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573.電阻和電容

更新時間:2019-01-11  作者:老眼兒
最爽新人生 573.電阻和電容
智能手機最重要的部分,就普通人的角度而言,除了電池以外就是屏幕了。當然了,諸如處理器、內存等部件同樣重要,只不過如今這個年代的用戶并不在意那些東西,或者說他們也搞不懂什么手機配置,最簡單明便的,還是看手機的屏幕和電池。

電池是否耐用,屏幕是否好看。

既然要做智能手機,屏幕就非常重要了,要結實,還要有很好的觸摸體驗。

其實觸摸屏也不算什么太新鮮的東西了。

原時空,蘋果公司發售的iPhone4,那時候可真是令世人驚艷。因為它真的是太酷了,沒有任何按鍵,全部操作全靠一塊3.5英寸觸摸屏完成。最好玩的是,用兩根手指在屏幕上“捏”一下,就能調整窗口和圖片的大小,就像你真的把它“捏扁”了一樣。這一切效果的實現,都建立在觸摸屏技術不斷發展的基礎上。

如果說1964年鼠標的發明,把電腦操作帶入了一個新的時代,那么觸摸屏的出現,則使圖形化的人機交互界面變得更為直觀易用。

1971年,米國人SamHurst就發明了世界上第一個觸摸傳感器。雖然這個儀器和我們今天看到的觸摸屏并不一樣,卻被視為觸摸屏技術研發的開端。

當年,SamHurst在肯尼迪大學當教師,因為每天要處理大量的圖形數據而不勝其煩,就開始琢磨怎樣提高工作效率,用最簡單的方法搞定這些該死的圖形。他把自己的三間地下室改造成了車間,一間用來加工木材,一間制造電子元件,一間用來裝配這些零件,并最終制造出了最早的觸摸屏。

這種最早的觸摸屏被命名為“AccuTouch”,由于是手工組裝,一天只能生產幾臺設備。

1973年,這項技術被米國《工業研究》雜志評選為當年100項最重要的新技術產品之一。不久,SamHurst成立了自己的公司,并和西門子公司合作,不斷完善這項技術。這個時期的觸摸屏技術主要被米國軍方采用,直到urst的公司在米國一次科技展會上展出了33臺安裝了觸摸屏的電視機,平民百姓才第一次親手“摸”到神奇的觸摸屏。

從此,觸摸屏技術開始廣泛應用于公共服務領域和個人娛樂設備。人們逐漸習慣用“摸”的方式,在電子售貨機上選購商品,在卡拉OK機上點播歌曲,在銀行、醫院、圖書館、機場查詢自己需要的信息。1991年,觸摸屏正式進入華夏。1996年華夏自主研發的觸摸自助一體機投入生產。

未來在京城的大街小巷看到的“數字信息亭”就離不開觸摸屏技術,有了它,即使不會使用電腦的人也能輕易查到“我在哪里”、“我要到哪去”。

數字信息亭有很多觸摸屏就是由京城匯冠提供的IRTOUCH紅外觸摸屏。

但是觸摸屏也有很多問題是目前,甚至是未來都還沒有一個好辦法解決的,其中最主要的一點,可能就是透光率了。

猶記得原時空《福布斯》雜志評出的2007年十大熱門技術及代表產品,觸摸屏技術高居榜首,而它的代表產品就是當年的蘋果iPhone。那么問題來了,既然小小一塊觸摸屏里就集中了這么多有趣且實用的技術,為什么到目前為止,絕大多數的手機和筆記本電腦都沒有使用觸摸屏呢?

這就涉及到了觸摸屏技術始終難以跨越的障礙———“透光率”。

用戶使用手機和筆記本電腦,總希望看到更加鮮艷清晰的圖像,這就對顯示屏的視覺效果提出了很高的要求。眾所周知,目前最好的透光材料是玻璃,但當光線穿過時,玻璃的兩個表面將分別反射掉3的光,即單層玻璃的最大透光率是94,這就使得到達人眼的光線受到了損耗。

而在周方遠重生前應用最廣泛的電容屏和電阻屏,都在玻璃屏幕表面加蓋了幾層導電涂層。可想而知,它們的透光率比單純的剝離更低,圖像的失真也就更嚴重。例如,通常的電阻屏透光率約為75,電容屏的透光率稍高一些,但也絕不會達到有些商家宣稱的95—98。這些夸大宣傳的依據是紅外線通過觸摸屏的透光率,而不是顯示屏上圖像所發出的光線。魚與熊掌難以兼得,是追求更逼真的顯示效果,還是更舒適的操作感受,就是用戶見仁見智的問題了。

不過科技總是在進步的嘛。

盡管當時市面上已經有眾多品牌的觸摸屏手機,iPhone仍能引起轟動的一個重要原因,就在于蘋果公司率先將“多點觸摸”應用到了手機上。以往的手機觸摸屏多采用電阻式,一次只能感知一個位置的觸摸。而電容式觸摸屏搭配專用軟件,可以同時處理多根手指的觸摸指令。

而在更遙遠的將來,還將有更先進的“力反饋觸摸屏”走進我們的生活。不少人會抱怨觸摸屏雖然方便好用,可手指在冷冰冰的玻璃表面摸來按去,總不如傳統鍵盤的手感好,“力反饋觸摸屏”解決的就是這個問題。簡單將,就是給觸摸屏添加震動功能,當手指接觸屏幕時將受到一個反作用力的震動,感覺就像是按下了一個真實的按鍵一樣。雖然看似沒什么實際意義,但對用戶的使用體驗卻是一個極大的提升。

現在安迪問周方遠關于屏幕的問題,有兩點。

首先是屏幕的大小,眾所周知,屏幕越大,耗電就越高。但觸摸屏說到底還是要觸摸的,是一定要保證屏幕大小的,如果屏幕太小,一個手指按下去直接占據了四分之一的屏幕,那也就不用觸摸了,直接按鍵多好?那么如何選擇這個大小呢?

還有,即便是電阻屏,也是有不同規格的,使用什么規格的屏幕?這也是一個問題。

是的,遠方科技的I1手機,終究還是要使用電阻屏的。電阻屏自出現之日至今,好歹也已經過了幾十年的歷史了,各方面科技的發展已經跟上來了,目前是最好用的屏幕,沒有之一。而后世大行其道的電容屏,目前是不存在的,要得到07年才會被LG開發出來。

所以就目前而言,遠方科技是沒有電容屏可用的。

而電阻屏呢,其本身還分不同的規格,有四線的,五線的,七線的八線的等等,要說區別,其實也沒有太大區別,最多就是后者比前者稍微耐用一些,更具體一點,幾線就是觸摸屏接口有幾根信號線而已。線數不同,掃描原理有點差別。而且這里面還有規避專利的問題,這里就不一一描述了。

另外,因為電阻屏的操作方式,出線口數量不同,其受到外力的影響后準確度會有所不同。

電阻屏雖然目前是唯一選擇,但實際上并不差。它的優點是它的屏和控制系統都比較便宜,反應靈敏度很好可到像素點的級別,適用的最大分辨率可達4096x409;而且不管是四線電阻屏還是五線電阻屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環境,不受灰塵、水汽和油污的影響,可以在較低或較高溫度的環境下使用,能適應各種惡劣的環境;它可以用任何物體來觸摸,即便是帶著手套也可以操作,并可以用來進行手寫識別,穩定性能較好。

然后最最重要的是,電阻屏由于成熟的技術和較低的門檻,成本較為廉價。

當然了,要說缺點,那也是有不少,比如說電阻屏的外層薄膜容易被劃傷導致觸摸屏不可用,多層結構會導致很大的光損失,對于手持設備通常需要加大背光源來彌補透光性不好的問題,但這樣也會增加電池的消耗。

后世電容屏為什么會大行其道?

說起來不是沒有道理的。

比如說電容屏只需要觸摸,而不需要壓力來產生信號;再比如說電容屏在生產后只需要一次或者完全不需要校正,而電阻技術需要常規的校正;電容方案的壽命會長些,因為電容觸摸屏中的部件不需任何移動,電阻屏中,上層的ITO薄膜需要足夠薄才能有彈性,以便向下彎曲接觸到下面的ITO薄膜。另外電容技術在光損失和系統功耗上優于電阻技術。

當然最重要的還是電容式屏就是可以支持多點觸控技術,而且不像電阻式屏反應遲鈍。

對于用戶來說,更好的使用體驗才是最重要的,多點觸控無疑是比單點觸控更加方便,也更加靈敏。加上電容式技術耐磨損、壽命長,用戶使用時維護成本低,因此生產廠家的整體運營費用可被進一步降低。廠家愿意用,用戶愿意用,電阻屏在手機業漸漸消失不見,也是理所當然的。

至于說電阻屏為什么不能使用多點觸控,道理其實也很簡單。

電阻屏分兩層,中間以隔離物進行分離。當兩層互相碰撞,電流便會產生影響,芯片因以計算力量與電流之間的數據,評定屏幕那一個位置受壓,作出反應。由于電阻式屏幕需要上下兩層碰撞后才能作出反應。因此,當兩點同時受壓,屏幕的壓力變得不平衡,導致觸控出現誤差。所以這樣的原理導致了電阻屏很難實現多點觸控,即使是通過技術手段實現了多點觸控靈敏度方面也不是很容易調整,經常會出現A點靈敏,B點遲鈍的現象常會發生。

而電容屏最大的優點就在于此了。

電容屏靠的就是增加互電容的電極,簡單地說,就是將屏幕分塊,在每一個區域里設置一組互電容模塊都是獨立工作,所以電容屏就可以獨立檢測到各區域的觸控情況,進行處理后,簡單地實現多點觸控。

電容屏的本質是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂一層ITO,最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作工作面,四個角引出四個電極,內層ITO為屏層以保證工作環境。當用戶觸摸電容屏時,由于人體電場,用戶手指和工作面形成一個耦合電容,因為工作面上接有高頻信號,于是手指吸收走一個很小的電流,這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出,且理論上流經四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例,控制器通過對四個電流比例的精密計算,得出位置。可以達到99的精確度,具備小于3ms的響應速度。

這就是電容屏的原理,和電阻屏截然不同,你不能說哪個更好,但針對手機這種產品而言,毫無疑問,還是電容屏更好用。

不過目前周方遠沒有選擇,所以I系列的只能手機目前勢必是要用電阻屏的。

“尺寸就選4英寸的好了,規格嘛,以四線為主,也可以增加高級版的,使用五線屏。”

周方遠說道。

尺寸是前世無數手機商和用戶驗證過的,再小一點,3.5英寸也可以接受,但更小就沒意思了,智能手機玩的就是一個觸摸,屏幕太小體驗就會變差。

至于說更大的屏幕,不是不行,而是有兩點考慮,一方面可以在電容屏出現前,依靠屏幕大小來更新換代,不斷提供新產品,吸金的同時還能保證品牌的熱度;另一方面,太過巨大的屏幕,對于屏幕的安全也是一種挑戰,畢竟電阻屏是需要按壓才能產生效果的,和電容屏還是不同。如果是電容屏的話,五英寸,甚至是八英寸的都可以,電阻屏就麻煩了,那么大的屏幕,耗損會非常劇烈,而且一個搞不好造成多點觸碰,敏銳度還會降低,反倒不如就以略小的屏幕為主打,盡可能保證用戶體驗。

“對了,安迪,我覺得,你們可以嘗試著弄一個新的觸摸屏出來,可以多點觸控的那種……”

既然知道電容屏的原理,雖然不是完全懂,里面很多知識周方遠都是門外漢,但大致原理是可以提供的。安迪這些人啊,水平那是絕對夠的,或許他們在生產制造方面差一些,但科研能力卻不差,提供了建議,提供資金讓他們做實驗,弄出電容屏也不是什么太難的事情,到時候直接搶注專利,買個屏幕制造廠或者入股一個,再不濟,授權生產那也是一大筆進賬,既然有這個機會,為什么要便宜LG呢?

反正已經搶了那么多東西了,也不差這一個啊。

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