電容屏簡介

　　電容式觸摸屏技術(shù)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面，四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。 當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

電容屏百科

　　電容式觸摸屏技術(shù)是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面，四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。 當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

　　工作原理

　　原理概述

　　電容屏要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控，靠的就是增加互電容的電極，簡單地說，就是將屏幕分塊，在每一個(gè)區(qū)域里設(shè)置一組互電容模塊都是獨(dú)立工作，所以電容屏就可以獨(dú)立檢測到各區(qū)域的觸控情況，進(jìn)行處理后，簡單地實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控。［1］

　　電容技術(shù)觸摸面板CTP（Capacity Touch Panel）是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO（納米銦錫金屬氧化物），最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作工作面，四個(gè)角引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏層以保證工作環(huán)境。［3］

　　當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指和工作面形成一個(gè)耦合電容，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào)，于是手指吸收走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分別從屏的四個(gè)角上的電極中流出，且理論上流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對(duì)四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出位置。可以達(dá)到99%的精確度，具備小于3ms的響應(yīng)速度。

　　投射式電容面板

　　投射式電容面板的觸控技術(shù)投射電容式觸摸屏是在兩層ITO導(dǎo)電玻璃涂層上蝕刻出不同的ITO導(dǎo)電線路模塊。兩個(gè)模塊上蝕刻的圖形相互垂直，可以把它們看作是X和Y方向 連續(xù)變化的滑條。由于X、Y架構(gòu)在不同表面，其相交處形成一電容節(jié)點(diǎn)。一個(gè)滑條可以當(dāng)成驅(qū)動(dòng)線，另外一個(gè)滑條當(dāng)成是偵測線。當(dāng)電流經(jīng)過驅(qū)動(dòng)線中的一條導(dǎo)線時(shí)，如果外界有電容變化的信號(hào)，那么就會(huì)引起另一層導(dǎo)線上電容節(jié)點(diǎn)的變化。偵測電容值的變化可以通過與之相連的電子回路測量得到，再經(jīng)由A/D控制器轉(zhuǎn)為數(shù)字訊號(hào)讓計(jì)算機(jī)做運(yùn)算處理取得（X，Y） 軸位置，進(jìn)而達(dá)到定位的目地。

　　操作時(shí)，控制器先后供電流給驅(qū)動(dòng)線，因而使各節(jié)點(diǎn)與導(dǎo)線間形成一特定電場。然后逐列掃描感測線測量其電極間的電容變化量，從而達(dá)成多點(diǎn)定位。當(dāng)手指或觸動(dòng)媒介接近時(shí)，控制器迅速測知觸控節(jié)點(diǎn)與導(dǎo)線間的電容值改變，進(jìn)而確認(rèn)觸控的位置。這種一根軸通過一套AC 信號(hào)來驅(qū)動(dòng)，而穿過觸摸屏的響應(yīng)則通過其它軸上的電極感測出來。使用者們把這稱為‘橫穿式’感應(yīng)，也可稱為投射式感應(yīng)。傳感器上鍍有X，Y軸的ITO圖案，當(dāng)手指觸摸觸控屏幕表面時(shí)，觸碰點(diǎn)下方的電容值根據(jù)觸控點(diǎn)的遠(yuǎn)近而增加，傳感器上連續(xù)性的掃描探測到電容值的變化，控制芯片計(jì)算出觸控點(diǎn)并回報(bào)給處理器。

　　結(jié)構(gòu)組成

　　基本結(jié)構(gòu)

　　電容式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)是：基板為一個(gè)單層有機(jī)玻璃，在有機(jī)玻璃的內(nèi)外表面分別均勻的鍛上一層透明導(dǎo)電薄膜，分別在外表面的透明導(dǎo)電薄膜的四個(gè)角上錐上一個(gè)狹長的電極。其工作原理是：當(dāng)手指觸摸電容式觸摸屏?xí)r，在工作面接通高頻信號(hào)，此時(shí)手指與觸摸屏工作面形成一個(gè)耦合電容，這相當(dāng)于導(dǎo)體，因?yàn)楣ぷ髅嫔嫌懈哳l信號(hào)，手指觸摸時(shí)在觸摸點(diǎn)吸走一個(gè)小電流，這個(gè)小電流分別從觸摸屏的四個(gè)角上的電極流出，流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指到四角的直線距離成比例，控制器通過對(duì)四個(gè)電流比例的計(jì)算，即可得出接觸點(diǎn)坐標(biāo)值。［7］

　　電容式觸控屏可以簡單地看成是由四層復(fù)合屏構(gòu)成的屏體：最外層是玻璃保護(hù)層，接著是導(dǎo)電層，第三層是不導(dǎo)電的玻璃屏，最內(nèi)的第四層也是導(dǎo)電層。最內(nèi)導(dǎo)電層是屏蔽層，起到屏蔽內(nèi)部電氣信號(hào)的作用，中間的導(dǎo)電層是整個(gè)觸控屏的關(guān)鍵部分，四個(gè)角或四條邊上有直接的引線，負(fù)責(zé)觸控點(diǎn)位置的檢測。［3］

　　其中最上面的覆蓋層是鋼化玻璃或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）。PET 的優(yōu)勢在于觸摸屏可以做到更薄，另一方面也比現(xiàn)有的塑料和玻璃材質(zhì)更加便宜。絕緣層是玻璃（0.4～1mm） 、有機(jī)薄膜（10～100um）、粘合劑、空氣層。其中最重要的一層是氧化銦錫（ITO）層，ITO 的典型厚度 50～100nm， 其方塊電阻大約 100～300歐姆范圍。ITO 的工藝三維結(jié)構(gòu)對(duì)電容式觸摸屏的影響很大，它直接關(guān)系到觸摸屏的 2 個(gè)重要電容參數(shù)：感應(yīng)電容（手指與上層 ITO）和寄生電容（上下層 ITO 之間，下層 ITO 與顯示屏幕之間）。［8］

　　電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器，同時(shí)透光率更高，也能更好地支持多點(diǎn)觸控。［9］ 電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場。在觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場，手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成反比，位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

　　由于電容隨接觸面積、介質(zhì)的介電的不同而變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。該種觸摸屏適用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段。

　　技術(shù)指標(biāo)

　　精確度：99%的準(zhǔn)確度。［14］

　　材質(zhì)：完全防刮玻璃材質(zhì)（莫氏硬度7H），不易受尖物刮傷及磨損，不受常見污染源的影響，如水、火、輻射、靜電、灰塵或油污等。兼具護(hù)目鏡之護(hù)眼功能。［14］

　　靈敏度：小于兩盎司的施力即可感應(yīng)，小于3ms的快速回應(yīng)。［14］

　　清晰度：三種表面處理（Polish，Etch，Industrial）可供選擇。SMT控制器的MTBF 大于572，600小時(shí)（每MILHANDBOOK-217-F1）。［14］

　　觸摸壽命：任何一點(diǎn)可承受大于5，000萬次的觸摸，一次校正后游標(biāo)不飄移。

　　電容觸控技術(shù)是利用手指近接電容觸控面板時(shí)所產(chǎn)生電容變化的觸控技術(shù)。電容觸控有兩個(gè)重要電容參數(shù)，其一是手指和上層感測材質(zhì)（例如ITO）之間的感應(yīng)電容，其二是感測材質(zhì)之間（例如ITO上下層）或感測材質(zhì)與光學(xué)面板之間（例如ITO和LCD）的寄生電容。

　　導(dǎo)體與導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生寄生電容，而當(dāng)手指導(dǎo)體接近不同電壓的感測導(dǎo)體時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電容變化。電容感測效應(yīng)便是如何在較大的寄生電容值（30 pico Farad；pF）下，偵測到0。1～2個(gè)pF單位微小的感應(yīng)電容變化。電容觸控技術(shù)較為穩(wěn)定、可靠度高，藉由人體該身就是一個(gè)電容體的特性，在接觸觸控面板時(shí)所產(chǎn)生的電容變化達(dá)到感測觸控效果。Atmel市場總監(jiān)Christopher Ard指出，傳感器設(shè)計(jì)可以是單面ITO圖形，用于最低功能性接口，例如單觸摸點(diǎn)用于大型虛擬按鈕、滑塊等應(yīng)用，不過更常見的實(shí)施方案是兩層設(shè)計(jì)（單獨(dú)的X和Y層），這便需要復(fù)雜度更高的性能和精準(zhǔn)度。

　　數(shù)據(jù)處理過程

　　電容式觸摸屏接收到觸摸信號(hào)之后，將觸摸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電脈沖，傳送到觸摸屏控制IC進(jìn)行處理。信號(hào)先經(jīng)過一個(gè)低噪聲放大器LNA進(jìn)行放大，然后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換和解調(diào)，最后送到一個(gè)DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。電容式觸摸屏一般有M+N（M列N行）個(gè)物理電容觸摸傳感器。這M+N個(gè)相互交錯(cuò)的傳感器組成了M*N個(gè)電容感應(yīng)點(diǎn)，當(dāng)用戶的手指接近觸摸屏的時(shí)候，其電容會(huì)隨之改變。傳感器的間隔（也就是相鄰行或列間的距離）通常在幾個(gè)毫米左右，這個(gè)間隔距離決定了觸摸屏的物理分辨率M*N。［5］ 電容式觸摸屏模塊和LCD模塊間的坐標(biāo)系是完全不同的。LCD模塊的像素坐標(biāo)一般由它的分辨率決定，比如，一塊WVGA的屏，它的分辨率為800*480，也就是說有800行，每行480個(gè)RGB像素。從而，一個(gè)具體位置可以由X和Y方向上像素點(diǎn)（x，y）來確定。而電容式觸摸屏模塊則是根據(jù)其X和Y的方向上的原始物理尺寸來確定坐標(biāo)系的。兩坐標(biāo)系間必須存在一個(gè)合理的映射方法，才可以保證輸入和輸出操作的正確性。

　　所以，觸摸屏控制IC的DSP處理器還得對(duì)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行電容式觸摸屏模塊和LCD模塊間的像素映射轉(zhuǎn)換，從而確保在觸摸屏上感應(yīng)到用戶的觸摸點(diǎn)就是用戶所指的點(diǎn)。另外，為了保持觸摸坐標(biāo)的穩(wěn)定，觸摸屏控制IC需要進(jìn)一步處理觸摸點(diǎn)的抖動(dòng)，包括手指的抖動(dòng)與電容數(shù)據(jù)的噪聲，并根據(jù)坐標(biāo)的變化來改變低通濾波器的濾波系數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)坐標(biāo)的平滑處理。［5］ 最后，在把數(shù)據(jù)傳到主機(jī)之前，還得使用軟件分析數(shù)據(jù)，確定每次觸摸是為了使用什么功能。這一過程包含確定屏幕上被觸摸的區(qū)域大小、形狀和位置。如果有必要，處理器會(huì)將相似的觸摸整理分組。如果用戶移動(dòng)手指，處理器就會(huì)計(jì)算用戶觸摸的起點(diǎn)和終點(diǎn)間的差別。

　　電阻屏和電容屏的區(qū)別

　　電阻屏的出現(xiàn)在當(dāng)年國產(chǎn)大屏山寨機(jī)中紅極一時(shí)?？芍^當(dāng)時(shí)山寨機(jī)的標(biāo)配。隨著蘋果iphone這類高端的電容屏產(chǎn)品的出現(xiàn)，電阻屏失去了其競爭力慢慢被人們所冷淡。下面介紹一下電阻屏和電容屏的區(qū)別。并順便介紹一下電阻屏和電容屏的一些知識(shí)。

　　從技術(shù)角度上說，電容屏技術(shù)應(yīng)用的時(shí)間比電阻屏晚。電容屏的技術(shù)相對(duì)而言更高端。用通俗的話說就是電容屏比電阻屏貴。所以這是它們的第一個(gè)區(qū)別。很多時(shí)候我們看到很多驚爆價(jià)的平板一個(gè)幾百一個(gè)幾千配置差別卻不大，有一部分情況就是屏幕差異帶來的了。下面是我找到的電阻屏的電路示意圖

　　從操作方式上兩者有差別，常見我們講笑話，說買了個(gè)iphone還掉出個(gè)了手寫筆。其內(nèi)涵就是手寫筆是屬于電阻屏的。電阻屏是壓力感應(yīng)的操作方式，任何物體只要在屏幕表面造成彎曲，都能感應(yīng)出來。電容屏工作原理則不同，當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，用戶手指的人體電場和工作面形成一個(gè)耦合電容，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào)，于是手指吸收走一個(gè)很小的電流，并且電流分別從屏的四個(gè)角上的電極中流出，且理論上流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對(duì)四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出位置。所以電容屏是人體觸摸操作，不需要按壓。下圖是電容屏的工作原理。

　　表面硬度。因?yàn)殡娮杵恋谋砻嬉獜澢袘?yīng)，硬度較低，就是畫上去有軟軟的感覺。而電容屏一般最外層是玻璃襯面，光滑而堅(jiān)硬。這是一個(gè)差別。

　　然后是表面劃痕。其實(shí)對(duì)于高品質(zhì)電容屏來說貼膜只是為了防止指紋印留在上面，使用中也可以不貼膜。但是電阻屏一般要貼膜保護(hù)，因?yàn)楸旧砥聊槐容^脆弱，不貼膜保護(hù)容易壞掉也容易劃痕過多。

　　響應(yīng)速度。用山寨機(jī)或者電阻屏的平板玩過切水果的朋友，一定知道其響應(yīng)速度有些慢。而高端電容屏的響應(yīng)速度很快僅有幾毫秒。

　　?多點(diǎn)控，雖然并非所有的電容屏都是多點(diǎn)控。但是也有這么個(gè)結(jié)論，并非所有單電控的都是電阻屏，但多點(diǎn)控的基本是電容屏。多點(diǎn)控技術(shù)讓電容屏的操作更加便捷更加隨意。這也是很大的一個(gè)優(yōu)勢之一

　　最后是就應(yīng)用的普遍性比較一下。電阻屏曾經(jīng)在山寨機(jī)上很流行，隨著山寨機(jī)的銷聲匿跡，電阻屏現(xiàn)在只是在低端平板電腦上還有應(yīng)用。而電容屏則分為不同檔次，在各個(gè)檔次的手機(jī)平板上應(yīng)用。所以現(xiàn)在電容屏更加主流。

　　以上是我的觀點(diǎn)，下面是網(wǎng)上找到的一張對(duì)比圖，對(duì)比結(jié)果有些讓人匪夷所思感覺好像電阻屏反而是優(yōu)點(diǎn)眾多。電容屏反而缺點(diǎn)眾多。但是事實(shí)告訴我們只要你追求自身完善適應(yīng)潮流，那些所謂的缺點(diǎn)都掩蓋不了你的優(yōu)點(diǎn)。所以最后的一句話是，看別人的比對(duì)有時(shí)也未必有用，自己要學(xué)會(huì)去比對(duì)驗(yàn)證得到自己的區(qū)別

　　電容屏為什么不需要校準(zhǔn)？

　　簡單來說：電阻屏是因?yàn)樵硎遣扇‰娮枳兓奶攸c(diǎn)而制作的，電阻屏是兩層，當(dāng)手指按下時(shí)第一層會(huì)向第二層靠攏，這個(gè)時(shí)候相當(dāng)于電源接通，不同的點(diǎn)擊位置則具有不同的電阻反應(yīng)從而判斷位置；但是由于電阻屏幕一般與自帶屏幕有一定的大小差異，或者因?yàn)槭褂谜咚幁h(huán)境的溫度等原因會(huì)引起點(diǎn)擊時(shí)的電阻值不夠準(zhǔn)確從而導(dǎo)致相應(yīng)位置錯(cuò)誤，所以需要校準(zhǔn)，重新確定當(dāng)前狀態(tài)。 而電容屏，原理是手指觸摸時(shí)屏幕并不能按下，而是依靠手指上的電流變化來的，一般而言是手指觸摸時(shí)導(dǎo)致了觸摸位置的電荷吸走或者增多，從而需要從周邊補(bǔ)充而引起了屏幕中內(nèi)置的微小電容的電容值發(fā)生變化，從而達(dá)到點(diǎn)擊定位的效果，而這些微小的電容都是和屏幕大小位置一起的，不可能發(fā)生位置變化，所以并不需要校準(zhǔn)。

　　當(dāng)然因?yàn)橐恍┰颍罕热鐝?qiáng)烈的靜電或者充電時(shí)產(chǎn)生的一些強(qiáng)烈電壓靜電原因會(huì)引起屏幕上的微小電容被擊穿的現(xiàn)象，當(dāng)擊穿后就會(huì)出現(xiàn)工作異常，體現(xiàn)為：手機(jī)沒有觸摸卻自己不斷的亂點(diǎn)擊（跳屏）等現(xiàn)象。 這樣的情況并不可修復(fù)或修復(fù)代價(jià)高，只能換觸摸屏解決。