投射電容觸控技術(shù)

投射電容的觸控技術(shù)主要有兩種:自我電容(self capacitance)式和交互電容(mutual capacitance)式。

自我電容:又稱絕對(duì)電容(absolute capacitance)，它把被感應(yīng)的物體(如手指)作為電容的另一個(gè)極板。當(dāng)手指觸碰屏幕時(shí)可在傳感電極和被傳感電極之間感應(yīng)出電荷，從而被感覺到。

交互電容又叫做跨越電容(transcapacitance)，它是通過相鄰電極的耦合產(chǎn)生的電容。當(dāng)被感覺的手指靠近從一個(gè)電極到另一個(gè)電極的電場(chǎng)線時(shí)，交互電容的改變被感覺到，從而報(bào)告出位置。

根據(jù)兩種電容技術(shù)的原理不同，設(shè)計(jì)出的投射式電容觸摸屏的架構(gòu)也不相同，形成多點(diǎn)觸控的方式也就不同。

與自我電容相關(guān)的是手勢(shì)的辨識(shí)追蹤與互動(dòng)(Gesture interaction)，也就是僅偵測(cè)、分辨多點(diǎn)觸控行為，如縮放、拖拉、旋轉(zhuǎn)等，實(shí)現(xiàn)方式為軸交錯(cuò)式(Axis intersect)技術(shù)。它是在導(dǎo)電層上進(jìn)行菱形狀感測(cè)單元規(guī)劃，每個(gè)軸向需要一層導(dǎo)電層。以兩軸型式為例，在偵測(cè)觸控行為時(shí)，感測(cè)控制器會(huì)分別掃描水平軸和垂直軸，產(chǎn)生電容耦合的水平/垂直感測(cè)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)上升波峰，這兩軸交會(huì)處即為觸控點(diǎn)。

其實(shí)，軸交錯(cuò)式電容式觸控技術(shù)，就是筆記本電腦觸控板上使用的技術(shù)。電腦觸摸板采用X、Y軸的傳感電極陣列形成一個(gè)傳感格子。當(dāng)手指靠近觸摸板時(shí)，在手指和傳感電極之間會(huì)產(chǎn)生小量電荷，此時(shí)通過運(yùn)算，即可確定物體的位置。當(dāng)然，觸控板與觸控屏幕最大差異在于，前者是不透明、后者是透明的。

不過需要指出的是軸交錯(cuò)式雖能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控手勢(shì)辨識(shí)功能，但若要定位多點(diǎn)觸控的正確位置仍有困難。因?yàn)樵谶M(jìn)行兩個(gè)軸向的掃描時(shí)，兩個(gè)觸控點(diǎn)分別會(huì)在X軸與Y軸各產(chǎn)生兩個(gè)波峰，交會(huì)起來就產(chǎn)生4個(gè)觸點(diǎn)，其中兩個(gè)點(diǎn)是假性觸控點(diǎn)，這會(huì)使系統(tǒng)無法進(jìn)行正確判讀。解決的辦法是增加軸向，提高可辨識(shí)觸點(diǎn)位置、數(shù)目，每增加1軸向可多辨識(shí)1點(diǎn)(如3軸可辨識(shí)2點(diǎn)、4軸為3點(diǎn));不過，每增加1個(gè)軸向，就要多1層導(dǎo)電層，這會(huì)增加設(shè)計(jì)的觸控面板厚度、重量與成本，都不是以手機(jī)等便攜式產(chǎn)品為主要應(yīng)用的觸摸屏廠商所樂見的。

復(fù)雜觸點(diǎn)可定位式(All point addressable)技術(shù)也能達(dá)成多點(diǎn)觸控功能，且能辨別觸控點(diǎn)確切位置，可以說是理想的多點(diǎn)觸控解決方案，iPhone即是采用此種觸控技術(shù)。它主要架構(gòu)為兩層導(dǎo)電層，其中一層為驅(qū)動(dòng)線(driving lines)，另一層為感測(cè)線(sensing lines)，兩層的線路彼此垂直。運(yùn)作上會(huì)輪流驅(qū)動(dòng)一條驅(qū)動(dòng)線，并量測(cè)與這條驅(qū)動(dòng)線交錯(cuò)的感測(cè)線是否有某點(diǎn)發(fā)生電容耦合現(xiàn)象。經(jīng)逐一掃描即可獲知確切觸點(diǎn)位置。

但是，要實(shí)現(xiàn)此種技術(shù)在，不論是導(dǎo)電層規(guī)劃、布線或CPU運(yùn)算，難度都提高許多，需要采用更加強(qiáng)大的處理器。以iPhone為例，它就是以兩顆獨(dú)立芯片分擔(dān)這項(xiàng)工作，一顆感測(cè)控制器，將原始模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)為X-Y軸坐標(biāo);另一顆則是ARM7處理器，專門用來解讀這些信息，辨識(shí)手指動(dòng)作，并做出相應(yīng)的反應(yīng)。

此外，復(fù)雜觸點(diǎn)可定位技術(shù)還會(huì)面臨一些設(shè)計(jì)上挑戰(zhàn)，如需要供應(yīng)高電壓才能得到較好的信噪比表現(xiàn)，不適合在大尺寸面板使用等。

利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面,四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。 當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場(chǎng)，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。