Windows 7已經在全球開始販售,其支援多點觸控功能仍然是熱門話題。多點觸控技術能不能帶動觸控IC和面板產業的另一波商機?哪一種多點觸控技術將會脫穎而出成為主流?在設計上有哪些關鍵?這些都是目前相關業界眾所矚目的焦點。
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禾瑞亞(EETI)業務處專案副理吳健毓 |
Windows 7讓NB和Netbook有全新想像
禾瑞亞(EETI)業務處專案副理吳健毓表示,多點觸控面板象徵著使用者介面不斷革新的進展成果,也因此觸控產業的發展前景也越來越值得期待。觸控應用從軍事、醫療開始逐漸發展到消費電子領域,Windows 7支援多點觸控的特性,則讓NB和Netbook的操作有了全新想像的樣貌。根據禾瑞亞的預估,到2011~2012年,PND具備觸控功能的比例將接近100%,GPS裝置也有近75%,不過NB和數位相機支援觸控的比例只有20%左右,其實還有許多成長空間。
從觸控IC設計的定義上來看,多點觸控(Multi-Touch)的技術要求,是要能辨別並提供觸控點之間的真實座標,而手勢(Gesture)觸控應用,觸控IC則只需要辨別並提供2點相對位置即可。吳健毓認為,面板或系統廠商應該針對應用需求,設計最佳化的觸控方案,並非一定要真實多點觸控功能不可,例如GPS裝置或是汽車導航設備,就可以兩點手勢觸控功能為主。
無論是觸控IC或是面板廠商,若需支援Windows 7多點觸控功能,需要經過14項測試,最後才能取得微軟的Win 7 標籤認證,這也是目前唯一可以依賴檢驗多點觸控測試品質的標準,不過一些細節測試手法與設計變更也隨著時間不斷調整。目前微軟在Windows 7支援多點觸控應用的符合要求,暫時以滿足兩點觸控即可。這些測試基本上可分為精確控制、高效能、無鬼影、可隨時隨地觸控等4大要件。吳健毓表示,無論是單點或是雙點觸控,線性是最重要的核心,例如第一點觸控時精確度所容許的偏移量不能超過2.5mm,第二點觸控則不能超過5mm。
多點觸控技術各有千秋 電極與材質大不同
目前支援Windows7多點觸控功能的觸控技術包括利用鏡頭的Surface技術、以CMOS感測光遮斷為主的光學式(Optical)、電容導體的投射電容式(Projective Capacitive;PCAP)和壓力式的類比矩陣電阻式(Analog Matrix Resistive;AMR)這4種觸控技術。表面聲波式(Surface Acoustic Wave)和LED感測的紅外線(Infra-red)觸控技術則只能支援兩點手勢應用。
支援Win 7多點觸控技術特性一覽表:
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投射電容式(PCAP) |
類比矩陣電阻式(AMR) |
光學式(Optical) |
導體 |
手指 |
觸筆或手指 |
觸筆或手指 |
透光度(%) |
90~ |
75~85 |
90~ |
解析度* |
2048×2048 |
2048×2048 |
約4096×4096 |
可靠度 |
佳 |
可改進 |
佳 |
價格 |
中 |
低 |
高 |
尺寸 |
7~21吋 |
10.1~11.6吋 |
19吋以上 |
缺點 |
只能以手(指)作為導體 |
無法滿足全平面設計(可靠性不佳) |
尺寸較厚(精確度不足) |
資料來源:禾瑞亞(EETI);整理:鍾榮峯
:以禾瑞亞所開發韌體的規格為標準 |
吳健毓指出,光學式觸控技術可以支援中大尺寸觸控面板,由於不是直接觸摸到面板產生觸控效應,因此觸控玻璃材質較不會有損耗問題,可廣泛應用於All-in-One電腦和Surface table。不過由於光學觸控面板需要在周邊內嵌光學鏡頭,因此尺寸會較厚。而AMR與傳統電阻式觸控在結構上相當類似,玻璃基材上鋪一層Dot Spacer,在電阻面板上進行以一片片方式蝕刻X軸和Y軸的ITO電極,有別於傳統的4線式設計,其所蝕刻的channel術與面板尺寸呈正相關。AMR觸控技術主要應用尺寸以10.1和11.6吋為主,15吋也沒有問題,不過一般而言AMR觸控面板的尺寸不會太大,因為AMR還是具有一般電阻式觸控面板的問題,例如透光性不足、壓力觸控易損、表面無法鋪加面板玻璃等。
至於投射電容技術主要以玻璃或是Film基材作為觸控材質,在X軸與Y軸佈設ITO電極,在構造上有許多方式,可能會以一層玻璃或 Film、兩層玻璃和兩層Film,分別去佈設單面或雙面X軸和Y軸的ITO電極,投射電容其所蝕刻的channel術也與面板尺寸呈正相關。有別於以往的表面電容技術,投射電容觸控技術在降低雜訊干擾的能力上顯著提升,無須經過校正,沒有抖動問題,觸控精確度高。
投射電容面板玻璃外觀相當平坦,可加上其他材質可抗刮而不易壞損,使用壽命大幅提昇。此外投射電容觸控面板玻璃材質厚度也可提高,就禾瑞亞自身經驗來看,面板玻璃材質厚度在4mm以下,可確保Win 7要求的兩點觸控功能,4~10mm則可運作單點觸控功能。值得注意的是,禾瑞亞在AMR和投射電容式觸控技術上,採用藉由感測Z軸變化方式來達到感測精確觸控點的效果,不過投射電容式的精確度因為特性關係還是比較高。
AMR觸控朝10.1吋和11.6吋滲透 投射電容正在開花結果
觸控IC廠商在設計初始,便需要從觸控面板廠商哪裡得知尺寸大小,以便提供最適合的ITO電極channel數建議值,再讓觸控面板廠商規劃觸控感測元件。吳健毓指出,同樣是10.1吋和11.6吋,禾瑞亞在AMR觸控X軸和Y軸ITO電極的建議值是20×12,投射電容的建議值則是33×19,15吋投射電容觸控的ITO電極建議值則是46×34。這些觸控IC設計都要兼顧面板廠商的空間考量。至於在觸控IC本身設計上,主要是以ASIC為主,主控制器外因應不同觸控技術搭配接受I/O訊號的從控制器。
AMR觸控技術正朝向10.1吋和11.6吋的觸控面板領域滲透,而投射電容觸控技術則在各類尺寸面板應用正在開花結果,禾瑞亞在這兩大技術為主的ASIC產品,都有取得Win 7標籤認證。吳健毓強調,禾瑞亞所推出針對15吋投射電容觸控面板所設計的ASIC,已經取得支援Win 7 多點觸控的標籤認證,而17吋和19吋投射電容觸控的ASIC也計畫送測。禾瑞亞正在開發以投射電容和AMR技術為基礎、可支援32吋觸控面板的ASIC,預計在明年1月便可公佈。此外,禾瑞亞也開發出藉由AP執行檔、可使用單點觸控手勢達到兩點觸控功能的方案,吳健毓指出,AP執行檔可定義單點觸控26種手勢以及兩點觸控8種手勢,手勢可與各種應用功能相互連結形成對應關係,用單點觸控手勢來達到兩點觸控功能所產生的應用效果。