電容式多點觸摸技術

多點觸控技術隨著iPhone的火爆讓人們所熟知和關注，傳統(tǒng)的電阻式觸控技術也逐漸被LLP技術和電容式觸控技術所取代。雖然途拓科技專注于大尺寸觸控技術和LLP技術，但是對于電容式觸控技術也有所涉獵。本文主要就電容式觸控技術的幾個分類做簡要分析。

多點觸控示意圖

要進行多點觸控的技術操作，必然經(jīng)過一個載體才能夠完美實現(xiàn)，這就是我們今天所面對的屏幕。以手機這個大家熟知的產(chǎn)品為例，目前在手機領域具有觸控屏設計的手機已經(jīng)占領絕大部分，也就是我們現(xiàn)在用的手機大多數(shù)都是可以進行觸控指令來完成操作的。典型的例子有：諾基亞的5800XM、蘋果的iPhone、或者索尼愛立信的X10等，但是有沒有想過為什么諾基亞的5800XM與蘋果iPhone 4不能夠站在一個級別上?究其原因有很多種，其中一點必須被我們承認：即它們都是觸控屏手機，屏幕材質選用不一樣導致最終產(chǎn)品定位的高低。前者選用電阻屏只能進行單點觸控，后者搭配電容屏能夠多點觸控，分辨率更高、顯示效果更為清晰、娛樂性更多等。這也是電阻式觸控技術逐漸被電容式技術取代的原因。

看來在屏幕選材方面，也是能夠定義該機是否處于高端水平的一個衡量標準。但是又有疑問被我們發(fā)現(xiàn)，即：iPhone手機與索尼愛立信X10同為電容屏，為什么前者能夠多點觸控，后者亦不能?諾基亞5800XM不能多點觸控，是其電阻屏原因，那么X10又是電容屏為什么不能進行多點觸控，軟件還是硬件?同樣，iPhone 4既然支持多點觸控，那么兩者主要區(qū)別在哪里?這就要說說電容觸控技術的幾大分類。

電容觸控技術分類

電容屏技術主要分兩種：表面電容(Surface Capacitive)技術;投射電容(Projective Capacitive)技術。

表面電容(Surface Capacitive)技術，即它的架構相對簡單，采用一層ITO玻璃為主體，外圍至少有四個電極，在玻璃四角提供電壓，在玻璃表面形成一個均勻的電場，當使用者進行觸按操作時，控制器就能利用人體手指與電場靜電反應所產(chǎn)生的變化，檢測出觸控坐標的位置。此類架構決定了表面電容式技術無法實現(xiàn)多點觸控功能，因為它采用了一個同質的感應層，而這種感應層只會將觸控屏上任何位置感應到的所有信號匯聚成一個更大的信號，同質層破壞了太多的信息，以致于無法感應到多點觸控。另外，表面電容式觸控屏還存在小型化的困難，很難應用于手機屏幕，大多用于中大尺寸領域。(該技術在手機應用方面很難實現(xiàn)，排除X10、iPhone 4)

表面電容應用

投射電容(Projective Capacitive)技術，它的基本技術原理仍是以電容感應為主，但相較于表面電容式觸摸屏，投射電容式觸摸屏采用多層ITO層，形成矩陣式分布，以X軸、Y軸交叉分布做為電容矩陣，當手指觸碰屏幕時，可通過X、Y軸的掃描，檢測到觸碰位置電容的變化，進而計算出手指之所在?；诖朔N架構，投射電容可以做到多點觸控操作。

投射電容的應用

投射電容的觸控技術主要有兩種：一種是自電容型(self capacitance，也稱absolute capacitance)，另一種為互電容型(mutual capacitance，也稱transcapacitance)。自電容型是指觸控物與電極間產(chǎn)生電容耦合，并量測電極的電容變化確定觸碰發(fā)生;互電容型則是當觸碰發(fā)生，會在鄰近2層電極間產(chǎn)生電容耦合現(xiàn)象。

根據(jù)這兩種原理，可以設計不同的投射電容式架構，不同架構能做到的多點觸控功能也就不同。多點觸控其實可細分為兩種：一種是手勢辨識追蹤與互動(Gesture interaction)，也就是僅偵測、分辨多點觸控行椋如縮放、拖拉、旋轉…等，實現(xiàn)方式為軸交錯式(Axis intersect)技術;另一種則是找出多點觸控個別位置，此功能需要復雜觸點可定位式(All point addressable;APA)技術才能達成。

投射電容實際應用

軸交錯式

軸交錯式(又稱Profile-based)技術，是在導電層上進行菱形狀感測單元規(guī)劃，每個軸向需要1層導電層。以2軸型式為例，觸控偵測時，感測控制器會分別掃描水平/垂直軸，產(chǎn)生電容耦合的水平/垂直感測點會出現(xiàn)上升波峰(peak)，而這2軸交會處即正確觸控點。由于每次量測為利用單導電層與觸碰物電容耦合現(xiàn)象，因此屬自電容型技術。

軸交錯式電容式觸控技術，其實正是筆記型電腦觸控板(touch pad)的實現(xiàn)技術，技術相當成熟，但觸控板與觸控屏幕最大差異在于，前者是不透明、后者是透明的。因為不透明，所以觸控板可在感測區(qū)使用金屬或碳原子式電極。投射電容式觸控屏幕則是透明的，因此需用透明ITO做為導電電極，而且此層ITO不像電阻式或表面電容式是均勻導電層，而需要做樣式化設計。

筆記本觸控板

單點觸控應用上，軸交錯式能得到確切觸控位置，因此不像表面電容式需經(jīng)校準修正。透過一些演算法，軸交錯式也能做到多點觸控手勢辨識功能，但若要定位多點觸控正確位置會有困難。以2軸的掃描來說，2個觸控點分別會在X軸與Y軸各產(chǎn)生2個波峰，交會起來就產(chǎn)生4個觸點，其中2個點是假性觸控點(Ghost point)，這將造成系統(tǒng)無法進行正確判讀。

不過，仍有方法能解決多點定位問題。在2軸式觸控屏幕中，可以利用2根手指觸控時間差分辨前/后觸點，或以觸點的不同移動方向辨別。此外，也可增加軸向提高可辨識觸點位置、數(shù)目，每增加1軸向可多辨識1點(如3軸可辨識2點、4軸為3點);不過，每增加1個軸向，就要多1層導電層，這會增加設計的觸控面板厚度、重量與成本，這都不是可攜式產(chǎn)品樂見的結果。