触控技术与行动方案解析及产业面临问题

【导读：目前，在人机介面方面，已经发展出来的技术包括键盘(这是很成熟的技术，不易被取代)，还有形式的辨识像是书写、指纹、眼球，人工智慧(十分高深不易工业化)，滑鼠、触控点、触控板、触控键、摇杆、触控萤幕、轨迹球、滚轮等，或许未来还有其他介面。然而，这么多方案是否解决了人机介面的问题，或者在这些方案中，究竟哪一项是最佳选择? 】

人与机之间似乎有一个失落的世界，让两者之间的沟通出了问题，触控技术将这失落的世界填补起来。不过事实上，触控并不是苹果发明的，而是一个有30年历史的老技术，只是苹果的强大行销功力将触控推升上人机介面的舞台中央。

升达科技董事长林招庆在「DTF行动技术与设计论坛」中，介绍了各种人机介面的发展历史，电容式触控技术与其他触控技术的特性优劣。同时也详细阐述触控IC中的要素，像是手势码，并讨论现今触控产业面临的问题。

人机介面有几个要素一定要掌握，即是自然、简单(当然，自然一定是简单的)、信赖性高，并且便宜(最好是免费)。我们都需要和机器对话，但要如何沟通?

截至目前为止，在人机介面方面，已经发展出来的技术包括键盘(这是很成熟的技术，不易被取代)，还有形式的辨识像是书写、指纹、眼球，人工智慧(十分高深不易工业化)，滑鼠、触控点、触控板、触控键、摇杆、触控萤幕、轨迹球、滚轮等，或许未来还有其他介面。然而，这么多方案是否解决了人机介面的问题，或者在这些方案中，究竟哪一项是最佳选择?

在手持装置中，触控萤幕、摇杆、触控键和手写是较普遍的选择。桌上型和笔记型电脑则以键盘/滑鼠、触控板、触控键和轨迹球为主。工业电脑领域则采用触控键、触控萤幕和触控板。这些选择是最佳方案还是不得不然?

触控感测技术

首先介绍表面电容技术，原理为感测器放置于4个角，由交错的电场涵盖表面，若有手指接触会造成电场改变。问题在于手指接触的点往往太大，涵盖了好几个画素，不易定义，而且2只手会让电场乱掉，所以无法做多点触控。

投射电容技术是用2层互相独立的电场，且为钻石形状XY轴交错覆盖表面，当手指接触时会引发接触区块的电容改变，扫描电容在XY轴上的分布变化，可计算出手指的位置。投射电容技术可应用于多指触控，也是苹果iPhone和iPod采用模式。主要专利是在Synaptics和升达手中。适用于小尺寸(4.3吋以下)触控萤幕，10吋以上技术还在研发当中。

以现在使用最多的各类触控术电阻式、表面电容式、红外线、超音波、投射电容式和电磁式来比较，电阻式类似表面电容，接触面和ITO中间隔着空间，以压力变化来计算位置，去年市占率还有90%，今年与投射电容已出现消长，市占率低于80%，由于耐久性较差(低于200万次)，且穿透率仅78~85%，市场正在消褪中。相较起来，投射电容可耐触1,000万次，穿透率高，今年市占突破20%。表面电容优点为没有尺寸限制，但贴合会产生泡泡问题。电磁式利用线圈磁场的变化来感测，优点为耐触超过2,000万次，穿透率达100%，且无尺寸限制，但重量重且价格高。

各个触控技术有其优缺点，也有最适应用尺寸，现在超大(30~60吋)多采用红外线式，15~22吋监视器采电阻式。不过以实际使用行为来说，20吋以上是否人会在萤幕上点来点去?这倒不无疑问。中小尺寸目前则以电阻式和投射电容式应用广泛。

触控在行动装置上的应用

手势是触控IC中很重要的技术开发内容，从点到线到面，从0D到2D，不同的触控痕迹，将会呈现不同的行为模式。因此，在投射电容技术中，除了绝对座标以外，还要导入手势码，正确辨识与追踪手迹(Trace)与多手指(Multi-finger)运动。

手势在不同的行动装置各有其行为模式，像GPS、从下面打光上来的键盘、电子书、平板电脑、数位相机、智慧型手机等。手势在不同行业的人身上又有其不同的行为模式，像警察、指挥家，每个人的手势又有其特性。

归纳出人的手势大致为，2指上下意即上下翻页，2指左右即左右翻页，2指缩放为放大缩小，2指绕圈为左右旋转，这些为基本手势码。其他还有一些进阶的手势码，每家厂商会有不同的定义。

绝对座标与手势码的优胜劣败关系触控IC的表现，现在大部分业者都使用轨迹座标的方式，手势码投入的较少，然而轨迹座标方式需做到完全客制化、由系统自行辨识，有CPU及人力资源浪费，频宽受限和误判率高的问题。相对的，手势码可完全由IC处理，提供较准的手势辨识，频宽需求较低，系统负载较轻，且可进阶使用多码手势组合。

因此，手势码(On Chip Gesture Code)是触控IC优劣最重要的关键。

触控产业现今面临的问题

在技术方面，脏污、手汗、灰尘、水渍和一些你连想都不愿意去想的东西，可能不时会出现在触控萤幕上，这是技术会面临的瓶颈。

供应链方面，谁是产业主导者?是由像洋华这样的感应器阵列(Sensor Arra)y厂商，还是由触控IC厂商?还是由系统厂商一一去采购组装──这应该是最不可行的方式。目前为止，产业由谁来主导还未形成共识。

另外，Sensor Array也有多种方式F/F、F/G、G/G、内嵌式。控制IC的来源、系统整合、专利等，都是关键问题。而最重要的价格仍是问题，因为价格还是太高。