北京时间04月20日消息，中国触摸屏网讯，触摸屏起源于20世纪70年代，是美国军方因军事用途而发展起来的一种装置，80年代转移民用，早期多被装于工控计算机、POS机终端等工业或商用设备之中。这些领域的特点多为应用环境不便使用键盘、鼠标操控，或者根本就是仅需几个简单的按键即可完成输入动作的设备，整体市场规模不大。

    本文来自：http://www.51touch.com/touchscreen/news/front/201104/20-9793.html

　　2007年iPhone手机的推出，是触控行业发展中的一个里程碑。苹果公司把一部至少需要20个按键的移动电话，设计得仅需三、四键就能搞定，剩余操作全部交由触摸屏来完成，使手机在外型变得更加时尚轻薄之后，又增加了人机直接互动的亲切感，最令人惊艳的是，苹果还将以往主要用于大屏领域的电容式触控技术引入小尺寸的手机屏幕，并实现了多点触控功能，赋与了使用者更加直接、更加便捷、更加接近人们日常行为的操作体验，引发了消费者持续不断的热烈追捧，也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程，市场规模成倍数增长。在此情况下，业内众多手机大厂、显示大厂也纷纷致力于触摸屏，特别是基于触摸屏的多点触控技术的研发，使多点触控技术成为触摸屏研发领域的一门无可争议的显学。

　　投射电容式技术仍处主流
　　
　　传统触控技术，一次只能向控制器传达一个触点信息，而多点触控技术却能够记录同时发生的多点触控信息。这与人们日常生活中操控物体的行为更加接近，更加受到消费者的青睐，因此有实力的显示大厂均致力于对此项技术的研究开发。目前市场上也出现了一系列与之相关的技术，主要有苹果的投射式电容、TMD的SOG技术、三星的HTSP技术等。不过，后两者不是存在制作成本较高，就是存在影响光与色彩的饱和度等问题，因此投射式电容技术仍是目前多点触控技术中的兵家必争之地。

　　电容式触控技术中应用较广的是表面电容(Surface Capacitive)技术。它的架构相对简单，采用一层ITO玻璃为主体，外围至少有四个电极，在玻璃四角提供电压，在玻璃表面形成一个均匀的电场，当使用者进行触按操作时，控制器就能利用人体手指与电场静电反应所产生的变化，检测出触控坐标的位置。不过，此种架构也决定了表面电容式技术无法实现多点触控功能，因为它采用了一个同质的感应层，而这种感应层只会将触摸屏上任何位置感应到的所有信号汇聚成一个更大的信号，同质层破坏了太多的信息，以致于无法感应到多点触摸。另外，表面电容式触摸屏还存在小型化的困难，很难应用于手机屏幕，大多用于中大尺寸领域。

　　投射电容(Projective Capacitive)技术是实现多点触控的希望所在。它的基本技术原理仍是以电容感应为主，但相较于表面电容式触摸屏，投射电容式触摸屏采用多层ITO层，形成矩阵式分布，以X轴、Y轴交叉分布做为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，可通过X、Y轴的扫描，检测到触碰位置电容的变化，进而计算出手指之所在。基于此种架构，投射电容可以做到多点触控操作。

　　具体来看，投射电容的触控技术主要有两种：自我电容(self capacitance)式和交互电容(mutual capacitance)式。自我电容又称绝对电容(absolute capacitance)，它把被感应的物体（如手指）作为电容的另一个极板。当手指触碰屏幕时可在传感电极和被传感电极之间感应出电荷，从而被感觉到。交互电容又叫做跨越电容(transcapacitance)，它是通过相邻电极的耦合产生的电容。当被感觉的手指靠近从一个电极到另一个电极的电场线时，交互电容的改变被感觉到，从而报告出位置。

　　根据两种电容技术的原理不同，设计出的投射式电容触摸屏的架构也不相同，形成多点触控的方式也就不同。与自我电容相关的是手势的辨识追踪与互动(Gesture interaction)，也就是仅侦测、分辨多点触控行为，如缩放、拖拉、旋转等，实现方式为轴交错式(Axis intersect)技术。它是在导电层上进行菱形状感测单元规划，每个轴向需要一层导电层。以两轴型式为例，在侦测触控行为时，感测控制器会分别扫描水平轴和垂直轴，产生电容耦合的水平/垂直感测点会出现上升波峰，这两轴交会处即为触控点。

　　其实，轴交错式电容式触控技术，就是笔记本电脑触控板上使用的技术。电脑触摸板采用X、Y轴的传感电极阵列形成一个传感格子。当手指靠近触摸板时，在手指和传感电极之间会产生小量电荷，此时通过运算，即可确定物体的位置。当然，触控板与触控屏幕最大差异在于，前者是不透明、后者是透明的。

　　不过需要指出的是轴交错式虽能实现多点触控手势辨识功能，但若要定位多点触控的正确位置仍有困难。因为在进行两个轴向的扫描时，两个触控点分别会在X轴与Y轴各产生两个波峰，交会起来就产生4个触点，其中两个点是假性触控点，这会使系统无法进行正确判读。解决的办法是增加轴向，提高可辨识触点位置、数目，每增加1轴向可多辨识1点(如3轴可辨识2点、4轴为3点)；不过，每增加1个轴向，就要多1层导电层，这会增加设计的触控面板厚度、重量与成本，都不是以手机等便携式产品为主要应用的触摸屏厂商所乐见的。

　　复杂触点可定位式(All point addressable)技术也能达成多点触控功能，且能辨别触控点确切位置，可以说是理想的多点触控解决方案，iPhone即是采用此种触控技术。它主要架构为两层导电层，其中一层为驱动线(driving lines)，另一层为感测线(sensing lines)，两层的线路彼此垂直。运作上会轮流驱动一条驱动线，并量测与这条驱动线交错的感测线是否有某点发生电容耦合现象。经逐一扫描即可获知确切触点位置。

　　但是，要实现此种技术在，不论是导电层规划、布线或CPU运算，难度都提高许多，需要采用更加强大的处理器。以iPhone为例，它就是以两颗独立芯片分担这项工作，一颗感测控制器，将原始模拟感测信号转为X-Y轴坐标；另一颗则是ARM7处理器，专门用来解读这些信息，辨识手指动作，并做出相应的反应。

　　此外，复杂触点可定位技术还会面临一些设计上挑战，如需要供应高电压才能得到较好的信噪比表现，不适合在大尺寸面板使用等。

　　其它多点触控技术巡礼
　　
　　因为苹果在投射电容式触控领域掌握多项关键专利，其它厂商在推出多点触控产品之时，会有很大机率与苹果发生专利纠纷，因此其它显示大厂纷纷致力于其他可实现多点触控功能技术的研发。
　　
　　例如日厂TMD正在利用低温多晶硅(LTPS)技术研发内嵌传感器的光感应式多点触控面板。其主要做法是在LTPS-TFT面板的每个像素中嵌入光传感器，当手指或光笔等触摸屏幕时，会遮挡部分光线，此时通过光传感器，即可感知并测算出触点位置。由于该项技术是通过在液晶面板的像素中内嵌光传感器的方式感测触控点的位置，因此可以同时检测多个触点，实现多点触控的功能。此前，TMD已在日本、美国等地的多个光电展中展示过这项技术。不过，由于该技术的制造工艺相当复杂，而且制作成本高昂，因此目前TMD还没有将其导入市场的规划。

　　近期三星也推出一种称为混合触控屏幕面板(Hybrid Touch Screen Panel，简称HTSP) 的技术，可实现多点触控功能。类似于TMD光感应式多点触控技术，三星通过将触控屏幕电路内制到TFT面板的前段工艺中，以相同的TFT工艺直接加入TFT面板中。由于是通过TFT像素元件感测触碰点，三星表示此技术也可做到多点触控。目前三星已在部分产品的屏幕上运用这项技术。

　　另外，微软推出的“微软盒子”（Microsoft Surface）也可实现多点触控功能。Microsoft Surface触控面板原理和iPhone配备的投射电容式触控面板或其它触控技术均不相同。其它触控技术不是根据物体对面板进行物理上的接触而感应信号，就是通过手指上所带的电或物体遮断面板上的光波或声波来感应信号。Microsoft Surface的触控技术却是在主机内部以5部红外线摄影机和1部DLP投影机，直接检测物体碰触面板产生的影像，以达到辨别触控信号的目的。Surface最多可同时感测52个触点，支持多点触控，甚至多人同时操作。只不过它的体积过于巨大厚重，无法应用于手机屏幕之上，主要市场定位于饭店、餐厅、零售点等地的柜台或游乐设施。

　　目前，触摸屏的应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子导览设施，商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。当然，这其中应用最为广泛的仍是手机。

　　根据ABI Research报告指出，2008年采用触控式屏幕的手机出货量超过1亿部，预计2012年安装触控界面的手机出货量将超过5亿部。同时有迹象表明，触摸屏在消费电子产品中的应用范围正从手机屏幕等小尺寸领域向具有更大屏幕尺寸的笔记本电脑拓展。目前，戴尔、惠普、富士通、华硕等一线笔记本电脑品牌厂商皆有计划推出具备触摸屏的笔记本电脑或UMPC。随着触摸屏应用领域的不断拓宽，多点触控技术的应用范围也会越来越宽。

　　特别是近日有消息称，微软的新一代操作系统Windows7将于今年第三季度上市，而Windows7最令人瞩目的就是支持多点触控功能，因此，人们大多预测Windows7上市后，将进一步推进触摸屏的流行，同时也将推升多点触控功能的深入人心。但有一点需要清醒地认识到，多点触控技术仍然很不完善，仍有很大提升的空间，在PC上的应用更是处于萌芽阶段，真正成熟至少还需等上3~5年。