为什么手机屏幕要用皮肤接触才能滑动?

科学菜鸟


其实我认为,手机屏幕用皮肤接触才能滑动是一步步进化而来,并非一蹴而就。或许现在的90后、00后,早已习惯通过手指上的皮肤来操控智能手机——千元机和旗舰型都是同样的操控方式。但之前的手机操控形态,却完全不是这样的。刚开始的大哥大到后来诺基亚、国产山寨机等,都是通过键盘形式操控,属于“机械按压式”。当时的手机屏幕只有显示功能,与操控完全不挂钩。

直到iPhone的出现完全改变了手机的操控形式,以屏幕为主要操控载体成为流行趋势。但其实在进化之路上,屏幕操控还是分为了两条路。除了iPhone的电容屏之外,为了压缩成本,以诺基亚5800、摩托罗拉“明”系列为代表的手机采用的却是电阻屏。这些电阻屏操控起来不能使用时皮肤接触,必须要用指甲或者触控笔来按压,事实上只是另外一种形态的键盘而已。

电阻屏很快就被抛弃,因为其按压不便、易出错等问题,带来了不佳的使用体验。而自安卓系统手机出现后,电容屏终于成为了主流。电容屏的最大特点,就是通过人体的电流感应进行工作。我们认为的皮肤接触完成屏幕操控,实际上是人体的电流在运作。

当皮肤触摸手机的电容屏时,通过人体电场,皮肤会和屏幕表面形成一个耦合电容。如果从原理方面解释的话,人体的高频电流是以电容为直接导体。根据电荷电压原理,电流分别从屏幕四角上的电极中流出,并且流经四个电极的电流与手指到四个角的距离成正比。屏幕控制器通过对四个电流比例的精确计算,从而得出触摸点的位置。

通过皮肤去操控屏幕,能够最大限度地带来精准的操控感受。而这,也是电容屏当道的主要原因。或许,未来手机操控形态能更进一步。如,用意念进行操控。届时,屏幕会再重回显示的“老功能”。


科技新发现


常见的触摸屏有两大类,分为电阻技术触摸屏和电容技术触摸屏。也就是大家常说的电阻屏和电容屏。每一类触摸屏都有其各自的优缺点,没有绝地的优劣之分。

电阻屏在5年前的功能手机上比较常见,电阻触摸屏的主要部分就是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏。本质上,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃的或硬的塑料平板作为基层,表面涂有一层透明的氧化的金属 (ITO氧化铟,透明的导电电阻) 导电层,它上面在盖有一层外表面硬化处理的塑料层 、而其内表面也涂有一层ITO涂层 、在他们之间有许多透明的隔离点把两层导电层隔开绝缘。

最基础的原理方面,当我们的手指触摸屏幕时,这两层导电层就在触摸点位置就有了接触,从而使得控制器侦测到这一接触点,并计算出点触在屏幕中的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。

很多手机都配备一个触控笔,那个笔的头可以是任何坚硬的材质,最常见的是塑料,它需要用力在屏幕上按,通过施加压力改变电阻来实现定位。

而现在几乎所有的智能手机都使用的是电容屏,这种屏幕利用人体的电流感应进行工作。

当用户触摸屏幕时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容,原理方面,对于这种高频电流来说,电容就是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电荷。

根据电荷电压原理,这个电流分从屏幕的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四个角的距离成正比, 屏幕控制器就通过对这四个电流比例的精确计算,从而得出触摸点的位置。

也正因为此,当我们的手指表面有水时,就容易使得屏幕表面大面积出现电流现象,控制器就无法计算出准确的手指的接触点,因为,在它看来,水喝人的手指没有任何差别,都能形成电流。这事就会出现触控漂移的现象,屏幕也就不灵敏了。


快科技问答


这就要探究一下手机屏幕的原理了。用指甲划动,和用皮肤接触,有什么差别呢?差别就在于是否导电。现在的手机频幕,都是所谓的「电容屏」,利用高频电流可以电容的原理,实现对触摸的感知。

具体来说,手机屏幕的表面,是玻璃屏;而在液晶面板和玻璃之间,有一层通了高频电压的透明层,其可以感知微小的电流变化。当手接触某一点的时候,这里的电流强度就增加了,手机也就知道,这里被触摸了。然而,如果用其他地方,例如指甲触碰,电流就不会有什么变化,手机当然也就没有反应了。

那么,为什么手碰到屏幕之后,就会有电流了呢?这是因为,手机屏幕下的导体,被加了高频电压。也就是所谓的交流电。而交流电是可以通过电容的。手指 - 玻璃 - 导体,这三者恰好也构成了一个电容器。这时,高频电流就可以通过这个电容器,从而产生电流。

这时其实有几个小问题。首先是为什么高频电流可以通过电容;其次是电流的回路是如何构成的。第一个问题,高频电流为什么可以通过电容。这是因为电容的另一个极板上可以感应出与另一个极板相反的电荷,这时,在另一个极板上,就可以进一步感生出交变电流;第二个问题,如何构成回路,特别是,如果人在飞机上,其实也可以使用电容屏,但这时回路在何处呢?这是因为,即便是一个孤立的人,都可以与「无穷远处」一起构成一个电容器。


章彦博


问这个问题是不是有碰上过大冬天想玩手机,但隔着手套无法使用智能触屏手机,拿出手来又太冷的尴尬呢。为什么现在的智能手机必须要用人体皮肤接触才能打开使用呢?那是因为现在的智能手机普遍使用了电容屏幕。

这种电容触摸屏幕一般是由一块四层复合玻璃屏组成,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当我们人体皮肤接触到屏幕以后,由于人体的电场,我们和屏幕之间就会形成一个耦合电容,这能使屏幕周围的线路检测到电位的变化,然后计算出精确地坐标,从而得出我们皮肤与屏幕接触的具体位置,达到我们日常使用手机的触屏效果。

其实并不是我们的皮肤和这样电容屏的手机接触手机才会有反应,只要和电容屏幕接触能产生耦合反应,就能达到触屏的效果。现在很多商家卖的可触屏手套,触屏笔等,都是表面涂层了一种可导电的软橡胶,这种导电软橡胶跟电容屏幕接触以后也会产生耦合反应,进而达到可使用触屏手机的效果。

电阻屏手机

其实之前也流行过一种电阻屏的触屏手机,那是通过压力变化来改变屏幕上的电阻值,再通过计算得到坐标。也就是我们用过的必须得有手写笔来点击触碰的手机。


后浪后浪


最基础的原理方面,当我们的手指触摸屏幕时,这两层导电层就在触摸点位置就有了接触,从而使得控制器侦测到这一接触点,并计算出点触在屏幕中的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。


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