超越触摸:先进用户接口介绍

　　但是，谈到先进的功能，如防水、小笔支持、悬浮触控，光有互电容是不够的。你可能会问，为什么不是所有的多点触摸屏设备都能支持这种功能?这是电容的问题。电容定义为电极上电荷和电压的比率。本质上只支持互电容的触摸屏控制器算法在有水时就会感到困惑，因为水本身的电容。传感器努力正确识别并跟踪有水时的触摸输入，可能会导致频繁的幻影触摸，精度明显退化，在某些情况下屏幕可能完全冻结。

　　电容和输入面积是成正比的。在支持触笔和悬浮触控的情况下，在大多数触摸屏控制器中，小笔尖或手指悬浮在触摸屏上空引发的电容变化并不能够判断为触摸。一些芯片厂商只支持互电容能够支持的特征。但当这些公司试图展示这种功能时，大部分使用演示板是显著增加了灵敏度，并降低的噪声极限。在演示板上，这些特点看起来还不错。但是演示工具是工作在安全、无噪声环境中，并没有紧密耦合收发器，LCD屏，USB充电器、和其它的影响触控面板性能的干扰源。在实际设备中，噪声几乎不可避免。一旦你把小笔或悬浮触控技术设计到系统中，就可能有噪声存在，降低阈值增加灵敏度可以让这些特征在演示板上实现，但是当存在噪声时，控制器就容易读入虚假触摸并降低精度(见图3)。这些先进的功能在演示工具上工作得很好，但在实际系统中性能会急剧下降。只使用互电容测量显然不能给触摸屏系统提供足够的信息，以支持先进触摸功能，如防水，支持小笔，悬浮触控。　　

图3.,当接触灵敏度增加时，噪声引发的触摸误判

　　另一方面，在很多情况下自电容都是一种鲁棒性很强的感应方式。它会产生更强的信号，并且比互电容可投射更大的区域。这种投射能力和力度的增加可以使触摸屏控制器准确地探测到目标电容，例如手指悬浮在屏幕上。自电容还可在不降低噪声阈值的情况下提供更好的灵敏度。这就能够探测到很小的触摸，例如1毫米触笔，不会像互电容那样有触摸误判，精度不佳，和延迟响应的问题。但是尽管有这些好处，自电容的问题是在多点触摸功能上并不十分理想。这是就是众所周知的鬼点问题，我们并不能判断触摸屏上两个手指的位置。在自电容感应中，输入测量的是横轴和纵轴的变化 (X + Y)。结果是如果用户触摸到不同行的两个地方，并不能明确判断位置。三点触摸更是不可能的。图4就是一个自电容触摸屏不能准确判断位置的例子。红圈是X行和Y行传感器上的实际触摸。因为每一行都读到一个触摸，这些行的交叉点也会记录触摸(标注为浅蓝色)，即使并没有触摸存在。　　

图4. 自电容系统受限于X + Y方法测量触摸输入。在不同传感器行上的多点触摸会产生鬼点

　　因为今天的操作系统支持四个手指甚至更多，智能手机需要真正的无鬼点多点触摸。市场已期望和要求在触摸屏设备中实现完全多点触摸功能和手势识别功能。仅仅有自电容感应是不够的。

　　那么，如何解决这个问题呢?对于一个设备制造商来说，为客户提供最先进的特点，使自己的产品不同于竞争对手是至关重要的，但只使用一种感应方法是难以实现的。最好的方式是选用同时支持自感应和互感应的触摸屏控制器。这可以让设计人员充分利用每一种感应的好处，提供真正独特的功能。某些芯片制造商有两种不同的芯片：一种是自电容，一种是互电容。但是，设备制造商真正需要的是，同一颗触摸屏控制器芯片既支持自电容又支持互电容，可以根据应用在这两种方法之间切换。利用差分信号分析，这种类型的控制器可以使制造商给市场提供真正的防水功能、小笔支持，悬浮触控。

　　总之，触摸性能指标如响应时间、刷新率、和准确性都是重要的，但他们并不是用户体验的唯一评估指标。先进的功能提升了触摸屏设备用户体验质量。当你设计用户界面时，用户想要和需要的三个特征是，1毫米触笔支持，真正的防水能力，以及悬浮触控功能。这些特征对于只有一种感应方法的控制器来说是一个挑战，许多演示板在可控环境中可以工作。使用在同一芯片上支持自电容和互电容的触摸屏控制器，能有效在他们之间切换，可以确保这些高级功能在实际环境中的优异表现。它也可以降低材料成本并减小设备尺寸，因为不需要第二颗芯片。这些具有先进功能的设备提升了用户界面标准，使得制造商有机会使自己的产品更有竞争力。