●文/本刊整理
摘要：觸控技術的應用也已經深入到手機、平板電腦、相機、電視機、游戲機、個人導航設備、廣告機等各類產品中，應用市場的多樣化也要求觸控技術更加靈活多變。由于觸控技術的主要作用是通過簡化人機交互來提升用戶體驗，因此對于觸控IC廠商來說，應用市場的需求是其發展相關技術的主要根基。
技術的不斷革新在改變著人們的交流方式、消費方式等，使其越來越便攜、多元、高科技。技術的革新與人們的交互方式有著互相促進的作用。蘋果等高端智能手機、平板電腦的熱銷，帶動了觸摸屏市場的發展。智能移動終端逐漸開始向中低端市場擴散。國內主要廠商如華為等巨頭紛紛加碼搶占中低端智能手機這個容量巨大的市場。業內預計，2010年到2013年，手機觸摸屏的需求量復合增長率將達到22%，由5.31億片增長到2013年的9.65億片。
而觸控技術的應用也已經深入到手機、平板電腦、相機、電視機、游戲機、個人導航設備、廣告機等各類產品中，應用市場的多樣化也要求觸控技術更加靈活多變。由于觸控技術的主要作用是通過簡化人機交互來提升用戶體驗，因此對于觸控IC廠商來說，應用市場的需求是其發展相關技術的主要根基。
主流觸控IC廠商產品特點及優勢
近期，德州儀器(TI)宣布推出基于C5000TM超低功耗數字信號處理器(DSP)的音頻電容式觸摸BoosterPack，可為微處理器應用實現各種新功能，支持清晰音頻以及回放與錄制功能。
TI單內核處理器市場營銷總監Jon Beall指出：“TI將業界最低工作功耗DSP與超低功耗微控制器進行完美結合，可為音頻應用實現最低功耗。除低功耗優勢外，添加至已普及音頻電容式觸摸BoosterPack的實時DSP性能將為微控制器開發人員實現無限可能，幫助他們無需DSP編程便可充分利用高級DSP技術。”
音頻電容式觸摸BoosterPack的主要特性與優勢
C553x超低功耗DSP是業界總功耗最低的DSP，在1.05V電壓下工作內核的總功耗低于0.15mW/MHz,支持清晰音頻/語音MP3的編碼與解碼；MSP430G2452微控制器可為各種低功耗應用提供0。5uA的待機電流以及小于1us的喚醒時間；MSP430微控制器電容式觸摸界面有助于用戶控制音量，選擇曲目，錄制和回放音頻文件；集成型LED顯示屏、高速USB2。0以及SD/MMC接口可增強用戶體驗；免費電容式觸摸庫可通過MSP430微控制器支持電容式觸摸按鈕、滑動條、滾輪以及近距離傳感器，開發人員無需創建復雜的觸摸傳感算法；得到完整的OLED用戶界面與MP3錄制/回放軟件庫支持，可簡化開發工作。
“所有功能和優點的最終目標都是解決至關重要的問題，為客戶提供出色的觸摸體驗。”愛特梅爾觸摸產品市場推廣副總裁Jon Kiachian表示。愛特梅爾的技術解決了顯示屏和極端充電器噪聲問題，同時保持優良的響應性和線性度。采用愛特梅爾的方案，設計人員無需變更固件來適應特定的顯示屏、充電器或堆疊。“我們改進了手指跟蹤、對懸浮狀態的處理、以及更復雜的無意識觸摸抑制。”Jon Kiachian指出，“我們的方案支持用于平板電腦和智能電話的有源和無源手寫筆，并且適用于最新的移動操作系統。”此外，愛特梅爾的方案具有業界最低功耗。上述因素也是愛特梅爾觸摸解決方案能在前10大智能電話的觸摸屏中占據8種的原因所在。
瀚瑞微的觸控IC針對智能手機、平板電腦等便攜式產品應用，也有自己產品的特點與優勢。瀚瑞微PIXCIR技術經理孟得全表示，IC性能穩定，省電，劃線效果好，報點率高，而且能做到5寸以上觸控產品手指觸控和筆觸控兼容。
而臺灣通泰積體電路公司“TonTouchTM”系列產品，主要應用為電容式觸摸Touch Key (Touch pad)，在上述產品的應用為Power on/off key or其它function key滑動或旋轉大小音量控制等。
觸摸屏市場主流技術——投射式電容
據NPD DisplaySearch研究表明，投射式電容(Projected Capacitive)和電阻式(Resistive)在2010年分別占了40.6%和56.7%的出貨比例。但根據2011年第四季度的調研結果，在手機和平板電腦導入與蓬勃出貨的挹注之下，2011年投射式電容在出貨與營收兩方面均已超過了電阻式，成為消費性電子產品觸控技術的主流。例如：2010年手機電阻式觸控模塊全年出貨約為2.4億片，但是根據2011年第四季度報告的統計，針對那些被調研的重點廠家的出貨量累計估算僅約為1.3億片左右;這顯示出了電阻式的衰退趨勢似乎已成了定局。
觸摸屏市場的主流技術目前正從電阻式過渡到電容式，投射式電容是目前觸摸屏的主流技術，并且呈結構多樣化。那幺，如何迎合市場變化去規劃發展?毫無疑問，對于智能電話和平板電腦來說，電容式觸摸屏已成為主流的用戶界面技術，并且迅速應用于其它眾多設備類別中。愛特梅爾一直提供投射式電容觸摸解決方案，因此很好地與此市場趨勢保持一致。Jon Kiachian指出：“我們的方法是結合功能強大的電路和智能軟件，實現觸摸屏性能最大化，而這種方法很有效。”
孟得全則表示，將發展更多指的應用，還有電容式在主動式觸控筆方面的應用，極細筆頭的應用，電磁和電容合并。配合內嵌式的發展方向，如ON-CELL等。另外，發展單層ITO的應用，成本低，性能好。
目前最為流行的移動電腦尺寸是9.7與10.1英寸，其觸摸傳感器的每寸平均售價約為1美金到1.5美金之間。DisplaySearch預估觸摸傳感器的平均價格將會逐漸下降。臺灣通泰積體電路公司TTP255/TTP256應用于4.3寸以下的ITO PANEL上，為Charge Transfer的方式及目前能用512KHz，掃描16KEY約需32mS及運算5mS加上一些判斷上的處理時間，所以約40mS報一次位置，REPORT RATE為25 PPS，適用于一般的按鍵或音量調整等慢速的應用上.是在4.3寸以下的ITO PANEL上最具有性價比優勢的方案。臺灣通泰積體電路公司業務副總李政宗表示，今年下半年推出新版IC更提升速率使得REPORT RATE可達100PPS以上。
從單點觸摸到多點觸摸時代，紅外觸摸技術和光學影像觸摸技術是不是中大尺寸觸摸屏市場最具發展前途的技術?對此，孟得全認為，這個要看是在哪個方面，15’6寸以下的產品，還是以電容式為主，優勢比較明顯，目前在15’6寸以上的產品方面，暫時光學影像觸摸技術領先一些，但是未來在游戲和大尺寸高性能的應用方面還是會發展有很大的需求，會推動電容式觸控在大尺寸上的發展，如PIXCIR推出的32寸大型觸控桌就是一個很好的例子，電容屏能讓客戶感受到更好的觸控體驗。
李政宗則表示，太多大型公司參與其中，故通泰積體電路將專注在4.3寸以下的ITO PANEL上提供最具有性價比優勢的方案。
“現今的這些解決方案都有著嚴重的局限性，它們比較昂貴且不如其它替代方案可靠。”Jon Kiachian分析道，“且它們都不支持10指多點觸摸應用，因此在用戶界面市場上變得不再重要。”
觸屏觸控方式多樣化的創新應用
隨著觸摸技術的不斷提升，在觸屏多樣化和觸控方式多樣化上，市場也不斷涌現出更多的創新應用。對此，Jon Kiachian表示：“我們正生活在一個連接互聯網的設備比連接互聯網的人更多的時代，而且越來越多的聯網設備具有觸摸功能。我們的解決方案已經顯著降低了最終用戶新產品的功耗，同時實現了極薄的系統。這種發展趨勢預期將會加速，并且將在消費電器到汽車和工業系統的每件產品中，看到新的突破性觸摸應用。”
目前PIXCIR已經成功的研發了極細筆頭的電容筆，能做到極精準的觸控操作。而且可以接受以碳代替ITO做的界面，實現手和筆的切換，使客戶得到更強的應用體驗效果。另外也可以和業界合作做內嵌式的產品，PIXCIR已和臺灣廠商成功合作過，后續會繼續做ON-CELL IN-CELL等。
而臺灣通泰積體電路[TonTouchTM]系列產品將朝向既有產品低功耗累積的優勢，繼續朝更多面向的手持式產品應用發展(例如醫療產品：血壓計/血糖計)和結合ITO和LCM推動一些掌上游戲機、觸摸滑動游戲以及觸摸遙控器等。另外朝向小家電要通過大水滴和更強的抗干擾。再深化產品，能依環境參數自我學習調整將觸控自我調節為最佳化狀態。
觸控IC解決方案
目前的觸控IC正向高準確度、低噪聲、高精度、快速響應和低功耗等方向發展。
在這方面，愛特梅爾一直以來提供行業中性能最高、功耗最低的觸摸解決方案。隨著maXTouch S的推出，愛特梅爾再次提升了業界標準，提供更高的性能、遠遠領先的對顯示屏和充電器的抗噪聲能力、改進的無屏蔽傳感器響應性、增強的無源手寫筆線性度，以及業界最低功耗。總之，這意味著設計人員制作的最終產品可以更薄、更輕、更便宜，具有更快的響應速度和更長的運行時間，為用戶帶來豐富的觸摸體驗。
對于通泰積體電路，其TTP223/TTP223/TTP233 TonTouchTM是觸摸鍵檢測IC，提供1個觸摸鍵。觸摸檢測IC低功耗低功耗模式下典型值1.5uA，最大值3.0uA和寬工作電壓工作電壓2.0V~5.5V是觸摸鍵在DC和AC應用的特點。在電子磅秤上非常熱銷。
TTP224/TTP224N TonTouchTM IC則是一款使用電容式感應原理設計的觸摸IC 此款IC內建穩壓電專為取代傳統的機械結構開關或普通按鍵而設計。提供4個觸摸輸入端口及4個直接輸出端口。低功耗模式下典型值2.5uA，非常熱銷于觸摸手表；
而TTP229 TonTouchTM IC是一款使用電容感應式原理設計的觸摸芯片。此芯片內建穩壓電路，供觸摸傳感器使用。此芯片可以獨立支持8個觸摸鍵或16個觸摸鍵、低功耗、低功耗模式、16鍵模式下典型值2.5uA 8鍵模式下典型值2.0uA。此產品目前在電子鎖/掌上型觸摸游戲玩具熱銷。
另外，TTP250/TTP252 TonTouchTM是一顆専為電容式觸控1~8個按鍵而作的低成本OTP type含特別設計的Touch MCU。TTP250 TonTouchTM提供直接輸出方式，讓使用者能夠輕易的上手并且能簡單的應用在自己的系統上。低功耗Provides sleep mode for power saving request (<5uA@3V) 低噪聲、抗干擾都有得到客戶很好的評價。此產品目前在小家電、廚衛產品、鼠標(觸摸滑動取代Z軸滾輪)、平面LED TV、Monitor、DVD等Touch key應用熱銷。
而作為全球第一家有能力支持到10寸以上投射電容式觸摸屏的電容式觸控IC設計公司，PIXCIR采用國內知名度較高的公司提供的MCU，共同合作開發出TANGO C系列產品，成功實現量產，獲得很好的效果。另外在開發另一款芯片，發展大尺寸方案，能支持外掛MCU，同時發展多指應用在工業和大型游藝設備上的應用。
觸控科技將取代鼠標?
如今，觸摸技術已經越來越廣泛應用于消費類電子產品，如何將用戶復雜的控制動作轉變為直觀、便捷且可生產的體驗，是用戶界面設計面臨的終極挑戰。隨著IPAD之類的平板便攜電腦的推出，有相關預測：新輸入模式將成為主流，觸控科技可能取代鼠標，Windows 8與Mac OS XLion已應用于移動設備，采用觸控屏幕來取代傳統界面。對此，不同的人有不同的看法。
通泰積體電路已經先有量產第一代的鼠標(觸摸滑動取代Z軸滾輪，左右Key也改用觸摸)，李政宗說：“將來結合傳感加速器的觸摸遙控器應用于現在3網合一TV具備IR/RF2.4GHz的遙控器(類似3D Air Mouse + Key board)正在積極規劃開發。”
孟得全對此表示，觸控技術有取代鼠標這種趨勢，但是完全替代鼠標還需要漫長的時間，因為這不光是要看觸控產業的發展，還需要看配套的軟件系統的發展，比如畫板，大型游戲，都需要精準度，這個需要觸控產業和軟件產業的配合，需要很多新的創新才能完全取代鼠標。
Jon Kiachian則認為，這取決于應用狀況，對于桌面PC和一體化設備，由于最終用戶與屏幕的距離，鼠標很可能仍然會是主要的用戶界面。然而，在筆記本電腦中，愛特梅爾預計鼠標將成為次要的界面；而在更小的設備中，市場早已做出了選擇！
...... 更多精彩內容請見《國際光電與顯示》2012年8月刊，歡迎訂閱！ 訂閱咨詢：0755-86149014
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