超越觸摸:先進(jìn)用戶接口介紹

　　但是，談到先進(jìn)的功能，如防水、小筆支持、懸浮觸控，光有互電容是不夠的。你可能會(huì)問，為什么不是所有的多點(diǎn)觸摸屏設(shè)備都能支持這種功能?這是電容的問題。電容定義為電極上電荷和電壓的比率。本質(zhì)上只支持互電容的觸摸屏控制器算法在有水時(shí)就會(huì)感到困惑，因?yàn)樗旧淼碾娙荨?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/傳感器">傳感器努力正確識(shí)別并跟蹤有水時(shí)的觸摸輸入，可能會(huì)導(dǎo)致頻繁的幻影觸摸，精度明顯退化，在某些情況下屏幕可能完全凍結(jié)。

　　電容和輸入面積是成正比的。在支持觸筆和懸浮觸控的情況下，在大多數(shù)觸摸屏控制器中，小筆尖或手指懸浮在觸摸屏上空引發(fā)的電容變化并不能夠判斷為觸摸。一些芯片廠商只支持互電容能夠支持的特征。但當(dāng)這些公司試圖展示這種功能時(shí)，大部分使用演示板是顯著增加了靈敏度，并降低的噪聲極限。在演示板上，這些特點(diǎn)看起來還不錯(cuò)。但是演示工具是工作在安全、無噪聲環(huán)境中，并沒有緊密耦合收發(fā)器，LCD屏，USB充電器、和其它的影響觸控面板性能的干擾源。在實(shí)際設(shè)備中，噪聲幾乎不可避免。一旦你把小筆或懸浮觸控技術(shù)設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中，就可能有噪聲存在，降低閾值增加靈敏度可以讓這些特征在演示板上實(shí)現(xiàn)，但是當(dāng)存在噪聲時(shí)，控制器就容易讀入虛假觸摸并降低精度(見圖3)。這些先進(jìn)的功能在演示工具上工作得很好，但在實(shí)際系統(tǒng)中性能會(huì)急劇下降。只使用互電容測量顯然不能給觸摸屏系統(tǒng)提供足夠的信息，以支持先進(jìn)觸摸功能，如防水，支持小筆，懸浮觸控?！　?/p>

圖3.,當(dāng)接觸靈敏度增加時(shí)，噪聲引發(fā)的觸摸誤判

　　另一方面，在很多情況下自電容都是一種魯棒性很強(qiáng)的感應(yīng)方式。它會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的信號(hào)，并且比互電容可投射更大的區(qū)域。這種投射能力和力度的增加可以使觸摸屏控制器準(zhǔn)確地探測到目標(biāo)電容，例如手指懸浮在屏幕上。自電容還可在不降低噪聲閾值的情況下提供更好的靈敏度。這就能夠探測到很小的觸摸，例如1毫米觸筆，不會(huì)像互電容那樣有觸摸誤判，精度不佳，和延遲響應(yīng)的問題。但是盡管有這些好處，自電容的問題是在多點(diǎn)觸摸功能上并不十分理想。這是就是眾所周知的鬼點(diǎn)問題，我們并不能判斷觸摸屏上兩個(gè)手指的位置。在自電容感應(yīng)中，輸入測量的是橫軸和縱軸的變化 (X + Y)。結(jié)果是如果用戶觸摸到不同行的兩個(gè)地方，并不能明確判斷位置。三點(diǎn)觸摸更是不可能的。圖4就是一個(gè)自電容觸摸屏不能準(zhǔn)確判斷位置的例子。紅圈是X行和Y行傳感器上的實(shí)際觸摸。因?yàn)槊恳恍卸甲x到一個(gè)觸摸，這些行的交叉點(diǎn)也會(huì)記錄觸摸(標(biāo)注為淺藍(lán)色)，即使并沒有觸摸存在?！　?/p>

圖4. 自電容系統(tǒng)受限于X + Y方法測量觸摸輸入。在不同傳感器行上的多點(diǎn)觸摸會(huì)產(chǎn)生鬼點(diǎn)

　　因?yàn)榻裉斓牟僮飨到y(tǒng)支持四個(gè)手指甚至更多，智能手機(jī)需要真正的無鬼點(diǎn)多點(diǎn)觸摸。市場已期望和要求在觸摸屏設(shè)備中實(shí)現(xiàn)完全多點(diǎn)觸摸功能和手勢識(shí)別功能。僅僅有自電容感應(yīng)是不夠的。

　　那么，如何解決這個(gè)問題呢?對(duì)于一個(gè)設(shè)備制造商來說，為客戶提供最先進(jìn)的特點(diǎn)，使自己的產(chǎn)品不同于競爭對(duì)手是至關(guān)重要的，但只使用一種感應(yīng)方法是難以實(shí)現(xiàn)的。最好的方式是選用同時(shí)支持自感應(yīng)和互感應(yīng)的觸摸屏控制器。這可以讓設(shè)計(jì)人員充分利用每一種感應(yīng)的好處，提供真正獨(dú)特的功能。某些芯片制造商有兩種不同的芯片：一種是自電容，一種是互電容。但是，設(shè)備制造商真正需要的是，同一顆觸摸屏控制器芯片既支持自電容又支持互電容，可以根據(jù)應(yīng)用在這兩種方法之間切換。利用差分信號(hào)分析，這種類型的控制器可以使制造商給市場提供真正的防水功能、小筆支持，懸浮觸控。

　　總之，觸摸性能指標(biāo)如響應(yīng)時(shí)間、刷新率、和準(zhǔn)確性都是重要的，但他們并不是用戶體驗(yàn)的唯一評(píng)估指標(biāo)。先進(jìn)的功能提升了觸摸屏設(shè)備用戶體驗(yàn)質(zhì)量。當(dāng)你設(shè)計(jì)用戶界面時(shí)，用戶想要和需要的三個(gè)特征是，1毫米觸筆支持，真正的防水能力，以及懸浮觸控功能。這些特征對(duì)于只有一種感應(yīng)方法的控制器來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，許多演示板在可控環(huán)境中可以工作。使用在同一芯片上支持自電容和互電容的觸摸屏控制器，能有效在他們之間切換，可以確保這些高級(jí)功能在實(shí)際環(huán)境中的優(yōu)異表現(xiàn)。它也可以降低材料成本并減小設(shè)備尺寸，因?yàn)椴恍枰诙w芯片。這些具有先進(jìn)功能的設(shè)備提升了用戶界面標(biāo)準(zhǔn)，使得制造商有機(jī)會(huì)使自己的產(chǎn)品更有競爭力。