消费电子发展新驱动——触控技术

引言

　　虽然多点触控技术始于上世纪80年代，但真正走入大众生活却源于2007年苹果iPod Touch的诞生。至此，该技术开发蓬勃发展起来，这些年间，核心控制芯片也从8位到32位、从多芯片控制到单芯片控制不断演进，性能提升很快，而且还不乏各种创新触控技术相继登台。

　　1 大屏应用：市场需求推动电容式触控技术演进

　　电容式多点触控技术正式进入消费电子领域已经3年多，目前得到了许多市场反馈。

　　用户认为多点触控技术需要解决的问题包括对误操作的识别与避免、更精确的定位、同时支持笔和手指的触摸、更高的抗环境干扰能力等等。厂商们根据以上需求分别对各自的下一代电容式触控产品进行了性能优化，并进一步推出了成本更低、功耗更低、性能更强、可支持大屏显示的单芯片产品，比如爱特梅尔新近推出的最大可支持12英寸屏的maXTouch E系列和赛普拉斯（Cypress）最大可支持11.6英寸屏的CY8CTMA884系列新品。

　　爱特梅尔触控技术市场经理Patrick Hanley表示，maXTouch E系列产品针对市场的需求进行了功能与性能的增强与扩展，主要体现在六个方面。一是噪声避免和噪声抑制方面，新系列产品具有更高的频率捷变性和更完善的噪声滤除能力；二是支持多点触摸和手写笔操作，maXTouch E能够精确定位非常轻巧的触摸，包括仅2mm粗细的无源导电手写笔；三是外形尺寸更薄，新产品可支持无屏蔽传感器、覆盖层触摸（touch-on-lens）、外挂式（on-cell）等配置，从而可用于生产更纤薄、成本更低的触摸屏；四是显示屏亮度更高、功耗更低，由于可减少触摸屏的层数，因此可提升显示器的亮度，而低功耗设计还可使设备具有更轻薄的电池；五是显示屏面板、充电器的选择范围更大，这得益于新产品的高精度，使其可支持成本较低、噪声较大的显示屏和充电器；六是具有更好的抗潮湿能力，能够跟踪湿手指的操作，因而在所有环境中都具有很好的工作性能。

　　据介绍，maXTouch E系列目前有4款新产品面市。其中mXT768E是业界首款针对最大12英寸平板电脑应用的采用32位AVR架构单芯片电容式触摸屏控制器，支持768个通道以及16个触摸点的触摸。该产品响应速度快，报告速率可达150Hz，功耗也有大幅度的降低；mXT224E采用8位架构，针对手机和移动设备应用，可支持10点触摸。相比上一代产品该芯片性能也有较大的增强。mXT540E和mXT384E则是具有新节点密度及高性价比的32位AVR架构单芯片产品，支持16点触摸。

　　同样针对大屏应用， 赛普拉斯全新的CY8CTMA884系列具有60个感应I/O通道，其他优化性能包括支持10个手指触摸、低功耗、握持及手掌误动作排除、高精度和快速扫描等。

　　2 中小屏应用：触控技术创新布局未来市场

　　目前全球可支持大屏幕电容式多点触控的方案为数不多，而面向手机等移动便携设备的触控方案却不少。基于成本等多种因素的考量，电阻式触摸和电容式触摸技术在该市场中都得到很好的应用，产品方案也相对成熟许多。为了尽早布局未来，中小屏触控领域开始出现了一些创新的技术产品，比如专注于模拟和数字技术的IDT公司近日所推出的单层多点触摸解决方案。

　　据IDT先进用户界面部战略营销总监EricItakura介绍，IDT最新技术方案可实现真正的单层多点电容式触摸。“标准或传统的方法是用通用控制器加上采用标准矩阵的多层氧化铟锡导电膜（ITO）阵列，形成一致的多点触摸解决方案；IDT最新的方法是用专有单层、多点触控传感器与高抗噪控制器IC组合形成优化的低成本解决方案。” Itakura表示。

　　通常情况下，标准电容式触摸屏传感器需要X传感器、Y传感器和屏蔽层共3个导电层，这样5英寸大小的ITO价格在1美元/每层左右。

　　据悉，通过IDT专利的传感器技术可实现单层触摸屏设计，由于取消了传统触摸屏中的两个ITO层，因此节省了约2美元。同时还改善了光透射率和成品率。Itakura指出，相比传统的触摸屏技术，IDT的单层技术不是采用之前的传感器交叉排列矩阵，因此消除了多点触摸重影。此外，该技术还可支持采用碳纳米管等ITO替代材料实现连续一卷一卷的ITO生产制造，从而进一步降低生产成本。“我们的电容式触摸解决方案在传感器和控制器上都实现了创新。传感器的创新在于实现了真正的单层多点触控设计、消除了多点重影现象、具有统一的X/Y分辨率；控制器的创新在于先进的多点触摸算法、高抗噪以及无需屏蔽层。”他说道。

　　目前IDT针对单层多点触控推出了LDS7000和LDS7001两款芯片，分别支持30通道和35通道，适用的屏幕最大尺寸分别为3.5英寸和5英寸。该系列芯片主要用于手机等小尺寸屏幕应用，支持IDT单层传感器触屏。“LDS7000和LDS7001的优势除了高抗噪、无需屏蔽层之外，还具有8ms数据率，支持非常敏感的触摸体验。其他性能包括采用10位X/Y分辨率，可降低分辨率以匹配显示器；采用32位处理器内核，可实现定制的额外处理能力和存储空间扩展，包括支持集成手势功能等。” Itakura表示。

　　3 结语

　　展望未来，近期内手机仍然是触控技术的主战场。但平板电脑等大屏的触控需求将从2011年开始进入快速增长期。就市场具体需求来看，赛普拉斯执行副总裁Christopher Seams认为手机对2点以上的触控需求正在提升，而平板电脑等设备正在增加5点以上多点触控的使用几率；就触控芯片性能而言，高精度、高抗干扰能力将成为触控芯片的核心竞争力。

　　随着技术的进一步发展，感觉力反馈、手势输入等新的互动方式也将成为触控技术研究的重点之一，产业也期待更多创新的触控技术为消费电子应用注入新的活力。