电容触摸屏的坐标定位分析

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1、万方数据研悫弗《计电子测量技术ELECrRONICMEASUREM心rrTECHNOLOGY第32卷第5期2009年5月电容触摸屏的坐标定位分析朱维安邦寿云陈莉(汕头大学物理系汕头515063)摘要：描述了电容触摸屏直边形电极、直角形电极和矩形框电极的坐标定位算法。在忽略电极的电阻时，构建二维电容触摸屏的等效电路，推导了三种电极输出的触摸电流，用MATLAB计算电容触摸屏的坐标值，绘制了计算的坐标点图和位置误差图。结果表明：直边形电极、直角形电极和矩形框电极电容触摸屏的最大线性度分别是11．27％、23．91％和0．03

2、％；线性度小于或等于1％的触摸面积分别是1n-n-n2、9rill-n2和2500r12nⅡ2；与实际的实验结果对比表明，电极是影响电容触摸屏坐标定位的重要因素。关键词：电容触摸屏；电极形状；坐标定位；位置误差；线性度中图分类号：TP334．2；TP391．7文献标识码：AAnalysisoncoordinatepositioningofcapacitivetouchpanelZhuWeianZhengShouyun(：henLi(PhysicalDepartmentofShantouUniversity，Shantou

3、515063)Alztratl．MethodsforCOOrdinatepositioningalegivenanddescribedinthetetragon，theright-angleandthesquareelectrodeofthecapacitivetouchpanelWhenelectrode-resistancewasignored，touchingcurrentoutputformtdawasanalyzedbyanalyzingtwodimensionalequivalentcircuitsoncap

4、acitivetouchpanelCoordinatecalculation，coordinate-mapanderror-mapofthecapacitivetouchpanelw∞solvedbyMATLABnemagnumIineadtyofthemare11．27％，23．91％and0．03％，theal'e8ofthelinearitywithin1％axelmm2，9m群and2500ml-n2．Finally，theexperimentr鹤ultistheelectrodestructureetfeete

5、dthecoordinatepositioningoncapacitivetouchpanelIf也ywords．capacitivetouchpanel；electrodestructul-e；coordinatepositioning；positionerror；linearity0引言1电极结构及坐标定位原理电容触摸屏是一种简便且实用的输入设备，其工作原理是通过检测一层具有电场分布的导电膜上触摸点的电信号来定位触摸点的空间位置坐标的器件。电容触摸屏的关键性能指标是触摸位置与输出电流信号之间的关系及位置测量误差。现在

6、主要应用于定位精确度要求不高的大尺寸触摸面板，没有广泛应用于小尺寸领域，如手机、MP4等。对于二维电容触摸屏，四周电极结构及电性能参数对触摸电流的输出起着决定性的作用，研究四周电极结构的分布与触摸电流输出的关系，对电容触摸屏的设计和制造具有极大的经济效益。本文描述了电容触摸屏的直边形电极类型、直角形电极类型及矩形框电极类型，分析了3种结构的电容触摸屏的坐标定位原理，从理论上分析了3种结构的输出电流表达式，并对其触摸面积、位置误差及线性度进行分析。因此，对提高小尺寸的电容触摸屏的坐标定位精度，具有很好的研究价值。电容触摸屏

7、通常采用四层结构，如图1所示，GLASs层是电容触摸屏的衬垫层(斜线阴影部分)，其作用是工作面的基石平台；lT0／ATO层是电容触摸屏的工作层(格线阴影部分)，其作用是电容触摸屏的电场分布的面；Ag层是电容触摸屏的电极层(非阴影部分)，分布在IT0／ATO层的四周，其作用是输出触摸产生的电流；PET层是电容触摸屏的保护层(没有画出)，其作用是防止ITO／ATO层受到刮伤。当触摸电容触摸屏时，将在触摸位置与引出电极之间产生电势分布。根据电极输出的电流和电极间距可计算出触摸的位置。图1电容触摸屏的结构·13·万方数据第32卷

8、电子测量技术电极层是电容触摸屏的关键部分，它直接影响着电容触摸屏的坐标定位的精确度，决定着电容触摸屏的性能参数。根据文献E13，发现多个环境变量可以同时作用于一个物理变量，正如坐标定位精度就受到多种因素的影响，针对电极来说，电极的形状、材料、分布及输出电流的方式都是影响电容触摸屏的坐标定位的主要因素，该文就电极形状对