电容iphone5解锁

2013/6/241手机电容屏的工作原理及冬天戴手套时触控的实现少年班学院余家辉PB12000301指导老师:孙勇杰引言:近几年,触摸屏在手机上的应用成爆炸式增长.
然而人们对于触控屏的了解少之又少,甚至搞不懂电阻屏与电容屏的区别.
网上对此的解释也是隔靴搔痒,并不深入.
笔者决定介绍一下触控屏(主要是电容屏)的工作及实现原理.
去年冬天合肥天气寒冷,同学们都戴上了手套,但是因为想操作手机,不得不一次又一次的脱下,非常麻烦(戴着普通手套进行触控操作是失效的).
更有同寝室者花了近100元买了能戴着触控手机的手套.
借此,笔者希望能通过同学们的日常材料,自己动手,来对戴着手套实现电容屏操作进行探究与实现.
内容要点:触控屏的大致分类、工作原理、缺点互电容式-投射式电容屏工作原理及当下手机电容屏的感测流程对当下不同流行手机不同材料的触控测试冬天戴手套时,对于触控实现的实验研究及解决方案触控屏电阻屏电容屏1.
表面电容式(屏幕失真,触控漂移等)2.
自电容式-投射式(不能真正实现多点触控)3.
互电容式-投射式(大多数手机的方案)Y=VX+/Vdrive*heightscreenX=VY+/Vdrive*widthscreen一、自电容式—投射式在玻璃表面用ITO制作成横向与纵向电极阵列,这些横向和纵向的电极分别与地构成电容,这个电容就是通常所说的自电容(电极对地的电容).
当手指触摸到电容屏时,手指的电容将会叠加到屏体电容上,使屏体电容量减小.
在触摸检测时(其利用待测电容与外界电容并联,再经比较器输出的方式实现测试电容的目的),自电容屏依次分别检测横向与纵向电极阵列,根据触摸前后电容的变化,分别确定横向坐标和纵向坐标,组合成平面的触摸坐标.
自电容的扫描方式,相当于把触摸屏上的触摸点分别投影到X轴和Y轴方向,然后分别在X轴和Y轴方向计算出坐标,最后组合成触摸点的坐标.
That'sAQuestion!
2013/6/242二、互电容式-投射式电容屏的工作原理用ITO制作横向电极与纵向电极,它与自电容屏的区别在于,两组电极交叉的地方将会形成电容,也即这两组电极分别构成了电容的两极.
当手指触摸到电容屏时,影响了触摸点附近两个电极之间的耦合从而改变了这两个电极之间的电容量.
检测互电容大小时,横向的电极依次发出激励信号,纵向的所有电极同时接收信号,这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小,即整个触摸屏的二维平面的电容大小.
简单来说:自电容式-投射式电容屏检测的是二维坐标x轴、y轴轴线上的电容变化;而互电容式-投射式电容屏检测的是整个二维平面所有(x,y)的电容.
可以实现多点触控在探究冬天手机触控方案前,首先了解一下电容触摸屏感测流程实验探究部分:对当下不同流行手机用不同材料的触控测试:手机型号:三星i9300、苹果iPhone5、诺基亚lumia920测试材料:手指、导线、橡皮、普通布制手套、锡箔纸.
如何测试:(将感性的感觉理性数字化)测试内容:屏幕解锁;屏幕向左划向右划各两次;精确点击位于屏幕四角的四个图标.
为减少实验偶然所带来的实验误差,每组重复步骤3次.
测试现象的数据化方式:我们根据测试内容,并充分衡量平时操作手机的权重(如解锁是必须过程分数比值会加大),给出结果算法:1.
屏幕解锁成功加2分/次,成功但不流畅(如屏幕的滑动相对手指而言有位移差等)加1分/次,不成功加0分/次;2.
左划(右划)成功加1分/次,如成功但不流畅加0.
5分/次;3.
精确点击并打开图标对应的软件加1分/次.
效果(总分)/10分三星i9300苹果iphone5诺基亚lumia920手指101010触控笔101010导线(小面积)4.
557导线(大面积)99.
29橡皮000普通布制手套009.
2锡纸(薄)8.
59.
29.
2锡纸(厚)98.
29.
22013/6/243根据现象得出结论:1.
手指和触控笔能控制电容屏且均非常灵敏.
2.
导线,锡纸也能控制电容屏,但反应灵敏程度随不同情况而定:(1)小面积导线相对于大面积导线而言,触控要不灵敏很多.
(2)对于锡箔纸而言,厚薄对触控屏的操作没有明显差别.
3.
诺基亚lumia920相对于其它主流手机更为"特殊"具体原因为:Lumia920采用的是超敏感触控屏幕,可以隔着手套对手机进行操作.
这块屏幕实际上来自一家叫Synaptics的公司,采用了clearpad4系列的解决方案,这个技术降低了屏幕的厚度,将显示与触摸控制芯片集成到了一起,这样可以更好的给触控信号进行降噪,将信号识别增强了三倍,使得屏幕对于非常细小的手指触控依然敏感.
笔者在Synaptics的网站上发现,它不仅可以隔着手套操作,甚至用指甲也可以操作.
四.
冬天戴手套时,对于触控实现的实验研究及方案方案择优法:本论文前三部分我们可以得出:用导线(大面积)或者锡纸,将其用某种方式固定在右手套的食指和大拇指上,或者组合在一起固定在手套上,使手指与材料有一定的接触,在理论上便可实现戴着手套操作.
经过反复观察实验,确定以下三种方案进行择优实验:1.
用一根导线穿过手套,在手套内外部分分别折叠弯曲形成一个小圆面积(使其固定),可用少量双面胶使其更好的固定.
2.
在手套食指或大拇指部分挖一个小洞,取而代之的是一小圆面积分的锡纸,也可使用少量双面胶进行固定.
3.
综合使用导线和锡箔纸,在手指与手套外部连接的部分使用导线,在手套内外部使用锡箔纸.
锡箔纸大面积导线大面积导线+锡箔纸评价标准方案一方案二方案三制作难易度简单略难略难手套美观性美观待美观美观手套稳定性稳定不稳定稳定触控灵敏度相对略差一般好根据比较结果,笔者决定选择方案三为雏形进行冬天戴手套时触控的实现方案,再加以系统优化(主要是增加导线的面积与锡箔纸的面积、使用较之前更牢固的双面胶、锡箔纸的剪裁更符合手指外型等)最终方案优化后的照片效果视屏结论:如今市场的的智能手机绝大部分采用的都是互电容式-投射式电容屏,其主要原理是通过手指触摸到电容屏,影响了触摸点附近两个电极之间的耦合,改变了这两个电极之间的电容,从而被检测器检测到(通过监测带电量),进而通过处理器的处理,来实现(多点)触控.
冬天戴手套时,因为人身上的静电不能传递到与电容屏表面相耦合的附加电容上,以至于虽然改变了电容,但是不能被检测器所检测到.
但这也仅对市面上一般的手机而言.
本实验就是帮助同学们解决这个问题.
当然如果你所有的是Lumia920,看完本论文你大可"不屑一顾".
如果不是,本实验还是给出了比较好的对比示范以及制作流程,仅供同学们参考.
2013/6/244谢谢!
百度百科:电容屏,http://baike.
baidu.
com/view/414068.
htmfromId=1779101百度百科:电阻屏,http://baike.
baidu.
com/view/650013.
htmfromId=2855127百度百科:耦合,http://baike.
baidu.
com/view/156245.
htm《电容触摸屏原理》陈伟2011.
6《最新多点触摸屏技术介绍——多点位置识别》肖学军、郑赞、凌荣茹、彭涛《电容式触摸屏技术交流资料》周子玉电容屏的构造及原理机锋论坛http://bbs.
gfan.
com/android-726490-1-1.
htmlLumia920所使用的屏Synapitics官网