几种常见的触摸感应面板设计方法
触摸传感器的原理和应用
触摸传感器的原理和应用1. 引言触摸传感器是一种现代化的输入设备，它可以感知触摸操作并将其转化为电信号。
本文将介绍触摸传感器的工作原理和应用领域，并探讨它在现代科技中的重要性。
2. 原理触摸传感器的原理是基于电容感应技术。
它由两个主要部分组成：感应器和控制电路。
感应器是一个由导电材料制成的电容器，用于感知触摸操作。
当触摸传感器上有物体接近或触摸时，感应器的电容值会发生变化。
控制电路会检测这种变化并转化为电信号，从而实现对触摸操作的识别。
触摸传感器的工作原理可以分为两种类型：电容式触摸传感器和电阻式触摸传感器。
2.1 电容式触摸传感器电容式触摸传感器通常由一个感应层和一个控制电路组成。
感应层包含一系列的电容传感器，当有物体接近或触摸时，这些电容传感器会受到电容值的变化。
控制电路会检测这些变化，并通过算法进行处理，最终输出触摸位置的坐标。
电容式触摸传感器常见的应用有智能手机、平板电脑、触摸屏电脑等。
通过触摸屏幕，用户可以直接操作设备，实现各种功能，如拖动、点击、放大缩小等。
2.2 电阻式触摸传感器电阻式触摸传感器是由一层透明导电材料和一层玻璃组成的。
当有物体接触到触摸传感器时，导电材料与玻璃之间会发生接触变化，从而改变触摸传感器的电阻值。
控制电路通过测量电阻值的变化来判断触摸位置。
电阻式触摸传感器常用于工业控制设备、电子签名板等领域。
由于它的耐用性和可靠性较高，因此在一些特殊环境中更常见。
3. 应用领域触摸传感器在现代科技中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：3.1 智能手机和平板电脑触摸传感器在智能手机和平板电脑上是必不可少的组件。
用户可以通过触摸屏幕进行各种操作，如浏览网页、发送短信、玩游戏等。
触摸传感器的高灵敏度和准确性能为用户带来良好的操作体验。
3.2 触摸屏电脑触摸屏电脑是一种整合了显示器和触摸传感器的设备。
用户可以直接使用手指进行操作，无需使用鼠标或键盘。
触摸屏电脑广泛应用于教育、商业和工业领域，提供了更直观和便捷的交互方式。
TP设计简介
Touch Panel設計簡介一.TP種類及應用簡介二.RTP設計簡介三.FIP設計簡介四.ATT設計簡介六.RFQ 需求資料目錄五.各結構比較1.TP應用領域公共場所:銀行ATM,圖書館檢索系統,車站自動售票機汽車用:衛星導航儀民生用:手機,PDA,筆計本電腦,數位相機工廠自動化:人機介面2.TP按其原理分類如下電阻式:偵測觸碰點電壓變化電容式:偵測觸碰點電容變化近場感應式：偵測觸碰點電(磁)場變化超音波式：超音波矩陣遮斷紅外線式：光矩陣遮斷X G T 技術：複合電阻與電容式3. ~~~TP 種類Resistive Touch Panel (RTP)Field Induce Pad (FIP)Advanced Touch Technology (ATT)Wintek 專有名詞Capacitive Touch Panel (CTP)Apple 專有名詞=Wintek 專有名詞1.RTP結構介紹1.RTP 結構介紹a.F/G(ITO Film/ITO Glass)V/AIT O Gla s s ITO FilmDCT a =0.15ABCDEF XLXRYUYD各層厚度:ITO Film 0.188/0.125DCT 0.06Insulation layer+銀電極0.04ITO Glass 0.5/0.71.RTP 結構介紹b. D/F/G (Decoration FILM/ITO Film/ITO Glass)1.RTP結構介紹c. D/F/F (Decoration FILM/Up ITO Film/Down ITO Film)Deco film OCA ITO film DCTITO film OCAPC substrateFPC 各層厚度:Deco Film: 0.188/0.125 OCA(PSA): 0.05UP ITO Film 0.18/0.125 OCA 0.025 Down ITO Film 0.18/0.125Lens: 0.7~1.22.RTP 設計注意事項“A”LensDeco filmaLensbUV“A”防水膠二.RTP設計簡介 1.MRTP結構介紹a. MRTP走線+=ITO FilmITO GlassAssemblyM-RTP 有兩種Type: F/G and G/G F/G Type: ITO Film(0.188) +DCT(0.06)+ITO Glass(0.7~1.5) G/G Type: ITO Glass + 框膠(0.2)+ITO Glass, 需設計密封口(10*0.8),置於FPC對過的玻璃邊上二.RTP設計簡介 1.MRTP結構介紹b. F/F &G/G結構F/G TypeITO Film 絕緣層 FPC Cu 0.5 FPCITO Glass0.3 0.30.5G/G Type0.1 UP ITO Glass 0.3min FPC Cu FPC0.3 Down ITO Glass三.FIP設計簡介 1.結構介紹a. G/GLens INK ASF OCA Sensor透明孔 IR孔材料搭配: Lens 0.7~1.1 Ink 0.009max ASF 0.075 OCA 0.125,0.175,0.2.. Sensor 0.4,0.5HTCLOGOIC三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FPET Film材料搭配: Lens 0.7~1.1 Ink 0.009max OCA 0.05 Up ITO Film 0.125/0.18 OCA 0.05 Down TIO Film 0.125/0.18 ……HTCICiii三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FFlex LensPET PSA Down ITO Film PSA Up ITO FilmPSAPETPSA三.FIP設計簡介 1.結構介紹b. G/F/FItem Film / Film Film / Film Double side ITOCover LensBM BM BMCover LensMetal Y-ITOCover LensPSABM BM Metal Y-ITOStructureITO FilmPSAAg Ag Y-ITO Ag Ag ITO FilmPSABMPET FilmAg X-ITOPET FilmX-ITOPET FilmX-ITO X-ITOPSAPSAPSAX-ITOITO FilmX-ITOAg ITO FilmPET FilmPET FilmPET FilmMetal trace process Trace Pitch (Line width/Line space) Thickness (Lens 0.7mm) StatusScreen printingPhotolithographyPhotolithography100um/100um50um/50um30um/30um1.025mm Mass production1.025mm Mass production1.0mm Sample (2010 Q3)三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項a. Sensor A/A與 Lens INK Open關係INK OPENLCD A/A Sensor A/ALCD A/A +1.0 = INK Open INK Open +1.0 = Sensor A/A三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項b. Sensor 與 Lens搭配SensorNotes: 1.a=0.35min 2.Sensor四角不可倒R角 3.如Border需求,可設計倒C角aHTCC角三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項c. 何時設計Shield pad 目的:降低LCD Noise干擾X Y PattenITO GlassShield layer GapLCMFlex shield pad三.FIP設計簡介 2.FIP設計注意事項d. Lens 設計注意事項A BA>=1.2 B>=2C 0.15INK Thickness 9um max技術參數: DOL CS 油墨附住性 穿透率 硬度 油墨厚度 Ball Drope. PSA 設計注意事項2.FIP 設計注意事項PSA1.PSA需完全覆蓋Trace走線2.PSA OD內縮Sensor 單邊0.33.需設計對位mark4.需預留重離型膜尺寸a= 7mm5.PSA常用厚度0.175a技術參數:透光率霧度(HAZE)剝離力上下離型膜離型力f. Sensor border 評估2.FIP 設計注意事項Trace with 0.03Trace pitch 0.06a 線離邊0.8b 至A/A 1.0mini. Same sideab16 x 8c左border0.8+0.1+8*0.06 +0.3=1.68下border1.8+0.5+(8+7+1)*0.06 +0.3=2.56ESD Ring2.FIP設計注意事項f. Sensor border評估ii. Both side2.FIP設計注意事項f. Sensor border評估雙側上下對分iii.3.FIP G/G Flow Chartcleaning and inspection UV glue Coating CuringACF AttachmentACF Attachment 2lens &Sensor Glass assembly CGFlex BondingFlex Bonding 2Appearance Inspection OCA AttachmentLabel Printing FI UV glue curingAutoclaveGasket Attachment Protective film AttachmentFinal appearance inspection對位本壓QC AppearanceInspectionPackagingBonding TestFinal Test。
触摸屏的基本原理及应用
触摸屏的基本原理及应用1 触摸屏原理和主要结构：触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术，触摸屏通常与显示器相结合，通过触摸屏上的传感元件（可以是电学的，光学的，声学的）来感应出触摸物在触摸屏上或显示器上的位置，从而达到无需键盘，鼠标即可直观地对设备或机器进行信息输入或操作的目的。
触摸屏根据不同的原理而制作的触摸屏可分为以下几类：1.1电阻触摸屏电阻触摸屏由上下两片ITO相向组成一个盒，盒中间有很小的间隔点将两片基板隔开，上板ITO是由很薄的PET ITO薄膜或很薄的ITO 基板构成，当触摸其上板时形成其变形，形成其电学上的变化，即可到触摸位置。
电阻式触摸屏又可分为数字式电阻式触摸屏和模拟式电阻触摸屏：数字式电阻触摸屏将上下板的ITO分为X及Y方向的电极条，当在某一个方向的电极上施加电压时，则在另一方向某条位置上电极可探测到的电压变化。
由于数字式电阻触摸屏是在一个方向输入信号，在另一个方向检测信号，理论上可以实现多点触摸的检测。
数字式电阻触摸屏最常见用于机器设备控制面板，自动售票机的人机输入界面。
其优点为：成本低，适合应用于低分辨率的场合。
单点控制IC成熟，商品化高。
其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）模拟式电阻触摸屏是由上下两面ITO相向组成盒，上下两面的ITO 分别在X及Y方向引出长条电极，在一个方向的电极上施加一个电压，用另一面的ITO检测其电压，所测得的电压与触摸点的位置有关。
模拟式电阻式触摸屏只能进行单点触摸，尤其适合用笔尖进行触摸，可进行书写输入。
由于测量值是模拟值，其精度可以很高，主要取决于ITO的线性度。
模拟式电阻式触摸屏应用范围为中小尺寸2"-26"其优点为：成本低，应用范围广。
控制IC成熟，商品化高。
其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）需校准，不能实现多点触摸1.2 电容式触摸屏电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式。
单片机中的触摸屏技术与应用实例
单片机中的触摸屏技术与应用实例触摸屏技术是现代电子设备中一个常见且重要的交互方式。
在单片机（Microcontroller Unit，MCU）中，触摸屏技术的应用越来越普遍，为用户提供了更加直观、便捷的操作体验。
本文将介绍单片机中的触摸屏技术及其应用实例。
一、触摸屏技术的原理与分类触摸屏技术基于电容或压力传感器原理，通过人体的触摸操作来实现与设备的交互。
根据实现原理，触摸屏技术可分为电阻式、电容式、表面声波式和投射式等几种类型。
1. 电阻式触摸屏电阻式触摸屏是一种常见且成熟的触摸屏技术。
其原理是基于两层透明薄膜之间的电阻变化来检测触摸点位置。
通过测量不同位置处的电阻值变化，可以准确确定触摸点的坐标。
电阻式触摸屏具有价格低廉、灵敏度高等优点，适用于大部分手写和触摸操作。
2. 电容式触摸屏电容式触摸屏是目前最为常见和广泛应用的触摸屏技术。
其基本原理是利用电容变化来检测触摸位置。
电容式触摸屏又可分为静电式和互电感应式两种类型。
静电式电容触摸屏通过感应人体电荷来确定触摸位置，而互电感应式则是通过感应人体和电容屏之间的电场变化来判断触摸点位置。
电容式触摸屏具有较高的灵敏度、透光性好的优点，常用于手机、平板电脑等便携设备。
3. 表面声波式触摸屏表面声波式触摸屏通过传输声波来检测触摸位置。
触摸屏表面覆盖着一层传感器，当触摸点碰触到屏幕时，声波会发生衍射，通过检测衍射信号的变化来确定触摸位置。
表面声波式触摸屏适用于公共场所及工业控制等环境，因其具备耐用、防污等特点。
4. 投射式触摸屏投射式触摸屏是一种比较新型的触摸屏技术。
其原理是通过投射光线到屏幕上，通过光电传感器获取触摸点位置。
投射式触摸屏具有高精度、适应性强等特点，被广泛应用于大型交互显示设备。
二、单片机中触摸屏技术的应用实例1. 电子签名设备电子签名设备常用于合同、文件签名等场景中。
通过单片机和触摸屏的结合，用户可以直接在屏幕上进行签名操作，并实时显示签名效果。
Touch_Panel技术简介
1. X- 接地，X+接电源，Y+ 接ADC得到触点的X点电压。
2.X- 接地，Y+接电源，X+ 接ADC得到Z1点的电压。
3.X- 接地，Y+接电源，X+ 接ADC得到Z2点的电压。
现在可以算出X坐标，电压z1， z2，还要知道X-line Y-line的总电 阻值就可以计算了。
四线电阻式触摸屏的缺点是耐用性不够，长时间的触按施压会使器件损 坏。因为每次触按，上层的PET和ITO都会发生形变，而ITO材质较 脆，在形 变经常发生时容易损坏。一旦ITO层断裂，导电的均匀性也就被破坏，上面 推导坐标时的比例等效性也就不再存在，因此四线电阻触摸屏的寿命不长。
触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前 最简单、方便、自然的一种人机交互方式。 触摸屏的应用范围非常广阔： 1）公共信息的查询：如电信局、税务局、银行、 电力等部门的业务查询，城市街头的信息查询。 2）领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、 点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。 3）消费电子：如手机、數碼產品。
(C)
10 bit =2 X=(3.7V/5V)* 1024 -1 =757
Y坐标 (D)
转换成相 应的讯号
Y=(1.8V/5V)* 1024 -1 =368
测量X坐标时：
1）在X+，X-两电极加上一个电压Vref，Y+接一个高阻抗的ADC。
2）两电极间的电场呈均匀分布，方向为X+到X-。 3）手触摸时，两个导电层在触摸点接触，触摸点X层的电位被导至
电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂 有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层, 夹层ITO涂层作为工作面,四 个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个 耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电 流。这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个 电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的 精密计算，得出触摸点的位置。
使用普通IO口实现电容触摸感应的解决方案
技术背景现在电子产品中，触摸感应技术日益受到更多关注和应用，不仅美观耐用，而且较传统机械按键具有更大的灵敏度、稳定性、可靠性，同时可以大幅提高产品的品质。
触摸感应解决方案受到越来越多的IC设计厂家的关注，不断有新的技术和IC面世，国内的公司也纷纷上马类似方案。
Cpress公司的CapSense™技术可以说是感应技术的先驱，走在了这一领域的前列，在高端产品中有广泛应用，MCP推出了mTouch™，AT也推出了QTouch™技术，FSL推出的电场感应技术与MCP 的电感触摸也别具特色，甚至ST也有QST产品。
但是目前所有的触摸解决方案都使用专用IC，因而开发成本高，难度大，而本文介绍的基于RC充电检测（RC Acquisition）的方案可以在任何MCU上实现，是触摸感应技术领域革命性的突破。
首先介绍了RC充电基础原理，以及充电时间的测试及改进方法，然后详细讨论了基于STM8S单片机实现的硬件、软件设计步骤，注意要点等。
一、RC充电检测基本原理RC充电检测基本原理是对使用如PCB的电极式电容的充电放电时间进行测量，通过比较在人体接触时产生的微小变化来检测是否有‘按下’动作产生，可选用于任何单独或多按键、滚轮、滑条。
如图1(a)所示，在RC网络施加周期性充电电压Vin，测量Vout会得到如(b)的时序，通过检测充电开始到Vout到达某一门限值的时间tc的变化，就可以判断出是否有人体接触。
图2显示出有人体接触时充电时间会变长。
实现电路如图3，使用一个I/O口对PCB构成的电容充电，另一个I/O口测量电压，对于多个按键时使用同一个I/O口充电。
R1通常为几百K到几M，人体与PCB构成的电极电容一般只有几个pF，R2用于降低噪声干扰，通常为10K。
二、充电时间测量方法对充电时间的测量可以使用MCU中定时器的捕捉功能，对于多个按键一般MCU没有足够的定时器为每个按键分配一个，也可以使用软件计时的方法，这要求能对MCU的时钟精确计数，并且保证每个周期的时钟个数保持一定。
两种电容式触摸按键电路设计要点
两种电容式触摸按键电路设计要点发布时间：2022-09-13T11:19:45.931Z 来源：《中国科技信息》2022年第5月9期作者：胡浩然宋志忠[导读] TS08N/NE和CAP 1298是家用电器显示板常用的两款电容式触摸芯片胡浩然宋志忠珠海格力电器股份有限公司广东珠海 519000摘要：TS08N/NE和CAP 1298是家用电器显示板常用的两款电容式触摸芯片。
前者引脚较多，电路设计复杂、成本高，但是软件开发工作量较小；而后者引脚较少，电路设计简单、成本低，但是需要进行一定的软件开发。
两种设计方案均存在一定的设计难度。
本文作者在大量工程实践的基础上面，提炼出了相关设计要点供大家参考。
关键词：TS08N/NE CAP 1298 电容式触摸芯片显示板Key points of design of two capacitive touch key circuitsHu Haoran ?Song ZhizhongGree Electric Appliances, Inc.of Zhuhai Zhuhai Guangdong 519000Abstract: TS08N/NE and CAP 1298 are two capacitive touch chips commonly used in display boards of household appliances. The former has more pins, complex circuit design and high cost, but less software development work; The latter has fewer pins, simple circuit design and low cost, but requires certain software development. The two design schemes have certain design difficulties. Based on a large number of engineering practices, the author has extracted the relevant design points for your reference.Keywords: TS08N/NE,CAP 1298,Capacitive Touch Chip, Display Board1 引言目前市场上供家用电器使用的触摸芯片种类繁多，如何对触摸芯片进行合理选型，需从多方面考虑，比如：触摸按键的通道数、触摸按键的灵敏度、触摸按键的可靠性、控制器成本等。
touch 原理
touch 原理触摸技术（Touch technology）是一种通过感应用户接触或操作的手指、手掌或其他物体的电子技术。
触摸技术的原理主要有电阻式触摸、电容式触摸、声表面波触摸、红外线触摸等不同的实现方式。
电阻式触摸是最早应用的触摸技术之一。
其基本原理是在屏幕上放置两层电导膜，通过触摸时屏幕上不同位置产生的变化电阻来检测用户的操作。
当用户触摸屏幕时，触点与上下两层电导膜产生接触，改变了电导膜之间的电阻，通过测量电压变化就可以确定用户的操作位置。
电容式触摸技术是目前广泛应用于手机和平板电脑等设备的一种触摸技术。
其基本原理是在显示屏上布置一层透明的电容传感器，当用户用手指触摸屏幕时，手指会导致传感器电容发生变化，通过检测电容值的变化来确定用户操作的位置。
由于电容式触摸屏具有高灵敏度和快速响应的特点，因此得到了广泛应用。
声表面波触摸是一种基于声波传播的触摸技术。
其原理是在屏幕边缘附近放置一些超声波发射器和接收器，通过发射声波的方式在屏幕表面产生一层声表面波。
当用户触摸屏幕时，会导致声表面波传播路径的变化，通过捕捉这些变化来确定用户的操作位置。
该技术适用于大型触摸屏幕，具有较高的精度和稳定性。
红外线触摸技术是利用红外线传感器来实现触摸功能的一种技术。
其基本原理是在显示屏四个边缘放置红外线发射器和接收器，形成一个红外线网格。
当用户触摸屏幕时，会导致红外线网格被遮挡，通过检测遮挡的位置和数量来确定用户的操作位置。
红外线触摸技术具有良好的透明性和可靠性，适用于大型、耐用性较高的触摸屏幕。
以上是几种常见的触摸技术原理的简要介绍，不同的触摸技术适用于不同的应用场景，可以根据具体需求选择适合的触摸技术。
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几种常见的触摸感应面板设计方法
在实际应用中，常用的感应盘有PCB板上的铜箔、弹簧、薄膜线路以及ITO玻璃灯，一般情况
下,感应盘面积可以在3mm×3mm～30mm×30mm之间,每个感应盘的面积应尽量保持相同,以确保
灵敏度相同。触摸感应灵敏度通过基准电容CSEL的电容值来调节。在可调范围内，CSEL越大，
灵敏度越高，CSEL越小，灵敏度越低。以下是常见的触摸感应面板的设计方法，供参考
1，采用双面PCB,触摸感应IC放在PCB的BOTTOM层，通TOP层的铜箔做按键感应盘，如图
所示：
PCB上的铜箔做按键感应盘的实例
2，采用单面PCB板或双面PCB板，用金属弹簧做感应盘，如图所示
用弹簧做按键感应盘的实例
3，在设计LCD显示器时，将按键图形动的态效果以及其它显示内容做整体的美学设，用ITO 透
明导电金属做按键感应盘并用引脚引出。如图所示：
用ITO做按键感应盘的触摸感应和显示一体的实例
4，在PVC和PET透明软胶片上丝印导电银浆或碳浆按键感应盘和引出线的电路，再用双面胶将
整个软胶片电路贴于绝缘面板背面，此方法特别适合于弧面触摸感应面板，如图所示
用PVC或PET软胶片上的导电油墨做按键感应盘的实例
以上几种方法各有利弊，在实际应用中，用户可根据面板形状、大小、按键分布、面板结构、几
何尺寸、性能指标、成本目标、生产效率等要求，选择最适合的方式进行设计。