图 | 电阻技术触控屏电路模型图
电路上的原理很简单 , 假设我们分别在XY方向上加上电压V , XY方向的触控屏长度为LX和LY 。 Vi和Vj分别是触控点在XY方向上的电压降 , 根据路中的分压原理 , 我们触控点沿着电压降在XY方向上距离边缘的距离就可以根据以下公式得到了 。
然而 , 这样的触控屏 , 要想产生反应 , 那首先就得让上表面的屏幕发生曲挠 , 所以需要不小的力气 。 要知道 , 戳一下还好 , 要是长时间的划来划去对屏幕会产生划痕 , 对我们来说 , 在这种屏幕上划拉可是很累的 , 那将会让我们练就一支麒麟臂 。 所以目前的手机很多都换成了电容感应技术触控屏 , 在电容屏上触摸的感觉可舒服多了 。
电容感应技术触控屏
这一类的屏幕 , 已经在我们的便携电子产品上广泛的应用了 , 它的特点就是灵敏度高 , 但是成本高 。 而且由于其独特的原理 , 我不能在寒冷的冬天隔着手套 , 享受在手机上划来划去的乐趣 。
图 | 电容感应技术触控屏结构 来源:How do touchscreens work
这类触控屏也可以分为三层 , 上层为纵向联通的菱形块是打印成型的导电玻璃 , 组成上电极板 。 中间是一层隔离层 , 不能导电 。 下层则为横向联通的菱形块 , 也是打印成型的导电玻璃 , 组成下电极板 。 这三层材料只是为了示意并不是真正的有颜色 , 他们都是透明的 。 三层透明材料叠在一起形成电容器 。 如图 。
图 | 上下极板组成电容器 来源:How do touchscreens work
蓝色菱形块上聚集了负电荷 , 与黄色菱形块上正电荷相互吸引 , 之间形成电场 , 组成一个电容器 。 此时 , 电容器这个体系处于相对的的静态 , 也就是两极板上的电荷不会发生增减 。
图 | 手指改变电荷分布 来源:How do touchscreens work
而当有导体比如我们的手指靠近时 , 就会改变电场的分布 , 导致黄色菱形块上的正电荷量发生改变 , 同理蓝色块上的负电荷量也会发生改变 。
图 | 扫描每一列极板的电流变化判断触摸点坐标 来源:How do touchscreens work
电荷量的改变也就会导致电流的产生 , 这时候通过扫描每一列的黄色菱形块和蓝色菱形块的电流扰动 , 从而确定在电容屏上的触控点的位置 , 也就是对应的XY轴坐标 。
如果我们是带着手套去触碰屏幕呢 , 这个过程其实就和空气为什么接触了手机屏幕 , 屏幕不产生反应的原理一样 , 空气是绝缘体 , 手套的材质是绝缘的 。 对于绝缘体 , 电荷不能在内部相对自由地移动 , 所以和电容屏不能形成足够强的电容器 , 也就改变不了触控屏上的电荷分布 。 这就是为什么我们在冬天不能带着手套操作手机的原因啦 。
图 | 神奇的辉光球
其实也可以联系到一个小玩具上 , 我们常常在物理演示实验中看到的辉光球 , 当我们用手指去触摸球璧时 , 会看到神奇的电流会集中到我们的手指以下 , 这时候我们就会有种掌握雷电的感觉 。 他的原理也其实就和触摸屏类似 , 手指作为一个导体改变了原来在球壳上相对平均的电荷分布 , 所以击穿电流会更倾向于流向这个不平衡点 。
那么我们能不能可以不摘下手套操作手机呢?
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