觸摸技術(shù)設(shè)計深入剖析

　　阻性觸摸技術(shù)：阻性觸摸技術(shù)是最常用的觸摸屏技術(shù)。用于高業(yè)務(wù)流應(yīng)用，并對屏幕上的水珠和其他殘留物具有免疫能力。阻性觸摸屏通常是成本最低的解決方案。由于是對壓力起反應(yīng)，可以用手指，帶手套的手，觸摸筆，或者像信用卡這類的其它的物體進(jìn)行觸摸。

　　表面容性觸摸技術(shù)：表面容性觸摸技術(shù)提供的顯示清晰度比阻性觸摸中通常所用的塑料膜要清晰得多。在表面容性顯示中，位于顯示器四個角落的傳感器檢測由于觸摸引起的電容變化。這類觸摸屏可以用手指或其他容性物體實現(xiàn)觸摸激勵。

　　保護(hù)性容性觸摸：保護(hù)性容性觸摸是最近才進(jìn)入市場的一種技術(shù)。該技術(shù)也能提供優(yōu)異的透光性，但它還具有一些比表面容性觸摸好得多的優(yōu)點。投影型容性觸摸不需要位置校準(zhǔn)，并能提供高得多的位置精度。投影型容性觸摸還有另外令人激動的地方，那就是它同時能夠支持多點觸摸。

　　觸摸屏工作原理

　　我們將深入了解一下兩個最常用的觸摸屏技術(shù)。使用最廣泛的技術(shù)是阻性觸摸。絕大多數(shù)人可能以前都在銀行的ATM機(jī)上、許多商場里的信用卡檢查機(jī)、甚至是在餐館里輸入一個訂餐單時用過這類阻性觸摸技術(shù)。而投影型容性觸摸屏，使用的范圍還沒有這么廣，但具有快速發(fā)展動力。許多采用投影型容性界面的手機(jī)和便攜式音樂播放器都在投放市場。無論是阻性或容性技術(shù)都有一個堅固的電組件，都利用ITO(氧化銦錫，透明導(dǎo)體)，這兩種技術(shù)都會長期使用。

　　阻性觸摸屏包括有一個柔性頂層，然后是一層ITO，一個空氣隙，然后是另一層ITO。面板有4根線附到ITO層上：“X”層的左右側(cè)各一根，“Y”層的頂端和底端各一根。

　　當(dāng)柔性頂層受壓接觸到下面一層時檢測到觸摸。觸摸的位置按如下兩步來測量：首先，“X右”被驅(qū)動到一個已知電壓上，而把“X左”驅(qū)動到地，讀取來自Y傳感器的電壓。這樣就提供了X坐標(biāo)。對于另一個坐標(biāo)軸重復(fù)這一過程，即可確定精確的手指位置。

　　阻性觸摸屏還有5線和8線型。5線型用更耐用的低阻“導(dǎo)體層”來代替最上面的ITO層。而8線面板則通過對面板特性的更好校準(zhǔn)來實現(xiàn)更高的分辨率。

　　對于阻性技術(shù)來說有幾個缺點。柔性頂層只有75%-80%的透光度，而且阻性觸摸屏測量過程中也有較多的誤差源。如果ITO層不一致，電阻在傳感范圍將不會線性變化。需要10-12位的測量電壓精度，這在很多環(huán)境中都是困難的。為了將觸摸點與下層的LCD圖像對準(zhǔn)，許多現(xiàn)有的阻性觸摸屏都需要周期性的校準(zhǔn)。

　　反之，投影型容性觸摸屏沒有活動部件。在LCD和用戶之間只有ITO和透光度幾乎為100%的玻璃板。投影型容性傳感硬件包括一個玻璃頂層(見圖2)，下面是一個X傳感器陣，一層絕緣玻璃，再下面是位于玻璃基片上的Y傳感器陣。面板連接到每一個X和Y傳感器，故5 x 6的面板共有11根連線(如下面的圖3所示)，而10 x 14面板則有24條傳感器連線。

　　圖2：用于“阻性屏”(左)和“容性屏”(右)的堆疊層

　　當(dāng)手指或其他傳到物體接近屏幕時，在傳感器和手指之間產(chǎn)生一個電容。雖然該電容相對于系統(tǒng)中的其他電容比較小(大約是20pF中的0.5pF)，但還是可以利用集中技術(shù)測量出來的。其中一種技術(shù)就是利用賽普拉斯半導(dǎo)體公司被稱作為CSD的PSoC器件。它包括快速對電容器充電，然后測量對一個放電電阻的放電時間。

　　設(shè)計一個投影電容傳感器陣列的目的是在同一時間使手指能夠與多于一個的X傳感器和一個以上的Y傳感器發(fā)生作用(見圖3)。這是的軟件能夠通過內(nèi)插來非常精確地確定手指的具體位置。例如，如果傳感器1，2，3感應(yīng)出的信號強(qiáng)度分別為3，10和7，則手指的中心位置應(yīng)該位于(1*3+2*10+7*3) / (3+10+7) = 2.2處。

　　圖3：行和列傳感器的信號強(qiáng)度確定了觸摸的位置

　　因為投影型電容面板具有許多個傳感器，因此結(jié)合其他技術(shù)，可以同時檢測多個手指。實際上，投影型電容可以同時檢測高達(dá)10個手指。故可以實現(xiàn)激動人心的一些基于多個手指按壓的新應(yīng)用。試想，你能夠在手機(jī)上彈鋼琴嗎?在PDA上用多個手指同時玩游戲又如何?

　　毫無疑問，觸摸屏具有極好的外觀。它們開始定義一個新型的用戶接口以及全球范圍內(nèi)正在廣泛接納的工業(yè)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。從心律監(jiān)視器到最新的all-in-one打印機(jī)的各種設(shè)備中，觸摸屏都正在快速地變成技術(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。但在美好外觀之外，觸摸屏還提供難以匹敵的安全性能，抗惡劣氣候性能，耐磨性，并能利用像多點觸摸這類新觸摸技術(shù)來開辟一個全新的市場。利用觸摸技術(shù)可以實現(xiàn)許多種類的產(chǎn)品，因此設(shè)計師就必須深入理解該技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)和目前所采用技術(shù)的可用性。