觸摸屏技術(shù)推動(dòng)消費電子市場(chǎng)增長(cháng)

智能手機和平板電腦如今已是無(wú)處不在。企業(yè)和消費者一樣都在大量使用它們，而今年又涌現了眾多型號的平板電腦。幾年前被首先引入小尺寸設備上的觸摸屏應用正迅速普及至大尺寸設備。對于計算設備和電子設備制造商而言，這個(gè)新的市場(chǎng)不僅代表了最新的消費熱潮，而且還可能表明人們與信息以及提供信息的計算硬件之間的交互方式正在發(fā)生根本性轉變。該市場(chǎng)的增長(cháng)引發(fā)了設備制造商的一系列行動(dòng)，他們正在積極地將觸摸屏技術(shù)移植到大尺寸硬件設備上。

　　盡管如此，從小屏幕和簡(jiǎn)單的觸控應用到主要使用手和手指與全尺寸計算機進(jìn)行交互的全新模式不一定是一次直接的過(guò)渡。制造商需要重新考慮消費者使用觸摸屏的方式，滿(mǎn)足更加苛刻的新要求。最為重要的是，向更大尺寸屏幕的過(guò)渡使得多點(diǎn)觸控能力變得不可或缺。例如，較小的手機顯示屏可以依賴(lài)單手指觸摸來(lái)控制和選擇手機操作。然而，雖然幾個(gè)手指筆畫(huà)在5英寸屏幕上已經(jīng)足夠，但在12英寸或40英寸的設備上，或當多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用雙手進(jìn)行交互時(shí)，又需要多少筆畫(huà)呢？會(huì )有哪些廣受歡迎且面向大尺寸設備的新應用出現呢？制造商如何確保他們的設備支持這些應用？

　　觸摸屏技術(shù)的基本原理

　　當今觸摸屏的基本原理源于早期使用（而且現在仍在大量使用）按鈕、滾輪和滑塊的觸控技術(shù)。多年來(lái)，機械開(kāi)關(guān)的使用量持續下降，電阻薄膜開(kāi)關(guān)、壓電開(kāi)關(guān)、基于電容感應的觸控技術(shù)等控制技術(shù)引領(lǐng)了發(fā)展趨勢。

　　電阻式觸控技術(shù)

　　電阻式觸控技術(shù)包含一個(gè)可彎曲的頂層、一個(gè)絕緣隔離片和一個(gè)底層基板。頂層上表面印有圖形，下層表面上印有一個(gè)使用銀或碳的導電油墨的導電圖形?；迳嫌∮邢鄳膶щ妶D形。各個(gè)導電層通過(guò)隔離片上的孔被擠壓在一起，從而形成一次接觸。為了形成觸覺(jué)反饋，當開(kāi)關(guān)動(dòng)作發(fā)生時(shí)，覆蓋層下的金屬或塑料圓頂可用于發(fā)出 “咔噠聲”，頂層上的壓花可用于將用戶(hù)的手指引導至每個(gè)開(kāi)關(guān)的“最佳觸點(diǎn)”。盡管如此，薄膜開(kāi)關(guān)還是有很多缺點(diǎn)。首先，它們并非真正意義上的觸控開(kāi)關(guān)。形成接觸需要物理移動(dòng)和物理壓力。

　　與此類(lèi)似，電阻式觸摸屏也包含多個(gè)層，其中最重要的是兩個(gè)間隙很小的薄導電層。按壓屏幕外表面上的某個(gè)點(diǎn)將導致這兩個(gè)金屬層在該點(diǎn)相連，這相當于一個(gè)分壓器，將導致電流發(fā)生變化，這種變化將被記錄為一次觸控操作，并被發(fā)送至控制器進(jìn)行處理。

　　圖1 –電阻式觸摸屏的結構

　　電阻式觸摸屏受到了市場(chǎng)青睞，因為它們的生產(chǎn)成本低，而且具備卓越的手寫(xiě)筆能力，擁有很多支持者，尤其對于使用亞洲字符的應用更是如此。但是，隨著(zhù)多點(diǎn)觸控應用逐漸成為趨勢，電阻技術(shù)卻不支持多點(diǎn)觸控。此外，由于需要多個(gè)影響光學(xué)性能的層或“堆疊”，顯示屏因反射作用在陽(yáng)光下的可視性較差，而且顯示屏的亮度也會(huì )大幅減弱。由于需要一個(gè)柔軟的外層與手寫(xiě)筆（或者任何與其接觸的物體）進(jìn)行接觸，電阻式觸摸屏也很容易劃傷、進(jìn)入濕氣和灰塵。

　　投射電容式觸控技術(shù)

　　與電阻式觸控技術(shù)形成競爭的一項技術(shù)使用投射式電容場(chǎng)。該技術(shù)迅速贏(yíng)得了用戶(hù)的支持，因為它擁有一個(gè)堅硬、“光滑”、外觀(guān)極佳的外表面，而且從實(shí)用的角度而言，完全密封，可防止灰塵和濕氣侵入。為了順應消費者的需求，制造商做出了迅速響應，大多數制造商似乎已將電容式觸控技術(shù)視為今后發(fā)展的方向。該技術(shù)的工作原理是：當某個(gè)物體（如手指）接近或觸摸屏幕表面時(shí)，系統將測量電容（即容納一個(gè)電荷的能力）的微小變化。盡管如此，并非所有的電容式觸摸屏都一模一樣。不同的電容-數字轉換（CDC）技術(shù)以及用于搜集電荷的電極的空間排列方式?jīng)Q定了設備所能實(shí)現的總體性能和功能。

　　在如何排列和測量觸摸屏中的電容變化方面，設備制造商有兩個(gè)基本選擇：自電容和互電容。大多數早期的電容式觸摸屏依賴(lài)于自電容，即測量整行或整列電極的電容變化。這種方法對于單點(diǎn)觸控或簡(jiǎn)單的兩點(diǎn)觸控交互不構成問(wèn)題，但卻給更加高級的應用帶來(lái)了極大限制，這是因為，當用戶(hù)按下兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，會(huì )引發(fā)位置模糊問(wèn)題。系統能夠有效檢測到兩個(gè)（x）坐標和兩個(gè)（y）坐標，但卻無(wú)法知道哪個(gè)（x）與哪個(gè)（y）是一對。在識別觸控點(diǎn)時(shí)，這