• 電容式觸摸屏的構成
• 電容式觸摸屏的技術標準

• 采用TrueTouch組件與快速改變電容
• 采用偵測掃描的方法

　　
其中一種技術是采用TrueTouch組(zu)件(jian)，包(bao)括(kuo)快(kuai)速(su)改(gai)變(bian)電(dian)容(rong)
，並(bing)利(li)用(yong)一(yi)個(ge)泄(xie)放(fang)電(dian)阻(zu)來(lai)測(ce)量(liang)放(fang)電(dian)時(shi)間(jian)。這(zhe)種(zhong)全(quan)玻(bo)璃(li)的(de)觸(chu)控(kong)表(biao)麵(mian)帶(dai)給(gei)使(shi)用(yong)者(zhe)光(guang)滑(hua)流(liu)暢(chang)的(de)觸(chu)感(gan)。終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)偏(pian)愛(ai)玻(bo)璃(li)屏(ping)，因(yin)為(wei)玻(bo)璃(li)材(cai)質(zhi)會(hui)讓(rang)終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)擁(yong)有(you)線(xian)條(tiao)美(mei)觀(guan)的(de)工(gong)業(ye)設(she)計(ji)感(gan)

，並(bing)能(neng)為(wei)測(ce)量(liang)觸(chu)控(kong)提(ti)供(gong)優(you)質(zhi)的(de)電(dian)容(rong)信(xin)號(hao)。最(zui)後(hou)
，不(bu)僅(jin)要(yao)考(kao)慮(lv)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)的(de)外(wai)觀(guan)，了(le)解(jie)其(qi)運(yun)作(zuo)模(mo)式(shi)也(ye)相(xiang)當(dang)重(zhong)要(yao)。為(wei)設(she)計(ji)出(chu)性(xing)能(neng)優(you)良(liang)的(de)觸(chu)摸(mo)屏(ping)產(chan)品(pin)，必(bi)須(xu)注(zhu)意(yi)以(yi)下(xia)參(can)數(shu)。
　　
精確度：精(jing)確(que)度(du)可(ke)定(ding)義(yi)為(wei)

，在(zai)一(yi)個(ge)預(yu)先(xian)定(ding)義(yi)的(de)觸(chu)摸(mo)屏(ping)區(qu)域(yu)中(zhong)最(zui)大(da)的(de)定(ding)位(wei)誤(wu)差(cha)，以(yi)手(shou)指(zhi)的(de)實(shi)際(ji)位(wei)置(zhi)與(yu)測(ce)量(liang)位(wei)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)直(zhi)線(xian)距(ju)離(li)為(wei)單(dan)位(wei)。在(zai)測(ce)量(liang)精(jing)確(que)度(du)時(shi)，使(shi)用(yong)的(de)是(shi)一(yi)隻(zhi)模(mo)擬(ni)或(huo)機(ji)械(xie)手(shou)指(zhi)。手(shou)指(zhi)置(zhi)於(yu)麵(mian)板(ban)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)準(zhun)確(que)位(wei)置(zhi)，再(zai)把(ba)手(shou)指(zhi)實(shi)際(ji)位(wei)置(zhi)與(yu)測(ce)量(liang)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。精(jing)確(que)度(du)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)，使(shi)用(yong)者(zhe)希(xi)望(wang)係(xi)統(tong)能(neng)準(zhun)確(que)地(di)找(zhao)到(dao)手(shou)指(zhi)位(wei)置(zhi)。電(dian)阻(zu)式(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)最(zui)令(ling)人(ren)詬(gou)病(bing)的(de)一(yi)項(xiang)缺(que)點(dian)
，就(jiu)是(shi)低(di)準(zhun)確(que)度(du)，而(er)且(qie)準(zhun)確(que)度(du)會(hui)隨(sui)時(shi)間(jian)逐(zhu)漸(jian)減(jian)弱(ruo)。電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)精(jing)確(que)度(du)創(chuang)造(zao)出(chu)許(xu)多(duo)新(xin)應(ying)用(yong)，例(li)如(ru)虛(xu)擬(ni)鍵(jian)盤(pan)
，以(yi)及(ji)不(bu)用(yong)觸(chu)控(kong)筆(bi)的(de)手(shou)寫(xie)辨(bian)識(shi)。圖(tu)1顯示一個結構不完整的觸控麵板數據
，顯示手指位置有遊移現象，而實際上模擬手指是進行直線移動。


圖1　範例顯示在觸控麵板追蹤中的不準確度或誤差.
　　
手指間距：手指間距定義為，當觸摸屏控製器測量兩隻手指的位置時
，兩隻手指中心點之間在屏幕上的最短距離。手指間距測量方法(圖2)，shijianglianggemonihuojixieshouzhizhiyumianbanshang，ranhouzhujianlajinliangzhishouzhidejuli，zhidaoxitongcedaoliangzhishouzhiweiyizhishouzhiweizhi。youxiechumopinggonghuoshangdeshouzhijianjushizhibianyuanzhibianyuandejuli，youxiezeshizhongxindianzhijiandejuli。10毫米機械手指的10毫米手指間距，表明有多隻手指觸碰到屏幕
，或是手指之間的距離為10毫hao米mi
，實shi際ji狀zhuang況kuang取qu決jue於yu觸chu控kong控kong製zhi器qi的de規gui格ge定ding義yi。如ru果guo沒mei有you良liang好hao的de手shou指zhi間jian距ju，就jiu無wu法fa設she計ji出chu多duo點dian觸chu控kong解jie決jue方fang案an。對dui於yu仿fang真zhen鍵jian盤pan而er言yan

，手shou指zhi間jian距ju尤you其qi重zhong要yao
，因yin為wei一yi般ban在zai使shi用yong仿fang真zhen鍵jian盤pan時shi，手shou指zhi在zai屏ping幕mu上shang的de間jian距ju通tong常chang很hen短duan。


圖2　測量手指間距。[page]
　　
響應時間：xiangyingshijiandingyiwei，chumopingshangshouzhichupengshijianyuchumopingkongzhiqichanshengzhongduanxinhaozhijiandeshijian。celiangfangfashiyidianzichudongfangzhenshouzhichumopingdehuanjing
，huozaimianbanshangyidongyizhimonishouzhi。xiangyingshijianyouqizhongyao，yinweitazhijieyingxiangyonghuzaipingmushangyidongshouzhidesudu
；進行平移或輕彈的操作
；yongshouzhihuobizaipingmushangshuxie。xiangyingshijianhuanmandechukongmianban，huiyouduanzantingdunhezhencebudaoyidongdongzuodeqingkuang。chumopingdexiangyingshijianshixitongxiangyingshijiandeyibufen
，qizhongbaokuo:
　　X/Y軸向掃描：觸控控製器掃描與測量傳感器上電容變化所耗費的時間。
　　手指偵測：比較麵板電容變化與預先定義的手指默認值。若變化幅度超越手指默認值
，就會偵測到手指的觸碰。
　　手指位置：根據多個傳感器得到的結果數據進行推算
，判斷手指的實際位置。
　　手指追蹤：當傳感器上置有多隻手指
，每隻手指必須正確辨識
，並指派一個獨特的辨識符號。
　　中斷延遲：是指主控端上岔斷指示和服務之間的延遲
，在大多數的係統中，這種延遲不會超過100微秒。
　　通信：一般係統在400kHz時使用I2C，或在1MHZ時使用SPI來與主控端進行通信。
　　
市shi麵mian上shang有you許xu多duo工gong具ju能neng用yong來lai縮suo短duan響xiang應ying時shi間jian

，關guan鍵jian在zai於yu觸chu控kong芯xin片pian的de智zhi能neng

，比bi如ru較jiao有you創chuang意yi的de方fang法fa僅jin需xu掃sao描miao部bu分fen屏ping幕mu，即ji可ke偵zhen測ce到dao手shou指zhi位wei置zhi，當dang偵zhen測ce到dao手shou指zhi後hou，就jiu能neng快kuai速su掃sao描miao，計ji算suan出chu手shou指zhi實shi際ji的de定ding位wei，藉ji此ci節jie省sheng耗hao電dian與yu時shi間jian。另ling一yi個ge重zhong要yao工gong具ju是shi並bing行xing處chu理li，使shi用yong不bu同tong的de硬ying件jian組zu件jian進jin行xing掃sao描miao
、手指處理及通信
，使這些工作同步進行。采用高度優化的算法進行手指偵測
、手指定位及手指識別碼(ID)
，能夠縮短處理與響應時間。
　　
畫麵更新率：dangshouzhichuxianzaichumopingshangshi，yigeshujuhuanchongqineichumopingshujudelianggexianglinzhenzhijiandeshijian。dihuamiangengxinlvhuidaozhixitongzhencedongzuoyoutingdunxianxiang，zhencedaodeyidongluxianyehuibianchengbulianxudexianduan


，erbushiliuchangdequxian。huanyanzhi
，ruochukongmianbanyongyougaohuamiangengxinlv，jiunengtigonggengduodeshujudian，kezhuanyichengliuchanghuowanzhengdexingzhuanghuodongzuoguiji

，ciwai，gaohuamiangengxinlvhainenggaijinshoushidejieyigongneng。zhuruTrueTouch這(zhe)類(lei)智(zhi)能(neng)觸(chu)摸(mo)屏(ping)控(kong)製(zhi)器(qi)能(neng)夠(gou)調(tiao)整(zheng)其(qi)畫(hua)麵(mian)更(geng)新(xin)率(lv)來(lai)配(pei)合(he)係(xi)統(tong)需(xu)求(qiu)。手(shou)繪(hui)或(huo)手(shou)寫(xie)應(ying)用(yong)需(xu)要(yao)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)畫(hua)麵(mian)更(geng)新(xin)率(lv)
，但(dan)手(shou)機(ji)撥(bo)號(hao)鍵(jian)盤(pan)僅(jin)需(xu)在(zai)使(shi)用(yong)者(zhe)按(an)下(xia)或(huo)放(fang)開(kai)按(an)鈕(niu)時(shi)
，截(jie)斷(duan)主(zhu)控(kong)端(duan)即(ji)可(ke)。
　　
平均功耗：是指觸控係統的平均功耗，包括控製器IC工作時的時間掃描、處理、通信
、休眠等
，以及主處理器接收與解譯觸控數據的時間。
　　
功耗是很常見的性能參數：測(ce)量(liang)裝(zhuang)置(zhi)消(xiao)耗(hao)的(de)電(dian)流(liu)乘(cheng)以(yi)電(dian)壓(ya)，就(jiu)能(neng)推(tui)算(suan)出(chu)功(gong)耗(hao)。在(zai)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)的(de)功(gong)耗(hao)方(fang)麵(mian)，需(xu)要(yao)更(geng)精(jing)密(mi)的(de)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)
，因(yin)為(wei)不(bu)同(tong)使(shi)用(yong)模(mo)式(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)不(bu)同(tong)功(gong)耗(hao)。手(shou)機(ji)的(de)待(dai)機(ji)時(shi)間(jian)取(qu)決(jue)於(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)待(dai)機(ji)或(huo)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)消(xiao)耗(hao)的(de)電(dian)流(liu)。
　　
觸摸屏在工作時，還分成許多種模式，例如觸碰喚醒(WOT)、麵頰偵測(CheekDetect)

，比如接聽一通5分鍾來電，正在檢視或輸入電話號碼時，手機可能切換至觸控模式達10秒，之後再切換至提醒通話時的WOT或麵頰偵測模式。即使在傳送文字信息(SMS)時，仍是混合WOT模式與實際手指接觸，在按鍵輸入或思考時，控製器IC會在各種睡眠模式之間進行切換。
　　
若不考慮這些功耗模式
，就會很容易被係統耗電量所誤導，在大多數的情況中，觸摸屏90～99%的(de)時(shi)間(jian)都(dou)是(shi)切(qie)換(huan)至(zhi)麵(mian)頰(jia)偵(zhen)測(ce)模(mo)式(shi)及(ji)觸(chu)碰(peng)喚(huan)醒(xing)模(mo)式(shi)。有(you)些(xie)係(xi)統(tong)允(yun)許(xu)使(shi)用(yong)者(zhe)自(zi)行(xing)設(she)定(ding)處(chu)理(li)時(shi)間(jian)與(yu)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)的(de)比(bi)例(li)，甚(shen)至(zhi)手(shou)指(zhi)仍(reng)置(zhi)於(yu)麵(mian)板(ban)的(de)時(shi)候(hou)。若(ruo)係(xi)統(tong)僅(jin)偵(zhen)測(ce)到(dao)手(shou)指(zhi)置(zhi)於(yu)相(xiang)同(tong)位(wei)置(zhi)
，就(jiu)不(bu)需(xu)要(yao)200MHz的畫麵更新率。想要開發一個高性能觸摸屏
，必須運用休眠模式的低功耗係統
，並搭配創新的休眠與喚醒模式來工作。
　　
係統研發人員在設計一個電容式觸摸屏係統時，還要考慮許多其它重要因素：

ESD處理：為(wei)防(fang)止(zhi)在(zai)觸(chu)摸(mo)表(biao)麵(mian)上(shang)發(fa)生(sheng)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)事(shi)件(jian)，必(bi)須(xu)設(she)置(zhi)一(yi)條(tiao)貫(guan)穿(chuan)整(zheng)個(ge)設(she)備(bei)的(de)低(di)阻(zu)抗(kang)接(jie)地(di)路(lu)徑(jing)。應(ying)使(shi)用(yong)放(fang)置(zhi)在(zai)防(fang)護(hu)層(ceng)非(fei)工(gong)作(zuo)邊(bian)界(jie)區(qu)中(zhong)的(de)接(jie)地(di)環(huan)來(lai)保(bao)護(hu)觸(chu)摸(mo)傳(chuan)感(gan)器(qi)。接(jie)地(di)環(huan)可(ke)以(yi)是(shi)簡(jian)單(dan)的(de)金(jin)屬(shu)箔(bo)。必(bi)須(xu)保(bao)證(zheng)在(zai)接(jie)地(di)環(huan)和(he)設(she)備(bei)的(de)係(xi)統(tong)地(di)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)可(ke)靠(kao)連(lian)接(jie)。
　　
手指電容:是shi指zhi手shou指zhi與yu單dan一yi傳chuan感gan器qi組zu件jian之zhi間jian測ce量liang到dao的de電dian容rong。測ce量liang手shou指zhi電dian容rong時shi
，是shi使shi用yong一yi隻zhi真zhen實shi手shou指zhi
，而er不bu是shi金jin屬shu的de機ji械xie手shou指zhi
，以yi確que保bao測ce得de符fu合he實shi際ji狀zhuang況kuang的de數shu據ju。影ying響xiang回hui授shou電dian容rong(CF)的因素包括覆蓋上層的鏡片厚度及覆蓋外層材料的介電常數。
　　
係統本底噪聲:係統本底噪聲是指電容至數字轉換器輸出端所測量到的噪聲，是數據轉換器的輸入(電容)值。
　　
信噪比:信噪比(SNR)是shi傳chuan感gan器qi測ce得de的de手shou指zhi信xin號hao與yu測ce量liang噪zao聲sheng之zhi比bi。這zhe是shi個ge重zhong要yao參can數shu，設she計ji人ren員yuan必bi須xu深shen入ru了le解jie它ta，才cai能neng開kai發fa出chu高gao效xiao率lv的de觸chu控kong麵mian板ban。係xi統tong必bi須xu能neng調tiao節jie、適應並濾除移動係統中的寄生噪聲。為獲得高信號數以及極少的噪聲數

，可考慮針對觸控功能采用精確的模擬前端組件。
　　
諸如TrueTouch係列可編程解決方案這類產品
，可在濾除噪聲方麵提供許多絕佳的機製。PSoC可(ke)編(bian)程(cheng)模(mo)擬(ni)組(zu)件(jian)能(neng)重(zhong)新(xin)組(zu)態(tai)，以(yi)整(zheng)合(he)持(chi)續(xu)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)的(de)信(xin)號(hao)，藉(ji)此(ci)濾(lv)除(chu)噪(zao)聲(sheng)。不(bu)同(tong)的(de)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)
，包(bao)括(kuo)擴(kuo)頻(pin)與(yu)虛(xu)擬(ni)隨(sui)機(ji)頻(pin)率(lv)，亦(yi)可(ke)用(yong)來(lai)避(bi)免(mian)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。標(biao)準(zhun)的(de)數(shu)字(zi)濾(lv)波(bo)器(qi)能(neng)移(yi)除(chu)1～2位的信號抖動或提供類似IIR的低通濾波器。智能數字濾波器能比對附近區域偵測到的樣本，濾除不正常的樣本，智能濾波器僅受限於係統設計人員的創意。圖3顯示一個組件的噪聲水平範例，及偵測到的觸控行為。在這個例子中，擷取到的SNR為5。


圖3　信噪比(SNR)範例。
　　
了(le)解(jie)與(yu)掌(zhang)握(wo)重(zhong)要(yao)的(de)觸(chu)摸(mo)屏(ping)效(xiao)能(neng)參(can)數(shu)
，就(jiu)能(neng)大(da)幅(fu)改(gai)進(jin)觸(chu)摸(mo)屏(ping)設(she)計(ji)。了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)
，也(ye)有(you)助(zhu)於(yu)選(xuan)擇(ze)理(li)想(xiang)的(de)設(she)計(ji)夥(huo)伴(ban)
，這(zhe)些(xie)業(ye)者(zhe)擁(yong)有(you)適(shi)合(he)的(de)技(ji)術(shu)

，能(neng)妥(tuo)善(shan)應(ying)對(dui)移(yi)動(dong)消(xiao)費(fei)產(chan)品(pin)的(de)噪(zao)聲(sheng)與(yu)電(dian)氣(qi)問(wen)題(ti)。
　　
觸摸屏吸引人的優點

，就在於其外表看似簡單的設計。在取代笨重的按鈕、軌gui跡ji球qiu或huo傳chuan統tong屏ping幕mu後hou


，觸chu摸mo屏ping帶dai來lai一yi種zhong全quan新xin的de操cao作zuo模mo式shi
，創chuang造zao出chu令ling人ren喜xi愛ai的de使shi用yong體ti驗yan。觸chu摸mo屏ping設she計ji的de難nan點dian在zai於yu
，想xiang要yao提ti供gong美mei觀guan簡jian潔jie的de設she計ji，必bi須xu采cai用yong精jing密mi複fu雜za的de硬ying件jian、固件體以及製造技術。掌握觸摸屏的設計要點、關鍵性能參數
，以及觸摸屏設計的權衡考慮要素

，是開發出一流觸摸屏產品的第一步。