低成本表面电容式触控技术推动人机介面新革命(二)

作者: admin     时间:2009-09-11     源于:电子工程专辑    总点击:
【导读】:SCT Panel是一片涂佈均匀的ITO层,Panel的四个角落各有一条出线(UR, UL, LR, LL)与SCT控制器相连接。为了能够侦测触碰点的确切位置,SCT控制器必须先在SCT Panel上建立一个均匀的电场,这部份工作是靠IC内部之驱动电路对Panel进行充电来达成。当有手指触及面板时,会引

    北京时间09月11日消息,中国触摸屏网讯, 表面电容式触控技术

    本文来自:http://www.51touch.com/touchscreen/news/dynamic/200909/11-3088.html

    SCT Panel是一片涂佈均匀的ITO层,Panel的四个角落各有一条出线(UR, UL, LR, LL)与SCT控制器相连接。为了能够侦测触碰点的确切位置,SCT控制器必须先在SCT Panel上建立一个均匀的电场,这部份工作是靠IC内部之驱动电路对Panel进行充电来达成。当有手指触及面板时,会引发微量之电流流动;此时IC内之感测电路会分别解析四条连线上之电流量,并依照图3中之公式将触碰点的XY座标推算出来。为了克服干扰的影响,可以利用硬体滤波器或软体滤波器对推估出之座标值进行处理。

图3:SCT面板与控制器架构图。

    PCT与SCT两者最大差异在于,PCT有机会实现多点触控,而SCT仅能达成单点触控;依此看来,PCT似乎优于SCT,但是事实上并非全然如此。

    SCT、PCT发展现况

    PCT工作原理并不複杂,因此要提供一个示范性的原型展示并不困难;然而,当工程师们试图将PCT Demo Set转换为量产计划,准备大量複製时,各种技术挑战便纷至踏来了。主要的挑战包括:

    待侦测的讯号微弱,易受环境影响而变得不稳定,导致触控功能的灵敏度不一致,甚至可能有误动作产生。因触碰而产生的电容变化实务上极容易受温度与湿度影响,目前之常用对策是採用定时自动校准来克服此问题。另外,使用中之其他电器用品或产品本身其他功能(如手机的RF等)都会对讯号量测造成干扰。这部份就得从提高讯号杂讯比(SNR)下功夫,以软体或硬体的方式来达成;截至目前为止,IC设计业者在这方面仍有努力空间。

    量产良率有待提昇。PCT技术先天上具备可多点触控的优势,因此自iPhone问世以来,几乎所有的焦点都放在PCT上,触控业界包括触控面板厂商、IC设计公司与方案开发商均投入极大的资源进行开发;但直到今日,市场的PCT商品仍然不多。

    PCT技术仍未能大规模导入应用的主要问题在于整体生产良率仍然不高,使得成本居高不下所致。而造成良率不高的原因有二:

    IC部份:现有PCT控制器仍不够成熟,在不同应用环境下的自我调适能力仍不足,因此触控功能表现不稳定;在此情况下,只好对PCT Panel的特性(如:Panel之内阻值与电容值等)加以严格设限以减少变数。

    触控面板部份:由于前述IC的能力限制,对PCT Panel特性一致性的严格要求往往是造成良率低落的主因。

    此外,由于许多基本手势与多指触控功能已被部份厂商申请专利并获得认可,造成PCT商品的多点优势在许多应用领域(特别是主力的手机市场)无法发挥!

    因此整体而言,PCT方案因其具备多点触控的优势,未来必定会在市场上佔有一席之地,但以目前现况看来,它仍然称不上是一个成熟的方案。

    相较之下,虽然SCT技术在控制器设计上同样面临著电容讯号易受干扰的问题,不过透过IC设计人员的持续努力,SCT方案已可广泛地应用于各种环境之下。例如伟诠电子与万达光电合作开发的SCT触控IC(WT5750F),藉由内含于IC内之各种调整机制,即可轻而易举地克服多种外在环境与触控面板尺寸的差异,稳定地提供高品质的触控体验。

    除了IC之外,SCT的触控面板结构也较PCT更为简单,也更容易在硬体上克服杂讯干扰的问题。另外,透过製程改良与关键技术的突破,使SCT整体解决方案具有与电阻式匹敌的成本竞争优势。以万达光电自行开发的光学镀膜技术为例,可使触控面板的光穿透率由87%上升至97%,反射率则由12%降为2%。更重要的是,将可使光学处理的良率控制在9成以上,并省去委外加工的步骤,提高技术自主性与产能,製造成本也可大幅降低。

    SCT技术属于电容式触控技术之一,因此也保有电容式的诸多优点:更佳的视觉享受、更轻鬆灵活的操控性及更长的使用寿命等;再加上SCT对于触控面板特性的要求比起PCT而言相对宽鬆且量产技术也很成熟,使得它同时具备了高良率与低成本的优势。况且在实务操作上,使用者对于单点点选、单点手势与手写功能的需求急迫度更甚于多点触控,而这些功能需求恰巧都是SCT目前已能稳定提供的。因此我们认为在PCT方案成熟(功能稳定、排除专利问题、高生产良率与低成本)之前,SCT方案才是最符合市场期待的触控方案。


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