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電容式觸控晶片大戰在智慧手機領域開打

上網時間: 2009年11月06日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:觸控螢幕  TrueTouch  maXTouch 

智慧手機製造商對於能夠以更低功耗、更快響應時間,實現更精確觸控螢幕的需求,正使得觸控螢幕晶片的競爭急劇升溫。

賽普拉斯半導體(Cypress Semiconductor)稍早前發佈了TMA300系列TrueTouch觸控螢幕控制器。緊接著,愛特梅爾(Atmel)也推出全新的觸控螢幕解決方案maXTouch系列。

Atmel的maXTouch提供了高達224個節點數,在動態操作模式下功耗僅有4mW,響應時間則達到了250MHz,Atmel亞太區暨日本銷售副總裁余養佳表示。

對Atmel這個觸控螢幕市場的新加入者而言,最關鍵的地方在於該產品線意味著“重要的獨立營收”來源,Atmel微控制器事業部總經理Peter Jones說。考量到今天的智慧手機市場正經歷著“從電阻觸控大規模遷移至電容式觸控螢幕”,這樣說並不為過,Jones表示。

Cypress與Atmel的觸控螢幕產品均使用電容式觸控技術。這兩家公司同時與Synaptics、Microchip Technology、IDT等廠商共同角逐此一市場。

Cypress用戶介面事業部副總裁Dhwani Vyas表示,“我們相信,2010年,50%基於電阻式觸控螢幕的手機都將將轉換為電容式技術。”他補充道,“原始設備製造商的步調可能不一致,但韓國領先的電子業者均已宣告了此一轉變。”

就在蘋果的iPhone成為第一款使用電容式觸控螢幕技術的手機後,其他廠牌也陸續加入了電容技術行列。它們包括Blackberry Storm、Palm Pre、LG Crystal和Chocolate、三星的Ultratouch、HTC Hero、Nokia的N900等,Databeans研究總監暨首席分析師Susie Inouye說。

確實,相較於其他觸控技術,電容式觸控技術允許終端裝置搭載輕觸(Soft-touch)塗層與多點觸控等功能,藉此提升光穿透率與耐久性等重要效能指標。這也激起了領先電子業者的高度興趣。三星電子(Samsung)稍早前宣佈開發出了整合電容式觸控功能的單晶片顯示器驅動IC。據稱該元件是基於三星的觸控嵌入式顯示器驅動IC(DDI)所開發出的,用以打造更輕薄的手機、多媒體播放器或MP3等裝置。

負責亞太市場的余養佳也認為,2010年第二季,中階及高階的智慧手機將全面朝電容式轉移。目前,電阻式技術仍佔據約60%~70%市場,他表示。

電容式觸控螢幕優勢

Cypress的Vyas指出,與電阻式技術相較,電容式觸控螢幕技術的最大優勢在於“他們更耐用、沒有磨損問題、可在高濕度/溫度環境下使用。”

他還指出,電容技術提供了更高的穿透率。“它的穿透率達90%以上,而電阻式技術則約80%,”他說。“隨著LCD解析度與日俱增,你不會希望使用低穿透率的觸控面板。”此外,由於“電容式技術可被整合至LCD中(incell),長期來看,這種技術可提供更良好的整合途徑。”

總結電容技術與電阻式相較的整體效益,Databeans的Inouye指出,“電容觸控螢幕不需要使用尖的觸控筆來按壓,它的響應速度更快,可處理多點觸控,且使用範圍更廣,而且,在長時間使用下,它通常更不容易磨損。”

今天,多點觸控已經在廠商之間造成一股風潮,因為它‘超越了簡單的刷(pinch)或夾(swipe)等手勢’──這些手勢通常會造成混淆並產生錯誤。當使用搭載觸控螢幕的手機時,當要分辨是使用手指觸控,或是將整個螢幕貼在耳朵或臉頰上時,這是其中的關鍵。

maXTouch可以分辨出使用者僅是將手機貼在臉頰上,或是真的在進行觸控操作。Atmel並未透露詳細技術細節,但表示,該公司的方案會為製造商提供一些特性,包括可設定拒絕觸控的區塊大小,該區塊便可定義為拒絕整面式的觸控,藉此防止用戶將耳機貼在臉上時不當啟動觸控面板。

更先進的電容技術,以及可執行在觸控螢幕處理器上的智慧化軟體演算法,現在都已經就緒了。

彷彿是一場競賽,目前可支援更多觸控輸入,似乎成為了觸控螢幕解決方案的技術指標。Cypress的TrueTouch技術可處理多達10個同步輸入。Microchip的mTouch解決方案有多達16個輸入,而IDT的PureTouch功能則提供了15個輸入,Databeans表示。

然而,Atmel聲稱其maXTouch技術可支援無限多個觸控。它的第一款元件mXT224可在4.3英吋螢幕(最佳化尺寸)上提供10個手指的多點觸控支援。

當一個觸控螢幕接收到更多的‘觸碰’和‘按壓’資訊,包括手指的x-y位置和z座標,以及計算接觸角度時,觸控螢幕晶片可執行後處理演算法,以產生更精確的觸控資訊。

maXTouch目前提供的兩觸控點之間最近的距離為10mm,較Windows 7定義的約1英吋更加精細。“我們已經在4.3吋螢幕上實現了10指觸控──雖然對多數小尺寸應用而言,這既不實用也不必要,但未來在小筆電(netbook)甚至更大尺寸應用中,我們的晶片可以大幅降低成本,”余養佳表示。

Atmel是在收購Quantum Research後,將後者的軟IP整合至其硬IP,並移植到該公司的AVR微控制器平台上,開發出了節點數高達224的maXTouch系列。“明年,我估計我們的節點數可突破1,000個,”余養佳說。1,000個以上的節點數,代表著可應用在小筆電甚至更大的螢幕上,例如遊戲機,甚至有可能實現雙人對戰。

Atmel還開發了數種專有演算法,包括‘手握抑制’(grip suppression)在內,所有的軟體與演算法都是為了能在其晶片上運作而設計。Atmel掌握的‘手握抑制’演算法可在智慧手機的觸控螢幕中,用於拒絕或是持續追蹤五根手指的觸控,Atmel觸控產品總監John Carey說。換句話說,就是當用戶握住手機時,手指接觸到觸控螢幕周圍的區域,都會自動被視為無效觸控,以避免擾亂電容。

“另一個特色,是maXTouch可直接置放在手機主板而非軟板上,這進一步提供了省成本、降低EMI干擾的空間,”余養佳表示。

手寫筆革命

過去,缺乏具成本效益的被動式手寫筆,是導致電容式觸控螢幕技術失敗的主因。這是因為電容式觸控螢幕固有的觸控問題,它無法與絕緣材料接觸,如指甲或手寫筆,分析師Inouye解釋道。

但Atmel解決了電容式觸控螢幕的問題,Inouye指出。Atmel的產品可支援指甲觸控,甚至無需使用特別設計的小型電子手寫筆。

憑藉著80:1的訊息雜訊比(SNR)和極快的刷新速度,Atmel聲稱首款maXTouch電容式觸控螢幕解決方案已經可支援使用手寫筆來繪圖或簽名,並支援符號識別。

高的SNR是確保能精確傳遞鄰近或微弱訊號的關鍵。即使在嘈雜環境中,如受無線電收發器、LCD顯示器與電池充電器干擾的應用中,Atmel的產品也能維持其精確度。


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