互電容式觸摸屏技術(shù)淺析
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2) 信噪比(SNR)
SNR定義為指接收到的信號功率和噪聲功率的比值。SNR是觸摸屏系統(tǒng)性能另一個關(guān)鍵因素，其高低直接決定了觸摸的精度、線性度和分辨率等性能好壞。FocalTech主要通過三個途徑提高SNR。首先是提高信號發(fā)送功率。提高了信號發(fā)送信號功率，相應(yīng)的就提高了接收到信號的功率，從而增加了SNR。其次，降低噪聲也是一個有效的方法。FocalTech提供觸摸屏設(shè)計方案，這些方案都做了非常好的屏蔽設(shè)計，例如在觸摸屏底部靠LCD一側(cè)增加地平面，在屏體四周增加地線隔離等。這些措施可有效降低噪聲的功率。還有一個辦法就是提高觸摸引起的電容變化量。觸摸電容變化量，正比于信號功率。即觸摸變化量越大，則檢測到的信號功率越大。FTS獨有的觸摸屏專利技術(shù)，能大大提高觸摸引起的電容變化率，通常能達(dá)到30%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于iPhone所采用的觸摸屏僅為18%的變化量。
3) 環(huán)境適應(yīng)性
自動適應(yīng)環(huán)境變化，對觸摸屏系統(tǒng)亦十分重要。觸摸屏直接暴露在空氣中，空氣的溫度、濕度都會影響觸摸屏體的電容大小。而觸摸屏表面的水滴，則有可能直接造成誤觸摸。一個良好的設(shè)計，必須能在非常大范圍能適應(yīng)環(huán)境溫度濕度的變化，并且在有少量水的條件下，能正常進(jìn)行觸摸。FocalTech專門開發(fā)了環(huán)境自適應(yīng)算法，并配合相應(yīng)的觸摸屏體設(shè)計，已經(jīng)完全解決了環(huán)境變化對觸摸屏影響問題。
4) 功耗
對于便攜式設(shè)備而言，功耗也非常關(guān)鍵。而互電容技術(shù)采用了二維檢測而不是自電容的一維檢測，大大增加了檢測電路的功耗和后期處理數(shù)據(jù)的功耗。通常而言，相同規(guī)格的觸摸屏，互電容技術(shù)功耗為自電容技術(shù)的2~3倍。因此，降低功耗變得十分關(guān)鍵。FocalTech同時采用了多項技術(shù)來降低功耗。在IC設(shè)計時，把功耗列為約束第一位，如采用低功耗結(jié)構(gòu)、低功耗工藝、增加硬件加速器等。在坐標(biāo)計算中，F(xiàn)ocalTech開發(fā)出了快速坐標(biāo)計算方案，可簡化計算量，大大降低了數(shù)據(jù)后期處理的時間和功耗。此外，還設(shè)計了多個功耗模式，系統(tǒng)可以靈活使用這些模式，降低整體使用功耗。根據(jù)實測，F(xiàn)ocalTech的方案功耗僅為同類方案功耗的一半左右。
圖2 FocalTech觸控芯片基本架構(gòu)
技術(shù)和市場發(fā)展趨勢
隨著研究的深入，互電容技術(shù)不斷成熟，其基本功能、基本架構(gòu)都已經(jīng)確定，將來的發(fā)展主要集中在細(xì)部優(yōu)化，比如進(jìn)一步提高信噪比、改善觸摸精度（特別是邊沿的精度）、降低功耗、增加適應(yīng)環(huán)境變化的能力、提高掃描速度、多點ID識別、多點應(yīng)用開發(fā)，減少懸空觸摸影響等。
目前互電容式觸摸屏在歐美市場已經(jīng)成為主流，出貨量不斷攀升，這也極大促進(jìn)電容式觸摸屏產(chǎn)業(yè)鏈的完善。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，眾多供應(yīng)商的加入，新材料、新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用，也帶來各項成本的下降，從而降低整體模組的價格。一些電容觸摸屏模組大廠預(yù)測，在2011年，完成電極刻蝕的ITO玻璃的價格將降到0.3~0.5美元/英寸，不到現(xiàn)在價格的一半；目前，深圳一些小廠的出貨價已經(jīng)非常接近這個區(qū)間。我們預(yù)計，電容式觸摸屏將來會有明顯的降價，在2011年，3.5’’的模組的價格可降到5~6美元；而一些低端產(chǎn)品，更有可能達(dá)到4美元左右，甚至更低。屆時，電容屏將大幅擠占目前電阻屏的市場，無論品牌機(jī)或是山寨機(jī)市場，電容屏都將成為主流。
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