互電容式觸摸屏技術淺析
加入技術交流群
自從計算機問世以來，人們就一直在思考如何以更有效的方式實現人與計算機的對話，也即所謂的人機交互技術。容式觸摸技術，特別是互電容技術由于具有直接、高效、準確、流暢、時尚等特點，極大程度提高了人和計算機對話的效率和便利性，未來必將替代鼠標和鍵盤，成為未來消費的主流。
投射電容屏觸摸檢測原理
投射電容屏可分為自電容屏和互電容屏兩種類型。在玻璃表面用ITO(一種透明的導電材料)制作成橫向與縱向電極陣列，這些橫向和縱向的電極分別與地構成電容，這個電容就是通常所說的自電容，也就是電極對地的電容。當手指觸摸到電容屏時，手指的電容將會疊加到屏體電容上，使屏體電容量增加。
在觸摸檢測時，自電容屏依次分別檢測橫向與縱向電極陣列，根據觸摸前后電容的變化，分別確定橫向坐標和縱向坐標，然后組合成平面的觸摸坐標。自電容的掃描方式，相當于把觸摸屏上的觸摸點分別投影到X軸和Y軸方向，然后分別在X軸和Y軸方向計算出坐標，最后組合成觸摸點的坐標。
如果是單點觸摸，則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的，組合出的坐標也是唯一的；如果在觸摸屏上有兩點觸摸并且這兩點不在同一X方向或者同一Y方向，則在X和Y方向分別有兩個投影，則組合出4個坐標。顯然，只有兩個坐標是真實的，另外兩個就是俗稱的”鬼點”。因此，自電容屏無法實現真正的多點觸摸。
互電容屏也是在玻璃表面用ITO制作橫向電極與縱向電極，它與自電容屏的區別在于，兩組電極交叉的地方將會形成電容，也即這兩組電極分別構成了電容的兩極。當手指觸摸到電容屏時，影響了觸摸點附近兩個電極之間的耦合，從而改變了這兩個電極之間的電容量。檢測互電容大小時，橫向的電極依次發出激勵信號，縱向的所有電極同時接收信號，這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點的電容值大小，即整個觸摸屏的二維平面的電容大小。根據觸摸屏二維電容變化量數據，可以計算出每一個觸摸點的坐標。因此，屏上即使有多個觸摸點，也能計算出每個觸摸點的真實坐標。
圖1 自電容鬼影的產生機理
敦泰科技(FocalTech)是較早開始互電容式觸摸屏技術研究和開發的公司之一，在互電容領域擁有數十項國內國際專利，包括互電容式觸摸屏體的設計，互電容式觸摸檢測電路、觸摸檢測算法、環境自適應算法等技術。利用FocalTech自有專利技術，可以大幅提升互電容觸摸屏的以下性能：
1) 抗電磁干擾能力
抗電磁干擾是容式觸摸屏系統性能最關鍵的因素。從2007年起，即有公司開始提供自電容方案的電容式觸摸屏技術，但由于抗電磁干擾設計較差，經常發生來電時無法接電話，或者通話結束時無法掛電話的情況。再加上環境變化時觸摸屏失效頻繁，造成了多個電容式觸摸屏手機項目失敗，甚至間接引起一些方案公司的倒閉。Focaltech借鑒了現代無線通信領域的跳頻技術，同時提高了TX的發送功率，在提高系統信噪比的同時有效抑制了電磁干擾。
關鍵詞：
電容式觸摸屏
評論