觸控技術應用多樣化 走熱便攜式設備領域
發布時間:2012-04-18 來源:半導體器件應用網
中心議題:
- 主流觸控IC廠商產品特點及優勢
- 觸摸屏市場主流技術——投射式電容
- 觸屏觸控方式多樣化的創新應用
您是否注意到?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(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)的(de)熱(re)銷(xiao),帶(dai)動(dong)了(le)觸(chu)摸(mo)屏(ping)市(shi)場(chang)的(de)發(fa)展(zhan)。智(zhi)能(neng)移(yi)動(dong)終(zhong)端(duan)逐(zhu)漸(jian)開(kai)始(shi)向(xiang)中(zhong)低(di)端(duan)市(shi)場(chang)擴(kuo)散(san)。國(guo)內(nei)主(zhu)要(yao)廠(chang)商(shang)如(ru)華(hua)為(wei)等(deng)巨(ju)頭(tou)紛(fen)紛(fen)加(jia)碼(ma)搶(qiang)占(zhan)中(zhong)低(di)端(duan)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)這(zhe)個(ge)容(rong)量(liang)巨(ju)大(da)的(de)市(shi)場(chang)。業(ye)內(nei)預(yu)計(ji),2010年到2013年,手機觸摸屏的需求量複合增長率將達到22%,由目前的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、遊戲機、個人導航設備、guanggaojidenggeleichanpinzhong,yingyongshichangdeduoyanghuayeyaoqiuchukongjishugengjialinghuoduobian。youyuchukongjishudezhuyaozuoyongshitongguojianhuarenjijiaohulaitishengyonghutiyan,yinciduiyuchukongIC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
近日,德州儀器 (TI) 宣布推出基於 C5000™ 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製功能。
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 與超低功耗微控製器進行完美結合,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 性能將為微控製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 1.05 V 電壓下工作內核的總功耗低於0.15 mW/MHz,支持清晰音頻/語音 MP3 的編碼與解碼;MSP430G2452 微控製器可為各種低功耗應用提供 0.5 uA 的待機電流以及小於 1us 的喚醒時間;MSP430 微控製器電容式觸摸界麵有助於用戶控製音量,選擇曲目,錄製和回放音頻文件;集成型 LED 顯示屏、高速 USB 2.0 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 微控製器支持電容式觸摸按鈕、滑動條、滾輪以及近距離傳感器,開發人員無需創建複雜的觸摸傳感算法;得到完整的 OLED 用戶界麵與 MP3 錄製/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(biao)示(shi)。愛(ai)特(te)梅(mei)爾(er)的(de)技(ji)術(shu)解(jie)決(jue)了(le)顯(xian)示(shi)屏(ping)和(he)極(ji)端(duan)充(chong)電(dian)器(qi)噪(zao)聲(sheng)問(wen)題(ti),同(tong)時(shi)保(bao)持(chi)優(you)良(liang)的(de)響(xiang)應(ying)性(xing)和(he)線(xian)性(xing)度(du)。采(cai)用(yong)愛(ai)特(te)梅(mei)爾(er)的(de)方(fang)案(an),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)無(wu)需(xu)變(bian)更(geng)固(gu)件(jian)來(lai)適(shi)應(ying)特(te)定(ding)的(de)顯(xian)示(shi)屏(ping)、充電器或堆疊。“我們改進了手指跟蹤、對懸浮狀態的處理、以及更複雜的無意識觸摸抑製。”Jon Kiachian指出,“我們的方案支持用於平板電腦和智能電話的有源和無源手寫筆,並且適用於最新的移動操作係統。”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。

而台灣通泰積體電路公司[TonTouch™]
係列產品,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製等。
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麵均已超過了電阻式,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chu摸mo屏ping市shi場chang的de主zhu流liu技ji術shu目mu前qian正zheng從cong電dian阻zu式shi過guo渡du到dao電dian容rong式shi,投tou射she式shi電dian容rong是shi目mu前qian觸chu摸mo屏ping的de主zhu流liu技ji術shu,並bing且qie呈cheng結jie構gou多duo樣yang化hua。那na幺yao,如ru何he迎ying合he市shi場chang變bian化hua去qu規gui劃hua發fa展zhan?毫(hao)無(wu)疑(yi)問(wen),對(dui)於(yu)智(zhi)能(neng)電(dian)話(hua)和(he)平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)來(lai)說(shuo),電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)摸(mo)屏(ping)已(yi)成(cheng)為(wei)主(zhu)流(liu)的(de)用(yong)戶(hu)界(jie)麵(mian)技(ji)術(shu),並(bing)且(qie)迅(xun)速(su)應(ying)用(yong)於(yu)其(qi)它(ta)眾(zhong)多(duo)設(she)備(bei)類(lei)別(bie)中(zhong)。愛(ai)特(te)梅(mei)爾(er)一(yi)直(zhi)提(ti)供(gong)投(tou)射(she)式(shi)電(dian)容(rong)觸(chu)摸(mo)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),因(yin)此(ci)很(hen)好(hao)地(di)與(yu)此(ci)市(shi)場(chang)趨(qu)勢(shi)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)。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。”
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孟(meng)得(de)全(quan)則(ze)表(biao)示(shi),將(jiang)發(fa)展(zhan)更(geng)多(duo)指(zhi)的(de)應(ying)用(yong),還(hai)有(you)電(dian)容(rong)式(shi)在(zai)主(zhu)動(dong)式(shi)觸(chu)控(kong)筆(bi)方(fang)麵(mian)的(de)應(ying)用(yong),極(ji)細(xi)筆(bi)頭(tou)的(de)應(ying)用(yong),電(dian)磁(ci)和(he)電(dian)容(rong)合(he)並(bing)。配(pei)合(he)內(nei)嵌(qian)式(shi)的(de)發(fa)展(zhan)方(fang)向(xiang),如(ru)ON-CELL等。另外,發展單層ITO的應用,成本低,性能好。

瀚瑞微PIXCIR技術經理孟得全
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。台灣通泰積體電路公司TTP255/ TTP256應用於4.3吋以下的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,適用於一般的按鍵或音量調整等慢速的應用上. 是在4.3吋以下的ITO PANEL上最具有性價比優勢的方案。台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 100 PPS 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麵,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cun以yi上shang的de產chan品pin方fang麵mian,暫zan時shi光guang學xue影ying像xiang觸chu摸mo技ji術shu領ling先xian一yi些xie,但dan是shi未wei來lai在zai遊you戲xi和he大da尺chi寸cun高gao性xing能neng的de應ying用yong方fang麵mian還hai是shi會hui發fa展zhan有you很hen大da的de需xu求qiu,會hui推tui動dong電dian容rong式shi觸chu控kong在zai大da尺chi寸cun上shang的de發fa展zhan,如ruPIXCIR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吋以下的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,因此在用戶界麵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,市場也不斷湧現出更多的創新應用。對此,Jon Kiachian表示:“womenzhengshenghuozaiyigelianjiehulianwangdeshebeibilianjiehulianwangderengengduodeshidai,erqieyuelaiyueduodelianwangshebeijuyouchumogongneng。womendejiejuefanganyijingxianzhejiangdilezuizhongyonghuxinchanpindegonghao,tongshishixianlejibodexitong。zhezhongfazhanqushiyuqijianghuijiasu,bingqiejiangzaixiaofeidianqidaoqichehegongyexitongdemeijianchanpinzhong,kandaoxindetupoxingchumoyingyong。”
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做的界麵,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已和台灣廠商成功合作過,後續會繼續做ON-CELL,IN-CELL等。
而台灣通泰積體電路[TonTouch™] 係列產品將朝向既有產品低功耗 累積的優勢,繼續朝更多麵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 推動一些掌上遊戲機、觸摸滑動遊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幹擾。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。
在這方麵,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,這意味著設計人員製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。
對於通泰積體電路,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 低功耗模式下典型值2.5uA,非常熱銷於觸摸手表;
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 / 掌上型觸摸遊戲玩具熱銷;
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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並且能簡單的應用在自己的係統上。低功耗 Provides sleep mode for power saving request (<5uA@3V) , 低噪聲, 抗幹擾 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) 、平麵 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係列產品,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遊藝設備上的應用。
觸控科技將取代鼠標?
如今,觸摸技術已經越來越廣泛應用於消費類電子產品,如何將用戶複雜的控製動作轉變為直觀、便捷且可生產的體驗,是用戶界麵設計麵臨的終極挑戰。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已應用於移動設備,采用觸控屏幕來取代傳統界麵。對此,不同的人有不同的看法。
觸摸操控取代傳統的鼠標, 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於現在 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。”
mengdequanduicibiaoshi,chukongjishuyouqudaishubiaozhezhongqushi,danshiwanquantidaishubiaohaixuyaomanchangdeshijian,yinweizhebuguangshiyaokanchukongchanyedefazhan,haixuyaokanpeitaoderuanjianxitongdefazhan,biruhuaban,daxingyouxi,douxuyaojingzhundu,zhegexuyaochukongchanyeheruanjianchanyedepeihe,xuyaohenduoxindechuangxincainengwanquanqudaishubiao。
Jon Kiachian則認為,這取決於應用狀況,對於桌麵PCheyitihuashebei,youyuzuizhongyonghuyupingmudejuli,shubiaohenkenengrengranhuishizhuyaodeyonghujiemian。raner,zaibijibendiannaozhong,aitemeieryujishubiaojiangchengweiciyaodejiemian;而在更小的設備中,市場早已做出了選擇!
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