電容式觸控電荷轉移橫向模式技術

　　與之相反，橫向模式電荷轉移感測是每個感測元素都采用兩個電極。基本上，其電氣行為與單端電荷轉移感測相同，但這些電路在發送/接收矩陣中采用電極數組創造觸控屏幕功能。該方案的優點是其需要的布線較少，更甚之能同時識別和區分多個觸點之間的差異，單端電路也可感測多個觸點，不過由于訊號本身模糊，故不能區分。此外，橫向模式方案還有速度快和功耗低的優勢，因為其能同時測量一條驅動線路上的所有節點，所以可減少50%的采集周期數。這種雙電極式結構具有自我屏蔽外部噪聲的功能，在定功率級上可提高訊號穩定性，因此，量研科技（Quantum Research）一直將橫向模式感測技術作為驅動觸控屏幕的主要方案，利用高載模式采樣、擴頻調制及數字訊號處理等各種增強型技術的結合，促成抗噪聲源干擾能力強，即使在惡劣環境下也較穩健的解決方案。

　　在電氣方面，橫向模式感測的工作原理非常類似于T橋衰減器電路，使用者的手指實際上相當于一對電容之間的Cx項（圖3）。手指觸控屏幕表面吸收驅動電極和接收電極之間的耦合電荷，電荷經由大量雜散電容路徑返回至電路的接地，這會降低訊號的強度，而降低的程度很容易且可靠地測出。

圖3：橫向模式感測的工作原理

　　盡管功耗極低，橫向模式傳感器卻容易可穿過好幾毫米厚的塑料、玻璃及其它材料，檢測出使用多手指觸摸，電極可由任何導電材料制作而成，如ITO，而且幾乎任何尺寸和形狀都可以。噪聲消除算法可幫助這些傳感器消除LCD等模塊產生的噪聲，通常毋需單獨的屏蔽層，從而提高顯示器的光傳輸性能，同時降低產品的建構成本和背光功率的要求，而廠商推出的QMatrix橫向模式電路采用一種雙斜坡轉換形式，可確保電路對時間和溫度的變化具有高度穩定性（圖4）。

圖4:QMatrix橫向模式電路示意圖

廠商發展的芯片透過與驅動脈沖同步開關的采樣電容收集耦合到接收電極中的訊號，并利用一個脈沖串改進訊噪比，每個脈沖串的脈沖數量將直接影響電路的增益，因此，可方便調整電路增益，使其適合于不同的面板材料、按鍵尺寸和面板厚度。

　　脈沖串產生的第一個斜坡是加到采樣電容上的梯級波形訊號，脈沖串過后，驅動器把斜率電阻的參考端切換為高電平，對采樣電容進行放電，直到將電荷用完，電壓比較器檢測出零交叉點為止，獲得零交叉點所需的斜坡時間與X、Y電荷耦合成比例，并隨用戶手指觸摸面板表面而減小（圖5）。

圖5：零交叉點所需的斜坡時間與X、Y電荷耦合比例圖

　　這種自動調零行為讓電路對工作電壓和電路參數，如Cs值的變化具有極強的適應能力。該項技術還提供潮濕抑制及固有的抗射頻（RF）干擾能力，這是其它電容方法無法望其項背的部分，如面板表面若存在水珠之類的局部水膜，將使訊號耦合略微增加；而使用者手指的觸摸則會使耦合減小。這意味著少量的潮濕會造成錯誤的方向變化，導致誤觸發，這是令其它解決方案感到頭疼的問題。潮濕水膜的出現可能引開電荷，但由于水膜的建模模型是一個依賴于時間特性的分布式RC網絡，電荷收集中門控時間的使用（微秒數量級或更短）抑制水膜的影響。