基于投射式電容（p-cap）傳感器技術(shù)的小型觸摸屏的需求量持續(xù)大幅攀升。這種傳感器技術(shù)已在便攜式消費(fèi)品領(lǐng)域取得成功，現(xiàn)在，該技術(shù)也有望在工業(yè)與企業(yè)應(yīng)用中大放光彩。不過，對(duì)消費(fèi)類設(shè)備適用的觸控技術(shù)不一定對(duì)應(yīng)用同樣適用。工業(yè)觸控設(shè)備通常更易遭受更大的磨損。因此，選擇的觸控技術(shù)需要能夠應(yīng)對(duì)更高強(qiáng)度的機(jī)械應(yīng)力、濕度與溫度變化以及灰塵積聚。

　　由市場分析公司DisplaySearch整理的數(shù)字表明，基于p-cap技術(shù)的觸控模塊不論在銷售額方面還是在銷量方面目前都占整個(gè)市場的一半以上（表1）。顯然，消費(fèi)類設(shè)備在這一方面占據(jù)絕大比例。幾乎所有的p-cap傳感器目前都采用了互電容感應(yīng)技術(shù)，并且采用的是依靠氧化銦錫（ITO）沉積形成超薄導(dǎo)電基質(zhì)的量產(chǎn)工藝。

表1:投射式電容技術(shù)取代電阻式技術(shù)成為的觸摸傳感器技術(shù)。

　　ITO具有一定的電氣與光學(xué)特性，因而極為適用于觸摸感應(yīng)功能，并且在沉積較薄時(shí)，具有相對(duì)低的電阻率且近乎透明。因此，這種材料已在顯示器行業(yè)廣泛使用多年，并且現(xiàn)已轉(zhuǎn)移到觸控傳感器的生產(chǎn)之中--首先用于電阻式觸摸屏內(nèi)，然后是表面電容式觸摸屏（s-cap），近則是在p-cap系統(tǒng)之中。由于這種材料已經(jīng)在電子制造業(yè)內(nèi)長期廣泛使用，因此OEM可對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造和安裝新的電容，以滿足消費(fèi)者對(duì)小型觸摸屏的巨大需求。

　　盡管基于ITO的互電容p-cap傳感器已經(jīng)在消費(fèi)品設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，但是這種技術(shù)卻有其自身的缺點(diǎn)：反應(yīng)能力依賴于薄玻璃覆蓋層（<2mm）的使用。這一缺點(diǎn)盡管可以接受（甚至為精巧的個(gè)人消費(fèi)類設(shè)備所向往），但是在遇到許多工業(yè)類環(huán)境的嚴(yán)苛條件時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。從主流的互電容式p-cap觸摸感應(yīng)技術(shù)（測量兩層電極之間的電容）轉(zhuǎn)向另一種基于自電容的方法（測量單個(gè)電極對(duì)地的電容，此時(shí)用戶產(chǎn)生的電場會(huì)引起傳感器基體周圍的電場發(fā)生微小變化）有可能大幅提高靈敏度，并通過更薄的覆蓋層支持運(yùn)作。

　　自電容式ITO

　　當(dāng)采用自電容方法時(shí)，內(nèi)嵌在觸摸屏內(nèi)的ITO傳感器基體將人體電容與自由振蕩的RC振蕩器的電容元件進(jìn)行耦合。然后通過引入一個(gè)與RC振蕩器的電容元件和振蕩器的對(duì)地自然寄生電容并聯(lián)的從玻璃到手指再到地的電容，便可檢測到觸摸動(dòng)作。加入并聯(lián)電容，接近基體的手指將會(huì)增大整個(gè)電路的電容，從而降低振蕩器的頻率。由接近的手指產(chǎn)生的電容變化可表示為以下的百分比：

　　ΔC%=Cf/Cp+Cc.其中：Cf是手指電容；Cp是電路的寄生電容；Cc是振蕩器的電容值。

　　當(dāng)手指更加靠近屏幕的表面時(shí)，用戶的人體電容會(huì)導(dǎo)致RC振蕩頻率發(fā)生變化。通過沿著傳感器基體相鄰X軸與Y軸測量頻率變化的峰值，可以準(zhǔn)確定位觸摸所在位置（圖1）。

圖1:通過測量已調(diào)信號(hào)中的X與Y峰值變化定位觸摸事件。

　　圖2為觸摸傳感器輔助電子元器件的電路原理圖，其中RC振蕩器為電極提供調(diào)頻信號(hào)。多路復(fù)用器從傳感器基體內(nèi)的各個(gè)電極采集頻率變化數(shù)據(jù)，并將其傳送至處理器IC.圖3與圖4所示為當(dāng)用戶手指接近時(shí)，其中一個(gè)電極的頻率變化。

圖2:基于調(diào)頻自電容式技術(shù)的p-cap觸摸傳感器內(nèi)使用的重要元器件。

圖3:正常狀態(tài)--手指遠(yuǎn)離傳感器基體。

圖4:觸摸狀態(tài)--接近傳感器基體的手指改變波形。

　　通過3mm厚的玻璃覆蓋層耦合至傳感器的手指耦合電容通常在1pF與3pF之間。隨著覆蓋層厚度的增加，耦合電容會(huì)下降，這將對(duì)信噪比產(chǎn)生影響。為了解決這一問題，需要整合更多的精密的輔助電子元器件到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。當(dāng)供電電壓為4.7V時(shí)，傳感器基體擁有性能。在此電壓下，拉出的電流將約為2.8mA.

　　使用ITO作為導(dǎo)電介質(zhì)的自電容式p-cap傳感器與互電容式p-cap傳感器相比，具有高得多的Z軸靈敏度。這意味著可將其放置在更加厚的防護(hù)覆蓋層后面（即使通過6mm厚的覆蓋玻璃操作依然具有強(qiáng)勁的性能），并允許戴手套操作。因此，采用自電容式方法可以提高觸摸屏的抗沖擊、防跌落和防刮傷等性能，從而極為適用于工業(yè)、醫(yī)療、白色家電和其他高要求的應(yīng)用，同時(shí)仍然具有諸如手勢識(shí)別之類的卓越功能。此外，還可通過驅(qū)動(dòng)程序軟件訪問觸摸控制器固件，增加雙重觸摸功能。