? ? ? ? 觸摸屏在我們身邊已經(jīng)隨處可見了，在PDA等個人便攜式設(shè)備領(lǐng)域中，觸摸屏節(jié)省了空間便于攜帶，還有更好的人機交互性。

　　目前主要有幾種類型的觸摸屏，它們分別是：電阻式（雙層），表面電容式和感應(yīng)電容式，表面聲波式，紅外式，以及彎曲波式、有源數(shù)字轉(zhuǎn)換器式和光學(xué)成像式。它們又可以分為兩類，一類需要ITO，比如前三種觸摸屏，另一類的結(jié)構(gòu)中不需要ITO，比如后幾種屏。目前市場上，使用ITO材料的電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏應(yīng)用最為廣泛。

　　電阻式觸摸屏

　　ITO是銦錫氧化物的英文縮寫，它是一種透明的導(dǎo)電體。通過調(diào)整銦和錫的比例，沉積方法，氧化程度以及晶粒的大小可以調(diào)整這種物質(zhì)的性能。薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性會變差。在PET聚脂薄膜上沉積時，反應(yīng)溫度要下降到150度以下，這會導(dǎo)致ITO氧化不完全，之后的應(yīng)用中ITO會暴露在空氣或空氣隔層里，它單位面積阻抗因為自氧化而隨時間變化。這使得電阻式觸摸屏需要經(jīng)常校正。

　　圖一是電阻觸摸屏的一個側(cè)面剖視圖。手指觸摸的表面是一個硬涂層，用以保護下面的PET層。PET層是很薄的有彈性的PET薄膜，當(dāng)表面被觸摸時它會向下彎曲，并使得下面的兩層ITO涂層能夠相互接觸并在該點連通電路。兩個ITO層之間是約千分之一英寸厚的一些隔離支點使兩層分開。最下面是一個透明的硬底層用來支撐上面的結(jié)構(gòu)，通常是玻璃或者塑料。

　　電阻觸摸屏的多層結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致很大的光損失，對于手持設(shè)備通常需要加大背光源來彌補透光性不好的問題，但這樣也會增加電池的消耗。電阻式觸摸屏的優(yōu)點是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜，反應(yīng)靈敏度也很好。

　　電容式觸摸屏

　　電容式觸摸屏也需要使用ITO材料，而且它的功耗低壽命長，但是較高的成本使它之前不太受關(guān)注。Apple推出的iPhone提供的友好人機界面，流暢操作性能使電容式觸摸屏受到了市場的追捧，各種電容式觸摸屏產(chǎn)品紛紛面世。而且隨著工藝進步和批量化，它的成本不斷下降，開始顯現(xiàn)逐步取代電阻式觸摸屏的趨勢。

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　　表面電容觸摸屏只采用單層的ITO，當(dāng)手指觸摸屏表面時，就會有一定量的電荷轉(zhuǎn)移到人體。為了恢復(fù)這些電荷損失，電荷從屏幕的四角補充進來，各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例，我們可以由此推算出觸摸點的位置。

　　表面電容ITO涂層通常需要在屏幕的周邊加上線性化的金屬電極，來減小角落/邊緣效應(yīng)對電場的影響。有時ITO涂層下面還會有一個ITO屏蔽層，用來阻隔噪音。表面電容觸摸屏至少需要校正一次才能使用。

　　感應(yīng)電容觸摸屏與表面電容觸摸屏相比，可以穿透較厚的覆蓋層，而且不需要校正。感應(yīng)電容式在兩層ITO涂層上蝕刻出不同的ITO模塊，需要考慮模塊的總阻抗，模塊之間的連接線的阻抗，兩層ITO模塊交叉處產(chǎn)生的寄生電容等因素。而且為了檢測到手指觸摸，ITO模塊的面積應(yīng)該比手指面積小，當(dāng)采用菱形圖案時，對角線長通?？刂圃?到6毫米。

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　　圖三中，綠色和藍色的ITO模塊位于兩層ITO涂層上，可以把它們看作是X和Y方向的連續(xù)變化的滑條，需要對X和Y方向上不同的ITO模塊分別掃描以獲得觸摸點的位置和觸摸的軌跡。兩層ITO涂層之間是PET或玻璃隔離層，后者透光性更好，可以承受更大的壓力，成品率更高，而且通過特殊工藝可以直接鍍在LCD表面，不過也重些。這層隔離層越薄，透光性越好，但是兩層ITO之間的寄生電容也越大。

　　感應(yīng)電容觸摸屏檢測到的觸摸位置對應(yīng)于感應(yīng)到最大電容變化值的交叉點，對于X軸或Y軸來說，則是對不同ITO模塊的信號量取加權(quán)平均得到位置量，系統(tǒng)然后在觸摸屏下面的LCD上顯示出觸摸點或軌跡。

　　當(dāng)有兩個手指觸摸（紅色的兩點）時，每個軸上會有兩個最大值，這時存在兩種可能的組合，系統(tǒng)就無法準(zhǔn)確定位判斷了，這就是我們通常所稱的鏡像點（藍色的兩點）。

　　另外，觸摸屏的下面是LCD顯示屏，它的表面也是傳導(dǎo)性的，這樣就會和靠近的ITO涂層的ITO模塊產(chǎn)生寄生電容，我們通常還需要在這兩層之間保留一定的空氣層以降低寄生
電容的影響。

　　電容式觸摸屏解決方案

　　目前的電容式觸摸屏解決方案中，CypressPSoC產(chǎn)品以可編程，設(shè)計靈活，一致性好，再加上高效的PSoCExpress/PSoCdesigner開發(fā)環(huán)境而處于領(lǐng)先地位。

　　PSoCCapSense技術(shù)是根據(jù)電容感應(yīng)的原理使用CSA或CSD模塊來實現(xiàn)的。PCB板或觸摸屏上相鄰的感應(yīng)模塊或?qū)Ь€之間會存在寄生電容（見圖四中的Cp），當(dāng)有手指接近或觸摸兩個相鄰感應(yīng)模塊時，相當(dāng)于附加了兩個電容，它們相當(dāng)于并聯(lián)在Cp上的電容Cf。利用PSoC的CSA和CSD技術(shù)可以檢測到這個電容上的變化，從而確定有沒有手指觸摸。

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　　PSoC觸摸屏解決方案的優(yōu)點還體現(xiàn)在：

　　1.是一種單芯片方案，和傳統(tǒng)方案相比減少了外部器件，降低了系統(tǒng)總體BOM成本。

　　2.通過使用I2C-USBBridge和其它相關(guān)工具，結(jié)合PSoCExpress/PSoCdesigner開發(fā)環(huán)境，可以極大地節(jié)省開發(fā)時間和費用。

　　3.PSoC內(nèi)部的IO和各種模擬/數(shù)字模塊可以實現(xiàn)動態(tài)重配置，不需要修改原理圖和PCB就可以更新設(shè)計以適應(yīng)新的需求。它還支持多種通訊接口I2C/UART/SPI/USB等，可以和各種接口的主機方便連接，這些都會降低系統(tǒng)更新的成本。

　　4.PSoC可以針對外界環(huán)境變化-RF干擾/溫度變化/電源波動等靈活設(shè)置參數(shù)，在LCD顯示器、手機、數(shù)碼相機和白色家電的觸摸控制中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　5.除了控制觸摸以外，PSoC還可實現(xiàn)LED背光控制，馬達控制，電源管理，I/O擴展等增值功能。

　　PSoC已經(jīng)應(yīng)用在了多種尺寸的觸摸屏中，如果要實現(xiàn)表面電容觸摸屏的控制，可以由CY8C21x34或CY8C24x94系列通過CSD模塊來實現(xiàn)，見圖五。實現(xiàn)感應(yīng)電容觸摸屏的控制，可以由CY8C20x34系列通過CSA模塊，也可由CY8C21x34或CY8C24x94系列通過CSD模塊來實現(xiàn)，見圖六。

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　　在觸摸屏產(chǎn)品的設(shè)計中，需要對性能和成本進行權(quán)衡。電阻觸摸屏的成本較低，競爭就很激烈，而且在性能和應(yīng)用場合上有一定局限。

　　1.電容觸摸屏只需要觸摸，而不需要壓力來產(chǎn)生信號。

　　2.電容觸摸屏在生產(chǎn)后只需要一次或者完全不需要校正，而電阻技術(shù)需要常規(guī)的校正。

　　3.電容方案的壽命會長些，因為電容觸摸屏中的部件不需任何移動。電阻觸摸屏中，上層的ITO薄膜需要足夠薄才能有彈性，以便向下彎曲接觸到下面的ITO薄膜。

　　4.電容技術(shù)在光損失和系統(tǒng)功耗上優(yōu)于電阻技術(shù)。

　　5.選擇電容技術(shù)還是電阻技術(shù)主要取決于觸碰屏幕的物體。如果是手指觸碰，電容觸摸屏是比較好的選擇。如果需要觸筆，不管是塑料還是金屬的，電阻觸摸屏可以勝任。電容觸摸屏也可以使用觸筆，但是需要特制的觸筆來配合。

　　6.表面電容式可以用于大尺寸觸摸屏，并且相成本也較低，但目前無法支持手勢識別；感應(yīng)電容式主要用于中小尺寸觸摸屏，并且可以支持手勢識別。

　　7.電容式技術(shù)耐磨損、壽命長，用戶使用時維護成本低，因此生產(chǎn)廠家的整體運營費用可被進一步降低。

　　電容式觸摸屏的發(fā)展趨勢

　　電容觸摸屏已經(jīng)應(yīng)用在了iPhone及其它手持設(shè)備上，定位單點軌跡/模擬鼠標(biāo)雙擊是它的基本功能，而對多手指手勢操作的識別和應(yīng)用成為當(dāng)前市場的熱點。在便攜式應(yīng)用中，用戶一手拿著設(shè)備，只能用另一只手操作，因此識別多手指的抓取/平移，伸展/壓縮，旋轉(zhuǎn)，翻頁等手勢操作就顯得尤為重要。PSoC感應(yīng)電容觸摸屏已經(jīng)可以實現(xiàn)多點檢測，從而支持兩手指的手勢識別?？梢灶A(yù)見支持手勢識別的電容式觸摸屏將在市場上大放光彩。（來源：中國觸摸屏網(wǎng)）