch nSNR越高则参数的置信位数越高;计算的结果越可靠则精度越 高 n合适的Pitch能提高精度。Pitch的选择主要与手指的大小有关 。一个典型的Pitch为
12、5mm。 o FTS整合TP设计与算法，提供业内领先的 TP触摸精度 n边沿2mm，非边沿1mm12/27/20092627Resolutiono Resolution（分辨率）指单位长度TP能触 摸的点数或者TP能上报的点数 o 与精度一样，分辨率的关键是SNR和TP的 Pitch n 分辨率与精度是同一个问题，不同的描述角度 o 针对手机应用，FTS的方案能提供最多 1280768的分辨率。形象的说，就是能把 显示屏上的每个点触摸出来12/27/20092728Linearityo Linearity（线性度）是指在TP上画对角直 线时，实际曲线与理想直线最大的距离 o FTS的方案能实现
13、线性度达1mm12/27/20092829Adaptive process algorithmo 环境（温度、湿度等）变化会造成TP失效 n 温度适应能力差事之前CTP失败的重要原因 o 材料老化也会造成TP失效 o 自适应处理算法能根据环境变化，自动调节 TP参数设置，使TP工作在最佳状态。 o 自适应处理算法还能补偿材料老化对TP造成 的影响12/27/20092930Scan rateo 控制IC以一定速率对TP进行扫描 o 互电容VS自电容 n互电容以帧为单位上报触摸屏的事件。即每次扫描，均立即上 报该次扫描的结果，包括触摸点数，每点的坐标 n自电容仅能针对单点触摸上报真实坐标。对多的
14、触摸时，使用 十分复杂的虚拟算法计算坐标，效率低，容易出错。因此，定 义了一个Point/S（点/秒）的参数来定义上报速率。 o 60Hz是足够的，并且是现实的 n从体验的角度看，60Hz与80Hz几乎没有区别 n随着频率的上升，CPU消耗的资源超过临界点后会急剧上升 o FTS最大能支持80Hz的扫描速率12/27/20093031Power managemento FTS CTP系统提供完善的功耗管理 o FTS CTP系统提供3个功耗模式 n Active：全速模式, 可以产生触摸中断/INT, 可 以读取触摸数据. n Monitor：触摸监测模式, 低速扫描, 不能产生 触摸中断/I
15、NT. 有触摸发生后自动跳转到 Active n Hibernate：系统休眠，需要硬件触发唤醒12/27/20093132手势集成与自定义o FTS方案能集成目前所有手势，包括单点点 击，双击，平移，放大缩小等 o FTS方案能根据客户的需求，集成客户定义 的手势 o FTS方案能上报绝对坐标，由Host来分析触 摸类型并作出相应的处理12/27/20093233系统接口端口名称电平极性描述串行接口2.83.3V串行接口为CTPM和Host之间的数据通信通道. FT5201构成的CTPM支持SPI, I2C这2个标准串行接口之一. /INT2.83.3VLOWCTPM发送给Host的中断信号
16、/WAKE*2.83.3VLOW从HIBERNATE当中唤醒CTPM的信号. 12/27/20093334触摸数据读取模式o 支持中断模式与查询模式 n 中断模式为触摸屏系统检测到触摸发生时，主 动发出中断给Host，让Host来读取触摸发生数 据 n 查询模式为触摸屏系统定时检测触摸，触摸发 生时，仅仅准备好触摸数据，被动等待Host来 读取数据12/27/20093435OSo CTP系统是一种普通外设，采用标准的SPI 、I2C接口，与OS无必然关系 n SPI与I2C可以通过硬件接口连接，也可以通过 软件模拟方式连接 o OS与CTP的关系主要体现在对触摸输入的 支持上，包括单点，多点，手势等 o 通过在OS中加入驱动来解释协议 n FTS可以给各个OS的驱动设计提供帮助12/27/20093536Design In flowo 联调前的准备 n 确定TP系统结构图，包括TP，FPC，元件区，出 pin位置等 n 确定TP系统提供的功能 n 确定接口类型，连接方式，信号电平 o 联调内容 n
