1.投射式電容觸控
投射電容(Projected Capacitive)觸控面板的基本結(jié)構(gòu)與動(dòng)作原理，如圖1 所示，其縱橫鋪設(shè)電極與四線阻抗膜方式相同，不過(guò)投射電容方式的阻抗膜卻不是通過(guò)觸控領(lǐng)域，而是捕捉電極之間的電容變化。整體而言，幾乎可說(shuō)是觸控切換器在使用電容感測(cè)方式時(shí)的二次元擴(kuò)充版。關(guān)于觸控切換器，下文會(huì)有更多描述。
圖1 投射容量式觸控面板基本結(jié)構(gòu)
由於人體會(huì)攜帶水分，也是優(yōu)秀導(dǎo)體，故人體若靠近電極，手指與電極之間的電容會(huì)增加，此時(shí)只要調(diào)查哪條線的靜電容量變大，就知道哪個(gè)點(diǎn)被觸控。投射電容方式不須類似阻抗膜方式的電極變形，距離觸控面板表面10 毫米也能夠感測(cè)。此外，面板表面覆蓋玻璃抗刮性、耐久性、耐環(huán)境性都很強(qiáng)，不過(guò)不會(huì)產(chǎn)生電容變化的絕緣物觸控面板無(wú)法運(yùn)作，因此手套觸控?zé)o法操作。
2.表面電容觸控
表面電容方式(Surface Capacitive)與投射電容方式相同，都是感測(cè)靜電容量的變化，若將投射電容方式視為四線阻抗膜方式，表面電容方式就等於五線阻抗膜方式，其中第五線就是人體。表面電容方式的結(jié)構(gòu)如圖2 所示，是由透明導(dǎo)電膜與四角落的電極構(gòu)成，操作時(shí)對(duì)四角落的電極施加相同電壓，面板整體會(huì)形成均勻電界，全部都是同相位時(shí)，面板上的電容會(huì)放電，此時(shí)電流不會(huì)流動(dòng)。反之，當(dāng)手指觸控面板時(shí)，變成與利用電容器接地的狀態(tài)相同，電流從四角落通過(guò)手指流動(dòng)，越靠近觸控部位的電極電流值越大，此時(shí)只要量測(cè)來(lái)自四角落的電流量的比率，就可以判斷特定部位。
圖2 靜電容量方式的基本結(jié)構(gòu)
或許有人會(huì)擔(dān)心，電流對(duì)人體造成的影響，但其實(shí)電流值非常低，不會(huì)影響人體。此外，表面電容方式毋須鋪設(shè)電極，因此結(jié)構(gòu)上相當(dāng)簡(jiǎn)潔。值得一提的是，表面若有水滴，容易影響電容觸控方式，因此某些設(shè)計(jì)利用演算處理排除水滴的影響。
3.省去機(jī)械接點(diǎn)開關(guān)電容觸控感測(cè)應(yīng)用加溫
以上介紹觸控面板常用的方式，不過(guò)由於近年數(shù)位消費(fèi)性電子(CE)產(chǎn)品的小型化，無(wú)機(jī)械接點(diǎn)的觸控切換器(Touch Switch)也開始受到矚目，其使用的靜電容量觸控感測(cè)方式也跟著受到重視。近期投入相關(guān)靜電容量觸控感測(cè)晶片供應(yīng)廠商包括亞德諾(ADI)、賽普拉斯、飛思卡爾(Freescale)、在2008 年2 月時(shí)被Atmel 收購(gòu)的Quantum Research、歐姆龍(Omron)與羅姆(Rohm)等；表2 是觸控感測(cè)方式的比較。
最佳 ◎ 佳 ○ 普通 Δ
由於電容觸控感測(cè)方式毋須仰賴機(jī)械接點(diǎn)開關(guān)即可感測(cè)觸控位置，因此近期頗受重視，主要優(yōu)點(diǎn)包括，成本不會(huì)隨感測(cè)點(diǎn)數(shù)的增加而上升；無(wú)機(jī)械結(jié)構(gòu)，耐久性佳；設(shè)計(jì)自由度高；接部位維持絕緣狀態(tài)，毋須電鍍處理；防水、防塵容易；且複數(shù)接點(diǎn)並列形成滑塊(Slider)，可以感測(cè)手指的移動(dòng)位置。
其具體結(jié)構(gòu)是在印刷基板上製作切換圖案，由於不需任何切換器元件，因此切換器的成本幾乎是零，不過(guò)，由於相對(duì)要求容量感測(cè)用電路，製作成本比較不利。
前文曾提及，賽普拉斯的PSoC 技術(shù)，可製成內(nèi)嵌支援觸控感測(cè)器類比電路微處理器的電容式觸控感測(cè)器元件，廣泛應(yīng)用在MP3 播放器等各種攜帶型CE 操作面板。
由於電容式觸控感測(cè)器操作時(shí)完全沒(méi)有觸壓感，因此某些設(shè)計(jì)刻意組合機(jī)械結(jié)構(gòu)，製成具備機(jī)械感測(cè)機(jī)構(gòu)的觸控感測(cè)器，操作時(shí)可以獲得傳統(tǒng)機(jī)械接點(diǎn)式的操作感受。
