[導讀]【導讀】電容性觸控市場需要高整合度解決方案
隨著iPhone、iPod采用多點觸控技術，讓手機的使用界面出現(xiàn)了革命性的設計沖擊。至于實現(xiàn)這種嶄新界面控制的背后功臣，正是投射電容式觸控技術，為了探討此一新興技術
【導讀】電容性觸控市場需要高整合度解決方案
隨著iPhone、iPod采用多點觸控技術，讓手機的使用界面出現(xiàn)了革命性的設計沖擊。至于實現(xiàn)這種嶄新界面控制的背后功臣，正是投射電容式觸控技術，為了探討此一新興技術的發(fā)展趨勢，在2009 Computex期間由Digitimes所主辦的「行動技術與設計論壇」中，特邀請微控制器設計和制造大廠Atmel觸控產(chǎn)品營銷主任George East擔任講師，分享最新的市場及技術信息。
George在論壇中首先指出，在過去，為了進行輸入控制，手機在機構設計上往往需要讓出許多空間給機械性的按鍵，機殼的厚度也無法做薄。然而，采用電容式觸控技術能夠實現(xiàn)手指觸控控制的輸入方式，而且可以讓屏幕變大、機殼變薄，進而讓設計感及使用性更佳。這種直覺式的輸入界面已成為難抵擋的潮流，未來在筆電及計算機屏幕、汽車多媒體及導航設備、家電及消費性電子產(chǎn)品中，都可望采用多點觸控的新界面。
目前市場上存在多種觸控技術，如電阻式、光學式、音波式、影像感測式等，但對于小尺寸或中小尺寸面板的消費性產(chǎn)品來說，相較于投射電容式都存在一些限制，例如功耗、準確性、成本等。若要達成真實的多點觸控應用，投射電容式更是首選的技術，因此，George指出，在未來幾年中，此技術可望普遍的被市場所采用。
目前市場上采用的第一代投射電容式技術為自電容（self capacitance）的觸控技術，它只能提供二點觸控，而且無法做到更多樣的觸控應用功能。隨著多點觸控的應用被市場所接受，用戶對觸控功能的期待不斷提升，George認為，未來自電容性技術將會被矩陣式的觸控技術所取代。不過，由于矩陣式觸控技術在感測布線上相當困難，多數(shù)廠商仍無法提供成熟的技術。
針對前瞻性的矩陣式技術觸控技術，Atmel發(fā)展出整合性的電容性觸控屏幕技術maXTouch。George指出，maXTouch在電容觸控的硬件引擎部分，采用獨特的電荷轉移QMatrix量測技術，可以提供非常理想的觸控感測資料；同時整合了高效能的微控制器后處理技術，能夠進一步提供準確的座標資料，以及高階的功能特性；不僅如此，maXTouch技術具有彈性及延展性，例如更大的面板需要更多的偵測點和更聰明的處理能力，才能維持良好的表現(xiàn)，maxTouch可滿足這樣的需求。
此外，maxTouch還可識別和報告用戶的手勢如放大、旋轉、撥控和點擊，而其片上形狀識別（shape recognition）能力還可導出其它更復雜的功能。藉著獨特的耳觸、臉觸、掌觸排除算法，更可檢測和拒絕不經(jīng)意的觸控動作。
maXTouch還能夠非?？焖俚貙⒂|控位置報告給主機，這意味著不會影響用戶使用先進功能如手寫識別的速度。maXTouch技術還可報告「觸點的尺寸大小」和「線條的寬度」，可望成為第一款能夠識別手寫筆和指甲二種觸控輸入媒介的電容性觸控技術解決方案。
Atmel首款采用maXTouch技術的單芯片產(chǎn)品，將采用超薄5x5mm BGA封裝，可讓客戶建構出極薄的高性能觸控屏幕產(chǎn)品。高整合度maXTouch解決方案僅需3個旁路電容器即可構成完整的感測解決方案，與通常需要25至40個外部組件的現(xiàn)有解決方案相比，明顯地節(jié)省下許多電路板空間。
maXTouch技術直接以觸控屏幕市場的核心為焦點，適用于那些為廣泛的終端產(chǎn)品市場包括手機、小筆電、打印機、GPS、可攜式媒體播放器、數(shù)碼相機和POS終端等構建觸控屏幕解決方案的客戶。
而從手機開始，更便利的觸控界面也將會延伸到Netbook、Notebook、PC顯示器、打印機、GPS、可攜式媒體播放器、數(shù)碼相機和POS終端等各個市場領域。在此一市場態(tài)勢下，電容性觸控面板解決方案會是電子產(chǎn)業(yè)成長最快的領域之一。
不過，George也指出，未來在應用上會要求具備更佳的可用性，例如可用手指、被動式觸控筆、指甲等來觸控控制；此外，也需要極快的反應速度以及優(yōu)越的線性度等表現(xiàn)。當然，在成本上要能更低，而軟件界面要更通用，建置上則要更容易。更重要的是，未來需要的是高度整合的解決方案，才能讓產(chǎn)品快速的上市，并提供可靠好用的操作功能。
George在論壇中首先指出，在過去，為了進行輸入控制，手機在機構設計上往往需要讓出許多空間給機械性的按鍵，機殼的厚度也無法做薄。然而，采用電容式觸控技術能夠實現(xiàn)手指觸控控制的輸入方式，而且可以讓屏幕變大、機殼變薄，進而讓設計感及使用性更佳。這種直覺式的輸入界面已成為難抵擋的潮流，未來在筆電及計算機屏幕、汽車多媒體及導航設備、家電及消費性電子產(chǎn)品中，都可望采用多點觸控的新界面。
目前市場上存在多種觸控技術，如電阻式、光學式、音波式、影像感測式等，但對于小尺寸或中小尺寸面板的消費性產(chǎn)品來說，相較于投射電容式都存在一些限制，例如功耗、準確性、成本等。若要達成真實的多點觸控應用，投射電容式更是首選的技術，因此，George指出，在未來幾年中，此技術可望普遍的被市場所采用。
目前市場上采用的第一代投射電容式技術為自電容（self capacitance）的觸控技術，它只能提供二點觸控，而且無法做到更多樣的觸控應用功能。隨著多點觸控的應用被市場所接受，用戶對觸控功能的期待不斷提升，George認為，未來自電容性技術將會被矩陣式的觸控技術所取代。不過，由于矩陣式觸控技術在感測布線上相當困難，多數(shù)廠商仍無法提供成熟的技術。
針對前瞻性的矩陣式技術觸控技術，Atmel發(fā)展出整合性的電容性觸控屏幕技術maXTouch。George指出，maXTouch在電容觸控的硬件引擎部分，采用獨特的電荷轉移QMatrix量測技術，可以提供非常理想的觸控感測資料；同時整合了高效能的微控制器后處理技術，能夠進一步提供準確的座標資料，以及高階的功能特性；不僅如此，maXTouch技術具有彈性及延展性，例如更大的面板需要更多的偵測點和更聰明的處理能力，才能維持良好的表現(xiàn)，maxTouch可滿足這樣的需求。
此外，maxTouch還可識別和報告用戶的手勢如放大、旋轉、撥控和點擊，而其片上形狀識別（shape recognition）能力還可導出其它更復雜的功能。藉著獨特的耳觸、臉觸、掌觸排除算法，更可檢測和拒絕不經(jīng)意的觸控動作。
maXTouch還能夠非?？焖俚貙⒂|控位置報告給主機，這意味著不會影響用戶使用先進功能如手寫識別的速度。maXTouch技術還可報告「觸點的尺寸大小」和「線條的寬度」，可望成為第一款能夠識別手寫筆和指甲二種觸控輸入媒介的電容性觸控技術解決方案。
Atmel首款采用maXTouch技術的單芯片產(chǎn)品，將采用超薄5x5mm BGA封裝，可讓客戶建構出極薄的高性能觸控屏幕產(chǎn)品。高整合度maXTouch解決方案僅需3個旁路電容器即可構成完整的感測解決方案，與通常需要25至40個外部組件的現(xiàn)有解決方案相比，明顯地節(jié)省下許多電路板空間。
maXTouch技術直接以觸控屏幕市場的核心為焦點，適用于那些為廣泛的終端產(chǎn)品市場包括手機、小筆電、打印機、GPS、可攜式媒體播放器、數(shù)碼相機和POS終端等構建觸控屏幕解決方案的客戶。
而從手機開始，更便利的觸控界面也將會延伸到Netbook、Notebook、PC顯示器、打印機、GPS、可攜式媒體播放器、數(shù)碼相機和POS終端等各個市場領域。在此一市場態(tài)勢下，電容性觸控面板解決方案會是電子產(chǎn)業(yè)成長最快的領域之一。
不過，George也指出，未來在應用上會要求具備更佳的可用性，例如可用手指、被動式觸控筆、指甲等來觸控控制；此外，也需要極快的反應速度以及優(yōu)越的線性度等表現(xiàn)。當然，在成本上要能更低，而軟件界面要更通用，建置上則要更容易。更重要的是，未來需要的是高度整合的解決方案，才能讓產(chǎn)品快速的上市，并提供可靠好用的操作功能。
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