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显示触控黑科技Hover Touch

智能型手机,让人们尽情掌握,透视信息,触控思绪,改变人们的使用习惯,享受支配与快感。华凌光电的愿景是致力于实现人机互动界面的创新。

触控面板(TP, Touch Panel)是一种通讯科技(Communication Technology),依据电学原理可区分为电阻式触控(RTP, Resistive Touch Panel)与电容式触控(CTP, Capacitive Touch Panel)二种。电容式触控分为两种,一为表面电容式触控(SCTP,Surface Capacitive Touch Panel),另一为投射电容式触控(PCTP,Projected Capacitive Touch Panel),或是称为感应式电容(Inducted Capacitive Touch Panel)。

Touch Panel分类图

Touch-Panel-RTP

RTP, 电阻式触控

Touch-Panel-CTP

CTP, 电容式触控

表面电容式触控 (SCTP, Surface Capacitive Touch Panel)

SCTP在一面均匀透明导电层(ITO),其四个角落各有一个电极与控制器相联机。SCTP控制器IC提供充电而使ITO层产生一个均匀电场,当手指触及面板时,四边电极产生电流流向触点,电流强弱与手指到电极的距离成正比,此时,IC感测四条电极上的电流量,计算出触碰点的XY坐标。

SCTP缺点:

(1) 透光率不均匀,色彩易失真,影象字符的模糊可能。

(2) 枕形触控讯号失真

(3) 大面积手掌或手持的导体物靠近,引起误动作;潮湿天气情况,更严重。

(4) 戴手套或手持不导电物体触控时,没有讯号反应。

(5) 环境温湿度及电场发生改变时,容易引起讯号漂移不准确。

Schematic of SCTP principle and structure

SCTP原理结构示意图
 

投射电容式触控(PCTP also PCAP), Projected Capacitive Touch Panel

又分为自感应性(Self-capacitive)与互感应性(Mutual capacitive)二种。

*自感应PCTP为在玻璃表面制作成横向与纵向交错的(ITO)电极数组,电极一端接地,一端接驱动线路,形成一电容回路,此称为自感应电容。当手指碰触到自感应电容面板时,手指电容会增加该面板电容;触控IC分别扫描检测出横向与纵向电极数组的电容,根据碰触前后电容的变化,确定横向坐标和纵向坐标。

优点为: 扫描速度快,一个扫描周期只需要扫描特定触控点的X轴和Y轴电极数量。

缺点为:

1. PCTP在使用的第一次或环境变化比较大的时候,需要校准;

2. 有“鬼点(Ghosting)”效应,无法实现真正的多点触控;

3. 直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,受外界大面积物体的干扰也非常大,容易产生讯号“漂移”。

*互感应性PCTP一样是在玻璃表面制作成横向与纵向交错的(ITO)电极数组,与自感应性电容的区别是两组电极交叉的地方将会形成电容,即这两组电极分别构成了电容的两极。触控IC扫描时,由横向的电极依次发送讯号,纵向的所有电极同时接收讯号,得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即为整个触控面板的二维平面电容大小分布。

因此,当手指碰触到互感应电容面板时,改变了触碰点附近两个电极之间的耦合,导致区域性电容量减少,根据触摸屏二维电容变化量资料,计算出每一个触控点的坐标。

因此,即使有多个触控点,也能精准计算出每个触控点的真实坐标。其优势无需校准,无“鬼点”效应,不受环境操控者等因素影响,不会产生“漂移”现象,实现真正的多点触控。


PCTP原理结构示意图

自感应性(Self-capacitive)

Touch-Panel-4
Touch-Panel-5Touch-Panel-6



互感应性(Mutual capacitive)

Touch-Panel-4

Touch-Panel-8Touch-Panel-9

悬浮触控Hover Touch

在2019年爆发全球性COVID-19病毒传染,大规模传染导致染病及死亡疫情;如今,病毒不断突变,相继发现新变种病毒:Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron等,演进更凶猛高传染病毒株,除积极发展新型疫苗与药物外,隔离传染途径也是重要措施。华凌光电的愿景是致力于实现人机互动界面的创新,积极发展符合市场需求、客户需求之技术与产品。

来自创新显示触控黑科技-悬浮触控Hover Touch,一种结合互感应性电容和自感应性电容,实现悬浮触控功能。当使用者的手指逐渐接近面板时,互电容感测的电场很小,无法感应到那些非常弱小的信号,互感应电容信号没有改变;此时,自感应性电容讯号随着手指逐渐接近而逐渐增加,即可感应到一定隔空距离手指的坐标,即可实现悬浮触控功能。当手指接触到面板时,互电容感测电场开始改变,亦可实现多点触控功能。

Hover Touch示意图

2D Touch Theory

2D touch principle

3D Touch Theory

3D touch principle


发展多点触控与悬空触控技术,以华凌光电的型号:WF70A8为例,具有以下优点:

(1) 可搭配CG(Cover Glass)/触控面板/显示器模块之三合一产品结构。

(2) CG可进行AG/AR/AF/AS表面处理,不影响触控效果。

(3) 高强度抗噪声能力。

(4) 具备非接触式单点,及支持可达5点接触式多点触控功能。

(5) 可支持38条发送讯号(transmit)与22条接收讯号(receive),可侦测达836个节点(node)。

(6) 触控笔(passive stylus)直径1mm,依然可精密操控面板,受制于配置、堆栈与感应等设计决定。

(7) 单点操作悬空高度可达Min 10mm/Max 30mm,依然可操控面板。

(8) 手沾有水或油脂等污染物时,可以正常操控面板,不担心弄脏面板。

(9) 带上非导电的布织物(手套),多点操作厚度达2mm,单点操作厚度达5mm,依然可正常操控面板。

(10) Windows 及Android二种OS可支持

(11) 速度大于60Hz(10点触碰)

WINSTAR WF70A8 Model

华凌产品示意图
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