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顯示觸控黑科技Hover Touch

智慧型手機,讓人們盡情掌握,透視資訊,觸控思緒,改變人們的使用習慣,享受支配與快感。華凌光電的願景是致力於實現人機互動界面的創新。

觸控面板(TP, Touch Panel)是一種通訊科技(Communication Technology),依據電學原理可區分為電阻式觸控(RTP, Resistive Touch Panel)與電容式觸控(CTP, Capacitive Touch Panel)二種。電容式觸控分為兩種,一為表面電容式觸控(SCTP,Surface Capacitive Touch Panel),另一為投射電容式觸控(PCTP,Projected Capacitive Touch Panel),或是稱為感應式電容(Inducted Capacitive Touch Panel)。

Touch Panel分類圖

Touch-Panel-RTP

RTP, 電阻式觸控

Touch-Panel-CTP

CTP, 電容式觸控

表面電容式觸控 (SCTP, Surface Capacitive Touch Panel)

SCTP在一面均勻透明導電層(ITO),其四個角落各有一個電極與控制器相連線。SCTP控制器IC提供充電而使ITO層產生一個均勻電場,當手指觸及面板時,四邊電極產生電流流向觸點,電流強弱與手指到電極的距離成正比,此時,IC感測四條電極上的電流量,計算出觸碰點的XY座標。

SCTP缺點:

(1) 透光率不均勻,色彩易失真,影象字元的模糊可能。

(2) 枕形觸控訊號失真

(3) 大面積手掌或手持的導體物靠近,引起誤動作;潮溼天氣情況,更嚴重。

(4) 戴手套或手持不導電物體觸控時,沒有訊號反應。

(5) 環境溫溼度及電場發生改變時,容易引起訊號漂移不準確。

Schematic of SCTP principle and structure

SCTP原理結構示意圖
 

投射電容式觸控(PCTP also PCAP), Projected Capacitive Touch Panel

又分為自感應性(Self-capacitive)與互感應性(Mutual capacitive)二種。

*自感應PCTP為在玻璃表面製作成橫向與縱向交錯的(ITO)電極陣列,電極一端接地,一端接驅動線路,形成一電容迴路,此稱為自感應電容。當手指碰觸到自感應電容面板時,手指電容會增加該面板電容;觸控IC分別掃描檢測出橫向與縱向電極陣列的電容,根據碰觸前後電容的變化,確定橫向座標和縱向座標。

優點為: 掃描速度快,一個掃描週期只需要掃描特定觸控點的X軸和Y軸電極數量。

缺點為:

1. PCTP在使用的第一次或環境變化比較大的時候,需要校準;

2. 有“鬼點(Ghosting)”效應,無法實現真正的多點觸控;

3. 直接受溫度、溼度、手指濕潤程度、人體體重、地面乾燥程度影響,受外界大面積物體的干擾也非常大,容易產生訊號“漂移”。

*互感應性PCTP一樣是在玻璃表面製作成橫向與縱向交錯的(ITO)電極陣列,與自感應性電容的區別是兩組電極交叉的地方將會形成電容,即這兩組電極分別構成了電容的兩極。觸控IC掃描時,由橫向的電極依次發送訊號,縱向的所有電極同時接收訊號,得到所有橫向和縱向電極交匯點的電容值大小,即為整個觸控面板的二維平面電容大小分佈。

因此,當手指碰觸到互感應電容面板時,改變了觸碰點附近兩個電極之間的耦合,導致區域性電容量減少,根據觸控式螢幕二維電容變化量資料,計算出每一個觸控點的座標。

因此,即使有多個觸控點,也能精準計算出每個觸控點的真實座標。其優勢無需校準,無“鬼點”效應,不受環境操控者等因素影響,不會產生“漂移”現象,實現真正的多點觸控。


PCTP原理結構示意圖

自感應性(Self-capacitive)

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



互感應性(Mutual capacitive)

Touch-Panel-4

Touch-Panel-8Touch-Panel-9

懸浮觸控Hover Touch

在2019年爆發全球性COVID-19病毒傳染,大規模傳染導致染病及死亡疫情;如今,病毒不斷突變,相繼發現新變種病毒:Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron等,演進更凶猛高傳染病毒株,除積極發展新型疫苗與藥物外,隔離傳染途徑也是重要措施。華凌光電的願景是致力於實現人機互動界面的創新,積極發展符合市場需求、客戶需求之技術與產品。

來自創新顯示觸控黑科技-懸浮觸控Hover Touch,一種結合互感應性電容和自感應性電容,實現懸浮觸控功能。當使用者的手指逐漸接近面板時,互電容感測的電場很小,無法感應到那些非常弱小的信號,互感應電容信號沒有改變;此時,自感應性電容訊號隨著手指逐漸接近而逐漸增加,即可感應到一定隔空距離手指的座標,即可實現懸浮觸控功能。當手指接觸到面板時,互電容感測電場開始改變,亦可實現多點觸控功能。

Hover Touch示意圖

2D Touch Theory

2D touch principle

3D Touch Theory

3D touch principle


發展多點觸控與懸空觸控技術,以華凌光電的型號:WF70A8為例,具有以下優點:

(1) 可搭配CG(Cover Glass)/觸控面板/顯示器模組之三合一產品結構。

(2) CG可進行AG/AR/AF/AS表面處理,不影響觸控效果。

(3) 高強度抗雜訊能力。

(4) 具備非接觸式單點,及支援可達5點接觸式多點觸控功能。

(5) 可支援38條發送訊號(transmit)與22條接收訊號(receive),可偵測達836個節點(node)。

(6) 觸控筆(passive stylus)直徑1mm,依然可精密操控面板,受制於配置、堆疊與感應等設計決定。

(7) 單點操作懸空高度可達Min 10mm/Max 30mm,依然可操控面板。

(8) 手沾有水或油脂等汙染物時,可以正常操控面板,不擔心弄髒面板。

(9) 帶上非導電的布織物(手套),多點操作厚度達2mm,單點操作厚度達5mm,依然可正常操控面板。

(10) Windows 及Android二種OS可支援

(11) 速度大於60Hz(10點觸碰)

WINSTAR WF70A8 Model

華凌產品示意圖
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