先進(jìn)投射電容式觸控產(chǎn)品設計關(guān)鍵

　　CDC測量的基礎方法也對電容式觸控屏幕的工作方式造成重要的影響。有多種技術(shù)可用于信號擷取，例如弛張式振蕩器
振蕩器

　　振蕩器是收發(fā)設備的基礎電路,它的作用是產(chǎn)生一定頻率的交流信號，是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能。 [全文]

（Relaxation Oscillator）、CSA、Sigma Delta轉換器
轉換器
　　轉換器從原理上可分為協(xié)議轉換器、接口轉換器兩大類(lèi)。從應用上又可以分光纖轉換器、光電轉換器、視頻轉換器等等。例如視頻轉換器就是一種連接電腦和電視的設備，它可以把電腦上的內容轉換并顯示在電視機上，讓人們可以在電視上學(xué)電腦，上網(wǎng)，玩游戲，做商業(yè)演示，看股票等等。 [全文]

等，并各有其優(yōu)勢和缺陷。從互電容式測量的角度來(lái)看，它們都有一個(gè)嚴重限制效用的主要缺點(diǎn)：在測量周期中，矩陣里芯片和互聯(lián)之間的配線(xiàn)仍然對觸碰（熱點(diǎn)）很敏感。因為傳感器
傳感器
　　凡是利用一定的物性（物理、化學(xué)、生物）法則、定理、定律、效應等把物理量或化學(xué)量轉變成便于利用的電信號的器件。傳感器是測量系統中的一種前置部件，它將輸入變量轉換成可供測量的信號”。按照Gopel等的說(shuō)法是：“傳感器是包括承載體和電路連接的敏感元件”，而“傳感器系統則是組合有某種信息處理(模擬或數字)能力的系統”。傳感器是傳感系統的一個(gè)組成部分，它是被測量信號輸入的第一道關(guān)口。 [全文]

的邊緣配線(xiàn)會(huì )影響計算位置的信號，這種情形將導致測量中的位置錯誤，對測量極為不利。此外，它還會(huì )使從傳感器到驅動(dòng)器芯片的布線(xiàn)連接幾乎只限于幾厘米之內。上述問(wèn)題中有些可以通過(guò)小心設計得到部分解決，但這也同時(shí)會(huì )對整體性能構成嚴重影響。

　　以愛(ài)特梅爾（Atmel）的maXTouch為例，即采用電荷轉移技術(shù)來(lái)進(jìn)行CDC測量，能夠在電荷擷取過(guò)程中有效地保持接收線(xiàn)路零電勢，因此只須在主要傳感器區域中目標點(diǎn)上的發(fā)射電極X和接收電極Y之間轉移電荷。此外，還可把觸控屏幕附近乃至觸控屏幕表面上的局部濕氣或其它潛在導電材料的影響降至最低。

　　總括來(lái)說(shuō)，以電極數組中互電容式測量為基礎的觸控屏幕解決方案不足以實(shí)現可靠的解決方案，而必須結合采用了電荷轉移技術(shù)的穩健CDC，才是迄今最好的選擇。

　　電極正交網(wǎng)絡(luò )為傳感器設計關(guān)鍵

　　觸控屏幕中的傳感器由透明基板材料（一般是PET或玻璃）上的一層或多層圖樣化透明導體構成，傳感器位于顯示板之上。為了建構能夠通過(guò)玻璃或塑料前面板識別一個(gè)或多個(gè)手指觸碰的傳感器，必須精心設計電極正交網(wǎng)絡(luò )（圖3）。

圖3 典型的傳感器圖樣

　　圖樣化導體（電極）一般是由名為氧化銦錫（Indium Tin Oxide， ITO）的高度透明材料經(jīng)過(guò)圖樣蝕刻制成。這種材料具有良好的光學(xué)透明度，同時(shí)仍保持較低的奧姆電阻率。低電阻率十分重要，因為這樣一來(lái)，就有可能對數以10個(gè)皮法級（picofarad，10-12法拉）背景電容上出現的數以10個(gè)毫微微法拉級（femtofarad，10-15法拉）的微小變化進(jìn)行快速測量。如業(yè)者所發(fā)表的QMatrix系采用電荷轉移技術(shù)，它具有一項基本特性，即可以采用具有良好光學(xué)性質(zhì)的常用ITO來(lái)制作真正的矩陣傳感器，這里對觸碰敏感的唯一區域是行、列電極互相耦合的緊鄰地帶。

　　這種局部耦合意味著(zhù)行、列電極的所有其它區域大部分都是對觸碰不靈敏的。沒(méi)有這種特性，就不可能實(shí)現真正的多點(diǎn)觸控觸控屏幕，而只可能通過(guò)折衷妥協(xié)來(lái)滿(mǎn)足部分要求。其它CDC技術(shù)都試圖仿效真正的矩陣，不過(guò)這需要限制性更強的ITO材料：其必須有更低的電阻率和更出色的光學(xué)特性。這種更低的電阻率可降低行、列交叉點(diǎn)上的電壓降，減低其固有觸碰靈敏度。不過(guò)，由于沒(méi)有采用電荷轉移技術(shù)，它們仍然對觸碰具有一定的靈敏性，但這也存在一種折衷妥協(xié)，就是較差的多點(diǎn)觸控性能，并在傳感器邊緣附近產(chǎn)生明顯不良影響。

　　PET是最常用的兩種基板材料之一，它在成本上比玻璃稍具優(yōu)勢，但一般需要兩個(gè)分離層來(lái)實(shí)現正交網(wǎng)格。另一方面，玻璃雖然貴一點(diǎn)，卻允許單層設計，可采用微型交叉結構來(lái)橋接共平面兩層結構中的圖樣交叉點(diǎn)。玻璃傳感器的機械穩定性也比PET好得多，因此適合于沉積非常薄的金屬線(xiàn)，其寬度僅為數十微米。

　　PET技術(shù)雖然在這方面進(jìn)步迅速，但一般仍使用數百微米寬的絲網(wǎng)印刷跡線(xiàn)。而整體目標是盡量減小傳感器邊緣配線(xiàn)尺寸，因為對小型可攜式設備而言空間彌足珍貴。

　　提高電極密度 實(shí)現電容式觸控筆應用

　　傳感器設計的下一個(gè)考慮事項是終端應用所需的分辨率。利用內插法（Interpolation），可以相當準確地確定單觸控點(diǎn)的中心位置所在。不過(guò)，當須要分別識別幾個(gè)相鄰的觸控點(diǎn)時(shí)，就有困難了，這需要很高的電極密度。