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

　　CDC測量的基礎(chǔ)方法也對電容式觸控屏幕的工作方式造成重要的影響。有多種技術(shù)可用于信號擷取，例如弛張式振蕩器
振蕩器

　　振蕩器是收發(fā)設(shè)備的基礎(chǔ)電路,它的作用是產(chǎn)生一定頻率的交流信號，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。 [全文]

（Relaxation Oscillator）、CSA、Sigma Delta轉(zhuǎn)換器
轉(zhuǎn)換器
　　轉(zhuǎn)換器從原理上可分為協(xié)議轉(zhuǎn)換器、接口轉(zhuǎn)換器兩大類。從應(yīng)用上又可以分光纖轉(zhuǎn)換器、光電轉(zhuǎn)換器、視頻轉(zhuǎn)換器等等。例如視頻轉(zhuǎn)換器就是一種連接電腦和電視的設(shè)備，它可以把電腦上的內(nèi)容轉(zhuǎn)換并顯示在電視機(jī)上，讓人們可以在電視上學(xué)電腦，上網(wǎng)，玩游戲，做商業(yè)演示，看股票等等。 [全文]

等，并各有其優(yōu)勢和缺陷。從互電容式測量的角度來看，它們都有一個(gè)嚴(yán)重限制效用的主要缺點(diǎn)：在測量周期中，矩陣?yán)镄酒突ヂ?lián)之間的配線仍然對觸碰（熱點(diǎn)）很敏感。因?yàn)閭鞲衅?br />傳感器
　　凡是利用一定的物性（物理、化學(xué)、生物）法則、定理、定律、效應(yīng)等把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。傳感器是測量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統(tǒng)則是組合有某種信息處理(模擬或數(shù)字)能力的系統(tǒng)”。傳感器是傳感系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。 [全文]

的邊緣配線會(huì)影響計(jì)算位置的信號，這種情形將導(dǎo)致測量中的位置錯(cuò)誤，對測量極為不利。此外，它還會(huì)使從傳感器到驅(qū)動(dòng)器芯片的布線連接幾乎只限于幾厘米之內(nèi)。上述問題中有些可以通過小心設(shè)計(jì)得到部分解決，但這也同時(shí)會(huì)對整體性能構(gòu)成嚴(yán)重影響。

　　以愛特梅爾（Atmel）的maXTouch為例，即采用電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)來進(jìn)行CDC測量，能夠在電荷擷取過程中有效地保持接收線路零電勢，因此只須在主要傳感器區(qū)域中目標(biāo)點(diǎn)上的發(fā)射電極X和接收電極Y之間轉(zhuǎn)移電荷。此外，還可把觸控屏幕附近乃至觸控屏幕表面上的局部濕氣或其它潛在導(dǎo)電材料的影響降至最低。

　　總括來說，以電極數(shù)組中互電容式測量為基礎(chǔ)的觸控屏幕解決方案不足以實(shí)現(xiàn)可靠的解決方案，而必須結(jié)合采用了電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)的穩(wěn)健CDC，才是迄今最好的選擇。

　　電極正交網(wǎng)絡(luò)為傳感器設(shè)計(jì)關(guān)鍵

　　觸控屏幕中的傳感器由透明基板材料（一般是PET或玻璃）上的一層或多層圖樣化透明導(dǎo)體構(gòu)成，傳感器位于顯示板之上。為了建構(gòu)能夠通過玻璃或塑料前面板識別一個(gè)或多個(gè)手指觸碰的傳感器，必須精心設(shè)計(jì)電極正交網(wǎng)絡(luò)（圖3）。

圖3 典型的傳感器圖樣

　　圖樣化導(dǎo)體（電極）一般是由名為氧化銦錫（Indium Tin Oxide， ITO）的高度透明材料經(jīng)過圖樣蝕刻制成。這種材料具有良好的光學(xué)透明度，同時(shí)仍保持較低的奧姆電阻率。低電阻率十分重要，因?yàn)檫@樣一來，就有可能對數(shù)以10個(gè)皮法級（picofarad，10-12法拉）背景電容上出現(xiàn)的數(shù)以10個(gè)毫微微法拉級（femtofarad，10-15法拉）的微小變化進(jìn)行快速測量。如業(yè)者所發(fā)表的QMatrix系采用電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，它具有一項(xiàng)基本特性，即可以采用具有良好光學(xué)性質(zhì)的常用ITO來制作真正的矩陣傳感器，這里對觸碰敏感的唯一區(qū)域是行、列電極互相耦合的緊鄰地帶。

　　這種局部耦合意味著行、列電極的所有其它區(qū)域大部分都是對觸碰不靈敏的。沒有這種特性，就不可能實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸控觸控屏幕，而只可能通過折衷妥協(xié)來滿足部分要求。其它CDC技術(shù)都試圖仿效真正的矩陣，不過這需要限制性更強(qiáng)的ITO材料：其必須有更低的電阻率和更出色的光學(xué)特性。這種更低的電阻率可降低行、列交叉點(diǎn)上的電壓降，減低其固有觸碰靈敏度。不過，由于沒有采用電荷轉(zhuǎn)移技術(shù)，它們?nèi)匀粚τ|碰具有一定的靈敏性，但這也存在一種折衷妥協(xié)，就是較差的多點(diǎn)觸控性能，并在傳感器邊緣附近產(chǎn)生明顯不良影響。

　　PET是最常用的兩種基板材料之一，它在成本上比玻璃稍具優(yōu)勢，但一般需要兩個(gè)分離層來實(shí)現(xiàn)正交網(wǎng)格。另一方面，玻璃雖然貴一點(diǎn)，卻允許單層設(shè)計(jì)，可采用微型交叉結(jié)構(gòu)來橋接共平面兩層結(jié)構(gòu)中的圖樣交叉點(diǎn)。玻璃傳感器的機(jī)械穩(wěn)定性也比PET好得多，因此適合于沉積非常薄的金屬線，其寬度僅為數(shù)十微米。

　　PET技術(shù)雖然在這方面進(jìn)步迅速，但一般仍使用數(shù)百微米寬的絲網(wǎng)印刷跡線。而整體目標(biāo)是盡量減小傳感器邊緣配線尺寸，因?yàn)閷π⌒涂蓴y式設(shè)備而言空間彌足珍貴。

　　提高電極密度 實(shí)現(xiàn)電容式觸控筆應(yīng)用

　　傳感器設(shè)計(jì)的下一個(gè)考慮事項(xiàng)是終端應(yīng)用所需的分辨率。利用內(nèi)插法（Interpolation），可以相當(dāng)準(zhǔn)確地確定單觸控點(diǎn)的中心位置所在。不過，當(dāng)須要分別識別幾個(gè)相鄰的觸控點(diǎn)時(shí)，就有困難了，這需要很高的電極密度。