android电容触摸屏的驱动及其上层工作原理,电容触摸屏驱动原理

1.投射式电容触控

投射电容(Projected Capacitive)触控面板的基本结构与动作原理，如图1 所示，其纵横铺设电极与四线阻抗膜方式相同，不過投射电容方式的阻抗膜卻不是通過触控領域，而是捕捉电极之間的电容变化。整体而言，几乎可說是触控切换器在使用电容感测方式时的二次元扩充版。关于触控切换器，下文会有更多描述。

图1 投射容量式触控面板基本结构

由於人體会攜帶水分，也是優秀導體，故人體若靠近电极，手指与电极之間的电容会增加，此时只要調查哪條线的靜电容量變大，就知道哪個點被触控。投射电容方式不須類似阻抗膜方式的电极變形，距離触控面板表面10 毫米也能夠感测。此外，面板表面覆蓋玻璃抗刮性、耐久性、耐環境性都很強，不過不会產生电容变化的絕緣物触控面板無法運作，因此手套觸控無法操作。

2.表面电容触控

表面电容方式(Surface Capacitive)与投射电容方式相同，都是感测靜电容量的变化，若將投射电容方式視為四线阻抗膜方式，表面电容方式就等於五线阻抗膜方式，其中第五线就是人體。表面电容方式的结构如图2 所示，是由透明導電膜与四角落的电极構成，操作时對四角落的电极施加相同電壓，面板整体会形成均勻電界，全部都是同相位时，面板上的电容会放電，此时電流不会流动。反之，當手指触控面板时，變成与利用电容器接地的狀態相同，電流從四角落通過手指流动，越靠近触控部位的电极電流值越大，此时只要量测來自四角落的電流量的比率，就可以判斷特定部位。

图2 靜电容量方式的基本结构

或許有人会擔心，電流對人體造成的影響，但其實電流值非常低，不会影響人體。此外，表面电容方式毋須铺设电极，因此结构上相當簡潔。值得一提的是，表面若有水滴，容易影響电容触控方式，因此某些設計利用演算處理排除水滴的影響。

3.省去機械接點開關电容触控感测應用加溫

以上介紹触控面板常用的方式，不過由於近年數位消費性電子(CE)產品的小型化，無機械接點的触控切换器(Touch Switch)也開始受到矚目，其使用的靜电容量触控感测方式也跟著受到重視。近期投入相關靜电容量触控感测晶片供應廠商包括亞德諾(ADI)、賽普拉斯、飛思卡爾(Freescale)、在2008 年2 月时被Atmel 收購的Quantum Research、歐姆龍(Omron)与羅姆(Rohm)等；表2 是触控感测方式的比較。

最佳 ◎ 佳 ○ 普通 Δ

由於电容触控感测方式毋須仰賴機械接點開關即可感测触控位置，因此近期頗受重視，主要優點包括，成本不会隨感测點數的增加而上升；無機械结构，耐久性佳；設計自由度高；接部位維持絕緣狀態，毋須電鍍處理；防水、防塵容易；且複數接點並列形成滑塊(Slider)，可以感测手指的移动位置。

其具體结构是在印刷基板上製作切换圖案，由於不需任何切换器元件，因此切换器的成本幾乎是零，不過，由於相對要求容量感测用電路，製作成本比較不利。

前文曾提及，賽普拉斯的PSoC 技術，可製成內嵌支援触控感测器類比電路微處理器的电容式触控感测器元件，廣泛應用在MP3 播放器等各種攜帶型CE 操作面板。

由於电容式触控感测器操作时完全沒有觸壓感，因此某些設計刻意組合機械结构，製成具備機械感测機構的触控感测器，操作时可以獲得傳統機械接點式的操作感受。

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