原创 触控技术应用多样化 走热便携式设备领域

您是否注意到?技术的不断革新在改变着人们的交流方式、消费方式等，使其越来越便携、多元、高科技。技术的革新与人们的交互方式有着互相促进的作用。苹果等高端智能手机、平板电脑的热销，带动了触摸屏市场的发展。智能移动终端逐渐开始向中低端市场扩散。国内主要厂商如华为等巨头纷纷加码抢占中低端智能手机这个容量巨大的市场。业内预计，2010年到2013年，手机触摸屏的需求量复合增长率将达到22%，由目前的5.31亿片增长到2013年的9.65亿片。

而触控技术的应用也已经深入到手机、平板电脑、相机、电视机、游戏机、个人导航设备、广告机等各类产品中，应用市场的多样化也要求触控技术更加灵活多变。由于触控技术的主要作用是通过简化人机交互来提升用户体验，因此对于触控IC厂商来说，应用市场的需求是其发展相关技术的主要根基。

主流触控IC厂商产品特点及优势

近日，德州仪器 (TI) 宣布推出基于 C5000™ 超低功耗数字信号处理器 (DSP) 的音频电容式触摸 BoosterPack，可为微处理器应用实现各种新功能，支持清晰音频以及回放与录制功能。

TI 单内核处理器市场营销总监 Jon Beall 指出：“TI 将业界最低工作功耗 DSP 与超低功耗微控制器进行完美结合，可为音频应用实现最低功耗。除低功耗优势外，添加至已普及音频电容式触摸 BoosterPack 的实时 DSP 性能将为微控制器开发人员实现无限可能，帮助他们无需 DSP 编程便可充分利用高级 DSP 技术。”

音频电容式触摸 BoosterPack 的主要特性与优势：C553x 超低功耗 DSP 是业界总功耗最低的 DSP，在 1.05 V 电压下工作内核的总功耗低于0.15 mW/MHz，支持清晰音频/语音 MP3 的编码与解码;MSP430G2452 微控制器可为各种低功耗应用提供 0.5 uA 的待机电流以及小于 1us 的唤醒时间;MSP430 微控制器电容式触摸界面有助于用户控制音量，选择曲目，录制和回放音频文件;集成型 LED 显示屏、高速 USB 2.0 以及 SD/MMC 接口可增强用户体验;免费电容式触摸库可通过 MSP430 微控制器支持电容式触摸按钮、滑动条、滚轮以及近距离传感器，开发人员无需创建复杂的触摸传感算法;得到完整的 OLED 用户界面与 MP3 录制/回放软件库支持，可简化开发工作。

“所有功能和优点的最终目标都是解决至关重要的问题，为客户提供出色的触摸体验。”爱特梅尔触摸产品市场推广副总裁Jon Kiachian表示。爱特梅尔的技术解决了显示屏和极端充电器噪声问题，同时保持优良的响应性和线性度。采用爱特梅尔的方案，设计人员无需变更固件来适应特定的显示屏、充电器或堆叠。“我们改进了手指跟踪、对悬浮状态的处理、以及更复杂的无意识触摸抑制。”Jon Kiachian指出，“我们的方案支持用于平板电脑和智能电话的有源和无源手写笔，并且适用于最新的移动操作系统。”此外，爱特梅尔的方案具有业界最低功耗。上述因素也是爱特梅尔触摸解决方案能在前10大智能电话的触摸屏中占据8种的原因所在。

瀚瑞微的触控IC针对智能手机、平板电脑等便携式产品应用，也有自己产品的特点与优势。瀚瑞微PIXCIR技术经理孟得全表示，IC性能稳定，省电，划线效果好，报点率高，而且能做到5寸以上触控产品手指触控和笔触控兼容。

而台湾通泰积体电路公司[TonTouch™]

 

系列产品，主要应用为电容式触摸Touch Key ( Touch pad )，在上述产品的应用为 Power on/off key or其它 function key , 滑动或旋转大小音量控制等。

 

触摸屏市场主流技术——投射式电容

据NPD DisplaySearch 研究表明，投射式电容(Projected Capacitive)和电阻式(Resistive)在2010年分别占了40.6%和56.7%的出货比例。但根据2011年第四季度的调研结果，在手机和平板电脑导入与蓬勃出货的挹注之下，2011年投射式电容在出货与营收两方面均已超过了电阻式，成为消费性电子产品触控技术的主流。例如：2010年手机电阻式触控模块全年出货约为2.4亿片，但是根据2011年第四季度报告的统计，针对那些被调研的重点厂家的出货量累计估算仅约为1.3亿片左右;这显示出了电阻式的衰退趋势似乎已成了定局。

触摸屏市场的主流技术目前正从电阻式过渡到电容式，投射式电容是目前触摸屏的主流技术，并且呈结构多样化。那幺，如何迎合市场变化去规划发展?毫无疑问，对于智能电话和平板电脑来说，电容式触摸屏已成为主流的用户界面技术，并且迅速应用于其它众多设备类别中。爱特梅尔一直提供投射式电容触摸解决方案，因此很好地与此市场趋势保持一致。Jon Kiachian指出：“我们的方法是结合功能强大的电路和智能软件，实现触摸屏性能最大化，而这种方法很有效。”

孟得全则表示，将发展更多指的应用，还有电容式在主动式触控笔方面的应用，极细笔头的应用，电磁和电容合并。配合内嵌式的发展方向，如ON-CELL等。另外，发展单层ITO的应用，成本低，性能好。

 

瀚瑞微PIXCIR技术经理孟得全

 

目前最为流行的移动电脑尺寸是9.7与10.1英寸，其触摸传感器的每寸平均售价约为1美金到1.5美金之间。DisplaySearch预估触摸传感器的平均价格将会逐渐下降。台湾通泰积体电路公司TTP255/ TTP256应用于4.3吋以下的ITO PANEL上，为Charge Transfer 的方式及目前能用512KHz，扫描16KEY约需32mS及运算5mS加上一些判断上的处理时间，所以约40mS 报一次位置，REPORT RATE为25 PPS，适用于一般的按键或音量调整等慢速的应用上. 是在4.3吋以下的ITO PANEL上最具有性价比优势的方案。台湾通泰积体电路公司业务副总李政宗表示，今年下半年推出新版 IC更提升速率使得REPORT RATE可达 100 PPS 以上。

从单点触摸到多点触摸时代，红外触摸技术和光学影像触摸技术是不是中大尺寸触摸屏市场最具发展前途的技术?对此，孟得全认为，这个要看是在哪个方面，15’6寸以下的产品，还是以电容式为主，优势比较明显，目前在15’6寸以上的产品方面，暂时光学影像触摸技术领先一些，但是未来在游戏和大尺寸高性能的应用方面还是会发展有很大的需求，会推动电容式触控在大尺寸上的发展，如PIXCIR推出的32寸大型触控桌就是一个很好的例子，电容屏能让客户感受到更好的触控体验。

李政宗则表示，太多大型公司参与其中，故通泰积体电路将专注在 4.3吋以下的ITO PANEL上 , 提供最具有性价比优势的方案。

“现今的这些解决方案都有着严重的局限性，它们比较昂贵且不如其它替代方案可靠。”Jon Kiachian分析道，“且它们都不支持10指多点触摸应用，因此在用户界面市场上变得不再重要。”

触屏触控方式多样化的创新应用

随着触摸技术的不断提升，在触屏多样化和触控方式多样化上，市场也不断涌现出更多的创新应用。对此，Jon Kiachian表示：“我们正生活在一个连接互联网的设备比连接互联网的人更多的时代，而且越来越多的联网设备具有触摸功能。我们的解决方案已经显着降低了最终用户新产品的功耗，同时实现了极薄的系统。这种发展趋势预期将会加速，并且将在消费电器到汽车和工业系统的每件产品中，看到新的突破性触摸应用。”

目前PIXCIR已经成功的研发了极细笔头的电容笔，能做到极精准的触控操作。而且可以接受以碳代替ITO做的界面，实现手和笔的切换，使客户得到更强的应用体验效果。另外也可以和业界合作做内嵌式的产品，PIXCIR已和台湾厂商成功合作过，后续会继续做ON-CELL,IN-CELL等。

而台湾通泰积体电路[TonTouch™]

系列产品将朝向既有产品低功耗 累积的优势，继续朝更多面向的手持式产品应用发展(例如医疗产品：血压计 / 血糖计)和结合 ITO 和 LCM 推动一些掌上游戏机、触摸滑动游戏以及触摸遥控器等。另外朝向小家电要通过大水滴和更强的抗干扰。再深化产品，能依环境参数自我学习调整, 将触控自我调节为最佳化状态。

 

触控IC解决方案

目前的触控IC正向高准确度、低噪声、高精度、快速响应和低功耗等方向发展。

在这方面，爱特梅尔一直以来提供行业中性能最高、功耗最低的触摸解决方案。随着maXTouch S的推出，爱特梅尔再次提升了业界标准，提供更高的性能、远远领先的对显示屏和充电器的抗噪声能力、改进的无屏蔽传感器响应性、增强的无源手写笔线性度，以及业界最低功耗。总之，这意味着设计人员制作的最终产品可以更薄、更轻、更便宜，具有更快的响应速度和更长的运行时间，为用户带来丰富的触摸体验。

对于通泰积体电路，其TTP223/TTP223/TTP233 TonTouchTM 是触摸键检测IC，提供1个触摸键。触摸检测IC 低功耗 低功耗模式下典型值1.5uA，最大值3.0uA 和宽工作电压工作电压 2.0V~5.5V 是触摸键在DC和AC应用的特点。在电子磅秤上非常热销;

TTP224/TTP224N TonTouchTM IC则是一款使用电容式感应原理设计的触摸IC, 此款IC内建稳压电专为取代传统的机械结构开关或普通按键而设计.提供4个触摸输入端口及4个直接输出端口. 低功耗 低功耗模式下典型值2.5uA，非常热销于触摸手表;

而TTP229 TonTouchTM IC是一款使用电容感应式原理设计的触摸芯片。此芯片内建稳压电路，供触摸传感器使用。此芯片可以独立支持8个触摸键或16个触摸键.、低功耗、低功耗模式、16键模式下典型值2.5uA, 8键模式下典型值2.0uA。此产品目前在电子锁 / 掌上型触摸游戏玩具热销;

另外，TTP250 / TTP252 TonTouchTM 是一颗専为电容式触控1~8 个按键而作的低成本 OTP type 含特别设计的 Touch MCU。TTP250 TonTouchTM 提供直接输出方式，让使用者能够轻易的上手并且能简单的应用在自己的系统上。低功耗 Provides sleep mode for power saving request (<5uA@3V) , 低噪声, 抗干扰 都有得到客户很好的评价 此产品目前在小家电、厨卫产品、鼠标(触摸滑动取代Z轴滚轮) 、平面 LED TV、 Monitor 、 DVD 等 Touch key应用热销。

而作为全球第一家有能力支持到10寸以上投射电容式触摸屏的电容式触控IC设计公司，PIXCIR采用国内知名度较高的公司提供的MCU，共同合作开发出TANGO C系列产品，成功实现量产，获得很好的效果。另外在开发另一款芯片，发展大尺寸方案，能支持外挂MCU，同时发展多指应用在工业和大型游艺设备上的应用。

触控科技将取代鼠标?

如今，触摸技术已经越来越广泛应用于消费类电子产品，如何将用户复杂的控制动作转变为直观、便捷且可生产的体验，是用户界面设计面临的终极挑战。随着IPAD之类的平板便携电脑的推出，有相关预测：新输入模式将成为主流，触控科技可能取代鼠标，Windows 8与Mac OS XLion已应用于移动设备，采用触控屏幕来取代传统界面。对此，不同的人有不同的看法。

触摸操控取代传统的鼠标, 通泰积体电路已经先有量产第一代的鼠标(触摸滑动取代Z轴滚轮, 左右 Key 也改用触摸 ), 李政宗说：“将来结合传感加速器的触摸遥控器应用于现在 3网合一 TV 具备 IR / RF2.4GHz的 遥控器 ( 类似3D Air Mouse + Key board )正在积极规划开发。”

孟得全对此表示，触控技术有取代鼠标这种趋势，但是完全替代鼠标还需要漫长的时间，因为这不光是要看触控产业的发展，还需要看配套的软件系统的发展，比如画板，大型游戏，都需要精准度，这个需要触控产业和软件产业的配合，需要很多新的创新才能完全取代鼠标。

Jon Kiachian则认为，这取决于应用状况，对于桌面PC和一体化设备，由于最终用户与屏幕的距离，鼠标很可能仍然会是主要的用户界面。然而，在笔记本电脑中，爱特梅尔预计鼠标将成为次要的界面;而在更小的设备中，市场早已做出了选择!