电容式串口屏技术利用人体电流感应原理工作。电容式串口屏是一种四层复合玻璃屏幕。玻璃屏幕的内表面与中间层分别涂有一层ITO（铟锡氧化物）导电层。最外层为一层薄硅土玻璃保护层。当手指接触金属层时，人体与串口屏表面因人体内电场作用形成耦合电容。
电容器对高频电流是直接导体，因此手指会从接触点吸走微小电流。电流分别从串口屏四角的电极流回，流经四电极的电流与手指到四角的距离成正比。控制器通过计算四电流的精确比例，确定触摸点的位置。
电容式串口屏工作原理概述
为了在电容式屏幕上实现多点触控，需要添加相互电容的电极。简单来说，就是将屏幕划分为多个区域，并在每个区域设置一组相互电容的模块，使其独立工作。因此，电容式屏幕可以独立检测每个区域的触摸情况，经过处理后即可实现多点触控。
电容式串口屏的工作原理
电容式串口屏利用人体电流感应原理工作。电容式屏幕由四层复合玻璃构成。玻璃屏幕的内表面和中间层涂有ITO（铟锡氧化物纳米材料）。最外层为厚度为0.0015mm的硅玻璃保护层。
当用户触摸电容式串口屏时，人体产生的电场与手指和面部形成耦合电容。由于工作平面存在高频信号，因此手指上会产生非常小的电流，分别从屏幕四角的电极流入。理论上，通过四电极与手指的电流与距离成正比， 控制器通过精确计算四电流比，即可确定手指位置。该技术可实现99%的准确率，响应速度小于3毫秒。
投影电容面板
投影电容串口屏在两层ITO导电玻璃涂层上蚀刻不同的ITO导电电路模块。两模块上的蚀刻图案相互垂直，可视为在X和Y方向上连续变化的滑块。由于X和Y架构位于不同表面，其交点形成电容节点。一个滑块可作为驱动线，另一个作为检测线。当电流通过驱动线中的其中一条线时，若外部电容发生变化，将导致另一层线上的电容节点发生变化。电容变化可通过测量与其连接的电路来检测，再由A/D控制器转换为数字信号，经计算机处理后获得(X, Y)轴位置，从而实现定位目标。
3M展示60点电容式串口屏
工作时，控制器依次向驱动线供电，在每个节点与导线之间形成特定电场。然后依次扫描传感器线，测量电极之间的电容变化，从而实现多点定位。当手指或触控介质靠近时，控制器可快速检测触控节点与导线之间的电容变化，并确认触控位置。
一轴由一套交流信号驱动，通过另一轴上的电极测量触控屏上的响应。用户称此为“横向”感应或“投影式感应”。传感器表面镀有X轴和Y轴的ITO图案。当手指触碰串口屏表面时，触点下方的电容值随触点距离增加而增大。传感器上的连续扫描检测电容值变化，控制芯片计算触点位置并反馈至处理器。
电容式触摸元件分类
电容式串口屏主要分为两种类型：表面电容式串口屏和投影电容式串口屏。
表面电容式串口屏
最常见的是表面电容式串口屏，其工作原理简单，成本低，电路设计简单，但难以实现多点触控。
投射电容式串口屏
投射电容式串口屏支持多点触控。这两种电容式串口屏具有高透光率、响应速度快、使用寿命长等优点。缺点是：随着温度和湿度的变化，电容值会发生变化，导致工作稳定性差，常出现漂移现象，需要频繁校准屏幕，且无法佩戴普通手套进行触摸定位。
投射电容式串口屏可分为电容式和互电容式两种类型，其中较为常见的互电容式串口屏以互电容式为例，其内部电极和接收电极由驱动器控制，驱动电极以低电压高频信号投射至接收电极形成稳定电流。当人体接触电容屏时， 人体通过人体接地，手指与电容屏形成等效电容，高频信号通过等效电容流向地面，此时接收端接收的电荷减少。当手指靠近发射端时，电荷量增加，根据接收端接收的电流强度来确定触摸点。
在玻璃表面通过ITO制成横向和纵向电极阵列。这些横向和纵向电极分别与地形成电容器。该电容器通常称为自电容，即电极到地的电容值。当手指触摸电容屏时，手指的电容会叠加在屏幕的电容上，从而增加屏幕的电容。
在触摸检测过程中，分别从电容屏检测横向和纵向电极阵列。根据触摸前后的电容变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后将平面上的触摸坐标进行组合。自电容的扫描方法相当于将触点在串口屏上的投影分别投射到X轴和Y轴方向，然后分别计算X轴和Y轴方向的坐标，最后将它们组合成触点的坐标。
若为单点触摸，X和Y方向的投影是唯一的，合并后的坐标也是唯一的。若串口屏上存在两个触点且两个触点不在同一X方向或同一Y方向，则在X和Y方向分别存在两个投影，合并后的坐标为4。显然，其中仅有两个坐标是真实的，其余两个被称为鬼点。因此，自电容式电容屏无法实现真正的多点触控。
互电容式电容屏同样采用ITO在玻璃表面制成横向电极和纵向电极。其与自电容式电容屏的区别在于，两组电极交叉的位置会形成电容，即两组电极分别构成电容的电极。当手指触摸电容屏时，触点附近两组电极之间的耦合受到影响，从而改变两组电极之间的电容值。
当检测到互电容变化时，横向电极会依次发送激励信号，所有纵向电极同时接收信号。通过这种方式，可以获得所有横向电极与纵向电极交点处的电容值，即整个串口屏二维表面的电容值。根据串口屏的二维电容变化数据，可以计算出每个触点的位置坐标。因此，即使屏幕上存在多个触点，也可以计算出每个触点的实际坐标。
互电容屏的优势在于布线少，且能同时识别并区分多个触点，因为电容屏本身可感知多个触点，但由于信号本身模糊，因此无法区分。此外，互电容式屏幕的感应方案具有速度快、功耗低的优点，因为它可以同时测量驱动线中的所有节点，从而将采集周期减少50%。双电极结构具有屏蔽外部噪声的功能，并在一定功率水平下可提高信号稳定性。
无论如何，触摸位置通过测量X和Y电极之间信号变化的分布来确定，然后使用数学算法处理变化的信号电平以确定触摸点的XY坐标。
电容式串口屏的优缺点
- 电容式串口屏只需触摸，无需施加压力即可产生信号。
- 电容式串口屏在生产后只需一次或无需校正，而电阻式技术则需要定期校正。
- 电容式方案寿命更长，因为电容式串口屏中的组件无需移动。在电阻式串口屏中，ITO薄膜的顶层需要足够薄以保持弹性，以便弯曲并接触底层的ITO薄膜。
- 电容技术在光学损耗和系统功耗方面优于电阻技术。
- 电容或电阻的选择主要取决于串口屏幕的物体。如果是手指触摸，电容式串口屏是更好的选择。如果需要使用触控笔（无论是塑料还是金属），则应选择电阻式串口屏。电容式串口屏也可以使用触控笔，但需要特殊设计的触控笔才能正常工作。
- 表面电容技术适用于大尺寸串口屏且电容值相对较低，但目前不支持手势识别；感应电容技术主要用于中小尺寸串口屏，并支持手势识别。
- 电容技术具有耐磨损、使用寿命长、维护成本低的优势，因此用户使用时可进一步降低制造商的整体运营成本。
- 电容式串口屏设计支持多点触控技术，响应速度快且耐磨损，优于电阻式串口屏。
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