电容式触摸屏系统设计中的问题解决方法

要设计一款成功的投射式电容触摸屏系统，需要仔细考虑设备的机械设计、基底选择和用户接口，另外，在设计过程的所有阶段都不能忘记在成本和技术之间进行折衷。

与电阻式触摸屏技术不同，投射式电容触摸屏更易于处理手指的动作，特别是多点触摸的用户输入。电阻技术需要依靠手指压力使触摸屏的多个机械层产生电气接触。

这种操作方法会影响手指滑动的流畅性和手势操作的灵巧性。另外，电阻式触摸屏的多层机械结构易于因重复使用而较早产生磨损。

用投射式触摸屏实现的几种常见的多点触摸手势包括手指的张合、缩放、双指的滑动和旋转。它们可以快速方便地处理数据、内容和用户参数。便携游戏和文本/电子邮件应用也可以利用多点触摸技术。在一个多指触摸过程中，多触点APA（全点可寻址）模式可以精确地测定每个手指所按压的坐标位置。

不用先按Shift更换字符集然后再输入实际字符，多点触摸可以同时点击Shift+实际字符。多点触摸方式在GPS导航中也有广泛的应用。不用输入起始地和目的地，APA可在屏幕上实现目标位置的选择，让人们更快地到达目的地。图1演示了多点触摸操作可能出现的一些情况。

要评价一个设备的机械设计，必须解决几个关键问题：

1. 防护层（触摸表面）是平面还是曲面？

通常建议把电容式触摸屏安装在平板式触摸表面上。曲面会增加复杂性。要实现鲁棒的电容式触摸设计，透明的触摸传感器必须整齐地夹在防护层的下面。因压合不均匀而产生的任何气泡都会降低触摸性能并影响产品的美观。

曲面防护层只能以PET（聚脂）作为触摸传感器的基底。塑料传感器可通过弯曲来适应防护层的外形。如果必须使用曲面的防护层，从反射的角度看，建议曲率不超过45度。曲率增大会增加压合工艺的难度，并可能损坏ITO（氧化铟锡）图案，进而可能会影响成品率。

使用压敏粘合剂（PSA）来实现压合较为便宜，但它不能用于曲面防护层。要保证更好的压合完整性，可能须使用更为昂贵的UV固化粘合剂。UV粘合剂价格昂贵，但使用方便、粘合层薄，并具有非常高的光学品质（透明度大于95%）。

2．防护层非工作区（不透明区）的边沿宽度为多少？

对尺寸小于4英寸（10厘米）的触摸屏，触摸屏的边沿宽度，在触摸传感器尾线一侧应不窄于10mm，与尾线侧毗邻的两侧应不窄于3mm。这个边沿空间用于隐藏把透明的ITO图案链接到控制电路的非透明银质箔线并隐藏控制电路本身。对于使用玻璃基底的触摸屏，边沿的宽度或许可以做得更窄，但仍建议使用上述指导原则。图2 描述了这些指导原则。

3．保护层使用什么材料？

在触摸屏工作区域内，保护层和任何装饰品都不能使用导电性材料。

因为使用导电性材料会屏蔽电容传感器的电场，并极大地降低传感性能。保护层的厚度应为1mm或更薄。

4．保护层底面与液晶显示模块（LCM）之间的距离是多少？

由于便携通信设备外形纤巧，液晶模块（LCM）与保护层之间的间距需要重点考虑。必须有足够大的空间来安装薄的触摸屏传感器，另外还需要有足够大的气隙来避免触摸传感器受到来自LCM的电磁干扰。建议在触摸传感器基底和LCM之间至少留0.5mm的间隙。

5．如何处理静电放电（ESD）?

为防止在触摸表面上发生静电放电事件，必须设置一条贯穿整个设备的低阻抗接地路经。应使用放置在防护层非工作边界区中的接地环来保护触摸传感器。

接地环可以是简单的金属箔。必须保证在接地环和设备的系统地之间存在可靠连接。

在完成了机械评估之后，必须为触摸屏选择一个合适的基底。图3 显示了投射式电容触摸屏的一个典型ITO图案。