關(guān)鍵詞： 電容屏

電容屏原理

電容技術(shù)的觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，如下圖所示。玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO導(dǎo)電層，最外層是只有0.0015毫米厚的硅土玻璃保護(hù)層。內(nèi)層ITO作為屏蔽層，以保證良好的工作環(huán)境，夾層ITO涂層作為檢測(cè)定位的工作層，在四個(gè)角或四條邊上引出四個(gè)電極。

電容屏基本工作原理的最初想法是：人是假象的接地物（零電勢(shì)體），給工作面通上一個(gè)很低的電壓，當(dāng)用戶(hù)觸摸屏幕時(shí)，手指頭吸收走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分從觸摸屏四個(gè)角或四條邊上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

這個(gè)想法本來(lái)是很好的。但是，按照這種思路進(jìn)行下去，卻碰到了難以逾越的障礙：目前的透明導(dǎo)電材料ITO——氧化金屬非常脆弱，觸摸幾下就會(huì)損壞，還不能直接用來(lái)作工作層。材料的問(wèn)題一時(shí)還難以解決，只好委曲求全：在外部增加一層非常薄的堅(jiān)硬玻璃。

這層玻璃顯然是不導(dǎo)電的，直流導(dǎo)電是不行了，改用高頻交流信號(hào)，靠人的手指頭（隔著薄玻璃）與工作面形成的耦合電容來(lái)吸走一個(gè)交流電流，這就是電容屏“電容”名字的由來(lái)：靠耦合電容來(lái)工作。

問(wèn)題解決了，但代價(jià)是很大的：首先是“漂移”，因?yàn)轳詈想娙莸姆绞绞遣环€(wěn)定的，它直接受溫度、濕度、手指濕潤(rùn)程度、人體體重、地面干燥程度影響，受外界大面積物體的干擾也非常大，帶來(lái)了不穩(wěn)定的結(jié)果，這些都直接違背了作為觸摸屏這種絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的基本要求，不可避免的要產(chǎn)生漂移，有的電容觸摸屏欲求通過(guò)25點(diǎn)校準(zhǔn)法甚至96點(diǎn)校準(zhǔn)法來(lái)解決漂移問(wèn)題，其實(shí)是不可能的，漂移是電容工作的這種方式?jīng)Q定的，即使是在控制器的單片機(jī)程序上利用動(dòng)態(tài)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)值查表，也只能是治標(biāo)不治本。多點(diǎn)校準(zhǔn)法最早是大屏幕投影觸摸板使用的方法，目的是消除坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的線(xiàn)性失真，電容觸摸屏的線(xiàn)性失真也非常厲害，主要是因?yàn)殡娙萜恋挠?jì)算建立在四個(gè)電流量與觸摸點(diǎn)到四電極的距離成比例的理想狀態(tài)上，實(shí)際由于受環(huán)境電容、線(xiàn)路寄生電容和不同人使用的影響，這種比例關(guān)系不可能是完全線(xiàn)性的，多點(diǎn)校準(zhǔn)法只能解決局域分配的線(xiàn)性問(wèn)題，解決不了整體的漂移。

電容方式的另一個(gè)代價(jià)是：最外這層極薄的玻璃，正常情況下防刮擦性能非常好，但工藝上要求在真空下制造，因?yàn)樗ε職洌呐掠幸稽c(diǎn)氫也會(huì)結(jié)合成易脆碎的玻璃，使用中輕輕一敲就成個(gè)小破洞，這對(duì)電容觸摸屏來(lái)說(shuō)是要命的：破洞周?chē)睆?cm大小的區(qū)域不能使用。實(shí)際的真空是不可能有的，這層極薄的玻璃有5%的概率碰上有破洞的產(chǎn)品。

電容屏的缺點(diǎn)分析

眾所周知 人體是導(dǎo)體（主要是指人肉 而非指甲一類(lèi)的硬物） 因此電容屏支持手指控制

然而現(xiàn)在的電容屏技術(shù)不夠成熟 在制作方面遇到了一個(gè)困難 那就是上數(shù)第二層極板的材料問(wèn)題

電容屏是屏幕 因此無(wú)論在顯示屏上方加多少層極板 都必須是透明的 而透明導(dǎo)體材料氧化銦錫(Indium-Tin Oxide)非常脆弱 極易損壞（目前似乎也沒(méi)有找到替代品） 因此為了保證壽命 制造商都會(huì)在上面多加一層絕緣玻璃（也就是上數(shù)第一層的那層保護(hù)層） 然而保護(hù)層是絕緣的 因此外界0電勢(shì)導(dǎo)體無(wú)法觸及極板 為了保證正常工作 屏幕的工作原理又發(fā)生了少許變化 從一開(kāi)始的直流分流原理變成了耦合電容原理（分別由第二層電極版和外界0電勢(shì)導(dǎo)體組成電容的兩級(jí) 中間的絕緣玻璃為絕緣介質(zhì)） 由于電容元器件有“通交流阻直流”的性質(zhì) 因此原來(lái)的直流電無(wú)法工作 只能換成高頻交流電 這也成為了“電容屏”這個(gè)名字的由來(lái)

然而耦合電容是很不穩(wěn)定的（容易受外界環(huán)境影響 和中間的介質(zhì)有關(guān)） 因此新的電容屏最大的問(wèn)題就是漂移和誤操作

影響電容的因素主要是極板大小、極板間距、以及絕緣介質(zhì)的介電常數(shù) 在電荷數(shù)量固定 電容大小發(fā)生改變的情況下 兩版之間的電勢(shì)差會(huì)發(fā)生改變 而電勢(shì)差發(fā)生改變則意味著有可能出現(xiàn)誤操作（即手并沒(méi)有觸摸屏幕 但是屏幕已經(jīng)出現(xiàn)判定） 而周?chē)h(huán)境的溫度和濕度的變化又正好會(huì)影響這三項(xiàng)指數(shù) 即中間介質(zhì)的熱脹冷縮導(dǎo)致間距變化(由于絕緣版厚度非常薄 通常是0.0015毫米 因此熱脹冷縮的影響非常明顯)以及中間介質(zhì)的介電常數(shù)隨溫度以及濕度的變化 然而漂移問(wèn)題則和空氣濕度有關(guān) 眾所周知 絕緣體雖然不能導(dǎo)電 但是卻可以自身帶靜電（導(dǎo)體則剛好相反） 而靜電則會(huì)和周?chē)奈矬w產(chǎn)生電勢(shì)差（原理同點(diǎn)電荷電勢(shì)） 而電勢(shì)差則正好是偶和電容的工作原理 因此當(dāng)空氣濕度較小時(shí) 空氣電阻大 因此帶靜電量也大 且分布不均勻 因此可能與電容屏之間產(chǎn)生較強(qiáng)電勢(shì)差（由于絕緣體通常會(huì)從導(dǎo)體偷電荷 因此導(dǎo)體附近的空氣的靜電較強(qiáng) 比如說(shuō)人體周?chē)?因此屏幕依然會(huì)誤判 從而產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。