分析：表面電容式觸摸技術為何能推動人機接口的新革命

電容式觸摸技術與目前市場占有率最高的傳統(tǒng)電阻式觸摸技術相比，為使用者帶來了多項優(yōu)點，包括：高達97%的穿透率與更真實的色彩呈現(xiàn)為我們帶來更佳的視覺享；觸摸功能的實現(xiàn)只需輕觸甚至不必實際與屏接觸的特性，為用戶帶來更輕松靈活的操控性；更長的使用壽命，電容屏的觸摸壽命約為兩億次，為四線電阻屏(一百萬次)的兩百倍，五線電阻屏(四千萬次)的五倍。

電容式觸摸技術偵測的信號來自于因觸碰而引起的微量變化。按工作原理的不同，可大略分為表面電容式觸摸技術(SCT, Surface Capacitive Touch)與投射電容式觸摸技術(PCT, Projected Capacitive Touch)。前者常見于大尺寸戶外應用，如公共信息平臺(POI)及公共服務（銷售）平臺（POS）等產品上，而后者則因蘋果公司推出的多點觸摸手機iPhone而炒得沸沸揚揚。

從觸摸技術發(fā)展的過程上來看，最早導入觸摸技術的市場是工業(yè)控制領域，其目的是將繁復且面積龐大的機械設備控制盤，整合到單一窗口、多重分頁的屏幕上，當時使用的是中大尺寸電阻屏。然而電阻屏的壽命與耐受性不足等缺憾，實在無法滿足工控領域的需求，也因此，當中大尺寸SCT甫一問世，高端設備機臺立即改用SCT方案。直到2003年前后，由于電阻屏制造成本降低，開始有小尺寸被應用在PDA、GPS等可攜式產品中，觸摸技術正式進入消費性市場。2006年，iPhone采用小尺寸PCT，其絕佳的光學特性與多點觸摸功能掀起一陣風潮，成為近年來最受矚目的觸摸技術。

從以上不難發(fā)現(xiàn)，目前以小尺寸為主流的消費性市場在觸摸技術的選擇上僅有電阻式與投射電容式兩種，前者雖然成本低廉，但是不佳的光學表現(xiàn)與耐受性長期受到市場詬病；后者雖有多項優(yōu)點，但真正能量產的供貨商屈指可數(shù)，售價自然相當昂貴，以致僅見于少數(shù)高單價產品上。

目前小尺寸市場之所以很少使用SCT，主要是成本問題。SCT面板制造商長期欠缺關鍵的光學鍍膜技術，必須委外加工，而SCT觸摸IC則為少數(shù)技術廠商所控制，售價居高不下。此外，不像電阻屏可隨意與電阻式IC搭配，SCT的屏與IC必須有絕佳的兼容性才能穩(wěn)定地工作。前述種種因素使得SCT在小尺寸消費應用的售價與PCT相去不遠，自然難以被客戶群所采用。

然而，相較于電阻式技術，SCT可以大幅改善其缺陷；相較于PCT，SCT的技術更為成熟穩(wěn)定，可以量產導入。因此我們可以合理地推論：當SCT的整體成本因為產業(yè)成員們的策略聯(lián)盟和技術資源整合而大幅下降時，SCT將有機會成為小尺寸消費應用最佳的解決方案。

下文將簡單介紹PCT與SCT之基本原理，并針對此兩種技術之優(yōu)缺點做一比較。

投射電容式觸摸技術

PCT是建構在矩陣的概念之上。在觸摸屏制作部份，PCT面板的ITO是經過蝕刻而產生特定圖案的，目的在于提高各觸碰點的SNR值，增強識別的精確度。藉由將前述的圖案在X軸與Y軸方向分別復制數(shù)次(次數(shù)多寡根據屏尺寸而定)，便形成一個類似鍵盤的PCT矩陣，圖1即是目前最常見的菱形圖案。

圖1：投射電容式屏的菱形圖案布局。

圖1中的橘色菱形圖案形成了X軸方向的ITO導線(共有m條)，而綠色菱形圖案形成了Y軸方向的ITO導線(共有n條)；PCT控制器會依次驅動這些導線來偵測是否有因為觸碰而增加的電容量變化。

圖2：PCT等效RC電路與手指觸碰前后的X2導線上的偵測波形。

以架構最簡單的RC振蕩方案為例.我們將X軸中的X2導線的等效電路簡化于圖2，形成一個由n個Rp與n個Cp所組成的RC電路，其中的Rp與Cp分別代表等效的ITO分段內阻與PCT各節(jié)點(XY軸交會處)的固有電容值。當手指接近或接觸到屏時，會在屏上增加一個電容量(Cf)；對這個RC振蕩電路而言，Cf的出現(xiàn)意味著振蕩的周期變長而頻率降低。借著計算手指觸碰前后X2導線上的振蕩周期與頻率的改變，PCT控制器因而可辨別出觸碰的位置，甚至還能分辨手指與屏的距離(即提供Z軸信息)。