电容式触控技术主要是应用人力的电流感应技术进行工作。
当手指触摸到金属层上时，人体电场、用户和触控屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流从触控屏四角上的电极中流出，经过四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。
目录∙电容式触控技术优点∙电容式触控技术缺点∙电容式触控技术的工作原理∙ADI的电容式触摸技术解决方案∙电容式触控技术的发展动力及趋势电容式触控技术优点∙与电阻式触控屏和电磁式感应板相比，电容式触控屏表现出了更加良好的性能。
由于轻触就能感应，使用方便。
而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损，性能稳定,经机械测试使用寿命长达30年。
另外，电容式触控屏原理整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成，元件少，产品一致性好、成品率高。
电容式触控技术缺点∙代表流行风向标的iPhONe上使用电容式触控屏无疑进一步印证了其拥有的各项优势。
然而，瑕不掩瑜，电容电容式触控屏原理式触控屏也面临着以下一些挑战:由于人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重：电容式感应输入技术在中小尺寸平板显示器上输入或控制点状目标(如点击软键盘上的电话号码或输入中英文字)时的性能有待改进：温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定，需经常校准：不适用于金属机柜：当外界有电感和磁感的时候，可能会使触控屏失灵。
电容式触控技术的工作原理∙电容式触控面板的应用需由触控面板(Touch Panel)、控制器(Touch CONtroller)及软件驱动程序(Utility)等3部分分别说明。
∙触控面板∙一般电容式触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锑锡薄膜(ATO Layer)及保护膜(Hard Coat Layer)而与液晶银幕(LCD Monitor)间则需作防电子讯号干扰处理(Shielded Layer)。
下图为电容式触控面板的侧面结构。
∙人与触控面板没有接触时，各种电极(Electrode)是同电位的，触控面板没有上没有电流(ELECTRIC Current)通过。
当与触控面板接触时，人体内的静电流入地面而产生微弱电流通过。
检测电极依电流值变化，可以算出接触的位置。
玻璃表面上氧化锑锡薄膜(ATO)层有电阻系数，为了得到一样电场所以在其外围安装电极，电流从四边或者四个角输入。
∙从4条边上输入时，等电场是通过4角周围的电阻小于4条边上的阻抗分配方式所得到的。
对实际应用而言，有在透明导电膜(ATO Layer)上安装一组电阻基版类型;也有对透明导电膜(ATO Layer)作蚀刻所行成的类型。
从4角输入时，一般通过印刷额缘电阻与透明导电膜(ATO Layer)组合得到等电场。
∙从4条边上输入时，根据上下、左右电流比计算就可以得出，检测方法较为简单。
从4条角输入时，检测方法要得出与4条边的距离比，位置计算也较为复杂。
举例来说，假设触控面板位置中心为0，X轴与Y轴位置可以下面方程式计算出:∙X轴:L1+L4-L2-L3/L1+L2+L3+L4∙Y轴:L3+L4-L1-L2/L1+L2+L3+L4控制器∙控制器(Touch Controller)也是电容式触控面板应用上不可或缺的一员，由于不平衡的透明导电膜(ATO Layer)厚度会造成工作位置精度的偏差，且触控面板做的愈大此情形愈加明显。
因此为了得到正确位置精度，需藉由控制器作线性分析及补偿。
∙控制器经由多点(多为25点)线性补偿功能(Multi-point Linearity Compensation Function)，将补偿数据(Compensation Data)纪录于EEPROM中，以对通过不平衡的透明导电膜而引起的偏差进行补偿。
通常此对策能将线性偏差(Accuracy Tolerance)控制在1%以下。
∙但上述情形是建立在理想状况下，实际操作时，「漂移现象」(Drift Phenomenon)一直是电容式触控面板应用亟待克服的问题，由于流经电容式触控面板讯号是非常微弱的，且直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干扰与线路寄生电容所影响，而多点线性补偿功能只能解决局部区域线性问题，无法解决整体的漂移现象。
∙软件驱动程序∙软件驱动程序(Utility)对于不同作业平台支持的能力通常反映在一家公司的竞争力及市占率上，一般软件驱动程序所支持的作业平台:∙微软Windows OS:95，98，Me，2000，NT4，XP and Tablet PC Edtion∙微软Windows CE:2.12，3.0， and 5.0Linux:RedHat 9.0，Mandrake 9.2，SuSE 10.0，Yellow Dog 3。
x and Fedora Core 4∙Dos及iMac 9.0 and 10.X版本∙另外对于操作使用者来说，软件驱动程序所支持的功能也是选购时的考虑。
一般多同时支持RS232及USB的通讯接口，2048×2048的屏幕分辨率(Resolution)，4点校正(4 Point Calibration)、25点线性补偿功能，微软Windows作业平台下支持多国语系，屏幕旋转(Monitor Rotation)及多重屏幕(Multi-monitor Supported)等功能。
∙ADI的电容式触摸技术解决方案∙ADI 的电容式感应输入解决方案包括电容到数字转换器CDC(如AD7745、AD7746、AD7747和AD7142)以及电阻到数字转换器IDC (AD5933和AD5934),除了AD7142以外,所有上述CDC和IDC都针对工业控制、汽车和医疗电子应用中的高精度传感器设计。
ADI最新的CDC(AD7142)则主要面向消费电子领域。
尽管所有这些CDC都基于ADI的sigma-delta 架构,但他们是非常不同的器件。
∙AD7142 是一款针对手持消费电子设备的可编程14通道电容数字转换器(CDC),它们能使当代的触摸控制设计做到超薄而具有高可靠性,以改善用户的触摸感。
凭借ADI先进的电容传感器内核,这款低功耗CDC具有自动校准快速改变的外界环境的功能,从而使其适合移动环境应用。
使得触控导航屏幕功能成为可能的电容传感器正在快速取代机械输入方式,以改善蜂窝手机、MP3播放器、PMP和数码相机应用中屏幕控制的外观和触感。
∙AD7142具有卓越的抗环境干扰能力。
这些干扰主要来自环境温度和湿度,它们会降低其它电容传感器的性能。
该器件的功耗比同类解决方案低50%,从而使其适合电池供电的应用。
AD7142有14个输入端,可对各种传感器配置进行设置,例如触控滚动条、8路位置传感器,以及驱动弹出菜单的滚轮,从而使用户可以更方便地浏览大量的音乐、图片和视频文件。
∙∙"手机和MP3播放器的用户接口是最困难的设计环节之一,因为它要求在现代触摸屏设计的最小尺寸和最低功耗范围内具有最高的精密度和功能,"ADI公司精密信号处理产品线总监Pat O'Doherty说,"像我们用于工业和汽车应用的CDC产品一样,AD7142能以较低的成本提供鲁棒性和无差错的性能,同时比以前的产品提供更大的设计自由度。
"∙AD7142具有高度可编程能力,并包含自适应阈值和灵敏度算法,允许芯片调整用户的手指尺寸,从而使该传感器对手指粗细不同的用户都适用。
这款16位、低噪声、高精度CDC允许终端用户调整单个传感器的敏感程度,以适应他们的手指和触摸方式。
AD7142通过片内数字校准功能实现独特的自动环境补偿,从而不论在任何时间和任何环境条件都能保证传感器的性能无差错。
由于该器件显而易见地对用户提供了这种连续的校准,所以在外部传感器上不会产生误触摸或者无效触摸。
∙另外,AD7142的低功耗特性使其很适合电池供电的应用,包括数码相机、电视机遥控器和游戏机。
全功率方式工作电流小于1。
0mA,而待机方式工作电流小于2。
0μA。
该器件还能够灵活地调整输出速率以获得最优化的功耗。
AD7142提供SPI或者I2C兼容接口选择,与ADI公司用于手机和个人媒体播放器的Blackfin处理器可以很好地配合工作。
∙与同类模块不同,AD7142是基于集成电路的单片解决方案,它提供了传感器尺寸库,从而允许制造商为不同的产品定制电容传感器的形状。
此外,ADI公司提供适合多种终端用户应用的传感器参考设计。
这些参考设计能够与可选的主软件一起工作,该软件能够提供高精密检测能力。
∙AD7142 CDC可以连接到外部电容传感器,以实现电容按钮、滚动条或触摸输入板等的功能。
当用来实现数码相机和手机上常见的滑动开关时,用户可以得到一个8向开关而不是典型的4向开关。
8向开关除了可向上下左右方向移动外,还可以在四象限的45度角方向移动,这在滚动搜索或控制收录了1000首歌曲的MP3播放机时是非常有用的。
∙O'Doherty表示,AD7142的14个输入使得它可针对许多传感器配置进行编程,如手指驱动的滚动条、8个方向的位置传感器、以及驱动弹出菜单的滚动轮,这使得它更容易浏览大型的音乐、照片和视频文件。
∙尽管AD7142的主要应用是手机、数码相机和MP3播放机,但它也可用在TV、遥控板、游戏机和白家电(如洗衣机和微波炉)上。
传感器可以放在塑料面罩之后,以消除前面板上的活动部件。
这一防灰尘和防水功能使得它工作可靠性更高,游戏杆不会再拗断,无按键手机也已不再是梦想。
∙∙上图显示了PCB顶部的发射(TX)层和底部的接收(RX)层,在其内部,芯片时钟生成一个240-kHz方波,它从TX层传输到RX层。
这两层之间形成一个电容。
当一个接地的手指接近塑料面罩时,一些电容边缘区域就被旁路,这将导致到ADC或CDC的电流变化。
然后CDC根据手指运动造成的电容量变化来测量电流的变化。
∙电容式触控技术的发展动力及趋势∙引言∙人机界面产业在长期的蕴酿之中,由苹果计算机(Apple)之iPhONe手机正式呜锣揭开序幕、粉墨登场、全场惊讶连连、涟渏波动,久久不能平息,演出者与观众之间眉来眼去,秋波迭送,似乎两厢情愿,深情日款,大有一时天雷勾动地火,一发不可收拾之势。
∙触控技术在与蓝天为幕,昭日引导,响亮的前进曲之氛围中,引发广泛之回响,确实为近年来产业界罕见的现象,因为:∙(1)新人机界面引进之新产品概念在一片了无新意之3C产品中活化了生机。
∙(2)模块化设计概念下,日渐褪色之系统整合创意的末梢神经突然恢复知觉,让系统设计者在模块组合经验活化创意,开始擦脂抹粉。
∙(3)新技术之引进连动出整个上下游产业链重新组合换位,俱认机不可失,期待美人青睐!∙(4)应用层面无远弗届,NB、手机、PDA,掌上型游戏机、MP3音乐播机,导航系统、ATM提款机等皆受全面之冲击,宛如巨星临降,万人空巷。