前言

      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。

1 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他物体触摸其表面，即产生声波的断缺医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，解析度差。

（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他的触控技术。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。

表1：触控技术特性对比表

 

2.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和矽统（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基本上是专著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则主要专著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。

        多年的发展，各家在专利上的布局已使这个产业到处都是专利的陷阱。单就投射电容面板之专利就有100多种，使后来者几乎没有插手的余地。目前投射电容技术主要专利掌握在Synaptics ，Apple 等少数几家手上。

  表2：一些专利的统计数据

         在电容触控IC产业中，由于产业链和技术尚处于完善阶段，有太多的问题需要解决。要想在电容触摸产业有所作为，必须处理好以下几点：

（1）专利的束缚。要想在电容触摸领域大展拳脚，就必须突破专利的束缚。专利就像一把双刃剑，既保护了原创者又限制了行业的发展，使后来者难以施展。包括IC设计专利，算法专利，手势专利等。

（2） 芯片设计能力。触控IC芯片技术涉及数学、光学、化学、电子学和计算机等多个学科，是投射电容触摸屏技术的核心。投射电容触摸屏需要一颗独立的IC来探测相关数据，同时大多需要一颗独立的MCU来处理相关数据。其门槛极高，若无相当的研发实力，恐难再短期内完成。其主要难度在于其信号处理，噪声处理，解析度处理，A/D转换，算法等方面。其结果往往是Demo容易，量产困难。没有长期的技术累计是无法克服产品稳定性的问题。另外，触控IC变得越来越雷同，差异化就很重要。Pixcir的IC除具有通常的电容触控IC的功能之外，还具有独特的压力识别功能。

3. 多点技术。自从iPhone有了多点的应用，此功能已经成为电容触摸屏的必备功能。此功能对IC的要求极高，特别是要克服鬼点（Ghost）影响，就要求IC能够识别并提供多点的绝对坐标值。就多点而言，目前只有投射电容触摸技术和红外线技术可以识别多点并分别占据中小尺寸和大尺寸的市场。未来具有多点应用功能的投射电容式触控屏更有希望通吃大、中、小尺寸市场。

3  Pixcir的多点触控解决方案

        在对Windows 7的布局上，Pixcir提出了自己的方案，依据Pixcir的方案开发的触摸屏获得了Microsoft Windows7的认证。为Pixcir进军该领域扫清了障碍。

图1  大尺寸原理图

图2 软件系统图

        如图1所示，Tango S（触控Sensor IC）的数量可以根据触摸屏尺寸的大小而增减。Tango S将采集到的数据通过SPI的格式传输给MCU，其扫描速率最高可以达到30K/S。MCU 接收到数据之后通过自己的软件计算和处理相关数据，并将处理好的数据向主机报告，如图2。在噪声处理方面，除了拥有自己独特的算......