人機界面產業(yè)在長期的蘊釀之中，由蘋果計算機(Apple)之iPhone手機正式嗚鑼揭開序幕、粉墨登場、全場驚訝連連、漣渏波動，久久不能平息，演出者與觀眾之間眉來眼去，秋波迭送，似乎兩廂情愿，深情日款，大有一時天雷勾動地火，一發(fā)不可收拾之勢。
觸控技術在與藍天為幕，昭日引導，響亮的前進曲之氛圍中，引發(fā)廣泛之回響，確實為近年來產業(yè)界罕見的現(xiàn)象，因為：
(1)新人機界面引進之新產品概念在一片了無新意之3C產品中活化了生機。
(2)模塊化設計概念下，日漸褪色之系統(tǒng)整合創(chuàng)意的末梢神經突然恢復知覺，讓系統(tǒng)設計者在模塊組合經驗活化創(chuàng)意，開始擦脂抹粉。
(3)新技術之引進連動出整個上下游產業(yè)鏈重新組合換位，俱認機不可失，期待美人青睞！
(4)應用層面無遠弗屆，NB、手機、PDA，掌上型游戲機、MP3音樂播機，導航系統(tǒng)、ATM提款機等皆受全面之沖擊，宛如巨星臨降，萬人空巷。
以下將就主要觸技術做介紹比較及產業(yè)現(xiàn)況做簡介，并針對目前最夯之多指應用所需之技術、專利、整合、應用等做更深入之討論。
一、主要觸控技術簡介
目前市面上觸控技術主要如下幾種，分河飲水，各立門庭：
(1)電阻式：藉由壓力接通在上下二層電阻網絡，由電阻分布以決定壓力點之位置。目前市面上有四線、五線、六線、七線、八線式各種組合，各類均有其優(yōu)缺點，但以四線及五線最為普及。電阻式技術原理簡單，門檻低，上下游整合完整，但無法進行多手指偵測，且反應較不靈敏，壽命較短為其主要缺點，目前手寫式手機屏幕多為此類。下表比較各式電阻式之不同，如表(一)。
表(一)、電阻式觸控面板技術比較
表(三)、觸控面板主要應用： 由表(二)及表(三)基本上就觸控面板可得結論如下： (1)中大尺寸仍以電阻式面板為主，主要是其成本較低但功能有限，若需較多功能，則紅外線與電磁式將為主流。 (2)小尺寸或可攜式產品初期仍會以電阻式為主，但由于i Phone之風潮，投射電容式面板之比重將持續(xù)增加，甚至全面取代。 (3)復合面板(電阻式＋電容式，或電阻式＋電磁式，或電磁式＋電容式)將成為各家商研發(fā)之主要方向。(如N-Trig開發(fā)，電磁式與電容式組合，WACOM的電磁式＋電阻式，但貴。) (4)除多手指偵測外，手寫或筆寫或手筆并進亦將是未來主要之研發(fā)重點。2[/!--empirenews.page--] 二、觸控產業(yè)的主要關鍵 觸控產業(yè)其實行之有年，無聲無息直到蘋果計算機 (Apple) i Phone的多手指應用方才引爆，平地一聲雷，因此集三千寵愛于一身，尤其是投射電式面板。其它面板技術只在突破以既有之基礎實施多手指應用。而投射電容觸控技術本也非新技術(原筆記型計算機之觸控板鼠標即是)，以下將討論投射電容式面板在應用卻也面臨一些關鍵問題： (1)透光感應表面的技術。 可透光感應面基本上是上下二層電極矩陣形成，中間以絕緣層隔開以形成電容，結構甚為簡單。觸控面板基本上是由輕薄透明之感應面與一控制IC以及IC內部相對應之軟件 (Software)及韌體(Firmware)組合而成。導電電極而濺鍍或蒸鍍透明導電材料(目前都為ITO，氧化銦錫)于透明基材上，一般為玻璃或PET薄膜以Film/Film、Film/Glass或Glass/Glass三種結構上下貼合而成。感應面的主要規(guī)格為透光率與耐久性，玻璃上之濺鍍或蒸鍍，原為面板廠所熟知，因此傳統(tǒng)中小尺寸面板廠也積極投此一領域，然玻璃厚、重、貴且易碎，顯然并非長期飯票。因此電阻式觸控面板業(yè)便挾其在光學PET溥膜的經驗挺進。 (2)控制IC之來源。 不同于電阻式面板，原理簡單、門檻低，其感應控制電路無需獨立控制IC，而多由系統(tǒng)上之主控CPU以軟件處理，投射電容式目前尚無法由系統(tǒng)上的主IC處理而須獨立IC處理，因此也吸引國內外多家IC設計公司相繼投入，如美商新思(Synaptics)、塞普拉斯 (Cypress) 及臺灣升達 (Sentelic)、義隆 (Elantek) 等等。但投射電容式觸控IC因其門檻相當高，若非具相當研發(fā)實力恐難完成。其主要技術門檻在 (a)系統(tǒng)噪聲之處理 (b)手指上之汗、油、膏、污之克服 (c) Cover lens或機構保護面之厚度使感應靈敏度之降低 (d)人體體質不同造成系統(tǒng)穩(wěn)定度降低 (e)在小尺寸應用上手指分辨率低使光標分辨率不易提升，往往使Demo容易，量產困難，若無長期經驗之累積是無法克服量產之穩(wěn)定問題。目前只有美商新思(Synaptics)與臺灣升達(Sentelic) 在此方面有長期之基礎，其它廠商恐將需渡過一段學習曲線。 (3)系統(tǒng)整合的關鍵。 投射電容式本身最大之障礙在于系統(tǒng)整合與應用時的狀況，畢竟面板終究得安裝在屏幕面板，其噪聲與系統(tǒng)其它電路所產生之噪聲極易對觸控產生干擾，造成定位不準，若只是手勢之應用或許可行，若未來手寫與指針之應用、控制IC便是關鍵，第二：因系統(tǒng)機構的設計致使Cover lens變厚，原則上問題將益形嚴重。另外，模塊廠是否需含客制化Cover lens亦是產業(yè)供應鏈的一大挑戰(zhàn)。最后，當面板整合到LCD屏幕面板上之貼合，亦將考驗制程的能力，因為目前面板貼合良率本身也只有80%~85%而已，另一段的貼合勢必將使良率再低，而且尺寸愈大、貼合愈難。 (4)產業(yè)上下游整合模式。 表(四)舉例粗分之觸控面板產業(yè)鏈，上游其原本都掌握在日本業(yè)者身上，中游材料加工則在日本與臺灣，下游面板之貼合、壓合、測試，則在臺灣，少部份在大陸完成，由于投射電容式面板于面板加工制造，系全新領域，多數(shù)仍在摸索與試車階段，良率之提升仍有一段路途。而面對全新投射電容式面板，目前之面板廠均無整合、測試與系統(tǒng)支持之經驗，此段仍必須由IC設計廠來執(zhí)行，而IC廠本身有無整合前段制程之能力仍待考驗，屆時勢必率動整個上下游產業(yè)鏈之定位與重組，約在2009年Q2后將更為明朗。 表(四)、觸控面板產業(yè)鏈 資料來源：拓墣產業(yè)研究所、升達科技整理 表(五)、全球觸控面板主要廠商 資料來源：拓墣產業(yè)研究所、升達科技整理 (5)專利保護壁壘 十多年來在觸控面板的發(fā)展，各家在專利上的布局已使這個產業(yè)地雷布滿各式觸控面板，當然其原創(chuàng)者皆會有所保護。單就投射電容式面板相關之專利即有100多種。后繼者幾乎完全沒有插手的空間，目前在投射電容面板主要掌握在美國Synaptics（新思）、蘋果計算機（Apple）及臺灣升達（Sentelic）科技手上，此三家之專利布局綿密，幾乎涵蓋現(xiàn)在與未來發(fā)展所需的技術。下表反應了目前可查到之專利數(shù)量。 表六、觸摸屏相關專利統(tǒng)計 (不含申請中之專利) 舉個簡單例子，觸控板上要單擊／雙擊、要多手指偵側、要在板子上做滑動的動作，對不起這些都已有專利，多手指偵測后要做其它翻頁動作，那更是蘋果計算機（Apple）的專利，其它更底層技術性的便不在話下了。目前投射電容式尚未有多家及大量產品投入，可見未來之不久，一定刀光四射、狼唣不止。系統(tǒng)設計者必須凌波微步、左躲、右閃！3[/!--empirenews.page--] 三、多手指偵測應用以及系統(tǒng)整合 丑媳婦終究是要見公婆，技術終歸要上臺面，入應用。自從i Phone多手指應用之后，此項功能已成觸控面板之主要功能，當然手寫、筆寫、單擊、雙擊、卷動等傳統(tǒng)之功能，更不在話下，因此針對各不同應用所需之技術趨勢也便可想而知，成本則是另一重要考量，已不再贅言。就多指之應用而言，可想而知，只有投射電容式與紅外線式，可做多指偵測并分占中小尺寸與大尺寸之市埸。有了多指偵測后，其它單擊、雙擊、卷動、手寫、筆寫等也只是軟件或韌體之應用而已。各式各樣的屏幕上之變化也大都可由軟件或韌體程序完成，因此基本問題便可帶出：何種系統(tǒng)的架構整合最易、效率最好、成本最低、壁壘最少？以上考慮是系統(tǒng)業(yè)者最需深思之課題，因此我們可清楚地推論其最終之輪廓： (1)是塑料而不是玻璃。 雖塑料（壓克力，光學膠，PET Film）的光學特性與耐刮耐久性不如玻璃，且常需低溫制程，但玻璃厚、重、加工難、制程貴、不耐摔，在長期成本壓力之下，塑料仍是首選，尤其是PET Film（PET光學薄膜），因可導入Roll-to-Roll制程，故相當看好，其光學特性也在可接受范圍，且傳統(tǒng)電阻式觸控面板廠亦有長期的經驗，上下游整合完整，最終相信應是PET光學薄膜Film on Film的結構。 (2)手勢辨識在控制IC，不在系統(tǒng)端。 一般是將手指的坐標傳到系統(tǒng)，再由系統(tǒng)藉軟件程序辨識手勢，雖屬可行但反應速度較慢，尤其是多指觸控或手輸入時更為明顯，而當X、Y軸之訊號受外部雜干擾時，坐標的信息將更不可靠，造成手勢辨識的困難，使得更復雜之手勢無法支持，像i Phone也只有滑動與Zoom-in/Zoom out之動作而已。另外以目前之掃描方式（紅外線或投射電容式或有建置X、Y軸掃描者），為了降低掃描線的數(shù)目都采所謂Load Grounded的做法，此一做法會造成不同之二手指坐標，而只有一個相同坐標，系統(tǒng)亦不可辨識。而IC內可用其它額外訊號輔助判斷，此額外訊號通常因算法不同而形成各家不同整合之困難。 (3)軟硬兼施而不是吃軟不吃硬。 由于投射電容式面板門檻高，因此很難以純軟件/韌體的方法直接解決，更非一般低階8bit MCU可有效解決，尤其需平行處理不同復雜訊號時，硬件方案與軟件方案需做適切的分割搭配，方能降低高速CPU的耗能。這也是目前一般面板整合者相信用軟件即可解決迷思。 (4)善事必先利其器（客制化、開發(fā)之軟/硬件開發(fā)工具）。 終端系統(tǒng)整合工程師，一般并非都熟稔面板特性而為了應付多方使用情境的客制化需求，控制IC提供者是否提供一套，完整方便的軟／硬開發(fā)工具，是系統(tǒng)整合者決定其解決方案的開發(fā)時程與品穩(wěn)定度的重要關鍵。 四、結論 就以上之討論，在整個觸控技術在現(xiàn)在產業(yè)鏈，約可做成如下幾點結論： (1) 目前觸控面板仍以小尺寸之應用主（尤其是多指觸控）而投射電容式面板勢將成為主流而逐漸取代電阻式方案。 (2) Demo不等于量產，目前多指應用之解決方案，Demo者多但可量產者少，其間仍有相當大的距離。 (3) 控制IC廠商本身的研發(fā)能量決定未來/電子/產品使用情境的發(fā)展。 (4) 選擇適當面板技術是系統(tǒng)廠商最重要量。 (5)與控制IC廠商的合作關系攸關觸控面板廠商之生存。 (6)雖困難度高，但垂直整合勢在必行。 總結觸控面板技術，就多指觸控其技術成本及普遍應用性來看，目前以投射電容式為發(fā)展主流，但仍有諸多的障礙需克服解決，以上提供給觸控產業(yè)界朋友做一些參考。 本站聲明： 本文章由作者或相關機構授權發(fā)布，目的在于傳遞更多信息，并不代表本站贊同其觀點，本站亦不保證或承諾內容真實性等。需要轉載請聯(lián)系該專欄作者，如若文章內容侵犯您的權益，請及時聯(lián)系本站刪除。
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