觸控技術(shù)與行動方案解析及產(chǎn)業(yè)面臨問題

【導(dǎo)讀：目前，在人機(jī)介面方面，已經(jīng)發(fā)展出來的技術(shù)包括鍵盤(這是很成熟的技術(shù)，不易被取代)，還有形式的辨識像是書寫、指紋、眼球，人工智慧(十分高深不易工業(yè)化)，滑鼠、觸控點(diǎn)、觸控板、觸控鍵、搖桿、觸控螢?zāi)?、軌跡球、滾輪等，或許未來還有其他介面。然而，這么多方案是否解決了人機(jī)介面的問題，或者在這些方案中，究竟哪一項是最佳選擇? 】

人與機(jī)之間似乎有一個失落的世界，讓兩者之間的溝通出了問題，觸控技術(shù)將這失落的世界填補(bǔ)起來。不過事實上，觸控并不是蘋果發(fā)明的，而是一個有30年歷史的老技術(shù)，只是蘋果的強(qiáng)大行銷功力將觸控推升上人機(jī)介面的舞臺中央。

升達(dá)科技董事長林招慶在「DTF行動技術(shù)與設(shè)計論壇」中，介紹了各種人機(jī)介面的發(fā)展歷史，電容式觸控技術(shù)與其他觸控技術(shù)的特性優(yōu)劣。同時也詳細(xì)闡述觸控IC中的要素，像是手勢碼，并討論現(xiàn)今觸控產(chǎn)業(yè)面臨的問題。

人機(jī)介面有幾個要素一定要掌握，即是自然、簡單(當(dāng)然，自然一定是簡單的)、信賴性高，并且便宜(最好是免費(fèi))。我們都需要和機(jī)器對話，但要如何溝通?

截至目前為止，在人機(jī)介面方面，已經(jīng)發(fā)展出來的技術(shù)包括鍵盤(這是很成熟的技術(shù)，不易被取代)，還有形式的辨識像是書寫、指紋、眼球，人工智慧(十分高深不易工業(yè)化)，滑鼠、觸控點(diǎn)、觸控板、觸控鍵、搖桿、觸控螢?zāi)?、軌跡球、滾輪等，或許未來還有其他介面。然而，這么多方案是否解決了人機(jī)介面的問題，或者在這些方案中，究竟哪一項是最佳選擇?

在手持裝置中，觸控螢?zāi)?、搖桿、觸控鍵和手寫是較普遍的選擇。桌上型和筆記型電腦則以鍵盤/滑鼠、觸控板、觸控鍵和軌跡球為主。工業(yè)電腦領(lǐng)域則采用觸控鍵、觸控螢?zāi)缓陀|控板。這些選擇是最佳方案還是不得不然?

觸控感測技術(shù)

首先介紹表面電容技術(shù)，原理為感測器放置于4個角，由交錯的電場涵蓋表面，若有手指接觸會造成電場改變。問題在于手指接觸的點(diǎn)往往太大，涵蓋了好幾個畫素，不易定義，而且2只手會讓電場亂掉，所以無法做多點(diǎn)觸控。

投射電容技術(shù)是用2層互相獨(dú)立的電場，且為鉆石形狀XY軸交錯覆蓋表面，當(dāng)手指接觸時會引發(fā)接觸區(qū)塊的電容改變，掃描電容在XY軸上的分布變化，可計算出手指的位置。投射電容技術(shù)可應(yīng)用于多指觸控，也是蘋果iPhone和iPod采用模式。主要專利是在Synaptics和升達(dá)手中。適用于小尺寸(4.3吋以下)觸控螢?zāi)唬?0吋以上技術(shù)還在研發(fā)當(dāng)中。

以現(xiàn)在使用最多的各類觸控術(shù)電阻式、表面電容式、紅外線、超音波、投射電容式和電磁式來比較，電阻式類似表面電容，接觸面和ITO中間隔著空間，以壓力變化來計算位置，去年市占率還有90%，今年與投射電容已出現(xiàn)消長，市占率低于80%，由于耐久性較差(低于200萬次)，且穿透率僅78~85%，市場正在消褪中。相較起來，投射電容可耐觸1,000萬次，穿透率高，今年市占突破20%。表面電容優(yōu)點(diǎn)為沒有尺寸限制，但貼合會產(chǎn)生泡泡問題。電磁式利用線圈磁場的變化來感測，優(yōu)點(diǎn)為耐觸超過2,000萬次，穿透率達(dá)100%，且無尺寸限制，但重量重且價格高。

各個觸控技術(shù)有其優(yōu)缺點(diǎn)，也有最適應(yīng)用尺寸，現(xiàn)在超大(30~60吋)多采用紅外線式，15~22吋監(jiān)視器采電阻式。不過以實際使用行為來說，20吋以上是否人會在螢?zāi)簧宵c(diǎn)來點(diǎn)去?這倒不無疑問。中小尺寸目前則以電阻式和投射電容式應(yīng)用廣泛。

觸控在行動裝置上的應(yīng)用

手勢是觸控IC中很重要的技術(shù)開發(fā)內(nèi)容，從點(diǎn)到線到面，從0D到2D，不同的觸控痕跡，將會呈現(xiàn)不同的行為模式。因此，在投射電容技術(shù)中，除了絕對座標(biāo)以外，還要導(dǎo)入手勢碼，正確辨識與追蹤手跡(Trace)與多手指(Multi-finger)運(yùn)動。

手勢在不同的行動裝置各有其行為模式，像GPS、從下面打光上來的鍵盤、電子書、平板電腦、數(shù)位相機(jī)、智慧型手機(jī)等。手勢在不同行業(yè)的人身上又有其不同的行為模式，像警察、指揮家，每個人的手勢又有其特性。

歸納出人的手勢大致為，2指上下意即上下翻頁，2指左右即左右翻頁，2指縮放為放大縮小，2指繞圈為左右旋轉(zhuǎn)，這些為基本手勢碼。其他還有一些進(jìn)階的手勢碼，每家廠商會有不同的定義。

絕對座標(biāo)與手勢碼的優(yōu)勝劣敗關(guān)系觸控IC的表現(xiàn)，現(xiàn)在大部分業(yè)者都使用軌跡座標(biāo)的方式，手勢碼投入的較少，然而軌跡座標(biāo)方式需做到完全客制化、由系統(tǒng)自行辨識，有CPU及人力資源浪費(fèi)，頻寬受限和誤判率高的問題。相對的，手勢碼可完全由IC處理，提供較準(zhǔn)的手勢辨識，頻寬需求較低，系統(tǒng)負(fù)載較輕，且可進(jìn)階使用多碼手勢組合。

因此，手勢碼(On Chip Gesture Code)是觸控IC優(yōu)劣最重要的關(guān)鍵。

觸控產(chǎn)業(yè)現(xiàn)今面臨的問題

在技術(shù)方面，臟污、手汗、灰塵、水漬和一些你連想都不愿意去想的東西，可能不時會出現(xiàn)在觸控螢?zāi)簧?，這是技術(shù)會面臨的瓶頸。

供應(yīng)鏈方面，誰是產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)者?是由像洋華這樣的感應(yīng)器陣列(Sensor Arra)y廠商，還是由觸控IC廠商?還是由系統(tǒng)廠商一一去采購組裝──這應(yīng)該是最不可行的方式。目前為止，產(chǎn)業(yè)由誰來主導(dǎo)還未形成共識。

另外，Sensor Array也有多種方式F/F、F/G、G/G、內(nèi)嵌式?？刂艻C的來源、系統(tǒng)整合、專利等，都是關(guān)鍵問題。而最重要的價格仍是問題，因為價格還是太高。