电阻式触摸屏多点触摸技术的原理分析

（文章来源：显示网）

触摸屏作为一种人机交互界面，已大量取代了以往的键盘、鼠标等人机沟通方式。电阻式触摸屏以其低廉的价格，稳定的性质更成为主打选择的触摸屏之一。在日常应用中，经常需要同时对多点进行操作。然而，触摸屏的触摸点之间会互相影响，而得出错误的触摸点坐标。本文优化了两点触摸的判断算法，实现了多点触控的正确识别和定位处理。经试验验证表明可以实现图像的放大、缩小、旋转等功能。

多点触控，是指能同时正确识别和定位两个或两个以上的触摸操作，能够独立判断每个触摸点的操作意义，并实现相应功能的技术。这是一种摆脱了传统的输入设备，简单而方便的人机交互操作模式。多点触控技术目前有两种[1]：多点触控手势识别和多点触控位置识别。

目前市面上出现较多的方式是多点触控手势识别。手指同时触摸屏幕多点时，能够识别每个手指移动的方向，能够进行旋转、缩放、平移等操作，但还不能够判断出每个手指的具体位置。但两点触摸甚至多点触摸时，X、Y 轴上会产生多个最大值，此时系统无法判断触摸点的准确位置。通常把并不是真正触摸的点叫做“鬼点”。

多点触控位置识别才是真正意义上的多点触控技术，可以识别到触摸点的具体位置，没有“鬼点”的现象。这种触控技术基于互电容检测方式，通过行列交叉处耦合电容Cm 的变化判断触摸点。手指触摸时行列之间的互电容减小，可以判断触摸点存在，并且准确判断每一个触摸点位置。

实现两点触摸，每个工作单元必须彼此独立，并且触摸点只能在同一个工作单元中。图给出了电阻式触摸屏实现多点触摸的方法：在X1 电极上加上电压，由Y1，Y2，Y3 电极读取A、B、C 触摸单元所检测到的X 坐标；在以后的各个始终周期依次读取X2，X3 的坐标。获得所有触摸单元的X 坐标后，再依次给Y 电极加上电压，以获得各个触摸单元的Y 坐标，从而实现两点触摸。

当触摸屏表面有触摸点时，上层的ITO 导电层向下凹陷，发生形变，并接触到下层的ITO，接触点的两层ITO 导电层之间存在一个电阻，当触摸的压力越大时，之间的电阻阻值就越小。通过计算相应阻值，可以得到触摸位置，但是想要正确识别出两点触摸的位置，就必须先剔除非触摸点。所谓非触摸点，就是指没有意愿的接触点。这些触摸点是随机的，而且是非有效触摸。比如，触摸力度较轻时，触摸屏ITO 导电层的电阻处在接通与未接通的临界点，类似这样的触摸点就是非触摸点。这在没有意志支配的情况下产生的接触点，对整个检测没有意义的，所以必须将它们剔除。

考虑到非触摸点的随机性，两次测量的方法可将其剔除。若第一次测量的结果是有效值，但第二次测量的结果超出了整个触摸屏的阻值所规定的范围，是一个很大的值，则视其为无效值，该点即为非接触点，必将其剔除。反之，如果第二次测量的结果在整个触摸屏的阻值所规定的范围内，则视其为有效值，是有效的触摸点。

触摸屏幕的压力大小不同，ITO 导电层的电阻值也不同，也就是说轻触或重触触摸屏，产生的电阻是不同的。控制芯片可以测试出接触电阻的阻值大小，但是没法分辨出是轻触，还是重触，这只会影响判断触摸点的准确性，从而会影响整个触摸屏的可靠性。

在现阶段的方案中， 接触电阻和压力成为影响触点坐标准确性的重要因素。如果接触电阻不大于方阻，不会影响坐标显示的准确性；如果大于方阻，就会出现跳跃点。比如，轻触触摸屏上的某一点，会造成电路接通不完全，对整个电路来说，它表现为测量电阻大，测得的值比实际值要大，那么它的坐标将会向后跳跃。与其相反的，如果是用力的重触触摸屏上的某一点时，坐标会前移。由此可见轻触或重触对接触电阻的测量值影响很大，接触电阻和压力成反比。

查阅过一些四线电阻式触摸屏的技术手册后发现：他们通常使用接触电阻小于2kΩ 这个测试条件，来测试最小压力这个参数。在正常力度的压力下， 一般接触电阻为2kΩ；如果压力更小， 接触电阻则会大于2kΩ。由此可见，实际测量结果与所施加的压力存在动态变化，如果加在同一点上的力量是变化的，那么测量出的坐标点就是不确定的，所以这种测量方法仍然必须改进。

在此，分解一次完整的触摸过程：(1) 手指接触到触摸屏表面，(2)手指对触摸屏逐步增加压力，(3) 压力保持，(4) 抬起手指，(5) 手指的压力逐步减小，(6) 手指离开触摸屏，整个触摸过程完成。分解过程之后可以发现，在这个过程中，手指对屏幕的压力并不是一个恒定不变的量。所以，细分整个过程，把不同时期得到的压力和接触电阻全部采样，然后求取平均值，那么这个值将更加接近实际数据，这就是用求平均值的最根本原因。用求平均值的方法可以模拟整个触摸过程，从而排除掉前期接触、后期接触或者中间接触时压力不稳等情况。
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