电容式触摸屏的神秘面纱-易家知识网

触摸屏的产品在几年前并不是十分火热，当时触屏也仅应用于PDA、TablePC等一些产品。但最近几年，随着触摸屏的应用范围逐渐加大，无论手机、相机还是随身影音播放器，都竞相推出配置触摸屏的产品。而随着人们对于触屏产品的接触越来越多，触摸屏的产品在近两年也被更多人所认可，发展速度逐渐加快。

触摸屏迅速的成长，不仅激起了更加激烈的竞争，也间接推动了技术的发展。苹果iPhone推出后，其多点触控的操作方式更是令触摸屏产品的影响力提升到了一个新的高度，而iPhone采用的电容式触摸屏也逐渐被人们所关注起来。

使用两根手指的拉伸、换位即可在屏幕上完成诸如放大、旋转这样趣味十足的操作，这在电容式触摸屏出现之前，几乎是不可想象的。

随着苹果iPhone、iPodTouch等产品的红火，不仅各大厂商都开始了对电容式触摸屏产品的研发，就连诸多3M、Synaptics这样的触摸屏制造商也大量跟进，纷纷投入到电容式触摸屏的研发及生产当中。相信随着竞争的不断升级，电容式触摸屏在短期内将会有很大的发展。

电容式触摸屏的感应屏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导电层，最外层是一薄层矽土玻璃保护层。当我们用手指触摸在感应屏上的时候，人体的电场让手指和和触摸屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是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，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。#p#分页标题#e#

优点：

1。操作新奇。电容式触摸屏支持多点触控，操作更加直观、更具趣味性。

2。不易误触。由于电容式触摸屏需要感应到人体的电流，只有人体才能对其进行操作，用其他物体触碰时并不会有所相应，所以基本避免了误触的可能。

3。耐用度高。比起电阻式触摸屏，电容式触摸屏在防尘、防水、耐磨等方面有更好的表现。

缺点：

1。精度不高。由于技术原因，电容式触摸屏的精度比起电阻式触摸屏还有所欠缺。而且只能使用手指进行输入，在小屏幕上还很难实现辨识比较复杂的手写输入。

2。易受环境影响。温度和湿度等环境因素发生改变时，也会引起电容式触摸屏的不稳定甚至漂移。

3。成本偏高。此外，当前电容式触控屏在触控板贴附到LCD面板的步骤中还存在一定的技术困难，良品率并不高，所以无形中也增加了电容式触控屏的成本

电容式触摸屏需要使用ITO材料，而且它的功耗低寿命长，但是较高的成本使它之前不太受关注。Apple推出的iPhone提供的友好人机界面，流畅操作性能使电容式触摸屏受到了市场的追捧，各种电容式触摸屏产品纷纷面世。而且随着工艺进步和批量化，它的成本不断下降，开始显现逐步取代电阻式触摸屏的趋势。#p#分页标题#e#

表面电容触摸屏只采用单层的ITO，当手指触摸屏表面时，就会有一定量的电荷转移到人体。为了恢复这些电荷损失，电荷从屏幕的四角补充进来，各方向补充的电荷量和触摸点的距离成比例，我们可以由此推算出触摸点的位置。

表面电容ITO涂层通常需要在屏幕的周边加上线性化的金属电极，来减小角落/边缘效应对电场的影响。有时ITO涂层下面还会有一个ITO屏蔽层，用来阻隔噪音。表面电容触摸屏至少需要校正一次才能使用。

感应电容触摸屏与表面电容触摸屏相比，可以穿透较厚的覆盖层，而且不需要校正。感应电容式在两层ITO涂层上蚀刻出不同的ITO模块，需要考虑模块的总阻抗，模块之间的连接线的阻抗，两层ITO模块交叉处产生的寄生电容等因素。而且为了检测到手指触摸，ITO模块的面积应该比手指面积小，当采用菱形图案时，对角线长通常控制在4到6毫米。

目前的电容式触摸屏解决方案中，#p#分页标题#e#Cypress PSoC产品以可编程，设计灵活，一致性好，再加上高效的PSoC Express / PSoC designer开发环境而处于领先地位。

PSoC CapSense技术是根据电容感应的原理使用CSA或CSD模块来实现的。PCB板或触摸屏上相邻的感应模块或导线之间会存在寄生电容（见图四中的Cp），当有手指接近或触摸两个相邻感应模块时，相当于附加了两个电容，它们相当于并联在Cp上的电容Cf。利用PSoC的CSA和CSD技术可以检测到这个电容上的变化，从而确定有没有手指触摸。

1。是一种单芯片方案，和传统方案相比减少了外部器件，降低了系统总体BOM成本。

2。通过使用I2C-USB Bridge和其它相关工具，结合PSoC Express / PSoC designer#p#分页标题#e#开发环境，可以极大地节省开发时间和费用。

3。 PSoC内部的IO和各种模拟/数字模块可以实现动态重配置，不需要修改原理图和PCB就可以更新设计以适应新的需求。它还支持多种通讯接口I2C / UART / SPI / USB等，可以和各种接口的主机方便连接，这些都会降低系统更新的成本。

4。 PSoC可以针对外界环境变化– RF干扰 / 温度变化 / 电源波动等灵活设置参数，在LCD显示器、手机、数码相机和白色家电的触摸控制中得到了广泛的应用。

5。除了控制触摸以外，PSoC还可实现LED背光控制，马达控制，电源管理，I/O扩展等增值功能。

PSoC已经应用在了多种尺寸的触摸屏中，如果要实现表面电容触摸屏的控制，可以由#p#分页标题#e# CY8C21x34或CY8C24x94系列通过CSD模块来实现，见下图。实现感应电容触摸屏的控制，可以由CY8C20x34系列通过CSA模块，也可由CY8C21x34或CY8C24x94系列通过CSD模块来实现电容触摸屏已经应用在了iPhone及其它手持设备上，定位单点轨迹 / 模拟鼠标双击是它的基本功能，而对多手指手势操作的识别和应用成为当前市场的热点。在便携式应用中，用户一手拿着设备，只能用另一只手操作，因此识别多手指的抓取 / 平移，伸展 / 压缩，旋转，翻页等手势操作就显得尤为重要。PSoC感应电容触摸屏已经可以实现多点检测，从而支持两手指的手势识别。可以预见支持手势识别的电容式触摸屏将在市场上大放光彩。

电容式触摸屏的神秘面纱

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