电容式触摸屏 电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃屏,如下图所示。玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO导电层,最外层是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保护层。内层ITO作为屏蔽层,以保证良好的工作环境,夹层ITO涂层作为检测定位的工作层,在四个角或四条边上引出四个电极。
电容屏基本工作原理的最初想法是:人是假象的接地物(零电势体),给工作面通上一个很低的电压,当用户触摸屏幕时,手指头吸收走一个很小的电流,这个电流分从触摸屏四个角或四条边上的电极中流出,并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例,控制器通过对这四个电流比例的精密计算,得出触摸点的位置。 这个想法本来是很好的。但是,按照这种思路进行下去,却碰到了难以逾越的障碍:目前的透明导电材料ITO——氧化金属非常脆弱,触摸几下就会损坏,还不能直接用来作工作层。材料的问题一时还难以解决,只好委曲求全:在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃,由于不同于电阻屏需要二层接触才能定位,后这个外层多硬也没有关系。不过由于这一层的坚硬玻璃加入,确能保护导体及感应器,更能有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响,就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍,电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。 这层玻璃显然是不导电的,直流导电是不行了,改用高频交流信号,靠人的手指头(隔着薄玻璃)与工作面形成的耦合电容来吸走一个交流电流,这就是电容屏“电容”名字的由来:靠耦合电容来工作。 问题解决了,但代价是很大的: 首先是“漂移”,因为耦合电容的方式是不稳定的,它直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,受外界大面积物体的干扰也非常大,带来了不稳定的结果,这些都直接违背了作为触摸屏这种绝对坐标系统的基本要求,不可避免的要产生漂移。所以在操作上是没电阻的优势,电阴的唯一要求就是物理压屏从而达定位,而电容是通操控体吸走电容(漏电的形式)来达到定位的,如人的手指头,但小木棒不行。 电容方式的另一个代价是:最外这层极薄的玻璃,正常情况下防刮擦性能非常好,但工艺上要求在真空下制造,因为它害怕氢,哪怕有一点氢也会结合成易脆碎的玻璃,使用中轻轻一敲就成个小破洞,这对电容触摸屏来说是要命的:破洞周围直径5cm大小的区域不能使用。实际的真空是不可能有的,这层极薄的玻璃有5%的概率碰上有破洞的产品。 电容式触摸屏设备精确、反应快,尺寸稍大时也有较高分辨率, 更耐用(抗刮擦), 因而适合用作游戏机的触摸屏。而且,新出现的近场成像技术改良了电容式触摸屏的性能, 减弱了在它和电阻式触摸屏中可能出现的漂移现象。
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