觸摸屏在我們身邊已經(jīng)隨處可見(jiàn)了，在PDA等個(gè)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(jī)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(chǎng)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(xiě)，它是一種透明的導(dǎo)電體。通過(guò)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(huì)變差。在PET聚脂薄膜上沉積時(shí)，反應(yīng)溫度要下降到150度以下，這會(huì)導(dǎo)致ITO氧化不完全，之后的應(yīng)用中ITO會(huì)暴露在空氣或空氣隔層里，它單位面積阻抗因?yàn)樽匝趸S時(shí)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(gè)側(cè)面剖視圖。手指觸摸的表面是一個(gè)硬涂層，用以保護(hù)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(shí)它會(huì)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(diǎn)連通電路。兩個(gè)ITO層之間是約千分之一英寸厚的一些隔離支點(diǎn)使兩層分開(kāi)。最下面是一個(gè)透明的硬底層用來(lái)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(huì)導(dǎo)致很大的光損失，對(duì)于手持設(shè)備通常需要加大背光源來(lái)彌補(bǔ)透光性不好的問(wèn)題，但這樣也會(huì)增加電池的消耗。電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)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(zhǎng)，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(jī)界面，流暢操作性能使電容式觸摸屏受到了市場(chǎng)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(jìn)步和批量化，它的成本不斷下降，開(kāi)始顯現(xiàn)逐步取代電阻式觸摸屏的趨勢(shì)。

 

　　   表面電容觸摸屏只采用單層的ITO，當(dāng)手指觸摸屏表面時(shí)，就會(huì)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(bǔ)充進(jìn)來(lái)，各方向補(bǔ)充的電荷量和觸摸點(diǎn)的距離成比例，我們可以由此推算出觸摸點(diǎn)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(lái)減小角落/邊緣效應(yīng)對(duì)電場(chǎng)的影響。有時(shí)ITO涂層下面還會(huì)有一個(gè)ITO屏蔽層，用來(lái)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(cè)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(shí)，對(duì)角線長(zhǎng)通常控制在4到6毫米。

       ; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); TEXT-ALIGN: center; orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">　　 

 

　　   圖三中，綠色和藍(lán)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(duì)X和Y方向上不同的ITO模塊分別掃描以獲得觸摸點(diǎn)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(guò)特殊工藝可以直接鍍?cè)贚CD表面，不過(guò)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(cè)到的觸摸位置對(duì)應(yīng)于感應(yīng)到最大電容變化值的交叉點(diǎn)，對(duì)于X軸或Y軸來(lái)說(shuō)，則是對(duì)不同ITO模塊的信號(hào)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(diǎn)或軌跡。

　　   當(dāng)有兩個(gè)手指觸摸（紅色的兩點(diǎn)）時(shí)，每個(gè)軸上會(huì)有兩個(gè)最大值，這時(shí)存在兩種可能的組合，系統(tǒng)就無(wú)法準(zhǔn)確定位判斷了，這就是我們通常所稱的鏡像點(diǎn)（藍(lán)色的兩點(diǎn)）。

　　   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(huì)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(jì)靈活，一致性好，再加上高效的PSoCExpress/PSoCdesigner開(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)的。PCB板或觸摸屏上相鄰的感應(yīng)模塊或?qū)Ь€之間會(huì)存在寄生電容（見(jiàn)圖四中的Cp），當(dāng)有手指接近或觸摸兩個(gè)相鄰感應(yīng)模塊時(shí)，相當(dāng)于附加了兩個(gè)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(cè)到這個(gè)電容上的變化，從而確定有沒(méi)有手指觸摸。

 

　　   PSoC觸摸屏解決方案的優(yōu)點(diǎn)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(guò)使用I2C-USBBridge和其它相關(guān)工具，結(jié)合PSoCExpress/PSoCdesigner開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以極大地節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間和費(fèi)用。

　　   3.PSoC內(nèi)部的IO和各種模擬/數(shù)字模塊可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)重配置，不需要修改原理圖和PCB就可以更新設(shè)計(jì)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(jī)方便連接，這些都會(huì)降低系統(tǒng)更新的成本。

　　   4.PSoC可以針對(duì)外界環(huán)境變化-RF干擾/溫度變化/電源波動(dòng)等靈活設(shè)置參數(shù)，在LCD顯示器、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)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(shí)現(xiàn)LED背光控制，馬達(dá)控制，電源管理，I/O擴(kuò)展等增值功能。

       : 0px; MARGIN: 20px 0px 0px; WORD-SPACING: 0px; FONT: 14px/25px 宋體, arial; TEXT-TRANSFORM: none; COLOR: rgb(0,0,0); TEXT-INDENT: 0px; PADDING-TOP: 0px; WHITE-SPACE: normal; LETTER-SPACING: normal; BACKGROUND-COLOR: rgb(255,255,255); orphans: 2; widows: 2; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">　　PSoC已經(jīng)應(yīng)用在了多種尺寸的觸摸屏中，如果要實(shí)現(xiàn)表面電容觸摸屏的控制，可以由CY8C21x34或CY8C24x94系列通過(guò)CSD模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，見(jiàn)圖五。實(shí)現(xiàn)感應(yīng)電容觸摸屏的控制，可以由CY8C20x34系列通過(guò)CSA模塊，也可由CY8C21x34或CY8C24x94系列通過(guò)CSD模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，見(jiàn)圖六。

　
 

　　   在觸摸屏產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，需要對(duì)性能和成本進(jìn)行權(quán)衡。電阻觸摸屏的成本較低，競(jìng)爭(zhēng)就很激烈，而且在性能和應(yīng)用場(chǎng)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(lái)產(chǎn)生信號(hào)。

　　   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(huì)長(zhǎng)些，因?yàn)殡娙萦|摸屏中的部件不需任何移動(dòng)。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(lái)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(wú)法支持手勢(shì)識(shí)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(shì)識(shí)別。

　　   7.電容式技術(shù)耐磨損、壽命長(zhǎng)，用戶使用時(shí)維護(hù)成本低，因此生產(chǎn)廠家的整體運(yùn)營(yíng)費(fèi)用可被進(jìn)一步降低。

　　   電容式觸摸屏的發(fā)展趨勢(shì)

　　   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(diǎn)軌跡/模擬鼠標(biāo)雙擊是它的基本功能，而對(duì)多手指手勢(shì)操作的識(shí)別和應(yīng)用成為當(dāng)前市場(chǎng)的熱點(diǎn)。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(shí)別多手指的抓取/平移，伸展/壓縮，旋轉(zhuǎn)，翻頁(yè)等手勢(shì)操作就顯得尤為重要。PSoC感應(yīng)電容觸摸屏已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)檢測(cè)，從而支持兩手指的手勢(shì)識(shí)別。可以預(yù)見(jiàn)支持手勢(shì)識(shí)別的電容式觸摸屏將在市場(chǎng)上大放光彩。