互電容式觸摸屏技術(shù)淺析

作者：時間：2011-12-06 來源：網(wǎng)絡(luò)

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本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202414.htm

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(xiàn)人與計算機的對話，也即所謂的人機交互技術(shù)。容式觸摸技術(shù)，特別是互電容技術(shù)由于具有直接、高效、準(zhǔn)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(biāo)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(dǎo)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(gòu)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(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r，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(jù)觸摸前后電容的變化，分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo)，然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式，相當(dāng)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(biāo)，最后組合成觸摸點的坐標(biāo)。

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(biāo)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(biāo)。顯然，只有兩個坐標(biāo)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(xiàn)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(qū)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(gòu)成了電容的兩極。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r，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(fā)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(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù)，可以計算出每一個觸摸點的坐標(biāo)。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(biāo)。

圖1 自電容鬼影的產(chǎn)生機理

敦泰科技(FocalTech)是較早開始互電容式觸摸屏技術(shù)研究和開發(fā)的公司之一，在互電容領(lǐng)域擁有數(shù)十項國內(nèi)國際專利，包括互電容式觸摸屏體的設(shè)計，互電容式觸摸檢測電路、觸摸檢測算法、環(huán)境自適應(yīng)算法等技術(shù)。利用FocalTech自有專利技術(shù)，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(tǒng)性能最關(guān)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(shù)，但由于抗電磁干擾設(shè)計較差，經(jīng)常發(fā)生來電時無法接電話，或者通話結(jié)束時無法掛電話的情況。再加上環(huán)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(xiàn)代無線通信領(lǐng)域的跳頻技術(shù)，同時提高了TX的發(fā)送功率，在提高系統(tǒng)信噪比的同時有效抑制了電磁干擾。

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