容式觸摸技術(shù),，特別是互電容技術(shù)由于具有直接,、高效、準(zhǔn)確,、流暢,、時尚等特點,，極大程度提高了人和計算機對話的效率和便利性，未來必將替代鼠標(biāo)和鍵盤,，成為未來消費的主流,。
投射電容屏可分為自電容屏和互電容屏兩種類型。在玻璃表面用ITO(一種透明的導(dǎo)電材料)制作成橫向與縱向電極陣列,，這些橫向和縱向的電極分別與地構(gòu)成電容,，這個電容就是通常所說的自電容，也就是電極對地的電容,。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r,，手指的電容將會疊加到屏體電容上，使屏體電容量增加,。
在觸摸檢測時,，自電容屏依次分別檢測橫向與縱向電極陣列，根據(jù)觸摸前后電容的變化,，分別確定橫向坐標(biāo)和縱向坐標(biāo),，然后組合成平面的觸摸坐標(biāo)。自電容的掃描方式,，相當(dāng)于把觸摸屏上的觸摸點分別投影到X軸和Y軸方向,，然后分別在X軸和Y軸方向計算出坐標(biāo)，最后組合成觸摸點的坐標(biāo),。
如果是單點觸摸,，則在X軸和Y軸方向的投影都是唯一的，組合出的坐標(biāo)也是唯一的,；如果在觸摸屏上有兩點觸摸并且這兩點不在同一X方向或者同一Y方向,，則在X和Y方向分別有兩個投影，則組合出4個坐標(biāo),。顯然,，只有兩個坐標(biāo)是真實的，另外兩個就是俗稱的”鬼點”,。因此,，自電容屏無法實現(xiàn)真正的多點觸摸。
互電容屏也是在玻璃表面用ITO制作橫向電極與縱向電極,，它與自電容屏的區(qū)別在于，兩組電極交叉的地方將會形成電容,，也即這兩組電極分別構(gòu)成了電容的兩極,。當(dāng)手指觸摸到電容屏?xí)r，影響了觸摸點附近兩個電極之間的耦合,，從而改變了這兩個電極之間的電容量,。檢測互電容大小時,，橫向的電極依次發(fā)出激勵信號，縱向的所有電極同時接收信號,，這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點的電容值大小,，即整個觸摸屏的二維平面的電容大小。根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù),，可以計算出每一個觸摸點的坐標(biāo),。因此，屏上即使有多個觸摸點,，也能計算出每個觸摸點的真實坐標(biāo),。
圖1,、 自電容鬼影的產(chǎn)生機理。
FocalTech互電容解決方案
敦泰科技(FocalTech)是較早開始互電容式觸摸屏技術(shù)研究和開發(fā)的公司之一,，在互電容領(lǐng)域擁有數(shù)十項國內(nèi)國際專利,，包括互電容式觸摸屏體的設(shè)計，互電容式觸摸檢測電路,、觸摸檢測算法,、環(huán)境自適應(yīng)算法等技術(shù)。利用FocalTech自有專利技術(shù),，可以大幅提升互電容觸摸屏的以下性能：
1) 抗電磁干擾能力
抗電磁干擾是容式觸摸屏系統(tǒng)性能最關(guān)鍵的因素,。從2007年起，即有公司開始提供自電容方案的電容式觸摸屏技術(shù),，但由于抗電磁干擾設(shè)計較差,，經(jīng)常發(fā)生來電時無法接電話，或者通話結(jié)束時無法掛電話的情況,。再加上環(huán)境變化時觸摸屏失效頻繁,，造成了多個電容式觸摸屏手機項目失敗，甚至間接引起一些方案公司的倒閉,。Focaltech借鑒了現(xiàn)代無線通信領(lǐng)域的跳頻技術(shù),，同時提高了TX的發(fā)送功率，在提高系統(tǒng)信噪比的同時有效抑制了電磁干擾,。
2) 信噪比(SNR)
SNR定義為指接收到的信號功率和噪聲功率的比值,。SNR是觸摸屏系統(tǒng)性能另一個關(guān)鍵因素，其高低直接決定了觸摸的精度,、線性度和分辨率等性能好壞,。FocalTech主要通過三個途徑提高SNR。首先是提高信號發(fā)送功率,。提高了信號發(fā)送信號功率,，相應(yīng)的就提高了接收到信號的功率,，從而增加了SNR。其次,，降低噪聲也是一個有效的方法,。FocalTech提供觸摸屏設(shè)計方案，這些方案都做了非常好的屏蔽設(shè)計,，例如在觸摸屏底部靠LCD一側(cè)增加地平面,，在屏體四周增加地線隔離等。這些措施可有效降低噪聲的功率,。還有一個辦法就是提高觸摸引起的電容變化量,。觸摸電容變化量，正比于信號功率,。即觸摸變化量越大,，則檢測到的信號功率越大。FTS獨有的觸摸屏專利技術(shù),，能大大提高觸摸引起的電容變化率,，通常能達(dá)到30%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于iPhone所采用的觸摸屏僅為18%的變化量,。
3) 環(huán)境適應(yīng)性
自動適應(yīng)環(huán)境變化,，對觸摸屏系統(tǒng)亦十分重要。觸摸屏直接暴露在空氣中,，空氣的溫度,、濕度都會影響觸摸屏體的電容大小。而觸摸屏表面的水滴,，則有可能直接造成誤觸摸,。一個良好的設(shè)計，必須能在非常大范圍能適應(yīng)環(huán)境溫度濕度的變化,，并且在有少量水的條件下,，能正常進(jìn)行觸摸。FocalTech專門開發(fā)了環(huán)境自適應(yīng)算法,，并配合相應(yīng)的觸摸屏體設(shè)計,，已經(jīng)完全解決了環(huán)境變化對觸摸屏影響問題。
4) 功耗
對于便攜式設(shè)備而言,，功耗也非常關(guān)鍵,。而互電容技術(shù)采用了二維檢測而不是自電容的一維檢測，大大增加了檢測電路的功耗和后期處理數(shù)據(jù)的功耗,。通常而言,，相同規(guī)格的觸摸屏，互電容技術(shù)功耗為自電容技術(shù)的2~3倍。因此,，降低功耗變得十分關(guān)鍵。FocalTech同時采用了多項技術(shù)來降低功耗,。在IC設(shè)計時,，把功耗列為約束第一位，如采用低功耗結(jié)構(gòu),、低功耗工藝,、增加硬件加速器等。在坐標(biāo)計算中,，F(xiàn)ocalTech開發(fā)出了快速坐標(biāo)計算方案,，可簡化計算量，大大降低了數(shù)據(jù)后期處理的時間和功耗,。此外,，還設(shè)計了多個功耗模式，系統(tǒng)可以靈活使用這些模式,，降低整體使用功耗,。根據(jù)實測，F(xiàn)ocalTech的方案功耗僅為同類方案功耗的一半左右,。
圖2,、 FocalTech觸控芯片基本架構(gòu),。
技術(shù)和市場發(fā)展趨勢
隨著研究的深入，互電容技術(shù)不斷成熟,，其基本功能,、基本架構(gòu)都已經(jīng)確定，將來的發(fā)展主要集中在細(xì)部優(yōu)化,，比如進(jìn)一步提高信噪比,、改善觸摸精度（特別是邊沿的精度）、降低功耗,、增加適應(yīng)環(huán)境變化的能力,、提高掃描速度、多點ID識別,、多點應(yīng)用開發(fā),，減少懸空觸摸影響等。
目前互電容式觸摸屏在歐美市場已經(jīng)成為主流,，出貨量不斷攀升,，這也極大促進(jìn)電容式觸摸屏產(chǎn)業(yè)鏈的完善。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善,，眾多供應(yīng)商的加入,，新材料,、新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，也帶來各項成本的下降,，從而降低整體模組的價格,。一些電容觸摸屏模組大廠預(yù)測，在2011年,，完成電極刻蝕的ITO玻璃的價格將降到0.3~0.5美元/英寸,，不到現(xiàn)在價格的一半；目前,，深圳一些小廠的出貨價已經(jīng)非常接近這個區(qū)間,。我們預(yù)計，電容式觸摸屏將來會有明顯的降價,，在2011年,，3.5’’的模組的價格可降到5~6美元；而一些低端產(chǎn)品,，更有可能達(dá)到4美元左右,，甚至更低。屆時,，電容屏將大幅擠占目前電阻屏的市場,，無論品牌機或是山寨機市場，電容屏都將成為主流,。