FocalTech电容式触控技术-资料(1)

Dec，2015⏹Founded in USA in 2005January2015merged with Orise Tech ☐January, 2015 merged with Orise Tech.☐A public company listed on TSE☐Operation in HsinChu(Taiwan)and ShenZhen(China)S(C)☐Technical/ Sales Service Centers：China(8)Taiwan(2), USA (1)Finland(1)()，(),()，()⏹TSE ticker ：3545CONFIDENTIALProduct Lines 产品线Type 类型Touch Controller ●Self-Capacitive 自电容●Mutual-Capacitive 互电容触摸控制芯片●Oncell●TFT：small-medium size smartLCD Driver 显示驱动芯片portable device中小尺寸便携式智能设备●STN：Fax machine, Calculator…传真机、计算器等Integrated Driver Controller●In-cell(IDC)单芯片解决方案Fingerprint Solution●Area type 按压式CONFIDENTIAL指纹识别方案• 全球首创IDC 单芯片触控显示方案(Super In-cell)成功量产被动式指纹方案产主动式指纹方案式进入市场2015• 被动式指纹方案量产，主动式指纹方案正式进入市场2014• 全球首创IDC 单芯片触控显示模组技术方案(Super In-cell), 支持a-Si 及• 中国首家实现On-cell 技术量产；•2013LTPS 面板技术• 拥有滑动式指纹量产方案，发展适合手机方案的主/被动式指纹产品• 中国首家实现支持OGS 结构的电容屏触控方案量产；•全球首家推出单层自容真实两点方案并拥有“自容分区两点”的专利技术； 全球率先合作开发出手势唤醒技术• 开始滑动式指纹识别方案开发2012全球首家推出单层自容真实两点方案并拥有自容分区两点的专利技术；• 继Apple 之后，全球首家推出真实In-cell 方案并成功导入量产；• 继Apple 之后，全球首家实现互电容屏触控方案量产；•2009CONFIDENTIAL•亚洲首家推出单芯片支持至5吋的电容屏触控方案；全球化销售/支持团队Salo 化销售支团队JapanSouth KoreaBeijing(北京分公司）San Jose (USA)(Finland)Xi’an(西安办公室）Nanchang （南昌办公室）Shanghai g （上海分公司）Taiwan(台湾分公司）Xiamen （厦门办公室）Shenzhen(深圳指纹总部）R&D / OperationSales/Technical Support Location2016 Q12016 Q22016 Q32015 Q4FT93Plan2015 Q3FT9306FT9346•支持长方形/跑道形（带Ring ）•支持哑光/高光Coating•3.8*12.2~7*16mm 自由切割CoatingFT93xx•支持方形/圆形（带Ring ）••支持长方形/跑道形（无环）•低成本哑光/高光Coating 方案•3.8*12.2~7*16mm 自由切割•支持方形/圆（带/不带金属环）FT9336•支持长方形/跑道形（无环）•支持哑光/高光Coating •外形自由切割•支持方形/圆形（无环）FT9308FT95xxFT9348支持哑光/高光Coating•7.5*6mm~12*12mm 自由切割•支持长方形/跑道形支持玻璃陶瓷蓝宝石盖板•低成本哑光/高光Coating 方案•7.5*6mm~12*12mm 自由切割FT9338•支持哑光/高光Coating •外形自由切割•支持长方形/跑道形FT9536CoverFT9546FT9548•支持玻璃、陶瓷、蓝宝石盖板•外形自由切割•支持方形/圆外形•支持玻璃、陶瓷、蓝宝石盖板FT9538•支持多种材质盖板•外形自由切割•低成本，多功能•支持方形、圆形、•支持多种材质盖板6x36FT9638FT96xx958•外形自由切割•支持Under Glass 300um支持多种材质板•外形自由切割•低成本，多功能UnderGlassFT9648•支持Under Glass 550umCONFIDENTIALFeatures FT9306FT9308 Image Qualityg Q y画面质量508DPI508DPI Type类型长方形，跑道形方形，圆形Power功耗Scan: 20mA,Standby: 500uA,Sleep: 70uA,Scan: 20mA,Standby: 500uA,Sleep: 70uA,LGA 尺寸(3.8-7.0)*(12.0—16.0)mm范围自由切割（7.6-12)mm范围自由切割Resolution Ratio分辨率64x16088x88 Verification Speed<300ms<300msESD 静电防护15KV/8KV15KV/8KV FRR<1%<1%FAR<0.001%<0.001% CONFIDENTIAL状态MP MP高通平台QSEEMTK平台三星平台第三方TEE厂商未来移动支付应用CONFIDENTIAL多平台移动支付调测经验和标准接口快速移植合作模式DriverChip深度务模组或终端客户IR深度服务模组厂或终端客户SE Coating/ Cover LensFlex Board Assembly Module Test 全流程的IC/系统/算法/软件设计和开发APP 测试工具BezelCONFIDENTIAL生产/供应链Supply Chain无论在晶圆制造，芯片封装还是在晶圆/芯片的测试上，FocalTech 都与世界第一流的工厂合作并保持良好关系，实对产质期产• 台积电(TSMC)是世界最大的晶圆代工厂，每年营业额实现对产品品质、交期、服务、产能及价格的有力保障晶圆制造Foundry达150亿美金，其市场占有率45％。

电容式触控技术一、电容式触控技术的概述：1、电容式触控技术的定义2、电容式触控技术的工作原理3、电容式触控技术优点二、电容式触控技术的应用及解决方案1、电容式触控技术在家电产品中的应用2、多点电容式触摸技术的参数化优化设计3、赛普拉斯的电容式触控技术解决方案4、ADI的电容式触控技术方案三、电容式触控技术的发展动力及趋势1、电容式触控技术的发展动力及趋势2、电容式触控技术再精进电荷转移横向模式技术诞生电容式触控技术主要是应用人力的电流感应技术进行工作.当手指触摸到金属层上时,人体电场、用户和触控屏表面形成一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流,这个电流从触控屏四角上的电极中流出,经过四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置信息.电容式触控技术的工作原理电容式触控面板的应用需由触控面板(Touch Panel)、控制器(Touch CONtroller)及软件驱动程序(Utility)等3部分分别说明.触控面板一般电容式触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锑锡薄膜(ATO Layer)及保护膜(Hard Coat Layer)而与液晶银幕(LCD Monitor)间则需作防电子讯号干扰处理(Shielded Layer).下图为电容式触控面板的侧面结构.人与触控面板没有接触时,各种电极(Electrode)是同电位的,触控面板没有上没有电流(ELECTRIC Current)通过.当与触控面板接触时,人体内的静电流入地面而产生微弱电流通过.检测电极依电流值变化,可以算出接触的位置.玻璃表面上氧化锑锡薄膜(ATO)层有电阻系数,为了得到一样电场所以在其外围安装电极,电流从四边或者四个角输入.从4条边上输入时,等电场是通过4角周围的电阻小于4条边上的阻抗分配方式所得到的.对实际应用而言,有在透明导电膜(ATO Layer)上安装一组电阻基版类型；也有对透明导电膜(ATO Layer)作蚀刻所行成的类型.从4角输入时,一般通过印刷额缘电阻与透明导电膜(ATO Layer)组合得到等电场.从4条边上输入时,根据上下、左右电流比计算就可以得出,检测方法较为简单.从4条角输入时,检测方法要得出与4条边的距离比,位置计算也较为复杂.举例来说,假设触控面板位置中心为0,X轴与Y轴位置可以下面方程式计算出：X轴：L1+L4-L2-L3/L1+L2+L3+L4 Y轴：L3+L4-L1-L2/L1+L2+L3+L4控制器控制器(Touch Controller)也是电容式触控面板应用上不可或缺的一员,由于不平衡的透明导电膜(ATO Layer)厚度会造成工作位置精度的偏差,且触控面板做的愈大此情形愈加明显.因此为了得到正确位置精度,需藉由控制器作线性分析及补偿.控制器经由多点(多为25点)线性补偿功能(Multi-point Linearity Compensation Function),将补偿数据(Compensation Data)纪录于EEPROM中,以对通过不平衡的透明导电膜而引起的偏差进行补偿.通常此对策能将线性偏差(Accuracy Tolerance)控制在1%以下.但上述情形是建立在理想状况下,实际操作时,「漂移现象」(Drift Phenomenon)一直是电容式触控面板应用亟待克服的问题,由于流经电容式触控面板讯号是非常微弱的,且直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干扰与线路寄生电容所影响,而多点线性补偿功能只能解决局部区域线性问题,无法解决整体的漂移现象.软件驱动程序软件驱动程序(Utility)对于不同作业平台支持的能力通常反映在一家公司的竞争力及市占率上,一般软件驱动程序所支持的作业平台：微软Windows OS：95,98,Me,2000,NT4,XP and Tablet PC Edtion微软Windows CE：2.12,3.0, and 5.0 Linux：RedHat9.0,Mandrake 9.2,SuSE 10.0,Yellow Dog 3.x and Fedora Core 4Dos及iMac 9.0 and 10.X版本另外对于操作使用者来说,软件驱动程序所支持的功能也是选购时的考虑.一般多同时支持RS232及USB的通讯接口,2048×2048的屏幕分辨率(Resolution),4点校正(4 Point Calibration)、25点线性补偿功能,微软Windows作业平台下支持多国语系,屏幕旋转(Monitor Rotation)及多重屏幕(Multi-monitor Supported)等功能.电容式触控技术优点与电阻式触控屏和电磁式感应板相比,电容式触控屏表现出了更加良好的性能.由于轻触就能感应,使用方便.而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损,性能稳定,经机械测试使用寿命长达30年.另外,电容式触控屏原理整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成,元件少,产品一致性好、成品率高.电容式触控技术缺点代表流行风向标的iPhONe上使用电容式触控屏无疑进一步印证了其拥有的各项优势.然而,瑕不掩瑜,电容电容式触控屏原理式触控屏也面临着以下一些挑战：由于人体成为线路的一部分,因而漂移现象比较严重；电容式感应输入技术在中小尺寸平板显示器上输入或控制点状目标(如点击软键盘上的电话号码或输入中英文字)时的性能有待改进；温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定,需经常校准；不适用于金属机柜；当外界有电感和磁感的时候,可能会使触控屏失灵.电容式触控技术在家电产品中的应用近来在便携式媒体播放器、笔记型计算机、手机市场中陆续出现的各项令人感到兴奋的电容式感测技术之应用,让人几乎忘了这类界面技术早已广泛地应用于家电用品的设计中许多年了.感测算法与控制电路两方面的重大进展,让这项技术适用于更多的应用领域.设计人员看到了电容式感测技术的价值所在-不仅可取代机械式按键与膜片开关；并可适用于各项新颖的应用,如：触控式屏幕与近距传感器等.感测电容电容式传感器是由导体片、接地面、与控制器所构成.在多数的应用中,导体片会用一片铜制电路板,而接地则用灌注填充.这两者之间存在有原生(寄生)电容(CP).当其它如手指头等导电物体接近传感器时,随着该物体的电容值(CF)增加,系统的电容值也随之增加.(如图1)要侦测由CF造成电容值增加的方法有好几个.场域效应(Field Effect)量测方法中,在感测电容器与系统参考电容器之间使用交流电分压器.藉由监测电流在分压器上的改变可以感测到手指触碰时所产生的电容值变化.电荷转移(Charge Transfer)则使用切换式电容器电路以及参考总线电容值,重复进行从较小的传感器电容器至较大总线电容器之间的电荷转移步骤.总线电容器上的电压值与传感器电容值两者之间存在着比例关系,因此在固定次数的步骤后量测电压值,或藉由计算达到某一电压临界值所需的步骤次数,来决定该电容值.另外,弛张振荡器(relaxation oscillator)则是用量测充电时间的方法,其中充电速率通常是由固定电流源的值和传感器电容值所决定的.较大的传感器电容器需要较长的充电时间,这部份通常能运用脉冲宽度调变器(PWM)与定时器来进行量测.至于连续近似法(Successive Approximation)也是量测电容充电时间的方法,不同的是当中的起始电压是由连续近似法所决定的.以PSoC组件执行的连续近似法(Cypress申请之专利)采用一组电容对电压的转换器以及单斜率模拟数字转换器(ADC).其电容值量测方式是先藉由将电容值转换至电压值,接着将该电压值储存于电容器内,然后再利用可调式电流源来量测所储存之电压值.其中电容值对电压值转换器乃是利用切换式电容器技术,此电路系统让传感器电容器可依其电容值反映出对应的电压值.切换式电容器所用的频率则是由PSoC本身内部的振荡器所产生.传感器电容器连接到模拟多任务总线上,并利用同样连接总线的可编程电流输出数字模拟转换器(iDAC)进行充电.每个总线上充电电量为q=CV.当SW2为开路且SW1为闭路时,跨CX两端的电位势为零,且会减低总线上的电量,所减低的值与传感器的电容值成比例.这种充放电的动作会一直重复,此时传感器电容器也会成为总线上的电流负载.(如图2)藉由切换式电容器的电路运作,iDAC就会以二元搜寻法的方式决定出总线上恒定的电压值有多少.该电压值会影响切换式电容器的切换频率、传感器电容值、以及iDAC的电流值.总线其实也等同于一个旁路电容器(bypass capacitor),可以稳定最终电压.在总线上也可以增加额外的电容器,以调整电路的行为与时序.计算所得的iDAC值接着再度用来对总线充电,并且测量总线从初始电压到比较器的临界电压所需的充电时间.初始电压是在没有手指触碰的情形下,因此充电时间可事先测定.当手指触碰传感器时会增加CX的值,并且降低初始电压,因此会延长充电时间量测.(如上公式及图3)建构传感器电容传感器有多种型态与功能,可以采用各式各样的媒介,实作样式从简单到复杂都有.而决定传感器建构与建置细节的还是应用本身的需求.最常见的传感器样式要属按键与滑杆.按键其实就是连接至控制器的大型导体片,其中所测得的电容值会与一连串的临界值作比较,而测定结果也能藉由数字输出获得,或用其它模拟特性,以进一步感测触动的压力或手指面积.至于滑杆则是许多导体片以直线或放射状排列所构成的.利用计算质心的算法就可以测定出接触的位置,而且分辨率远大于感测所用的针脚数.像按键或滑杆这类简单的电容感测器,绝大多数都会采用铜片沉积至印刷电路板.然而也能使用其它基板材质与沈积媒介物制作电路,例如高导电性的银墨(silver ink).(如图4)动态使用者接口的按键或触控区则可以任意配置其显示器样式.这类的显示器拥有更为平顺且直觉化的互动操作,创造更佳的使用者经验.要建构这类系统比一般简单的按键或滑杆更为复杂.投射式电容触控屏幕在显示器上多加了透明导电物质.这层导电表面利用沈积方式附着于玻璃或PET薄膜这类基板上,并且连接至控制电路,接着再将此基板黏着于触控表层与显示器之间.触发区域测定方式与滑杆相同.纵向与横向的两组滑杆相互交错以覆盖整个显示区域,而且这两个方向的滑杆会侦测触动位置并且输出x轴与y轴数据.由于投射式电容触控屏幕上方还有一个覆盖层,因此也保护屏幕不受直接冲击、弯曲、环境因素影响等常见于传统电阻式触控屏幕的伤害.近距传感器基本上就是很大的按键.近距传感器的目的并不在侦测导电物体的确切位置,而是物体是否在附近.由于不需知道物体确切位置,因此反应时间可以稍慢(3-4ms vs.250us).近距传感器的灵敏度高很多；设计得当甚至可达30cm的距离.也由于近距传感器无须结合任何显示图形,因此在装置中的摆放位置就有更多的弹性.无论是控制电路板外的铜线圈,或是覆盖层后方的导线,都可以建置出非常基本且具成本效益的近距传感器.(如图5)使用电容传感器电容传感器的用途日益广泛.上述传感器的弹性、耐用、简洁的特性已为许多设计人员创造了新的机会.基本的选单浏览和点选功能依然使用按键方式,但使用价格实惠的电位计这种具备模拟特性的按键,就能建置出更多简单、具成本效益、可靠又安全的功能.LG LA-N131DR空气清静机在面板显示器选单浏览的按键上中用了五个电容传感器.这些按键让设计人员可以设计出平顺的机身,同时也具备使用者接口.电容式按键透过四毫米的玻璃侦测有无手指触碰.控制电路则建置在双层印刷电路板上没有传感器的一面.LG采用PSoC混合讯号数组来控制传感器,并且将状态输出至主要的装置处理器上.(如图6)近距传感器具备反应式背光功能,这主要是为了夜间操作或是安全因素考虑.这些情形多半需要更大的触发组件,例如成?的手或是金属罐子,才有办法达到可控制的范围.近距传感器、按键、滑杆、甚至是触控屏幕,都可利用PSoC的单一处理器进行控制.韧体例程则可依照使用者输入或主机命令进行状态的更改.为您创造电容感测应用PSoC混合讯号数组内含一个包含可组态的数字与模拟资源、闪存、RAM、8位微控制器与其它多种功能的数组.这些特色让PSoC能在其CapSense系列产品中实现创新的电容感测技术.运用PSoC的直觉式开发环境即可为装置进行组态与重新组态,以符合设计规格或任何规格变更.新感测技术的出现提升了感测灵敏度与抗噪声能力,并且减少功耗、增加升级速率,让设计人员创造出更好的应用产品.多点电容式触摸技术的参数化优化设计iPhONe极具创意的界面设计预示着多点电容式触摸屏技术将成为今后几年消费电子技术中的一大亮点,尤其是手机,MP3,MP4播放器和汽车GPS等等应用领域.同是源于电容式触摸原理,触摸屏相对于TouchPad鼠标的难度在于触摸屏采用了高阻抗高透明度的ITO(Indium Tin Oxide,铟锡氧化物)材料,每条sensor的电阻通常在10K欧姆左右甚至更高,而TouchPad是电阻只有几个欧姆的copper/PCB.电容式触摸屏三维结构触摸屏设计最重要的环节就是优化每一条sensor的电阻和电容.要了解这个问题,需要先知道ITO的工艺结构和sensor平面版图.图1是常见的抽象化的双层ITO工艺概图.从上到下分别是：覆盖层(overlay)：大多是钢化玻璃(0.4~1mm),也有可能是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯).PET的优势在于触摸屏可以做到更薄,而且比现有的塑料和玻璃材质更加便宜；绝缘层(isolation)1/2/3：玻璃(0.4~1mm),有机薄膜(10~100um),粘合剂,空气层；ITO：典型厚度50~100nm,其方块电阻大约100~300欧姆范围；工艺三维结构直接关系到触摸屏的2个重要电容参数：感应电容(手指与上层ITO)和寄生电容(上下层ITO之间,下层ITO与LCD之间).ITO的厚度决定了其电阻率.图2.是Cypress的专利技术ITO菱形图形.蓝色是上层ITO,黄色是下层ITO.这里面包含的主要关键电学参数是：纵向sensor与横向sensor之间的寄生电容；sensor的电阻值.Sensor的电阻值取决于菱形块的大小,以及菱形之间的过桥宽度.参数化设计思想触摸屏设计的目标就是尽量减小电阻和寄生电容,并同时增加感应电容.系统优化设计包括结构优化和版图优化,涉及到十几个物理和电学变量.由于缺少解析表达式,复杂边界条件下的MAXWELL方程组数值模拟几乎成为唯一的选择.绝大多数数值计算软件需要直接输入三维结构图,有的甚至要求对边界的数值描述文件.另外,这种结构绝缘层以及ITO极薄的厚度也会给仿真软件带来非常巨大的计算难度,甚至无法准确计算电学寄生参数.由于一系列困难,使得优化仿真的前端工作变得庞大,使整个优化设计变得几乎不可能.针对这一设计瓶颈,Cypress Semiconductor Corp.和Ansoft Corp.探讨了一套设计流程,简单地讲就是利用Ansoft/Q3D对版图和结构参数化,达到快速自动仿真优化的设计目的.Ansoft/Q3D通过采用多种先进的数值方法,能够得到基于物理参数的非常直观的标准RLGC参数矩阵.对于设计者而言,RLGC参数矩阵直接描述物理结构,因此更容易解设计的问题出处和关键所在,能非常方便的指引设计者设计的方向.同时,Ansoft/Q3D提供了强大的参数化功能和参数优化功能,可以大大提高设计者的工作效率.图3是ITO触摸屏的一个单元.这个单元的所有2D和3D参数可以通过Ansoft的Q3D进行参数化,包括ITO的厚度,双层ITO之间的间隔,以及菱形结构之间的间距和过桥宽度.结构参数化之后,设计人员可以根据不同情况对其中的一个或多个物理结构参数进行扫描式仿真；同时设计者可以使用Ansoft/Q3D 内嵌的优化算法,根据设计要求,自定义优化的目标参数,得到接近最优的物理结构参数.对于更为复杂的3D结构,Ansoft/Q3D也可以采用同样的参数化方法进行建立模型.可以想象,有了这样的一种先进的参数化CAD设计流程,整个系统的优化设计可行性变得水到渠成.设计流程在我们给出的设计举例中,限于篇幅,仅仅列举出电容参数矩阵.在Q3D的计算中,电阻矩阵的计算相对容易,消耗较小的计算机内存；而电容参数的计算,不仅仅是影响设计的关键因素,而且在Q3D的仿真中消耗较多的计算机内存.下面只是列出电容计算的结果(1和2表示单元菱形结构编号,其实C[1,1]和C[2,2]是1和2两个菱形的自电容参数,C[1,2]和C[2,1]表示互电容).首先,假定其他结构参数不变,通过Q3D计算电容矩阵参数随着ITO厚度的变化.从下面结果可以看到,ITO的厚度对于电容参数的影响很小.对于绝缘层厚度也是设计中需要考虑到重要因素,因此我们计算ITO之间绝缘层厚度对于电容参数的影响.从Q3D计算的结果果可以看到,电容参数随着绝缘层的厚度成近似正比例增长.其实从平板电容的角度思考,这些结果是能够自洽的.并且,我们计算了上下菱形之间缝隙尺寸对于电容参数的影响.这个部分也是计算中最难确定的一部分.可以看到Q3D可以准确的给出缝隙对于电容参数的影响.以上数据给设计者提供了设计方向,更重要的是能够帮助设计者得到准确的电学参数.通过这些最优单元电学参数的计算,并结合使用Ansoft的另外一个工具Designer,就可以完成整版的电学参数计算,并在Designer里面计算驱动端到任何一个节点单元之间电学参数以及电路响应.驱动端读取这些电学参数,就可以实现触摸屏的响应.最后,我们给出一个利用Ansoft/Q3D实现设计的典型流程.上面的流程整个触摸屏设计制造的一部分,是设计触摸屏的性能是否能够达到要求的最重要的部分.这个CAD流程的使用者可以是触摸屏生产商,也可以是提供解决方案的芯片供应商.其关键价值在于极大的缩短了从结构到版图设计优化的整个流程.赛普拉斯的电容式触控技术解决方案赛普拉斯的CapSense电容式感应解决方案由具有CapSense功能的器件和PSoC可配置混合信号片上系统微控制器构成,用户只需手指轻触CapSense界面即可形成一个与内嵌式传感器的电连接,传感器与PSoC器件一道工作,将手指的位置数据转化为各种系统控制功能.而传感器本身只是印刷电路板(PCB)上的铜层,并非实际元件.控制传感器的电路则全部位于PSoC器件内部.一个具有简洁、触敏界面的CapSense器件可以取代数十个机械式开关和控制器.基于CapSense的"按键"和"滑动条"控制器比相应的机械式控制器更为可靠,原因在于它们不像裸露在外的按键和开关那样容易受到环境磨损的影响.在全球,已经有逾百种赛普拉斯CapSense设计得以应用,其中包括手机、PMP、白色家电、PC、笔记本电脑、打印机及汽车等."目前PSoC器件和CapSense的全球出货量已超过1个亿,手机和电动自行车是两个最主要的应用市场,"Babak Hedayati表示,"2006年PSoC微控制器PSoC可编程混合信号片上系统刚进入中国新兴的电动自行车市场,就占据了20%以上的市场份额,我们预测这一市场份额今年将继续增长到30%以上.PSoC在手机市场的市场份额不太好统计,但CapSense在手机上已是一个非常流行的特性,大多数主要的手机OEM都在开发基于CapSense和PSoC的电容式触摸输入功能,有的已经开始向市场推出具备这一功能的产品."除电容式感应功能以外,系统设计师还能够利用可配置PSoC架构,轻易将多种功能(如LED和LCD显示驱动)集成到设计之中.此外,PSoC CapSense解决方案还具有诸多优点,如采用I2C、SPI或USB接口的便捷通信、可利用相同的器件来实现跟踪板(x-y矩阵)和线性滑动条应用,以及可通过基于闪存的PSoC架构快速更改设计.所有PSoC器件都是可动态重建的,使得设计者能够随意创建新的系统功能.在许多情况下,设计者都可在不同时间对同一芯片进行不同功能的重新设置,从而获得超过100%的硅片利用率.CapSense器件可以透过厚度为5mm的玻璃或者塑料准确感知.为了回应业界对CapSense在温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定的批评,2007年3月底赛普拉斯为PSoC CapSense电容式感应解决方案推出了两种新型感应方法,即CapSense Sigma-Delta调制器(CSD)和CapSense逐步趋近(CSA)这两种用户模块,它们可在PSoC Designer集成开发环境中提供给用户.CSD用户模块可使按钮、滑动条、触摸板和触摸屏等在潮湿环境下仍能实现无缺陷运行,并具有出色的温度响应,从而为白色家电及其他对湿度敏感的系统提供极佳的性能.高水准判断逻辑可补偿温度、湿度以及电源电压等环境因素的变化.独立的保护电极可用来降低分布电容,在有水雾或水滴存在的环境下仍然能够可靠运行.CSA用户模块的抗干扰性能提高了45倍,而功耗降低了60%,从而在性能上获得了显着改进,使其成为便携式消费类应用的理想选择.CSA用户模块可对按钮、滑动条、触摸板以及触摸屏的组合提供支持,并配有先进的软件程序,可补偿环境与物理传感器的变化.赛普拉斯CapSense产品部门总监Carl Brasek表示："这些新型用户模块提供了能够克服恶劣环境条件的感应方法,从而进一步拓宽了电容感应输入技术的应用领域."ADI的电容式触摸技术解决方案ADI的电容式感应输入解决方案包括电容到数字转换器CDC(如AD7745、AD7746、AD7747和AD7142)以及电阻到数字转换器IDC(AD5933和AD5934),除了AD7142以外,所有上述CDC和IDC都针对工业控制、汽车和医疗电子应用中的高精度传感器设计.ADI最新的CDC(AD7142)则主要面向消费电子领域.尽管所有这些CDC都基于ADI的sigma-delta架构,但他们是非常不同的器件.AD7142是一款针对手持消费电子设备的可编程14通道电容数字转换器(CDC),它们能使当代的触摸控制设计做到超薄而具有高可靠性,以改善用户的触摸感.凭借ADI先进的电容传感器内核,这款低功耗CDC具有自动校准快速改变的外界环境的功能,从而使其适合移动环境应用.使得触控导航屏幕功能成为可能的电容传感器正在快速取代机械输入方式,以改善蜂窝手机、MP3播放器、PMP和数码相机应用中屏幕控制的外观和触感.AD7142具有卓越的抗环境干扰能力.这些干扰主要来自环境温度和湿度,它们会降低其它电容传感器的性能.该器件的功耗比同类解决方案低50%,从而使其适合电池供电的应用.AD7142有14个输入端,可对各种传感器配置进行设置,例如触控滚动条、8路位置传感器,以及驱动弹出菜单的滚轮,从而使用户可以更方便地浏览大量的音乐、图片和视频文件."手机和MP3播放器的用户接口是最困难的设计环节之一,因为它要求在现代触摸屏设计的最小尺寸和最低功耗范围内具有最高的精密度和功能,"ADI公司精密信号处理产品线总监Pat O'Doherty说,"像我们用于工业和汽车应用的CDC产品一样,AD7142能以较低的成本提供鲁棒性和无差错的性能,同时比以前的产品提供更大的设计自由度."AD7142具有高度可编程能力,并包含自适应阈值和灵敏度算法,允许芯片调整用户的手指尺寸,从而使该传感器对手指粗细不同的用户都适用.这款16位、低噪声、高精度CDC允许终端用户调整单个传感器的敏感程度,以适应他们的手指和触摸方式.AD7142通过片内数字校准功能实现独特的自动环境补偿,从而不论在任何时间和任何环境条件都能保证传感器的性能无差错.由于该器件显而易见地对用户提供了这种连续的校准,所以在外部传感器上不会产生误触摸或者无效触摸.。

电容触控方案1. 引言电容触控技术是现代电子设备中常见的输入方式之一，它可以提供更加直观、灵敏的操作体验。

本文将介绍电容触控方案的基本原理、应用领域以及一些常见的实现方法。

2. 基本原理电容触控技术利用人体的电容作为输入信号。

当人的手指接近触摸屏表面时，触摸屏上形成一个电容耦合，通过测量这个电容的变化，可以确定手指在触摸屏上的位置。

常见的电容触控方案包括静电感应和互容感应两种。

2.1 静电感应静电感应是最常见的电容触控方案之一。

它通过在触摸屏表面铺设一层导电材料，如透明导电玻璃或金属薄膜，并在其后面加上一层绝缘材料来实现。

当人的手指接近触摸屏时，手指和导电层之间形成一定的电容耦合，改变触摸屏上的电场分布。

通过在触摸屏上设置多个传感器测量电场的变化，可以确定手指在触摸屏上的位置。

2.2 互容感应互容感应是另一种常见的电容触控方案。

它利用了物体之间的互容效应来检测触摸位置。

触摸屏上包含多个电容传感器，当人的手指接近触摸屏时，手指和传感器之间形成一个互容电路，改变传感器之间的电容分布。

通过测量电容的变化，可以确定手指在触摸屏上的位置。

3. 应用领域电容触控技术在各类电子设备中得到了广泛的应用，以下是一些常见的应用领域。

3.1 智能手机和平板电脑在智能手机和平板电脑中，电容触控技术已经成为标配。

它可以提供快速、精确的输入方式，使用户能够通过手指轻触屏幕来完成各种操作，如拖动、放大缩小等。

3.2 汽车导航系统汽车导航系统中的触摸屏也采用了电容触控技术。

驾驶员可以通过触摸屏来控制导航、音乐播放、空调设置等功能，提高了操作的便捷性和安全性。

3.3 工业控制设备在工业控制设备中，电容触控技术可以提供更加耐用、可靠的输入方式。

触摸屏可以在恶劣的环境中使用，并且可以监测多点触控，提供更加灵活的操作方式。

4. 常见的实现方法电容触控方案有多种实现方法，下面介绍一些常见的方法。

4.1 电容屏幕电容屏幕是最常见的电容触控方案之一。

电容式触控工作原理
电容式触控技术是一种现代化的触控技术，它的工作原理是利用电容效应来实现触控操作。

电容式触控技术已经广泛应用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、电视等。

电容式触控技术的工作原理是利用电容效应来实现触控操作。

电容效应是指当两个电极之间存在电场时，它们之间会产生电容。

当手指或其他物体接触到电容屏幕时，会改变电场分布，从而改变电容值。

电容屏幕会检测这种电容值的变化，并将其转换为触控信号，从而实现触控操作。

电容式触控技术有两种类型：电阻式和电容式。

电阻式触控技术是利用两个导电层之间的电阻来实现触控操作。

电容式触控技术则是利用电容效应来实现触控操作。

相比之下，电容式触控技术更加灵敏和精准，因为它可以检测到非常微小的电容值变化。

电容式触控技术的优点是非常明显的。

首先，它可以实现多点触控，即可以同时检测到多个触控点。

这使得用户可以使用手指进行缩放、旋转等复杂的操作。

其次，电容式触控技术非常灵敏，可以检测到非常微小的触控操作。

这使得用户可以使用手指轻轻触碰屏幕来实现操作。

最后，电容式触控技术非常精准，可以实现高精度的触控操作。

这使得用户可以进行精细的操作，如绘画、书写等。

电容式触控技术是一种非常先进的触控技术，它的工作原理是利用
电容效应来实现触控操作。

它具有多点触控、灵敏、精准等优点，已经广泛应用于各种电子设备中。

电容式触摸屏原理电容式触摸屏是一种常见的触摸屏技术，它通过电容原理实现对触摸位置的检测和定位。

电容式触摸屏具有高灵敏度、快速响应和支持多点触控等优点，因此在手机、平板电脑、电子书阅读器等设备中得到了广泛的应用。

本文将介绍电容式触摸屏的原理及其工作过程。

电容式触摸屏是由一层薄膜电容屏幕和一层感应电极屏幕组成的。

当手指触摸屏幕时，电容屏幕和感应电极屏幕之间会形成一个电容，这个电容的大小与手指的位置有关。

通过测量这个电容的大小，就可以确定手指的位置。

电容式触摸屏可以实现单点触控和多点触控，具有较高的精度和灵敏度。

电容式触摸屏的原理是利用电容的基本原理。

电容是一种储存电荷的装置，它由两个导体之间的绝缘介质组成。

当两个导体之间的电压发生变化时，电容器中就会储存或释放电荷。

在电容式触摸屏中，屏幕上的感应电极就是一个电容器，当手指触摸屏幕时，手指和感应电极之间就会形成一个电容。

电容式触摸屏的工作原理是通过测量电容的变化来确定手指的位置。

通常情况下，电容式触摸屏会以一定的频率给感应电极施加交变电压，然后测量电容的大小。

当手指触摸屏幕时，手指和感应电极之间的电容会发生变化，这个变化的大小和位置有关。

通过测量这个变化，就可以确定手指的位置。

电容式触摸屏可以实现对手指位置的高精度检测，可以实现单点触控和多点触控。

总的来说，电容式触摸屏是一种利用电容原理实现的触摸屏技术。

它通过测量电容的变化来确定手指的位置，具有高灵敏度、快速响应和支持多点触控等优点。

在现代设备中得到了广泛的应用，成为了人机交互的重要方式之一。

希望本文对电容式触摸屏的原理及其工作过程有所帮助。

电容式触控工作原理
电容式触控是一种常见的触控技术，它的工作原理是利用电容的特性来检测触摸事件。

在电容式触控屏幕上，有一层无形的电容层，当用户用手指或者其他带电体触摸屏幕时，触摸点会和电容层形成一个电容。

这个电容的大小取决于触摸点和电容层之间的距离和面积。

屏幕上的控制电路会通过一些方法来测量这个电容的大小，并将结果转化成一个坐标，以确定触摸点的位置。

这个过程需要对电容层进行高频率的电压变化，来测量电容的变化。

电容式触控屏幕的优点是响应速度快、触摸灵敏，可以支持多点触控，具有良好的抗干扰性能。

但是由于它需要至少一层透明的导电材料作为电容层，所以制造成本比较高。

此外，电容式触控屏幕对手指的感应比对指针的感应更加敏感，所以在使用过程中需要注意手指的干净和干燥程度，否则可能会出现误操作。

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电容触摸屏技术简介电容触摸屏技术是一种较为常见的触摸屏技术，它利用了电容的特性来检测和定位用户的触摸动作。

相比于传统的电阻式触摸屏，电容触摸屏具有更高的灵敏度、更好的透明性和更快的响应速度。

在手机、平板电脑、电视等各类智能设备中广泛应用。

电容触摸屏技术可以分为两大类：电容式和投影电容式。

电容式触摸屏主要是基于静电感应原理，通过两个电极板之间的电容变化来检测用户触摸动作。

而投影电容式触摸屏则是在显示屏表面放置一层全透明的导电材料，并通过电极阵列来感应用户的触摸。

电容触摸屏的工作原理是通过在触摸屏表面创建一个电场，并监测此电场的变化来检测用户触摸。

当手指或者其他电介质物体靠近触摸屏表面时，它会导致电场产生变化，这个变化会被传感器捕捉到并转化为电信号。

电容式触摸屏通过测量两个电极板之间的电容变化来检测触摸动作；而投影电容式触摸屏通过感应用户手指反射或遮挡的电场来检测触摸动作。

电容触摸屏的主要特点是高灵敏度和精准性。

由于它的工作原理是通过电场变化来检测触摸，所以它对触摸物体不需要有实际的力，只需要轻触即可检测到触摸。

这种高灵敏度和精准性使得电容触摸屏能够实现多点触控功能，用户可以同时使用多个手指进行触摸和手势操作。

另外，电容触摸屏还具有较好的透明性和响应速度。

由于电容触摸屏是在显示屏上放置一层透明导电材料，所以在视觉上基本没有遮挡，并且可以保持显示屏的高透明性。

而且电容触摸屏的响应速度也非常快，几乎可以与用户的触摸动作同步，无论是在滑动、拖动还是点击等操作中都能够立即响应。

电容触摸屏技术的发展已经非常成熟，并且在各类智能设备中得到广泛应用。

除了手机和平板电脑，电容触摸屏还广泛应用于汽车导航系统、游戏机、ATM机和自动售货机等各类设备中。

随着技术的进一步发展，电容触摸屏的性能将进一步提高，为用户提供更好的触摸体验。

电容式触摸屏技术电容式触控技术于20多年前诞生，电容式触摸屏跟电阻式触摸屏比较是一个截然不同的技术。

分外表面电容屏和内表面电容屏。

最初的外表面电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃层。

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。

图1外表面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，当没有与屏幕接触时，各种电极是同电位的，触摸屏表面没有电流，而当用户触摸屏幕时,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。

早期外表面电容触摸屏本身实际是一套精密的漏电传感器，带手套的手不能触摸，由于使用电容方式，导致有漂移现象。

外表面电容屏和电阻屏都是电原理工作方式，电工作方式对于多点触摸，不管是多少点，也不管是连续的还是不连续的都是取多点触摸的中心点判断，因为电流叠加是分不出来谁是谁的，没有办法。

按照基本原理的思路进行下去，却碰到了难以逾越的障碍：因为透明导电材料ITO层非常脆弱，直接触摸非常容易损坏，故不能直接用来作工作层。

材料的问题一时难以解决，只好在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃，它显然是不能导电的，直流是不行了，只能改用高频交流信号，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。

问题是解决了，但付出的代价也是很大的。

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，有的电容触摸屏欲求通过25点校准法甚至96点校准法来解决漂移问题，其实是不可能的，漂移是电容工作的这种方式决定的，即使是在控制器的单片程序上利用动态计算和经验值查表，也只能是治标不治本。

CONFIDENTIAL电容屏IC抗共模干扰规格及要求1.0电容屏IC抗共模干扰规格及要求Project name General ApplicationDocument ref [Document ref]Version 1.0Release date 01 November 2011Owner AdminClassification CONFIDENTIALDistribution List [DISTRIBUTION LIST]ApprovalTHIS DOCUMENT CONTAINS INFORMATION PROPRIETARY TO FOCALTECH SYSTEMS, LTD., AND MAY NOT BE REPRODUCED, DISCLOSED OR USED IN WHOLE OR PART WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN PERMISSION OF FOCALTECH SYSTEMS, LTD.Copyright © 2011, FocalTech Systems, LtdAll rights reservedR3-B4-A, South Area, Shenzhen Hi-Tech Industrial Park,Shenzhen, Gungdong, P.R. ChinaZIP :518057T +86 755 26588222F +86 755 26712499E support@Revision HistoryDate Version List of changes Author Approved by 2010/12/01 0.1 Initial Version. CX FAE Dept.2011/11/20 1.0 变更了格式, 增加了判断条件.增加了整改方式和实例.DHD, CX, HWJ AE/FAE Dept.Table of Contents1概述 (1)1.1原因及适用范围 (1)1.2电容屏项目实施上的建议 (1)2系统抗共模噪声影响的要求 (1)2.1对电源端的输入共模噪声的要求 (1)2.2对TP设计制造的要求 (3)3几个充电器实例的噪声分析 (3)3.1共模噪声非常小的充电器 (3)3.2有共模噪声但满足要求的充电器 (4)3.3不满足要求的充电器 (6)4TP系统抗噪声性能整改建议措施及实例 (9)4.1整改建议措施 (9)4.2TP系统抗噪声性能整改案例分析 (10)4.2.1充电器整改实例 (10)4.2.2屏体整改实例 (13)附: 充电器共模干扰信号参考测试方法 (13)1概述本文档旨在为使用FocalTech公司相关的电容式触摸屏产品的客户或相关厂商提供电容式触摸屏在抗电源端共模输入噪声方面的要求标准, 以供客户和相关厂商在项目的设计和生产上参考, 并使得产品在抗电源干扰方面达到正常的水准. 本文档主要针对电容屏来提出要求标准, 对其他相关器件的考虑有限; 同时由于环境和应用场景的复杂性, 以及本公司知识的局限性, 本文档肯定存在有待完善的地方; 另外, 随着FocalTech产品的增加和升级, 文档方面也会做相应的变更. 对于以上几点, FocalTech深表歉意, 并保留继续纠正升级的权利.1.1原因及适用范围电容式触摸屏广泛应用于便携式设备当中, 如手机, 平板电脑等. 这些便携设备, 由于自身电池容量有限, 经常需要进行充电; 由于充电时间一般较长(通常在1小时以上), 用户有较大的机会在充电的同时使用电容屏.电容式触摸屏系统, 本质上是一个电容测量系统. 业界的电容屏的电容测量方式, 主要是通过发送信号-接收信号的方式来测量的. 系统电源上的共模噪声, 很可能在用户使用触摸屏的时候传到到电容屏输入端上进而污染到接收信号, 从而造成电容屏检测芯片的误差甚至误判.由于目前市面上低成本、开关式的充电器已成为移动系统的主流，该种类型的充电器普遍存在开关频谱泄漏、共模干扰严重等问题，而且基本为两芯交流插座，没有真正与电网地连接，导致这些干扰没有有效的泄放通道，沿充电电路传播及辐射，一部分在TP工作频带内的分量会造成较为严重的同频干扰，影响TP的正常工作. 例如, 在有充电器的环境下进行触摸操作, 可能会导致报点不准确甚至有误报点发生. 本文档给出的标准, 主要以达到2指没有误触摸为目标. 如果项目在这方面有更高的要求, 需要酌情提高要求标准.本文档所进行的测试一方面研究了各类充电器的电源噪声尤其是在系统地线上直接传播的共模噪声的影响及消除方法，另一方面基于本公司的系列TP芯片研究了TP系统对各类干扰的耐受程度，希望能向客户提供完善及准确的指引。