电容式触摸屏原理与方案介绍

ProprietaryandConfidentialFTSTouchPanelTrainJuly.2010LiHuaProprietaryandConfidential2Contents„触摸屏的种类„电容屏的介绍„FTS触摸屏IC型号和特性介绍„FTS触摸屏IC选型和方案介绍„FPClayout规则„FTS触摸屏屏体pattern介绍„技术交流ProprietaryandConfidential3z触摸屏种类：1.矢量压力传感技术触摸屏：已退出历史舞台；2.红外线技术触摸屏：价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；3.电容技术触摸屏：设计构思合理，精确度高，寿命较长，但其价格颇高，反光相对严重些；4.电阻技术触摸屏：定位准确，透光率和清晰度稍差；5.表面声波触摸屏：解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。ProprietaryandConfidential4z电容屏的介绍„表面电容式触摸屏(SurfaceCapacitiveTouch)„投射式电容触摸屏(ProjectedCapacitiveTouch)1、自电容触摸屏(SelfCapacitiveTouch)2、互电容触摸屏(MutualCapacitiveTouch)原理：当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。通过检测电路来检测这个很小的电流变化来感触手指的位置。ProprietaryandConfidential5‹表面电容屏（SurfaceCapacitiveTouch)„表面电容触摸屏只采用单层的ITO，当手指触摸屏表面时，就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失，电荷从屏幕的四角补充进来，各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，可以由此推算出触摸点的位置。ProprietaryandConfidential6‹投射式电容屏（ProjectedCapacitiveTouch„基本原理：触摸屏采用多层ITO层，形成矩阵式分布，以X轴、Y轴交叉分布做为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，可通过X、Y轴的扫描，检测到触碰位置电容的变化，进而计算出手指之所在。基于此种架构，投射电容可以做到多点触控操作。ProprietaryandConfidential7‹表面式电容屏与投射式电容屏两者区别„表面式电容屏：技术成熟，不能识别多点，价格高，有战略联盟，能做各种尺寸屏。„投射式电容屏：技术不成熟，能识别多点，适合做中小尺寸屏。ProprietaryandConfidential8‡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ProprietaryandConfidential9‡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ProprietaryandConfidential10‡自电容和互电容两者却别„自电容–self-capacitor测量信号线本身的电容优点：简单，速度慢缺点：非真实多点，易受干扰„互电容-mutualcapacitor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，成本高目前FocaltechTouchPanel都为互电容方案ProprietaryandConfidential11zFTS触摸屏IC型号和特性介绍•FTS触摸屏IC型号列表•FTS触摸屏IC特性介绍ProprietaryandConfidential12‹FTS触摸屏IC型号列表ProprietaryandConfidential13‹FTS触摸屏IC特性介绍„FT5201、FT5301：高性能触控模拟前端芯片，需要MCU进行搭配，支持真实5点独立触摸。„FT5202、FT5302：OTP单芯片高性能触控IC，Firmware只能烧写一次，支持真实5点独立触摸。„FT5206、FT5306、FT5406：Flash单芯片高性能触控IC，Firmware可重复更新，支持真实5点独立触摸。ProprietaryandConfidential14zFTS触摸屏IC方案与选型介绍„FTS触摸屏IC方案„FTS触触摸屏IC方案选型要点ProprietaryandConfidential15„FTS触摸屏IC方案„3.5”以下panel对应电路方案FT5206„3.8”以下panel对应电路方案FT5202、FT5201+C8051F921„5.7”以下panel对应电路方案FT5302、FT5306、FT5301+C8051F921、FT5301+C8051F342„8.9”以下panel对应电路方案FT5406,FT5406+C8051F321ProprietaryandConfidential16„IC方案选型要点¾通讯接口类型：IIC、SPI、USB¾IC供电电压需求，特别是IOVCC单独供电方式¾支持屏体大小尺寸¾FPC外形尺寸¾客户性价比需求ProprietaryandConfidential17zFPClayout规则„FPCLayout一般规则„FTS电容屏方案FPCLayout规则ProprietaryandConfidential18‹FPCLayout一般规则•信号线线宽一般最小为0.075mm；•信号线安全间距一般最小为0.075mm;•过孔外径和内径一般最小为0.4mm和0.2mm;•铺铜安全间距至少为信号线安全间距的2倍，一般设置最小设置为0.2mm；•FPC铺铜和边缘走线离FPCoutline一般最小安全间距为0.2mm。ProprietaryandConfidential19‹FTS电容屏方案FPCLayout规则„IC的TX与RX走线之间需要GND进行隔离，隔离GND宽度最好为TX与RX信号线宽度的3倍。„如果TX与RX不在同一层，也不能平行走线，TX与RX之间需要GND进行隔离。„如果TX与RX必须交叉走线，TX与RX必须垂直交叉走线。„如果FPC外形限制，TX自身走线允许同层或异层并行走线，RX自身也类似。„如果TX与RX走线下层地面积过大（TX与RX走线长度≥50mm)，建议可以采用网格铺地。ProprietaryandConfidential20zFTS触摸屏屏体pattern介绍„FTS触摸屏IC常用屏体Pattern„FTS触摸屏屏体TX与RX数量确定要点„FTS触摸屏屏体设计规则ProprietaryandConfidential21‹FTS触摸屏IC常用屏体Pattern菱形+菱形菱形+六边形ProprietaryandConfidential22‹FTS触摸屏IC常用屏体Pattern条形菱形+条形ProprietaryandConfidential23‹FTS触摸屏屏体TX与RX数量确定要点¾TPVA区尺寸大小¾LCDVA区尺寸大小¾TPAA区与TPoutline边缘宽度¾触摸精度要求ProprietaryandConfidential24a)Xva,Yva为LCDVA区的横坐标和纵坐标，M，N为需要的RX与TX的channel数。b)M=Xva/5.5(M为四舍五入取整）c)N=Yva/5.5（N为四舍五入取整）d)如果客户要求在屏体中区触摸精度≤1mm，实际M与N各加1。9FTS触摸屏屏体TX与RX数量确定样例ProprietaryandConfidential25‹FTS触摸屏屏体设计规则„请参照FTS触摸屏设计规范„屏体间距设计计算公式Px=Xva/(M-0.4)Py=Yva/(N-0.4)备注：Px，Py为RX与TX的间距,Pattern为条形的不适用此公式ProprietaryandConfidential26触摸屏技术交流讨论ProprietaryandConfidential27Thankyou!!