基于ANSYS Q3D电容触摸屏仿真分析介绍

K哥

电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO（氧化铟锡），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。

电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。广泛应用于智能手机、平板电脑等智能终端产品中。本文主要介绍如何使用ANSYS Q3D仿真电容式触摸屏。

1.创建模型

可以使用ANSYS自身的建模功能建立电容屏模型，也可以导入第三方绘图软件绘制好的模型。在Q3D中创建好的触摸屏和手指的三维模型如图1所示，其横截面如图2所示。

              图1电容触摸屏仿真模型                                             图2 电容触摸屏仿真模型横截面

2.设置Nets

设置好的Nets如图3和图4所示。

图3 手指模型

图4 ITO模型

3.设置求解频率

求解频率设置为100MHZ，勾选Capacitance/Conductance和Save Fields项，不勾选DC和ACResistance/Inductance项。在CG标签下，设置网格划分的条件，其具体数值如图5所示。

图5  求解频率设置对话框

4.结果后处理

点击菜单Q3D Extractor>Results>Solution Data，打开Solution对话框，查看仿真结果。如图6所示，为手指模型、横向ITO与纵向ITO之间的电容矩阵结果。在工程管理窗口下的Reduce Matrix节点下，可以通过后处理减少结果矩阵，并且不需要重新运算。右键点击工程管理窗口下的Reduce Matrix节点，设置手指接地，对比手指接地与悬浮地的结果，如图7所示。

图6 仿真结果（悬浮地）

图7 仿真结果（手指接地）