电容式触摸屏原理和技术的特点

电容式触摸屏原理和技术的特点

电容式触摸屏是通过在基材上镀上一层或者多层导电材料（比如铟锡氧化物ITO）而制成，之后与保护盖板密封贴合以保护电极。当其它的导电体，比如裸露的手指或者导电笔触摸到它的表面，一个电子回路就在那里形成，感应器嵌入在玻璃里面以检测电流的位置，就这样完成了一个触摸操作。

这种工作方式跟电阻TP依靠物理点击是完全不一样的。

电容式触摸屏可以分为以下两大类：

Surface Capacitive-表面电容式

在玻璃基板上镀上透明导电涂层，然后在导电涂层上增加一层保护涂层。电极被放置在玻璃的四个角上，四个角都被施加上相同的相位电压，在玻璃表面形成一个匀强电场。当手指触摸到玻璃表面，电流将从玻璃的四个角上流经手指，从四个角上流经的电流比例将被测量以判断触摸点的具体位置。测量出来的电流值跟触摸点到四个角的距离是成反比的。

技术特点：

◆更适合大尺寸的显示器

◆对很轻的触摸都有反应，而且不需要感应实际的物理压力

◆由于只有一层玻璃，产品的透过率很高

◆结构坚固，因为它只由一层玻璃组成

◆潮湿、灰尘和油污对触摸效果不会产生影响

◆视差小

◆高分辨率和高响应速度

◆不支持裸露手指与带手套组合操作，不支持裸露手指与手写笔组合操作

◆不支持多点触摸

◆有可能被噪声干扰

Projected Capacitive-投射电容式

相比表面电容式，投射电容式触摸屏通常用在较小的屏幕尺寸上，内部结构上包括一个集成了IC芯片用于处理数据的线路板，拥有指定图案的许多透明电极层，表面上覆盖一层绝缘的玻璃或者塑料盖板。当手指接近触摸屏表面，静电电容在多个电极间同时变化，通过测量这些电流之间的比例，可以精确地判断出接触的位置。

投射电容式技术有两种感应方式：栅格式和线感式。人体能够导电是因为含有大量的水份，当手指靠近X和Y电极的图案，在手指和电极间将产生一个耦合电容，耦合电容会使用X和Y电极间的静电电容发生变化，通过侦测电极间哪个位置的静电电容发生变化，触摸感应器就能发现具体的触摸点。

技术特点：

◆支持多点触摸，且支持各种复杂的输入方式

◆寿命较长，因为在操作时没有移动的部件

◆耐用度高

◆灵敏度可调节。如果灵敏度调的很高，甚至可以在不接触或者使用塑料盖板时操作触摸屏。盖板也可以提供额外的保护以及各种灵活的结构设计

◆如果增加灵敏度，也可以支持戴手套操作

◆拥有很好的光学特性

◆对很轻的触摸都有反应，而且不需要感应实际的物理压力

◆触摸屏一般和控制IC设计在一起

◆由于它的侦测方式，电容式触摸屏容易受到电气噪音的干扰，特别是来自LCD的干扰会更明显。

◆需要精确匹配的图案，因此生产成本较高

Self-Capacitance-自容式

自容式是基于测量单个电极的对地电容值。当手指靠近电极，人体电容将改变电极的自电容。在自容式触摸屏里面，透明导电材料在一层或者两层分开的电极被蚀刻上指定的图案。当电极位于一层上，每一个电极都代表了不同的触摸坐标，而且分别被连接到控制器。当电极位于两层上，它们通常被安排作为一层的行和另一层的列，每一行或列的交叉点，代表着唯一的组坐标。不管怎样，自容式触摸屏的控制器不能够测量每一个交叉点的坐标，它只能测量到是哪一行或者哪一列。

当只有一个手指触摸时，触摸屏会正常工作，比如，如下图所示，单点触摸的位置X2,Y0可以通过依次侦测所有X电极和Y电极而被精确的感应到。测量单个电极而不是交叉点是双层自容式触摸屏的主要缺陷－不能清楚地侦测多点触摸。在X2,Y0和X1,Y3两个点的触摸实际产生了四个点坐标，不管怎么，使用自容式触摸屏时，两指手势操作的缺陷不能完全解决。秘密在软件里面－宁愿使用模糊不清的报点方式，让软件能够识别报点的移动方向。在这种情况下，它不管是否两点触摸生成了四个点坐标，只要能准确的识别出那两点是远对或者相向移动的手势就行了。

Mutual Capacitance-互容式

互容式在目前来讲是用的最多的一种，允许无限的触摸点，支持更高的分辨率，对EMI 干扰不敏感而且可以更高效地利用传感器空间。互容式利用了大多数导电物体在非常接近的时候可以保存电荷的特性，如果另一个导电体，比如手指，接近两个导电体，那么由于人体电容“偷走”了一些电荷，介于两个导电体之间的电荷场（电容）就会发生变化，

在互容式电容触摸屏里面，透明导体被在空间上分开的两层电极上制作出特定的图案，通常是作为行和列。由于每一行和列的交叉点生成了唯一的触摸坐标集，控制器单独地测量每一个交叉点，如下图，这是互容式电容触摸屏最主要的优势－能够侦测到屏幕上每一个电极交叉点的触摸感应

不管是自容式还是互容式，都依赖于人体电容和另一个单层或双层电极单的电荷转移，所以这种方式的电容感应方式通常被叫做“电荷转移”。

Optical donding-光学邦定

光学邦定是一种将触摸屏（或者其它的刚性材料）层压到LCD显示屏表面的组装方式，通常使用一种特别的粘合剂，在显示屏和触摸屏之间将这种形式的光学胶进行固化，形成一种没有空气存在的紧密贴合的稳固的连接。光学邦定与传统的框胶贴合相比有很多优点，最主要的就是增强了光学特性以及增加了结构强度。

优点：

◆通过移除LCD和触摸屏之间的反射因素而增加产品的透过率◆提升在较亮的环境光下的显示效果

◆在较亮的环境光下，可以用更少的能耗获得更高的亮度

◆增强机械性能

◆提供更好的显示效果与抗震能力

◆消除了在显示屏和触摸屏之间容易进灰及进潮的隐患

◆低雾化度和低泛黄填充料