Écran tactile LCD pour iPhone XR

Comment résoudre le problème d'interférence électromagnétique de l'écran tactile

Le développement d'appareils portables mobiles avec des HMI à écran tactile est un défi de conception complexe, en particulier pour les conceptions projetées à écran tactile capacitif, qui représentent la technologie grand public actuelle pour les interfaces multi-touch. L'écran tactile capacitif projeté peut localiser avec précision la position où le doigt touche l'écran, et il peut juger la position du doigt en mesurant le petit changement de capacité. Une considération de conception clé dans ces applications à écran tactile est l'effet de l'interférence électromagnétique (EMI) sur les performances du système. La dégradation des performances causée par des interférences peut avoir un effet néfaste sur les conceptions d'écran tactile, et ces sources d'interférence seront explorées et analysées dans cet article.

Structure d'écran tactile capacitive projetée
Les capteurs capacitifs projetés typiques sont montés sous un couvercle en verre ou en plastique. La figure 1 montre une vue latérale simplifiée d'un capteur à deux couches. Les électrodes de transmission (TX) et de réception (RX) sont connectées à l'oxyde d'étain d'indium transparent (ITO), formant une matrice croisée, chaque jonction TX-RX ayant une capacité caractéristique. Le TX ITO est situé sous le RX ITO, séparé par un film polymère ou une colle optique (OCA). Comme le montre la figure, la direction des électrodes TX est de gauche à droite, et la direction des électrodes RX est de l'extérieur vers l'intérieur du papier.

Comment fonctionne le capteur
Analysons le fonctionnement de l'écran tactile sans considérer les facteurs d'interférence pendant un moment: le doigt de l'opérateur serait en potentiel de sol. Rx est maintenu au potentiel de terre par le circuit du contrôleur d'écran tactile, tandis que la tension Tx est variable. La tension Tx variable provoque le courant du courant à travers le condensateur TX-RX. Un circuit intégré RX soigneusement équilibré, isole et mesure la charge entrant Rx. La charge mesurée représente la "capacité mutuelle" reliant Tx et Rx.
État du capteur: non touché
La figure 2 montre un diagramme schématique des lignes de force magnétique à l'état intact. En l'absence de touche du doigt, les lignes de flux TX-RX occupent une quantité considérable d'espace à l'intérieur du couvercle. Les lignes de flux de franges sont projetées hors de la structure de l'électrode, d'où le terme «capacité projetée».
État du capteur: toucher
Lorsqu'un doigt touche le couvercle, les lignes de force magnétique se forment entre le TX et le doigt, et ces lignes de force magnétique remplacent un grand nombre de champs magnétiques Fringing Tx-Rx, comme le montre la figure 3. De cette façon, le toucher du doigt réduit le Capacité mutuelle TX-RX. Le circuit de mesure de charge identifie la capacité changeante (△ c), détectant ainsi un doigt sur la jonction TX-RX. En effectuant une mesure △ c sur toutes les intersections de la matrice TX-RX, la carte de distribution tactile de l'ensemble du panneau peut être obtenue.
La figure 3 montre également un autre effet important: le couplage capacitif entre le doigt et les électrodes RX. À travers ce chemin, les interférences électriques peuvent se coupler à Rx. Un certain degré de couplage du doigt-RX est inévitable.