先進(jìn)投射電容式觸控產(chǎn)品設(shè)計(jì)關(guān)鍵

在蘋果（Apple）iPhone及相關(guān)產(chǎn)品中，其概念是首先建構(gòu)用戶接口——電容式觸控屏幕，然后利用基本的硬件和出色的軟件來實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)能力并提供應(yīng)用支持。通過這種途徑，用戶便能夠以新穎直觀的方式與產(chǎn)品進(jìn)行互動(dòng)。

　　電阻
電阻

　　電阻，物質(zhì)對電流的阻礙作用就叫該物質(zhì)的電阻。電阻小的物質(zhì)稱為電導(dǎo)體，簡稱導(dǎo)體。電阻大的物質(zhì)稱為電絕緣體，簡稱絕緣體。 [全文]

式觸控屏幕在消費(fèi)者設(shè)備中廣被采用，主要是提供基本的觸控按鍵切換功能或其它簡單的虛擬用戶接口元素（如滾動(dòng)條控制）。這種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)一種情景式用戶接口方案，有助于縮小設(shè)備單元的尺寸和外部復(fù)雜性，并提供新的工業(yè)設(shè)計(jì)選擇。不過，電阻式觸控屏幕的光學(xué)性能較差，又存在可靠性問題，支持手勢輸入的能力相當(dāng)有限，而且解釋兩個(gè)或更多個(gè)同時(shí)觸控點(diǎn)的能力也很低，這些不足之處都限制了電阻式觸控屏幕的使用，致使其迅速讓位于電容式觸控屏幕。

　　過去幾年間，電容式觸控屏幕技術(shù)已迅速發(fā)展成熟（圖1），它結(jié)合了在低成本硬件上運(yùn)行的先進(jìn)算法和精細(xì)的材料技術(shù)，創(chuàng)建出高度可靠且穩(wěn)健的用戶接口。

圖1 典型的觸控屏幕系統(tǒng)

　　但早期的電容式觸控屏幕技術(shù)，以至目前市面上較低檔產(chǎn)品的分辨率都很低，又存在液晶顯示器（LCD）或其它噪聲源的系統(tǒng)層面干擾問題，導(dǎo)致性能嚴(yán)重降低。

　　投射電容式觸控屏幕可以在目標(biāo)（如手指）接近或接觸到屏幕表面時(shí)檢測到電容的細(xì)小變化。當(dāng)一根手指或多根手指接觸屏幕時(shí)，有多種方法對觸控屏幕表面的電容變化進(jìn)行測量和解釋。電容-數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)（Capacitive to Digital Conversion， CDC）與用于電荷收集的電極結(jié)構(gòu)的空間排列（通常是顯示屏幕表面的一層透明的感測薄膜），兩者都對所達(dá)到的整體性能和簡易設(shè)置能力有著重大的影響。

　　提升電容觸控可靠性 CDC/電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)缺一不可

　　對于投射電容式觸控屏幕的電容變化，有兩種基本的排列和測量方法：自電容和互電容?；ル娙轀y量法具有按正交矩陣排列的發(fā)射和接收電極，這是電容式觸控屏幕可靠地報(bào)告和跟蹤多個(gè)并發(fā)觸控點(diǎn)的唯一方式。為簡單起見，可假設(shè)該技術(shù)由許多較小的觸控屏幕組成，這些小觸控屏幕又是通過電極結(jié)構(gòu)的幾何排列而形成，整個(gè)裝置被視為一個(gè)完整的觸控屏幕表面。只要能夠識別每個(gè)“小”觸控屏幕內(nèi)的多個(gè)觸控點(diǎn)，便可以實(shí)現(xiàn)此一功能。由于可獨(dú)立測得矩陣中每個(gè)點(diǎn)的電容耦合，故完全能夠確定多個(gè)觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)。

　　以自電容為基礎(chǔ)的觸控屏幕卻與之相反。自電容式方案是對整行或整列的電容變化進(jìn)行測量（與互電容式方案中測量一行和一列的交叉點(diǎn)截然不同）。若用戶壓觸兩個(gè)地方，這種方法會(huì)導(dǎo)致位置不明確。雖然利用軟件有可能對觸碰位置進(jìn)行某種程度的重建，但總是存在一定的模糊性，因而被解釋的觸控點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生“鬼點(diǎn)”位置，繼而導(dǎo)致無意的行為被報(bào)告給系統(tǒng)主機(jī)。該方案還存在一種有害的副作用，即當(dāng)兩個(gè)觸控點(diǎn)共享同一行或同一列電極時(shí)，報(bào)告的坐標(biāo)往往“固定”到有關(guān)電極，形成嚴(yán)重的非線性現(xiàn)象。在實(shí)踐中，自電容式只用于單觸控點(diǎn)或極有限的雙觸控點(diǎn)應(yīng)用（圖2）。

圖2 用于多點(diǎn)觸控的自電容式（左）和互電容式（右）觸控屏幕測量之比較

　　在以互電容為基礎(chǔ)的系統(tǒng)中，每個(gè)觸控點(diǎn)都由一對（x，y）坐標(biāo)來表示；而在自電容式系統(tǒng)中，觸控點(diǎn)x和y坐標(biāo)的檢測是彼此獨(dú)立的。在互電容式系統(tǒng)中，如果出現(xiàn)兩個(gè)觸控點(diǎn)，檢測結(jié)果由（x1，y3）和（x2，y0）表示，但在自電容式系統(tǒng)中，是由（x1，x2，y0，y3）表示。因此在自電容式系統(tǒng)是無法確定（x1，y0）、（x2，y0）、（x1，y3）和（x2，y3）這些觸控點(diǎn)中哪一個(gè)是正確的。