觸摸屏技術(shù)推動(dòng)消費(fèi)電子市場增長

智能手機(jī)和平板電腦如今已是無處不在。企業(yè)和消費(fèi)者一樣都在大量使用它們，而今年又涌現(xiàn)了眾多型號的平板電腦。幾年前被首先引入小尺寸設(shè)備上的觸摸屏應(yīng)用正迅速普及至大尺寸設(shè)備。對于計(jì)算設(shè)備和電子設(shè)備制造商而言，這個(gè)新的市場不僅代表了最新的消費(fèi)熱潮，而且還可能表明人們與信息以及提供信息的計(jì)算硬件之間的交互方式正在發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變。該市場的增長引發(fā)了設(shè)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(shè)備上。

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

　　觸摸屏技術(shù)的基本原理

　　當(dāng)今觸摸屏的基本原理源于早期使用（而且現(xiàn)在仍在大量使用）按鈕、滾輪和滑塊的觸控技術(shù)。多年來，機(jī)械開關(guān)的使用量持續(xù)下降，電阻薄膜開關(guān)、壓電開關(guān)、基于電容感應(yīng)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(dǎo)電油墨的導(dǎo)電圖形。基板上印有相應(yīng)的導(dǎo)電圖形。各個(gè)導(dǎo)電層通過隔離片上的孔被擠壓在一起，從而形成一次接觸。為了形成觸覺反饋，當(dāng)開關(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的手指引導(dǎo)至每個(gè)開關(guān)的“最佳觸點(diǎn)”。盡管如此，薄膜開關(guān)還是有很多缺點(diǎn)。首先，它們并非真正意義上的觸控開關(guān)。形成接觸需要物理移動(dòng)和物理壓力。

　　與此類似，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(dǎo)電層。按壓屏幕外表面上的某個(gè)點(diǎn)將導(dǎo)致這兩個(gè)金屬層在該點(diǎn)相連，這相當(dāng)于一個(gè)分壓器，將導(dǎo)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(jié)構(gòu)

　　電阻式觸摸屏受到了市場青睞，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)成本低，而且具備卓越的手寫筆能力，擁有很多支持者，尤其對于使用亞洲字符的應(yīng)用更是如此。但是，隨著多點(diǎn)觸控應(yīng)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光下的可視性較差，而且顯示屏的亮度也會大幅減弱。由于需要一個(gè)柔軟的外層與手寫筆（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(xiàng)技術(shù)使用投射式電容場。該技術(shù)迅速贏得了用戶的支持，因?yàn)樗鼡碛幸粋€(gè)堅(jiān)硬、“光滑”、外觀極佳的外表面，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(yīng)消費(fèi)者的需求，制造商做出了迅速響應(yīng)，大多數(shù)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(dāng)某個(gè)物體（如手指）接近或觸摸屏幕表面時(shí)，系統(tǒng)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(shù)字轉(zhuǎn)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(shè)備所能實(shí)現(xiàn)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(shè)備制造商有兩個(gè)基本選擇：自電容和互電容。大多數(shù)早期的電容式觸摸屏依賴于自電容，即測量整行或整列電極的電容變化。這種方法對于單點(diǎn)觸控或簡單的兩點(diǎn)觸控交互不構(gòu)成問題，但卻給更加高級的應(yīng)用帶來了極大限制，這是因?yàn)?，?dāng)用戶按下兩個(gè)點(diǎn)時(shí)，會引發(fā)位置模糊問題。系統(tǒng)能夠有效檢測到兩個(gè)（x）坐標(biāo)和兩個(gè)（y）坐標(biāo)，但卻無法知道哪個(gè)（x）與哪個(gè)（y）是一對。在識別觸控點(diǎn)時(shí)，這