投射电容触控技术

投射电容触控技术

投射电容(Projective Capacitive)触控技术基本原理：触摸屏采用多层ITO层，造成矩阵式分布，以X轴、Y轴交叉分布作为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，可经过X、Y轴的扫描，检测到触碰位置电容的变化，进而计算出手指之所在。基于此种架构，投射电容能够作到多点触控操做。

概述

利用人体的电流感应进行工做的。电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层做为工做面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工做环境。 当手指触摸在金属层上时，因为人体电场，用户和触摸屏表面造成以一个耦合电容，对于高频电流来讲，电容是直接导体，因而手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，而且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器经过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

内容

投射电容的触控技术主要有两种：自我电容(self capacitance)式和交互电容(mutual capacitance)式。

自我电容：又称绝对电容(absolute capacitance)，它把被感应的物体（如手指）做为电容的另外一个极板。当手指触碰屏幕时可在传感电极和被传感电极之间感应出电荷，从而被感受到。

交互电容又叫作跨越电容(transcapacitance)，它是经过相邻电极的耦合产生的电容。当被感受的手指靠近从一个电极到另外一个电极的电场线时，交互电容的改变被感受到，从而报告出位置。

根据两种电容技术的原理不一样，设计出的投射式电容触摸屏的架构也不相同，造成多点触控的方式也就不一样。

与自我电容相关的是手势的辨识追踪与互动(Gesture interaction)，也就是仅侦测、分辨多点触控行为，如缩放、拖拉、旋转等，实现方式为轴交错式(Axis intersect)技术。它是在导电层上进行菱形状感测单元规划，每一个轴向须要一层导电层。以两轴型式为例，在侦测触控行为时，感测控制器会分别扫描水平轴和垂直轴，产生电容耦合的水平/垂直感测点会出现上升波峰，这两轴交会处即为触控点。

其实，轴交错式电容式触控技术，就是笔记本电脑触控板上使用的技术。电脑触摸板采用X、Y轴的传感电极阵列造成一个传感格子。当手指靠近触摸板时，在手指和传感电极之间会产生小量电荷，此时经过运算，便可肯定物体的位置。固然，触控板与触控屏幕最大差别在于，前者是不透明、后者是透明的。

不过须要指出的是轴交错式虽能实现多点触控手势辨识功能，但若要定位多点触控的正确位置仍有困难。由于在进行两个轴向的扫描时，两个触控点分别会在X轴与Y轴各产生两个波峰，交会起来就产生4个触点，其中两个点是假性触控点，这会使系统没法进行正确判读。解决的办法是增长轴向，提升可辨识触点位置、数目，每增长1轴向可多辨识1点(如3轴可辨识2点、4轴为3点)；不过，每增长1个轴向，就要多1层导电层，这会增长设计的触控面板厚度、重量与成本，都不是以手机等便携式产品为主要应用的触摸屏厂商所乐见的。

复杂触点可定位式(All point addressable)技术也能达成多点触控功能，且能辨别触控点确切位置，能够说是理想的多点触控解决方案，iPhone便是采用此种触控技术。它主要架构为两层导电层，其中一层为驱动线(driving lines)，另外一层为感测线(sensing lines)，两层的线路彼此垂直。运做上会轮流驱动一条驱动线，并量测与这条驱动线交错的感测线是否有某点发生电容耦合现象。经逐一扫描便可获知确切触点位置。

可是，要实现此种技术在，不管是导电层规划、布线或CPU运算，难度都提升许多，须要采用更增强大的处理器。以iPhone为例，它就是以两颗独立芯片分担这项工做，一颗感测控制器，将原始模拟感测信号转为X-Y轴坐标；另外一颗则是ARM7处理器，专门用来解读这些信息，辨识手指动做，并作出相应的反应。

此外，复杂触点可定位技术还会面临一些设计上挑战，如须要供应高电压才能获得较好的信噪比表现，不适合在大尺寸 面板使用等。