MS触摸屏全解析文档格式.docx

MS触摸屏全解析文档格式.docx

《MS触摸屏全解析文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MS触摸屏全解析文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

在回答各个问题之前，我们要先了解一下MS的这块触摸屏到底是什么东西。

虽然傻子都知道里程碑用的是一块电容屏，但实际上电容屏的门道也是很多的，电容屏分为两种，一是表面式电容，一种是投射式电容，两者的区别简单的说就是前者适用面积大，精度差，我们在各个信息亭，银行查询机上看到的基本都是它，而后者则是感应精度高，适用面积小，我们手机之类的移动电子设备上用的自然是这个投射式电容。

而投射式电容也大体上分为两个流派，绝对电容和交互电容，苹果iPhone用的是交互电容，而我们的MS则用的是绝对电容，二者的区别，我会在后面略谈。

这里我们先看看里程碑用的投射式绝对电容触控屏的工作原理。

由于人是导体，当手指靠近电极时，手指与电极之间的电容值会改变，这时只要调查哪条线的静电容量发生变化，就可以知道哪个点被触控。

投射电容触控面板理论上在距离触控面板表面一段距离，例如是10毫米之处，也是应该能够感测到电容值的变化。

此外，投射式触控面板表面是玻璃，玻璃的抗刮性、耐久性、耐环境性都很强。

然而绝缘体接近投射式电容触控面板就不会产生电容的变化，因此触控面板是无法运作。

投射式电容触控面板的作动原理为在表面玻璃层下有两层的ITO层，分别形成X轴与Y轴的电场，电场电力线穿过玻璃表面保持电场平衡。

一旦手指接近玻璃表面，手指与X轴或Y轴电极形成新的电场，让局部的电容变化，控制器就会依据电容变化来判断位置。

上面这个投射式电容屏的工作原理决定了我们里程碑的这块触控屏在物理上其实有五层（iPhone专利保护的膜层结构是4层）：

下层覆膜保护层+ITO层（x轴电场）+玻璃基板+ITO层（y轴电场）+上层保护层。

好了，现在我们可以开始回答MS是否需要贴膜的问题了。

贴膜这个传统其实源自电阻屏时代，因为压力感应的原因，电阻屏的最上层只能选用柔性材质，在考虑了延展性的同时就不能不牺牲硬度和耐磨，而同期的多数其他机型，因为没有触控的需要，也未对屏幕做出足够保护，这个时候屏贴就应运而生了。

而现在进入了电容屏时代，最普通的电容屏上层保护层也至少有超过4H的硬度，单凭手指的滑动和日常应用都不太容易形成划痕。

里程碑的投射式电容触控屏一部分来自于宸鸿（TPK），一部分来自创为（AMT），它的上层保护层使用的是大名鼎鼎的CorningGorilla玻璃，Gorilla玻璃是一种新型铝硅玻璃，是我们耳熟能详的钢化（IOX）玻璃的进化产物，也就是说它比普通的钠钙钢化（IOX）玻璃还要强大的多。

普通的钠钙玻璃的屈服温度在500℃左右，而Gorilla高达559℃，强化后的Gorilla的维氏硬度（200g）高达674Kgf/mm2，特殊的化学强化公益给Gorilla带来了超过800MPa的压缩应力和超过100μm的离子交换层深度。

图1

图2

图3

这些数据归根结底说明了几件事：

1.里程碑表面玻璃的硬度比大多数金属——包括你的钥匙要大的多；

2.你需要使用超过普通玻璃20倍的力量，普通钢化玻璃5倍的力量才能在MS的屏幕上开个口子；

3.就算屏幕受到划痕破坏，也不容易扩大损失;

4.就算划痕已经产生，也很难看见。

而另一个需要注意的问题是，劣质，或者说杂牌的贴膜简直就是静电发生器，它们不但影响屏幕手感，而且轻则干扰触控屏的感应，重则带来静电击穿（概率低）损坏触控屏。

所以最后的结论是里程碑完全没有必要使用屏贴

需要注意的一点是，里程碑的屏幕硬度高，耐磨，化学强化稳定性好，整体结构强度不错，但它归根结底还是一块玻璃，在保持超高透光率，轻薄的特性下，必然不可能如防弹玻璃般耐冲击，小心防跌落还是必须的。

PS.针对后面回帖一些朋友的疑问，解释一下：

MS的这块Gorilla玻璃面是一种化学强化处理玻璃，通过化学方式对玻璃表面进行处理，通过离子交换（IOX）的原理获得很强的压缩应力，所以这块屏不光是硬度高，强度也很大，普通IOX的强化玻璃的离子交换层比较浅，一旦离子交换层被破坏，玻璃的强度就会直线下降（上面的图2），而Gorilla的离子交换层高达100μm，所以稳定性好得多，抗破坏能力也强的多（见图2曲线）。

所以，处于保护手机屏目的的贴膜其实大可不必了，处于改善屏幕手感的贴膜，可以选一款高质量的磨砂防静电贴膜。

OK，我们继续来揭开苹果触控的秘密。

很多人都奇怪，都是电容式触控屏，都是高性能处理器，为什么其他手机的触控感受始终不如iPhone？

硬件方面的原因主要在两个地方，一是触控屏本身，二是手机自身的硬件设计。

同是投射式电容屏，但苹果的和其他各家的还是有很大不同，首先，iPhone的电容屏是交互式电容屏，不同于其他大多数手机采用的绝对式电容屏。

所谓绝对式电容屏又称自我式电容屏，它利用被感应的物体（例如人的手指）作为电容的另一个极板，该物体在传感电极和被传感电极之间感应出电荷，从而被感知，报告位置；

而iPhone式的交互电容，又称跨越电容，其通过相邻电极的耦合产生电容，当被感应物体从一个电极到另一个电极的电场线时，交互电容的改变被感知，从而报告位置。

前一种其实早就被广泛应用在我们的生活中，比如笔记本的触控板，就是一种自我式电容屏，而苹果的也不是什么全新的家伙，汽车上的汽油调节装置广泛应用了跨越电容。

这两种电容屏很难说谁优谁劣，绝对式电容屏的控制器检测方式能够很好的排除环境干扰，屏蔽同度噪音，而iPhone的跨越式电容屏则更加准确，更加灵敏，但对环境噪音非常敏感——苹果（Broadcom，苹果触控屏的控制器是Broadcom生产的）牛就牛在这里，它通过它的专利技术，近乎完美的解决了噪音问题。

除了技术原理上的优势，iPhone作为手机电容触控应用的先行者，在电容屏制造工艺上也有一套独特的东西，这点让人非常佩服。

例如，苹果的触控屏采用的是一种专利保护的单层制造工艺，也就是说它的X，YITO在同一层，能避免一些两层图案间的距离变化和贴合误差带来的不良；

而对于电容屏的外围电路均匀性，普通电容屏的方法是在IC驱动范围内做成等势电阻，而IPHONE的模式则是通过降低外围电路的电阻来达到相对的均匀，降低外围电路电阻方式显然更好，能得到更快的反应速度。

所以在电容屏本身方面，iPhone已经占有先手。

而iPhone超凡的触控感受最大的功臣其实还不是这块得天独厚的触控屏，而是它独特的手机结构设计。

著名电子设备调查机构iSuppli就曾经指出，Apple打破业内常规的把最大部分成本花费在了改善用户体验上，因此，我们看iPhone的硬件架构就可以发现，为了处理一个小小的触控屏，apple动用了三块芯片，一个Broadcom的模拟信号处理器，用来处理触控屏传感器传来的模拟信号，转换为一组代表xy位置信息的数据流，一个飞利浦（NXP）ARM7CPU，用来作为手势算法处理器，把触控指令解析出来（后期iPhone型号把这两个芯片整合在一起成为一个双核结构的处理器，称为改进型Broadcom芯片），而主处理器则有一个高级别的优先独立线程专门处理触控操作类指令。

相对于其他电容触控手机大多把除了模数转换之外的大部分触控控制任务都交给主CPU的做法，iPhone能够有”一触即发“的操作快感就不难理解了。

MS屏幕漂移问题分析晚上继续。

里程碑屏幕漂移问题分析

屏幕漂移问题其实不是里程碑的专利，大凡电容屏的手机几乎都有这个问题的出现，GoogleNexusOne，AppleiPhone，HTCG7，乃至魅族的M8，概莫能外，可见漂移问题基本上和电容屏自身的硬件特性是有关系的。

无论什么型号的触控屏，通常都由两个部件构成，一个触控面板，一个是感测控制器，屏幕漂移的产生显然代表着触控面板无法正确感知电场变化，或者控制器无法正确运算触控信号。

我们先来了解触控屏的制造工艺，上面我们提到过触控屏有两层ITO（氧化铟锡），ITO是一种透明的导电材料，在触控屏生产过程中ITO是通过蚀刻的方式加工的，“画”出特定的线迹，而ITO是被光学胶和上层玻璃严密保护起来的，穿过玻璃破坏到ITO的可能性相当低，因此导致屏幕漂移的最大问题应该在控制器部分。

这是MS电容屏信号采集的示意图，IREF是一个内部参考电流源，CREF是内部集成的充电电容，ISENSOR属于内部集成的受控电流源，CSENSOR为外部电容传感器的充电电容，由于人体的触摸引起CSENSOR的变化，通过内部调整过的ISENSOR对CSENSOR进行瞬间的充电，在CSENSOR上产生一个电压VSENSOR，然后相对内部参考电压经过一个共模差分放大器进行放大;

同理IC内部的IREF对CREF充电后也产生一个参考电压并相对同样的VREF经过差分放大，最后将2个放大后的信号通过SAR（逐次逼近模数转换器）式的ADC采样算出ISENSOR的值。

MS使用的触控控制芯片是Atmel的，而这块MCU理论上的抗噪能力还是很强的，可以达到99.7：

1，高于NexusOne所用芯片的70：

1，而电路设计理论上需要的最少信噪比是5：

1，而且还能够判断水滴，湿手指，所以日常应用中MS的环境适应性应该还是有保障的。

按理说，有了如此强大的芯片是不应该发生漂移的，但我们上面谈到过电容屏的工作原理，无论是自我电容，还是跨越电容，都来自对于感应电容变化的判断，然而电容会受到温度，湿度，接地情况的不同而发生改变，非常的不稳定，这就对控制芯片带来了要求，而手机电磁环境是很复杂的，除了我们平时能够察觉到的触控表面的高温，水滴，静电，手机本身也会产生很高的RF噪声，内部IC噪声和交流线路噪声。

当噪声超过了控制器的处理能力，漂移就发生了。

另一点需要注意的是，其他手机的触控控制芯片一般是安装在柔性线路板（FPC，FlexiblePrintedCircuit）上，然后和LCD模组和主板连接，以减少干扰。

但是里程碑则是直接把这块芯片焊接在主板上的，这样一来，PCB利用率更高，可以更紧凑，而且这种方法的成品率比FPC式的要高30%左右，所以大家也看到了，MS的触摸屏还是很便宜的（17美金左右）。

而这种漂移在噪声消除后是可以恢复的。

对于USB连接直冲导致漂移的原因，有人认为是充电导致的高温，我认为并非如此。

由上图不难看出电容屏其实并非我们想象那么娇贵，其工作温度从-10度到70度。

拆解里程碑我们可以发现，由于超薄设计要求，里程碑的充电电路和触摸屏的传感器距离非常近，在充电时产生的电磁能量与控制器IC的耦合可能在传感器系统中导致不良后果，造成触摸感测的失败，对于这个问题我们看到moto的解决办法是布置电阻抑制谐振，但由于设计问题，这些电阻距离控制器IC引脚的距离有些远，因此当充电的时候就有可能引发屏幕漂移，而移除充电接口后恢复正常。

导致永久性漂移损坏的最大杀手我认为毫无疑问是静电，在排除排线损坏的情况下，超过8成电容屏损坏是静电击穿导致的，MS使用的外屏玻璃是一种是良好的绝缘体，但越是良好的绝缘体就越容易在日常使用摩擦中积蓄表面电荷（没看到初中物理课上演示摩擦生电都是用的玻璃棒+丝绸么），形成静电积聚，这种静电积聚如果达到很高的程度就有可能对电容屏造成静电击穿，最可悲的一点在于，MS的外屏是一种铝硅玻璃，在提供良好电解质的同时，静电积聚效应较低，而经过了防静电镀膜处理的，可以很大程度上减少静电积聚，但很多玩家出于保护屏幕的缘故贴上了贴膜，而很多劣质的贴膜压根儿没有任何防静电处理，有防静电处理的贴膜在长期使用后其抗静电作用也会下降，这样的贴膜实际上是屏蔽了MS自带的防静电能力....

导致屏幕永久性损坏的另一个杀手是低劣的充电环境，我们其实可以注意到，国外报告MS屏幕漂移的案例比国内要少，如果充电环境不好，接地不良，劣质的插线板，都有可能导致屏幕静电积聚，形成软击穿。

无论是日常应用中的静电积聚还是充电过程的静电积聚，过大的时候就可能造成软击穿，软击穿的表现就是器件的性能下降，触控操作时灵时不灵，多次击穿就会导致硬击穿，彻底损坏触摸屏。

结论：

1.还是老生常谈的防水防磁防静电

2.劣质的贴膜会”屏蔽“屏幕自身的防静电能力，造成静电积聚，可能形成静电软击穿

3.而MS使用的触控屏的ITO层耐压能力可能比较低，所以报告损坏的概率就更大一些（也有可能是出货量大带来的绝对数量高）

4.不要使用劣质的插线板，非原装的USB线缆为里程碑充电，最好有良好的接地环境

5.日常使用大可放心，里程碑的屏幕没有你想象的那么脆弱

6.发生屏幕漂移别慌，未必是永久损坏，先检查干扰问题——强磁场，强电场，进水（过于潮湿）等等

7.发生漂移后用吹风（不要开热风）对里程碑听筒左侧缝隙吹拂可能会有效果，因为那个位置是触控屏的排线，排线接口有可能受潮或者其他原因接触不良

8.发生漂移损坏后先检查屏幕排线是否损坏，和所有的滑盖机一样，排线是永远的伤心，如果排线损坏也可能导致屏幕漂移

9.尽量不要摔打里程碑（废话？

），触控屏的ITO层很薄，如果ITO层受到伤害也会导致漂移

10.个人建议不要给里程碑贴膜，但最好为它配备一个皮套（不是xx壳，那个只能保护框架，对屏幕保护有限），不但减少屏幕受到物理冲击的可能，还可以在某种程度上减少静电积聚。

最后转一个Dospy网友的屏幕暴力测试图片

拆下来的触控屏

使用了钥匙，美工刀，锯条，螺丝刀

碎掉的外层保护的Gorilla玻璃，上面的是内层的触控屏

直到破碎，也没有丝毫划痕。