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感測器/MEMS  

克服大尺寸觸控螢幕設計挑戰

上網時間: 2016年01月05日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:觸控螢幕  多點觸控  EMI  P-CAP  MPCT 

作者:Andrew Morrison,Zytronic技術總監

對於觸控螢幕而言,尺寸大就是美。觸控螢幕的應用越來越多,面對的設計挑戰也不斷增加,如何為用戶提供更好的觸控體驗,尤其是大尺寸螢幕的觸控體驗呢?此外,多點觸控的精確度至關重要,即使是在最大尺寸的顯示器上。但如何實現這一目標呢?

根據市調公司Business Research的《2015年全球觸控螢幕市場》報告資料顯示,自2009年以來,投射式電容(P-CAP)技術持續在手機和平板電腦佔據最主要的觸控應用。其驅動力道來自於一連串引人注目的功能組合,包括透過耐用的全玻璃表面實現有效且無限使用的壽命、印刷邊框全平面設計(無需聚光圈)以及高靈敏度等。目前的P-CAP製造商在最大85吋的螢幕上採用此技術,且著重於從四個領域來提升觸控性能和使用者介面設計,分別是:速度、精確度、抗EMI和整合。


PX Group基於其商店理念,在南美洲Movistar旗艦店設置50吋或46吋搭載觸控面板的觸控電視牆,印證了大尺寸觸控面板的影響力

更快的速度和更高的精確度

消費者的手機必須在大約4.5吋的螢幕對角線上記錄一到兩次觸控,47吋對角線的商用觸控螢幕則以目前常見的1mm精確度記錄10到40次觸控。對角線倍增時,16:9格式的螢幕區域大約擴展4倍。為了保持相同觸控檢測性能,47吋螢幕上的觸控處理器必須比4.5吋手機處理更多的輸入。因此,避免手掌誤觸、手勢辨識和其他功能進一步提高了對觸控處理器的要求。

但觸控螢幕尺寸進一步增加,在多玩家賭場遊戲桌、博物館的互動展覽、多用戶設計/架構工作站、零售賣場的目錄和電子銷售點(EPOS)機台、汽車展示廳以及銀行分支機構中,搭載55~85吋的面板正成為主流。為了在這些大尺寸的螢幕上提供更佳觸控體驗,意味著必須增加觸控檢測電極的數量。在最新韌體中的先進觸控檢測演算法倍增了觸控檢測電極的數量,使其增得以支援到256個,而標準多觸控控制器則支援128個(針對最大47吋的較小螢幕)。因此,觸控感測器中的電容感測矩陣可以更密集,因而能夠透過更高精確度確定個別同步觸控事件的位置,甚至是在採用互相投射式電容(MPCT)感測器的85吋觸控螢幕上。

這為觸控控制器提供最多支援40個同步觸控點的能力,每個點之間的觸控分隔<10mm (即小於指尖的寬度)。它們在當前可用的完整範圍MPCT感測器尺寸中都可實現此結果。

要將此資料傳送到主機PC而沒有可見的延遲,觸控控制器必須具有充分的處理功能。觸控螢幕通常最終具有和系統自身一樣強大的處理器——例如ARM 32位元Cortex。由於韌體的精心設計,仍可收集、處理在大螢幕上實現這種性能水準所需擷取的其他資料,並在5ms內輸出到主機PC。


在首爾巴士站的戶外觸控面板透過8mm保護玻璃承受夏季平均29℃高溫以及冬季平均7.3℃低溫,在如此極端環境下的觸控面板依然運作正常

4K的延遲

超高解析(UHD或4K)螢幕日益流行並成功與觸控感測器整合。不過,有時看到的延遲實際上是由於早期4K螢幕的性能,而非觸控控制器。

目前的觸控螢幕使用的典型HD顯示器解析度刷新率約為120Hz。控制超大數量畫素所需的資料處理要求意味著大部份當前4K顯示器作業於60Hz或更小頻率。這讓處理即時觸控事件成為挑戰,例如圍繞螢幕拖動游標,因為顯示器板上處理能力被刷新背景影像消耗了。因此,UHD顯示器的一個移動觸控事件,如劃線,看起來手指的拖痕比在HD顯示器上更明顯。即使以毫秒速度報告觸控事件的P-CAP觸控螢幕也將被此延遲擷取。隨著刷新率更高的更新4K顯示器進入市場,這一問題將會消失。但在那之前必須認真考慮UHD顯示器上運作的觸控應用程式種類,以及對於用戶體驗的可能影響。

(下一頁繼續:對抗EMI的改良)


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