Windows 7已经在全球开始贩卖,其支持多点触控功能仍然是热门话题。多点触控技术能不能带动触控IC和面板产业的另一波商机?哪一种多点触控技术将会脱颖而出成为主流?在设计上有哪些关键?这些都是目前相关业界众所瞩目的焦点。
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禾瑞亚(EETI)业务处项目副理吴健毓 |
Windows 7让NB和Netbook有全新想象
禾瑞亚(EETI)业务处项目副理吴健毓表示,多点触控面板象征着用户接口不断革新的进展成果,也因此触控产业的发展前景也越来越值得期待。触控应用从军事、医疗开始逐渐发展到消费电子领域,Windows 7支持多点触控的特性,则让NB和Netbook的操作有了全新想象的样貌。根据禾瑞亚的预估,到2011~2012年,PND具备触控功能的比例将接近100%,GPS装置也有近75%,不过NB和数字相机支持触控的比例只有20%左右,其实还有许多成长空间。
从触控IC设计的定义上来看,多点触控(Multi-Touch)的技术要求,是要能辨别并提供触控点之间的真实坐标,而手势(Gesture)触控应用,触控IC则只需要辨别并提供2点相对位置即可。吴健毓认为,面板或系统厂商应该针对应用需求,设计优化的触控方案,并非一定要真实多点触控功能不可,例如GPS装置或是汽车导航设备,就可以两点手势触控功能为主。
无论是触控IC或是面板厂商,若需支持Windows 7多点触控功能,需要经过14项测试,最后才能取得微软的Win 7 卷标认证,这也是目前唯一可以依赖检验多点触控测试质量的标准,不过一些细节测试手法与设计变更也随着时间不断调整。目前微软在Windows 7支持多点触控应用的符合要求,暂时以满足两点触控即可。这些测试基本上可分为精确控制、高效能、无鬼影、可随时随地触控等4大要件。吴健毓表示,无论是单点或是双点触控,线性是最重要的核心,例如第一点触控时精确度所容许的偏移量不能超过2.5mm,第二点触控则不能超过5mm。
多点触控技术各有千秋 电极与材质大不同
目前支持Windows7多点触控功能的触控技术包括利用镜头的Surface技术、以CMOS感测光遮断为主的光学式(Optical)、电容导体的投射电容式(Projective Capacitive;PCAP)和压力式的模拟矩阵电阻式(Analog Matrix Resistive;AMR)这4种触控技术。表面声波式(Surface Acoustic Wave)和LED感测的红外线(Infra-red)触控技术则只能支持两点手势应用。
支持Win 7多点触控技术特性一览表:
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投射电容式(PCAP) |
模拟矩阵电阻式(AMR) |
光学式(Optical) |
导体 |
手指 |
触笔或手指 |
触笔或手指 |
透亮度(%) |
90~ |
75~85 |
90~ |
分辨率* |
2048×2048 |
2048×2048 |
约4096×4096 |
可靠度 |
佳 |
可改进 |
佳 |
价格 |
中 |
低 |
高 |
尺寸 |
7~21吋 |
10.1~11.6吋 |
19吋以上 |
缺点 |
只能以手(指)作为导体 |
无法满足全平面设计(可靠性不佳) |
尺寸较厚(精确度不足) |
数据源:禾瑞亚(EETI);整理:钟荣峯
:以禾瑞亚所开发韧体的规格为标准 |
吴健毓指出,光学式触控技术可以支持中大尺寸触控面板,由于不是直接触摸到面板产生触控效应,因此触控玻璃材质较不会有损耗问题,可广泛应用于All-in-One计算机和Surface table。不过由于光学触控面板需要在周边内嵌光学镜头,因此尺寸会较厚。而AMR与传统电阻式触控在结构上相当类似,玻璃基材上铺一层Dot Spacer,在电阻面板上进行以一片片方式蚀刻X轴和Y轴的ITO电极,有别于传统的4线式设计,其所蚀刻的channel术与面板尺寸呈正相关。AMR触控技术主要应用尺寸以10.1和11.6吋为主,15吋也没有问题,不过一般而言AMR触控面板的尺寸不会太大,因为AMR还是具有一般电阻式触控面板的问题,例如透旋光性不足、压力触控易损、表面无法铺加面板玻璃等。
至于投射电容技术主要以玻璃或是Film基材作为触控材质,在X轴与Y轴布设ITO电极,在构造上有许多方式,可能会以一层玻璃或 Film、两层玻璃和两层Film,分别去布设单面或双面X轴和Y轴的ITO电极,投射电容其所蚀刻的channel术也与面板尺寸呈正相关。有别于以往的表面电容技术,投射电容触控技术在降低噪声干扰的能力上显著提升,无须经过校正,没有抖动问题,触控精确度高。
投射电容面板玻璃外观相当平坦,可加上其他材质可抗刮而不易坏损,使用寿命大幅提升。此外投射电容触控面板玻璃材质厚度也可提高,就禾瑞亚自身经验来看,面板玻璃材质厚度在4mm以下,可确保Win 7要求的两点触控功能,4~10mm则可运作单点触控功能。值得注意的是,禾瑞亚在AMR和投射电容式触控技术上,采用藉由感测Z轴变化方式来达到感测精确触控点的效果,不过投射电容式的精确度因为特性关系还是比较高。
AMR触控朝10.1吋和11.6吋渗透 投射电容正在开花结果
触控IC厂商在设计初始,便需要从触控面板厂商哪里得知尺寸大小,以便提供最适合的ITO电极channel数建议值,再让触控面板厂商规划触控感测组件。吴健毓指出,同样是10.1吋和11.6吋,禾瑞亚在AMR触控X轴和Y轴ITO电极的建议值是20×12,投射电容的建议值则是33×19,15吋投射电容触控的ITO电极建议值则是46×34。这些触控IC设计都要兼顾面板厂商的空间考虑。至于在触控IC本身设计上,主要是以ASIC为主,主控制器外因应不同触控技术搭配接受I/O讯号的从控制器。
AMR触控技术正朝向10.1吋和11.6吋的触控面板领域渗透,而投射电容触控技术则在各类尺寸面板应用正在开花结果,禾瑞亚在这两大技术为主的ASIC产品,都有取得Win 7卷标认证。吴健毓强调,禾瑞亚所推出针对15吋投射电容触控面板所设计的ASIC,已经取得支持Win 7 多点触控的卷标认证,而17吋和19吋投射电容触控的ASIC也计划送测。禾瑞亚正在开发以投射电容和AMR技术为基础、可支持32吋触控面板的ASIC,预计在明年1月便可公布。此外,禾瑞亚也开发出藉由AP执行档、可使用单点触控手势达到两点触控功能的方案,吴健毓指出,AP执行档可定义单点触控26种手势以及两点触控8种手势,手势可与各种应用功能相互链接形成对应关系,用单点触控手势来达到两点触控功能所产生的应用效果。