（文章來源：電子工程網?）

多點觸控已是當今觸控技術開發者最熱衷的研究課題。看似簡單的觸控動作，其實背后隱藏著錯綜復雜的運作過程，包括將觸控動作轉成數位訊號，并推算觸碰位置，然后和主控端進行通訊并執行解譯等步驟，每一個設計環節都將影響最終效能的呈現。

本文將對追蹤觸碰動作進行全面的闡述，從電容感測的物理原理，一直到螢幕的最終動作。包括介紹系統如何偵測到手指的位置，以及判讀手指位置的各種方法，并介紹手機的軟體堆疊，說明應用程式的設計方法，最后再揭露雙指捏放手勢與螢幕縮放之間的設計內幕。

大部分的智慧型手機觸控螢幕都能對手指電容產生反應，觸控螢幕內有許多排列整齊的感測器，會偵測出因手指移動所導致的電容變化。當你的手指觸碰到螢幕時，就會影響這些感測器的自容（Self-capacitance），以及彼此之間的互容（Mutual Capacitance）。大多數智慧型手機都是感測互容而不是自容。由于互容是反映一對感測器之間的互動關系，因此可用來收集有關螢幕上每個位置的資訊（X×Y個感測點）；自容則僅能用來偵測每個感測器的反應（X+Y個樣本），而不是每個點。

電容感測含有數個層：頂層是玻璃或塑膠材質，接者依序是一個光學透明膠（OCA）層、觸控感測器及平面液晶顯示器（LCD）。觸控感測器是由許多感測元件所排列而成的網格，尺寸通常為5毫米×5毫米。

這些感測器采用氧化銦錫（ITO）制成。 ITO具有許多特別的屬性，為制作觸控螢幕的絕佳材質：超過90%透明度并具有導電性。有些設計采用鉆石狀圖紋，不會和LCD的紋線重疊，視覺觀感較佳，其他則采用較簡單的「直條與橫條」圖案設計。如果在充分的光照下，以正確的角度觀察你的裝置，并關閉液晶螢幕，就能看到ITO感測器的線紋。

基本上，感測互容的原理（圖1）和感測自容完全不同。感測自容通常是量測含有感測器的電阻-電容（RC）電路之時間常數；感測互容的程序則包括量測X軸與Y軸感測器之間的互動。系統會感測經過每個X軸與Y軸的訊號，借此偵測感測器之間的耦合值（圖2）。耐人尋味的是，手指的觸碰動作會降低互容耦合值，但手指觸碰動作卻會增加自容的值。

不論是哪一種方法，光量測電容是不夠的，系統必須回應的是電容的變化，而不是個別的電容值。系統會對每個感測器設定一個基準值，這個基準值是經過長時間溫度與其他因素變化后求出的訊號長期平均值，讓系統允許訊號在各種狀況下產生些微的波動。在建構觸控螢幕系統時面臨其中一項挑戰，就是建立適當的基準值。例如，當手指觸碰到螢幕，系統必須能適當地啟動。當沾水的手指或手掌碰到螢幕時，系統也必須能啟動。

當感測到的電容減去基準值時，就得到一個訊號值陣列，代表圖3所示的手指觸碰狀況。有許多種方法可根據這項資訊來判斷手指的位置，其中最簡單的方法是計算質心--質量中心（Centriod），計算出一維或二維軸向感測數值的加權平均值。運用一維質心計算法，根據上述例子的X軸數據，可算出（5×1+15×2+25×3+10×4）/（5+15+25+10）=150/55= 2.73。接著以液晶螢幕的解析度為標準，將這個位置值適當地縮放，以便和螢幕重疊。若ITO感測器的圖案超出液晶螢幕的邊緣，則必須進行一些轉換計算。

接觸范圍的邊緣，讓手指位置的問題變得更復雜。舉上述的陣列為例，若面板的邊緣處碰到這些線條區，采用上述的簡單質心推算法，當左側下移時，右側就會開始被「上拉」。為解決這個問題，必須用特別的邊緣處理技巧來檢查剩下訊號的形狀，再推測手指沒有接觸到螢幕表面的部分。
? ? ? （責任編輯：fqj）