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大尺寸触摸屏（大尺寸触摸屏面临的几大设计挑战）

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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：

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大触摸屏(大触摸屏面临的几个设计挑战)

根据Business Research的《2015年全球触摸屏市场》报告，自2009年以来，投影电容(P-CAP)技术占据了手机和平板电脑触摸类别的最高数量。这种成功的驱动力是一套卓越的功能，包括通过耐用的全玻璃表面实现有效的无限使用寿命，印刷框架的全平面设计(无光圈聚集)和高级感光度等。P-CAP制造商目前在最大85 '的屏幕上采用这种技术。他们专注于四个方面来提升触摸性能和用户界面设计。它们是速度、精度、抗电磁干扰和集成度。

图1:大尺寸触控面板的影响力已经被PX集团基于其店铺理念，在位于南美的移动明星公司Movistar旗舰店设立的50”或46”尺寸触控面板的触控电视墙完全证实。

更快的速度和提高的精度

消费手机必须在对角线4.5 '左右的屏幕上记录一到两次触摸，对角线47 '的商用触摸屏可以记录10到40次触摸，精度为1mm，现在已经很普遍了。对角翻倍时，1633609格式屏幕的面积约为四倍。为了保持相同的触摸检测性能，47英寸屏幕上的触摸处理器必须比4.5英寸手机处理更多的输入。防止手掌误触、手势识别等功能进一步提高了对触控处理器的要求。

图2:首尔公交车站的这些户外触摸面板，通过8mm的防护玻璃，暴露在夏季平均29的高温和冬季7.3的低温下。在这种环境下，触摸板仍然可以正常工作，不会出现任何问题。

然而，触摸屏的尺寸进一步增加，在多人赌场游戏桌、博物馆的互动展览、多用户设计/架构工作站、零售店的目录和EPOS表、汽车展厅和银行分行的面板中，55'~85 '正在成为主流。在这些屏幕尺寸上提供出色的触摸体验意味着增加触摸检测电极的数量。最新固件(firmware)中的高级触摸检测算法将触摸检测电极的数量增加了一倍，支持256个，而标准的多点触摸控制器支持128个(对于高达47 '的较小屏幕)。因此，触摸传感器中的电容感测矩阵可以更密集，这进而可以以更高的精度确定单个同步触摸事件的位置，即使在基于MPCT的最大85英寸触摸屏上。

这为触摸控制器提供了支持多达40个同步触摸点的能力，并且每个点之间的触摸间隔小于10毫米(即小于指尖的宽度)。他们可以在目前可用的全系列MPCT传感器尺寸中实现这一结果。

为了将该数据传输到主机而没有明显的延迟，触摸控制器必须具有足够的处理功能。触摸屏通常配备与系统本身一样强大的处理器——ARM 32位Cortex非常受欢迎。由于固件的精心设计，为在大屏幕上达到这一性能水平而需要捕获的其他数据仍然可以被收集和处理，并在5毫秒内输出到主机PC。

4K的延迟

UHD (4K)屏幕越来越受欢迎，并成功与触摸传感器集成。然而，有时看到的延迟实际上是由于早期4K屏幕的性能，而不是触摸控制器。

目前触摸屏使用的典型高清显示屏的像素刷新率约为120Hz。控制大量像素所需的数据处理要求意味着大多数当前的4K显示器工作在60Hz或更低。这使得处理实时触摸事件成为一个挑战，例如在屏幕上拖动光标，因为显示面板上的处理能力被刷新背景图像有效地消耗了。因此，UHD显示器上的移动触摸事件(如划线)看起来比高清显示器上的手指拖动痕迹更明显。即使是以毫秒级速度报告触摸事件的P-CAP触摸屏也会被这种延迟捕获。随着具有更高刷新率的新型4K显示器进入市场，这个问题将会消失。但在此之前，我们必须认真考虑UHD显示器上运行的触摸应用的类型以及对用户体验可能产生的影响。

图3:英国伦敦时尚高街眼镜商Kite GB旗舰店的具有触摸体验和联网的先锋产品，使用Zytronic集成钢化玻璃的42”触摸面板。

对抗EMI的改进

虽然电磁干扰(EMI)可能只是工业环境下触摸屏系统的问题，但实际上存在EMI的各种商业应用也可能对触摸操作产生不利影响。例如，当一列火车经过时，车站内的售票和自动售货机等自助服务亭会受到电磁干扰激增的影响。同样，部署在电源不稳定或调节不良的区域的触摸屏也会受到主电源电缆的瞬时干扰的影响。

特别是，4K显示器目前产生更高的EMI，因为管理每英寸更高像素所需的驱动电路的复杂性增加了。这会导致显示屏发出的干扰或“噪音”最多比普通高清显示屏高3~4倍。会造成触摸屏及其控制电子设备从周围噪声中确定信号(或触摸)的问题，即降低信噪比，从而削弱对真实触摸事件的识别。

这些环境中所需的触摸控制器部署的电子设计和触摸检测固件的主要改进是确保信号完整性保持在高水平。P-CAP触摸技术，如Zytronic盛创力的专有投影电容技术(PCT)，具有嵌入在分层玻璃基板中的微细电极的X-Y矩阵，并使用频率调制来检测导电电极中的微小电容变化。对抗EMI的一种方法是在触摸控制器中执行“智能”频率扫描功能。工作频率在0.7MHz和2.2MHz之间动态移动，以防止检测到的环境“噪声”妨碍触摸事件的检测。

更出色的集成

虽然触摸信息亭是一个相当大的设备，但通常令人惊讶的是，屏幕后面的小空间提供了美学需求和有时需要并入设备的其他元素。如果触摸控制器的体积可以保持最小，则有明显的优势。因此，减小PCB的尺寸也很重要，这样控制器就可以是一个芯片组产品，这样设计师就可以考虑触摸

摸控制器嵌入现有的系统母板上。

图4：如果觉得Zytronic胜创利公司的触控面板太笨重，则SpinTouch International国际有限公司和Rok Interactive公司精心制作的Mozayo多点触摸平板的优雅设计,已清楚说明这样的说法是完全不正确的。




其他发展

触摸屏包括四个关键元素：嵌入屏幕的触摸传感器、触摸控制器、玻璃和系统界面。在我关注前两项的同时，玻璃技术和系统界面也发生有趣的进步。

材料技术让玻璃非常薄，但又非常坚固。最新进展包括玻璃中的抗微生物元素，确保玻璃上的任何细菌死亡而不是繁殖。随着日常接触细菌污染表面产生的健康恐慌，用户无疑更加注意潜在卫生标准不佳的他人使用的触摸屏的风险，并且这将变得日益流行。

在系统界面方面，最显著的近期发展可能是符合支付卡行业(PCI)安全要求的首款加密PIN触摸屏应用程序的启动。该应用程序加密用户在触摸屏界面上进行的所有PIN输入，以便在自动柜员机(ATM)、销售点(POS)设备和无人值守的付款终端提供更安全的消费者互动。这样潜在消除ATM和消费亭为PIN输入结合机械键盘的需求 – 这是它们设计的真正显著优势。




高灵敏度

基本而言，诸如PCT和MCPT等P-CAP触摸技术的关键贡献是其高灵敏度。它可透过超厚重叠层、保护玻璃甚至厚手套检测触摸，因此具有无法超越的Z轴灵敏度和控制水平。配合良好设计的触摸控制器，它可提供可靠直观的触摸体验，对高达40次触摸精确响应，识别姿势并拒绝意外接触。P-CAP控制器IC的持续改进配合使用可打印传感墨水和纳米材料的传感器开发，可能进一步扩展这种通用触摸技术系列的功能和使用。

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