電容式觸摸將實現(xiàn)新一代平板電腦運算

當(dāng)預(yù)計微軟在2012年下半年推出Windows 8操作系統(tǒng)后，我們可以預(yù)期有更多的現(xiàn)有和未來產(chǎn)品如 Ultrabook、平板計算機(jī)、筆記本計算機(jī)和個人腦，將加入觸摸技術(shù)，從而影響我們的生活方式，包括互動、工作、游戲及信息獲取等等。這些發(fā)展的重點都在同一個組件：觸摸屏。觸摸屏的技術(shù)不斷改進(jìn)，比如ToL和on cell等技術(shù)，本文將著重討論。

安卓和iOS系統(tǒng)的進(jìn)一步增強，連同即將來臨的Windows 8，都已做好準(zhǔn)備來更進(jìn)一步擴(kuò)展多點觸摸界面的能力。同時，設(shè)備制造商所面對的改進(jìn)顯示品質(zhì)的壓力 — 通過從頂部去除反光和吸收層，以及通過轉(zhuǎn)變到有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)技術(shù) — 對用于解析許多觸摸活動的傳感器產(chǎn)生了影響，而這些觸摸活動需要觸摸界面的支持。

采用電容式觸摸屏解決方案實現(xiàn)多點觸摸界面

所有這些趨勢的結(jié)果是著重強調(diào)電容式觸摸屏解決方案。在過去，人們喜愛電阻式觸摸屏，因為它們制造相對便宜且支持基于手寫筆的輸入，而手寫輸入對基于亞洲文字的應(yīng)用非常有用。然而，電阻式技術(shù)不易支持多點觸摸界面。

電阻式觸摸屏由彈性頂部觸點矩陣圖層組成，通過隔離片與相區(qū)配的下方導(dǎo)電層分開。當(dāng)手指或手寫筆把這兩層壓在一起時，便形成了接觸并被電氣傳感器所記錄。在多層間的內(nèi)部反射導(dǎo)致了在陽光下所產(chǎn)生的顯示能見度不良，以及較低的整體亮度和色彩飽和度。因為觸摸屏依賴于由連接矩陣生成的電氣接觸，它們不能可靠地檢測多于一個的單點觸摸活動。

另一方面，投射式電容傳感器技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了多點觸摸界面。該技術(shù)現(xiàn)正朝著去除中間層而演變，因為中間層會降低亮度和色彩飽和度并增加物理厚度和重量。

投射式電容觸摸屏面世之初便迅速贏得了用戶的支持，因為它提供了堅實的“光滑”外表面，美觀而又吸引人。當(dāng)輕柔的導(dǎo)電物體如一根手指接近或觸摸屏幕表面時，該技術(shù)通過測量電容中的微小變化來工作 (能夠控制一個電荷)。然而，在實施中有很大的不同，會極大地影響性能。在電容對數(shù)字轉(zhuǎn)換(capacitive-to-digital conversion，CDC)技術(shù)中進(jìn)行選擇，以及選擇匯集電荷的電極的空間排列，可以確定設(shè)備可以達(dá)到的整體性能和功能。

設(shè)備制造商正面臨在兩個基本選項間選擇用于測量觸摸屏中電容變化的選項：自電容和互電容。大多數(shù)早期電容式觸摸屏依賴于自電容，測量整行或整列電極的電容變化。此方法對單點觸摸或簡單的兩點觸摸互動來說是合適的。然而，如果用戶在表面上了放置了兩根手指，解碼器就不能明白地確定哪個水平位置可以和哪個垂直讀數(shù)相配。當(dāng)編譯觸摸點時，會導(dǎo)致位置‘重影’，降低了準(zhǔn)確度和性能。

互電容觸摸屏使用按正交矩陣排列的發(fā)送和接收電極，允許它們測量行和列電極的相交點。采用此方法，它們把每次觸摸作為一個特定的水平和垂直坐標(biāo)對來進(jìn)行檢測。

該基本的CDC技術(shù)也會影響性能。在電荷捕獲過程，接收行保持在零電位上，只有在特定的水平發(fā)射器和垂直接收器電極間被用戶觸摸的電荷被傳輸。此外，也可使用其它技術(shù)，但互電容技術(shù)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于對噪聲和寄生效應(yīng)的抗擾度。此抗擾度允許額外的系統(tǒng)設(shè)計靈活性。例如，傳感器IC可以在PCB上較隨意地放置，并通過進(jìn)一步增強，能夠使用更薄的無屏蔽顯示屏。