觸控技術(shù)與行動方案解析及產(chǎn)業(yè)探討

    人與機之間似乎有一個失落的世界，讓兩者之間的溝通出了問題，觸控技術(shù)將這失落的世界填補起來。不過事實上，觸控并不是蘋果發(fā)明的，而是一個有30年歷史的老技術(shù)，只是蘋果的強大營銷功力將觸控推升上人機界面的舞臺中央。

    陞達科技董事長林招慶在「DTF行動技術(shù)與設(shè)計論壇」中，介紹了各種人機界面的發(fā)展歷史，電容式觸控技術(shù)與其它觸控技術(shù)的特性優(yōu)劣。同時也詳細(xì)闡述觸控IC中的要素，象是手勢碼，并討論現(xiàn)今觸控產(chǎn)業(yè)面臨的問題。

    人機界面有幾個要素一定要掌握，即是自然、簡單(當(dāng)然，自然一定是簡單的)、信賴性高，并且便宜(最好是免費)。我們都需要和機器對話，但要如何溝通？

    截至目前為止，在人機界面方面，已經(jīng)發(fā)展出來的技術(shù)包括鍵盤(這是很成熟的技術(shù)，不易被取代)，還有形式的辨識象是書寫、指紋、眼球，人工智能(十分高深不易工業(yè)化)，鼠標(biāo)、觸控點、觸控板、觸控鍵、搖桿、觸控屏幕、軌跡球、滾輪等，或許未來還有其它界面。然而，這么多方案是否解決了人機界面的問題，或者在這些方案中，究竟哪里一項是最佳選擇？

    在手持裝置中，觸控屏幕、搖桿、觸控鍵和手寫是較普遍的選擇。桌上型和筆記型計算機則以鍵盤／鼠標(biāo)、觸控板、觸控鍵和軌跡球為主。工業(yè)計算機領(lǐng)域則采用觸控鍵、觸控屏幕和觸控板。這些選擇是最佳方案還是不得不然？

    觸控感測技術(shù)

    首先介紹表面電容技術(shù)，原理為傳感器放置于4個角，由交錯的電場涵蓋表面，若有手指接觸會造成電場改變。問題在于手指接觸的點往往太大，涵蓋了好幾個畫素，不易定義，而且2只手會讓電場亂掉，所以無法做多點觸控。

    投射電容技術(shù)是用2層互相獨立的電場，且為鉆石形狀XY軸交錯覆蓋表面，當(dāng)手指接觸時會引發(fā)接觸區(qū)塊的電容改變，掃描電容在XY軸上的分布變化，可計算出手指的位置。投射電容技術(shù)可應(yīng)用于多指觸控，也是蘋果iPhone和iPod采用模式。主要專利是在Synaptics和陞達手中。適用于小尺寸(4.3寸以下)觸控屏幕，10寸以上技術(shù)還在研發(fā)當(dāng)中。

    以現(xiàn)在使用最多的各類觸控術(shù)電阻式、表面電容式、紅外線、超音波、投射電容式和電磁式來比較，電阻式類似表面電容，接觸面和ITO中間隔著空間，以壓力變化來計算位置，去年市占率還有90%，今年與投射電容已出現(xiàn)消長，市占率低于80%，由于耐久性較差(低于200萬次)，且穿透率僅78~85%，市場正在消褪中。相較起來，投射電容可耐觸1,000萬次，穿透率高，今年市占突破20%。表面電容優(yōu)點為沒有尺寸限制，但貼合會產(chǎn)生泡泡問題。電磁式利用線圈磁場的變化來感測，優(yōu)點為耐觸超過2,000萬次，穿透率達100%，且無尺寸限制，但重量重且價格高。

    各個觸控技術(shù)有其優(yōu)缺點，也有最適應(yīng)用尺寸，現(xiàn)在超大(30~60寸)多采用紅外線式，15~22寸監(jiān)視器采電阻式。不過以實際使用行為來說，20寸以上是否人會在屏幕上點來點去？這倒不無疑問。中小尺寸目前則以電阻式和投射電容式應(yīng)用廣泛。

    觸控在行動裝置上的應(yīng)用

    手勢是觸控IC中很重要的技術(shù)開發(fā)內(nèi)容，從點到線到面，從0D到2D，不同的觸控痕跡，將會呈現(xiàn)不同的行為模式。因此，在投射電容技術(shù)中，除了絕對座標(biāo)以外，還要導(dǎo)入手勢碼，正確辨識與追蹤手跡(Trace)與多手指(Multi-finger)運動。

    手勢在不同的行動裝置各有其行為模式，像GPS、從下面打光上來的鍵盤、電子書、平板計算機、數(shù)碼相機、智能型手機等。手勢在不同行業(yè)的人身上又有其不同的行為模式，像警察、指揮家，每個人的手勢又有其特性。

    歸納出人的手勢大致為，2指上下意即上下翻頁，2指左右即左右翻頁，2指縮放為放大縮小，2指繞圈為左右旋轉(zhuǎn)，這些為基本手勢碼。其它還有一些進階的手勢碼，每家廠商會有不同的定義。

    絕對座標(biāo)與手勢碼的優(yōu)勝劣敗關(guān)系觸控IC的表現(xiàn)，現(xiàn)在大部分業(yè)者都使用軌跡座標(biāo)的方式，手勢碼投入的較少，然而軌跡座標(biāo)方式需做到完全客制化、由系統(tǒng)自行辨識，有CPU及人力資源浪費，頻寬受限和誤判率高的問題。相對的，手勢碼可完全由IC處理，提供較準(zhǔn)的手勢辨識，頻寬需求較低，系統(tǒng)負(fù)載較輕，且可進階使用多碼手勢組合。

    因此，手勢碼(On Chip Gesture Code)是觸控IC優(yōu)劣最重要的關(guān)鍵。

    觸控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)今面臨的問題

    在技術(shù)方面，髒污、手汗、灰塵、水漬和一些你連想都不愿意去想的東西，可能不時會出現(xiàn)在觸控屏幕上，這是技術(shù)會面臨的瓶頸。

    供應(yīng)鏈方面，誰是產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)者？是由像洋華這樣的感應(yīng)器陣列(Sensor Arra)y廠商，還是由觸控IC廠商？還是由系統(tǒng)廠商一一去采購組裝──這應(yīng)該是最不可行的方式。目前為止，產(chǎn)業(yè)由誰來主導(dǎo)還未形成共識。

    另外，Sensor Array也有多種方式F/F、F/G、G/G、內(nèi)嵌式�？刂艻C的來源、系統(tǒng)整合、專利等，都是關(guān)鍵問題。而最重要的價格仍是問題，因為價格還是太高。