電阻式觸摸屏多點觸摸技術(shù)的原理分析

（文章來源：顯示網(wǎng)）

觸摸屏作為一種人機(jī)交互界面，已大量取代了以往的鍵盤、鼠標(biāo)等人機(jī)溝通方式。電阻式觸摸屏以其低廉的價格，穩(wěn)定的性質(zhì)更成為主打選擇的觸摸屏之一。在日常應(yīng)用中，經(jīng)常需要同時對多點進(jìn)行操作。然而，觸摸屏的觸摸點之間會互相影響，而得出錯誤的觸摸點坐標(biāo)。本文優(yōu)化了兩點觸摸的判斷算法，實現(xiàn)了多點觸控的正確識別和定位處理。經(jīng)試驗驗證表明可以實現(xiàn)圖像的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等功能。

多點觸控，是指能同時正確識別和定位兩個或兩個以上的觸摸操作，能夠獨立判斷每個觸摸點的操作意義，并實現(xiàn)相應(yīng)功能的技術(shù)。這是一種擺脫了傳統(tǒng)的輸入設(shè)備，簡單而方便的人機(jī)交互操作模式。多點觸控技術(shù)目前有兩種[1]：多點觸控手勢識別和多點觸控位置識別。

目前市面上出現(xiàn)較多的方式是多點觸控手勢識別。手指同時觸摸屏幕多點時，能夠識別每個手指移動的方向，能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等操作，但還不能夠判斷出每個手指的具體位置。但兩點觸摸甚至多點觸摸時，X、Y 軸上會產(chǎn)生多個最大值，此時系統(tǒng)無法判斷觸摸點的準(zhǔn)確位置。通常把并不是真正觸摸的點叫做“鬼點”。

多點觸控位置識別才是真正意義上的多點觸控技術(shù)，可以識別到觸摸點的具體位置，沒有“鬼點”的現(xiàn)象。這種觸控技術(shù)基于互電容檢測方式，通過行列交叉處耦合電容Cm 的變化判斷觸摸點。手指觸摸時行列之間的互電容減小，可以判斷觸摸點存在，并且準(zhǔn)確判斷每一個觸摸點位置。

實現(xiàn)兩點觸摸，每個工作單元必須彼此獨立，并且觸摸點只能在同一個工作單元中。圖給出了電阻式觸摸屏實現(xiàn)多點觸摸的方法：在X1 電極上加上電壓，由Y1，Y2，Y3 電極讀取A、B、C 觸摸單元所檢測到的X 坐標(biāo)；在以后的各個始終周期依次讀取X2，X3 的坐標(biāo)。獲得所有觸摸單元的X 坐標(biāo)后，再依次給Y 電極加上電壓，以獲得各個觸摸單元的Y 坐標(biāo)，從而實現(xiàn)兩點觸摸。

當(dāng)觸摸屏表面有觸摸點時，上層的ITO 導(dǎo)電層向下凹陷，發(fā)生形變，并接觸到下層的ITO，接觸點的兩層ITO 導(dǎo)電層之間存在一個電阻，當(dāng)觸摸的壓力越大時，之間的電阻阻值就越小。通過計算相應(yīng)阻值，可以得到觸摸位置，但是想要正確識別出兩點觸摸的位置，就必須先剔除非觸摸點。所謂非觸摸點，就是指沒有意愿的接觸點。這些觸摸點是隨機(jī)的，而且是非有效觸摸。比如，觸摸力度較輕時，觸摸屏ITO 導(dǎo)電層的電阻處在接通與未接通的臨界點，類似這樣的觸摸點就是非觸摸點。這在沒有意志支配的情況下產(chǎn)生的接觸點，對整個檢測沒有意義的，所以必須將它們剔除。

考慮到非觸摸點的隨機(jī)性，兩次測量的方法可將其剔除。若第一次測量的結(jié)果是有效值，但第二次測量的結(jié)果超出了整個觸摸屏的阻值所規(guī)定的范圍，是一個很大的值，則視其為無效值，該點即為非接觸點，必將其剔除。反之，如果第二次測量的結(jié)果在整個觸摸屏的阻值所規(guī)定的范圍內(nèi)，則視其為有效值，是有效的觸摸點。

觸摸屏幕的壓力大小不同，ITO 導(dǎo)電層的電阻值也不同，也就是說輕觸或重觸觸摸屏，產(chǎn)生的電阻是不同的。控制芯片可以測試出接觸電阻的阻值大小，但是沒法分辨出是輕觸，還是重觸，這只會影響判斷觸摸點的準(zhǔn)確性，從而會影響整個觸摸屏的可靠性。

在現(xiàn)階段的方案中， 接觸電阻和壓力成為影響觸點坐標(biāo)準(zhǔn)確性的重要因素。如果接觸電阻不大于方阻，不會影響坐標(biāo)顯示的準(zhǔn)確性；如果大于方阻，就會出現(xiàn)跳躍點。比如，輕觸觸摸屏上的某一點，會造成電路接通不完全，對整個電路來說，它表現(xiàn)為測量電阻大，測得的值比實際值要大，那么它的坐標(biāo)將會向后跳躍。與其相反的，如果是用力的重觸觸摸屏上的某一點時，坐標(biāo)會前移。由此可見輕觸或重觸對接觸電阻的測量值影響很大，接觸電阻和壓力成反比。

查閱過一些四線電阻式觸摸屏的技術(shù)手冊后發(fā)現(xiàn)：他們通常使用接觸電阻小于2kΩ 這個測試條件，來測試最小壓力這個參數(shù)。在正常力度的壓力下， 一般接觸電阻為2kΩ；如果壓力更小， 接觸電阻則會大于2kΩ。由此可見，實際測量結(jié)果與所施加的壓力存在動態(tài)變化，如果加在同一點上的力量是變化的，那么測量出的坐標(biāo)點就是不確定的，所以這種測量方法仍然必須改進(jìn)。

在此，分解一次完整的觸摸過程：(1) 手指接觸到觸摸屏表面，(2)手指對觸摸屏逐步增加壓力，(3) 壓力保持，(4) 抬起手指，(5) 手指的壓力逐步減小，(6) 手指離開觸摸屏，整個觸摸過程完成。分解過程之后可以發(fā)現(xiàn)，在這個過程中，手指對屏幕的壓力并不是一個恒定不變的量。所以，細(xì)分整個過程，把不同時期得到的壓力和接觸電阻全部采樣，然后求取平均值，那么這個值將更加接近實際數(shù)據(jù)，這就是用求平均值的最根本原因。用求平均值的方法可以模擬整個觸摸過程，從而排除掉前期接觸、后期接觸或者中間接觸時壓力不穩(wěn)等情況。
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