当今触摸屏被广泛应用于手机、GPS、PMP、数码相机等手持设备领域;未来在Windows 7的推动下,带触控功能的笔记本电脑会快速增加。多点触控功能因能支持更多的手势和便于操作,将成为触控屏发展的技术方向。因此,支持多点功能的触控屏将拥有光明的未来。
一、市场上主流触控技术
主流的触控技术主要有电阻式、投射电容式、表面电容式、表面声波式、红外式、电磁式,其中以电阻式和投射电容式为主。
1、电阻式
触控屏占据触控市场80%以上的份额,手机类触摸屏多为此类产品。其原理是由压力接通上下两层电路,以电阻分布来决定触摸点的位置。主要有四线,五线,六线,七线,八线等品种;以四线五线最为普及。电阻式技术制程简单,产业链成熟,上下游结合完整。但是电阻式触摸屏存在不支持多点,寿命比较短,透过率较差等缺点。
2、 投射电容式
投射电容触控屏约占15%的触控市场份额,为最具前景的触控技术,应用于iPhone等高端智能手机中。投射电容式技术是将上下电极细分成XY交叉矩阵作为感应单元,当手指触摸时通过对XY轴的扫描可以侦测到电容的变化,进而计算其位置所在。它的优点恰好弥补了电阻式的缺点,支持多点、寿命长、通透率高。目前,产业链尚不完善,价格偏高;某些技术环节还有待成熟。
3、表面电容
表面电容主要在触控面板表面四角分布四个感应电极,其原理和电阻式是异曲同工,只不过使用电容而非电阻作为检测触摸位置的检测单元。主要应用于中大尺寸。其技术门槛相对较低,但无法实现多点的检测,且存在枕形失真现象。
4、表面声波式
主要用于大尺寸,如ATM、公共信息亭等。其原理是利用声波发生器在玻璃表面形成均匀的表面声波,当其表面有手指或其它物体触摸其表面,即产生声波的断缺依此来计算触摸的位置。其缺点是成本高,系统整合不易。且一定要保持表面的清洁。
5、红外线
主要应用于大尺寸,可以实现多点触控。其原理是在玻璃表面的X轴一侧安装红外发射装置,与之对面安装红外接受装置,Y轴同理。当红外线被触摸物体阻隔时即可以计算出触摸物体的位置。但是其功耗极高,分辨率差。
6、电磁式
目前主要应用于手写板。其原理是通过一个特殊的电磁笔与感应表面做触控而计算电磁笔在感应表面的行走轨迹。触摸物体一定时电磁笔,这是他的一个缺点,一旦电磁笔丢失,则其无法工作。
当然除了以上几种技术之外还有其它的触控技术。如光学成像,内嵌光检测技术等,但是由于各种各样的原因其很难在市场上难觅踪迹。
电阻式 |
表面电容式 |
红外线 |
超声波 |
投射电容式 |
电磁 | |
触控设备 |
手、笔等 |
手 |
手、软性物质 |
手 |
手或带电物体 |
电磁笔 |
多点触摸 |
X |
X |
ü |
X |
ü |
X |
价格 |
1 |
4 |
3 |
3 |
2 |
5 |
适合尺寸 |
<26” |
无限制 |
>17” |
8~32” |
<19 |
无限制 |
寿命 |
<200万次 |
>1000万次 |
>1000万次 |
>1000万次 |
>1000万次 |
<2000万次 |
透过率 |
78%~85% |
~90% |
100% |
X |
85%~90% |
100% |
防水 |
ü |
ü |
X |
X |
ü |
ü |
重量 |
轻 |
轻 |
重 |
重 |
轻 |
重 |
反应速度 |
慢 |
快 |
快 |
慢 |
快 |
快 |
表1 触控技术特性对比表
二、投射电容IC供应商及其方案
鉴于iPhone和Windows 7的效应,电容触控技术及其应用产品风生水起,引来众多淘金者。仅2008年喊出要开发电容触控产品的供货商就有40余家,由于专利和技术壁垒,时至今日能够真正出货者却寥寥无几。比较成熟的IC供应商主要有早期介入的Broadcom、Synaptics、ALPS和Elan;稍后的Cypress、Melfas和收购Quantum的ATMEL;再加上市场新贵Pixcir和硅统(SIS)。
依据这几家的方案,总体来讲分为两大阵营,其一是ASIC方案,其二MCU方案。其中Synaptics是ASIC方案的代表,而Cypress和Elan、Pixcir则是采用MCU方案。在方案应用上各家也是各有侧重:Synaptics Elan基本上是专注于笔记本和便携消费电子领域,它要求电容触摸技术的特点是高分辨率,支持手写输入。可实现全屏触摸,及其按键功能甚至多点触摸等功能。而Cypress、MELFAS等厂商方案则更加广泛,他们即有针对消费电子的方案,也有针对少按键的方案。Pixcir则主要专注于最高端的多点大尺寸触摸屏领域,在手机,PDA,NB 等消费电子领域默默耕耘。
(详细文章请看《国际光电与显示》)
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