中心議題：

• 觸控技術的發展和現狀
• 多點觸控技術成為熱門

解決方案：

• 自我電容(self capacitance)式觸控技術
• 交互電容(mutual capacitance)式觸控技術

觸摸屏起源於20世紀70年代，是美國軍方因軍事用途而發展起來的一種裝置，80年代轉移民用，早期多被裝於工控計算機、POS機終端等工業或商用設備之中。這些領域的特點多為應用環境不便使用鍵盤
、鼠標操控，或者根本就是僅需幾個簡單的按鍵即可完成輸入動作的設備
，整體市場規模不大。

2007年iPhone手機的推出

，是觸控行業發展中的一個裏程碑。蘋果公司把一部至少需要20個按鍵的移動電話，設計得僅需三
、四(si)鍵(jian)就(jiu)能(neng)搞(gao)定(ding)
，剩(sheng)餘(yu)操(cao)作(zuo)全(quan)部(bu)交(jiao)由(you)觸(chu)摸(mo)屏(ping)來(lai)完(wan)成(cheng)，使(shi)手(shou)機(ji)在(zai)外(wai)型(xing)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)時(shi)尚(shang)輕(qing)薄(bo)之(zhi)後(hou)，又(you)增(zeng)加(jia)了(le)人(ren)機(ji)直(zhi)接(jie)互(hu)動(dong)的(de)親(qin)切(qie)感(gan)

，最(zui)令(ling)人(ren)驚(jing)豔(yan)的(de)是(shi)，蘋(ping)果(guo)還(hai)將(jiang)以(yi)往(wang)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)大(da)屏(ping)領(ling)域(yu)的(de)電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)引(yin)入(ru)小(xiao)尺(chi)寸(cun)的(de)手(shou)機(ji)屏(ping)幕(mu)，並(bing)實(shi)現(xian)了(le)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)，賦(fu)與(yu)了(le)使(shi)用(yong)者(zhe)更(geng)加(jia)直(zhi)接(jie)、更加便捷
、更(geng)加(jia)接(jie)近(jin)人(ren)們(men)日(ri)常(chang)行(xing)為(wei)的(de)操(cao)作(zuo)體(ti)驗(yan)，引(yin)發(fa)了(le)消(xiao)費(fei)者(zhe)持(chi)續(xu)不(bu)斷(duan)的(de)熱(re)烈(lie)追(zhui)捧(peng)，也(ye)開(kai)啟(qi)了(le)觸(chu)摸(mo)屏(ping)向(xiang)主(zhu)流(liu)操(cao)控(kong)界(jie)麵(mian)邁(mai)進(jin)的(de)征(zheng)程(cheng)


，市(shi)場(chang)規(gui)模(mo)成(cheng)倍(bei)數(shu)增(zeng)長(chang)。在(zai)此(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)，業(ye)內(nei)眾(zhong)多(duo)手(shou)機(ji)大(da)廠(chang)、顯(xian)示(shi)大(da)廠(chang)也(ye)紛(fen)紛(fen)致(zhi)力(li)於(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping)，特(te)別(bie)是(shi)基(ji)於(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)，使(shi)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)成(cheng)為(wei)觸(chu)摸(mo)屏(ping)研(yan)發(fa)領(ling)域(yu)的(de)一(yi)門(men)無(wu)可(ke)爭(zheng)議(yi)的(de)顯(xian)學(xue)。

圖1 全球觸摸屏市場產值及增長狀況
        

投射電容式技術仍處主流

傳(chuan)統(tong)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)，一(yi)次(ci)隻(zhi)能(neng)向(xiang)控(kong)製(zhi)器(qi)傳(chuan)達(da)一(yi)個(ge)觸(chu)點(dian)信(xin)息(xi)，而(er)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)卻(que)能(neng)夠(gou)記(ji)錄(lu)同(tong)時(shi)發(fa)生(sheng)的(de)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)信(xin)息(xi)。這(zhe)與(yu)人(ren)們(men)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)中(zhong)操(cao)控(kong)物(wu)體(ti)的(de)行(xing)為(wei)更(geng)加(jia)接(jie)近(jin)，更(geng)加(jia)受(shou)到(dao)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)青(qing)睞(lai)，因(yin)此(ci)有(you)實(shi)力(li)的(de)顯(xian)示(shi)大(da)廠(chang)均(jun)致(zhi)力(li)於(yu)對(dui)此(ci)項(xiang)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)。目(mu)前(qian)市(shi)場(chang)上(shang)也(ye)出(chu)現(xian)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)與(yu)之(zhi)相(xiang)關(guan)的(de)技(ji)術(shu)
，主(zhu)要(yao)有(you)蘋(ping)果(guo)的(de)投(tou)射(she)式(shi)電(dian)容(rong)、TMD的SOG技術、三星的HTSP技(ji)術(shu)等(deng)。不(bu)過(guo)，後(hou)兩(liang)者(zhe)不(bu)是(shi)存(cun)在(zai)製(zhi)作(zuo)成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)，就(jiu)是(shi)存(cun)在(zai)影(ying)響(xiang)光(guang)與(yu)色(se)彩(cai)的(de)飽(bao)和(he)度(du)等(deng)問(wen)題(ti)，因(yin)此(ci)投(tou)射(she)式(shi)電(dian)容(rong)技(ji)術(shu)仍(reng)是(shi)目(mu)前(qian)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)中(zhong)的(de)兵(bing)家(jia)必(bi)爭(zheng)之(zhi)地(di)。

電容式觸控技術中應用較廣的是表麵電容(Surface Capacitive)技術。它的架構相對簡單，采用一層ITO玻bo璃li為wei主zhu體ti，外wai圍wei至zhi少shao有you四si個ge電dian極ji，在zai玻bo璃li四si角jiao提ti供gong電dian壓ya，在zai玻bo璃li表biao麵mian形xing成cheng一yi個ge均jun勻yun的de電dian場chang，當dang使shi用yong者zhe進jin行xing觸chu按an操cao作zuo時shi
，控kong製zhi器qi就jiu能neng利li用yong人ren體ti手shou指zhi與yu電dian場chang靜jing電dian反fan應ying所suo產chan生sheng的de變bian化hua，檢jian測ce出chu觸chu控kong坐zuo標biao的de位wei置zhi。不bu過guo，此ci種zhong架jia構gou也ye決jue定ding了le表biao麵mian電dian容rong式shi技ji術shu無wu法fa實shi現xian多duo點dian觸chu控kong功gong能neng，因yin為wei它ta采cai用yong了le一yi個ge同tong質zhi的de感gan應ying層ceng，而er這zhe種zhong感gan應ying層ceng隻zhi會hui將jiang觸chu摸mo屏ping上shang任ren何he位wei置zhi感gan應ying到dao的de所suo有you信xin號hao彙hui聚ju成cheng一yi個ge更geng大da的de信xin號hao，同tong質zhi層ceng破po壞huai了le太tai多duo的de信xin息xi，以yi致zhi於yu無wu法fa感gan應ying到dao多duo點dian觸chu摸mo。另ling外wai，表biao麵mian電dian容rong式shi觸chu摸mo屏ping還hai存cun在zai小xiao型xing化hua的de困kun難nan，很hen難nan應ying用yong於yu手shou機ji屏ping幕mu，大da多duo用yong於yu中zhong大da尺chi寸cun領ling域yu。

投射電容(Projective Capacitive)技術是實現多點觸控的希望所在。它的基本技術原理仍是以電容感應為主，但相較於表麵電容式觸摸屏，投射電容式觸摸屏采用多層ITO層
，形成矩陣式分布，以X軸
、Y軸交叉分布做為電容矩陣，當手指觸碰屏幕時
，可通過X、Y軸的掃描，檢測到觸碰位置電容的變化，進而計算出手指之所在。基於此種架構，投射電容可以做到多點觸控操作。
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具體來看，投射電容的觸控技術主要有兩種：自我電容(self capacitance)式和交互電容(mutual capacitance)式。自我電容又稱絕對電容(absolute capacitance)
，它把被感應的物體（如手指）作為電容的另一個極板。當手指觸碰屏幕時可在傳感電極和被傳感電極之間感應出電荷，從而被感覺到。交互電容又叫做跨越電容(transcapacitance)

，它ta是shi通tong過guo相xiang鄰lin電dian極ji的de耦ou合he產chan生sheng的de電dian容rong。當dang被bei感gan覺jiao的de手shou指zhi靠kao近jin從cong一yi個ge電dian極ji到dao另ling一yi個ge電dian極ji的de電dian場chang線xian時shi
，交jiao互hu電dian容rong的de改gai變bian被bei感gan覺jiao到dao，從cong而er報bao告gao出chu位wei置zhi。

genjuliangzhongdianrongjishudeyuanlibutong，shejichudetousheshidianrongchumopingdejiagouyebuxiangtong
，xingchengduodianchukongdefangshiyejiubutong。yuziwodianrongxiangguandeshishoushidebianshizhuizongyuhudong(Gesture interaction)
，也就是僅偵測、分辨多點觸控行為，如縮放
、拖拉、旋轉等，實現方式為軸交錯式(Axis intersect)jishu。tashizaidaodiancengshangjinxinglingxingzhuanggancedanyuanguihua，meigezhouxiangxuyaoyicengdaodianceng。yiliangzhouxingshiweili，zaizhencechukongxingweishi
，gancekongzhiqihuifenbiesaomiaoshuipingzhouhechuizhizhou，chanshengdianrongouhedeshuiping/垂直感測點會出現上升波峰，這兩軸交會處即為觸控點。

其實
，軸交錯式電容式觸控技術，就是筆記本電腦觸控板上使用的技術。電腦觸摸板采用X
、Y軸zhou的de傳chuan感gan電dian極ji陣zhen列lie形xing成cheng一yi個ge傳chuan感gan格ge子zi。當dang手shou指zhi靠kao近jin觸chu摸mo板ban時shi，在zai手shou指zhi和he傳chuan感gan電dian極ji之zhi間jian會hui產chan生sheng小xiao量liang電dian荷he
，此ci時shi通tong過guo運yun算suan，即ji可ke確que定ding物wu體ti的de位wei置zhi。當dang然ran，觸chu控kong板ban與yu觸chu控kong屏ping幕mu最zui大da差cha異yi在zai於yu，前qian者zhe是shi不bu透tou明ming
、後者是透明的。

buguoxuyaozhichudeshizhoujiaocuoshisuinengshixianduodianchukongshoushibianshigongneng
，danruoyaodingweiduodianchukongdezhengqueweizhirengyoukunnan。yinweizaijinxinglianggezhouxiangdesaomiaoshi，lianggechukongdianfenbiehuizaiX軸與Y軸各產生兩個波峰，交會起來就產生4個觸點，其中兩個點是假性觸控點

，這會使係統無法進行正確判讀。解決的辦法是增加軸向，提高可辨識觸點位置、數目
，每增加1軸向可多辨識1點(如3軸可辨識2點、4軸為3點)；不過
，每增加1個軸向，就要多1層導電層，這會增加設計的觸控麵板厚度
、重量與成本，都不是以手機等便攜式產品為主要應用的觸摸屏廠商所樂見的。

複雜觸點可定位式(All point addressable)技術也能達成多點觸控功能
，且能辨別觸控點確切位置，可以說是理想的多點觸控解決方案
，iPhone即是采用此種觸控技術。它主要架構為兩層導電層，其中一層為驅動線(driving lines)，另一層為感測線(sensing lines)



，兩(liang)層(ceng)的(de)線(xian)路(lu)彼(bi)此(ci)垂(chui)直(zhi)。運(yun)作(zuo)上(shang)會(hui)輪(lun)流(liu)驅(qu)動(dong)一(yi)條(tiao)驅(qu)動(dong)線(xian)
，並(bing)量(liang)測(ce)與(yu)這(zhe)條(tiao)驅(qu)動(dong)線(xian)交(jiao)錯(cuo)的(de)感(gan)測(ce)線(xian)是(shi)否(fou)有(you)某(mou)點(dian)發(fa)生(sheng)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)現(xian)象(xiang)。經(jing)逐(zhu)一(yi)掃(sao)描(miao)即(ji)可(ke)獲(huo)知(zhi)確(que)切(qie)觸(chu)點(dian)位(wei)置(zhi)。

但是，要實現此種技術在
，不論是導電層規劃、布線或CPU運算
，難度都提高許多，需要采用更加強大的處理器。以iPhone為例，它就是以兩顆獨立芯片分擔這項工作，一顆感測控製器，將原始模擬感測信號轉為X-Y軸坐標；另一顆則是ARM7處理器，專門用來解讀這些信息，辨識手指動作，並做出相應的反應。

此外，複雜觸點可定位技術還會麵臨一些設計上挑戰，如需要供應高電壓才能得到較好的信噪比表現，不適合在大尺寸麵板使用等。
           
其它多點觸控技術巡禮

因(yin)為(wei)蘋(ping)果(guo)在(zai)投(tou)射(she)電(dian)容(rong)式(shi)觸(chu)控(kong)領(ling)域(yu)掌(zhang)握(wo)多(duo)項(xiang)關(guan)鍵(jian)專(zhuan)利(li)，其(qi)它(ta)廠(chang)商(shang)在(zai)推(tui)出(chu)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)產(chan)品(pin)之(zhi)時(shi)
，會(hui)有(you)很(hen)大(da)機(ji)率(lv)與(yu)蘋(ping)果(guo)發(fa)生(sheng)專(zhuan)利(li)糾(jiu)紛(fen)，因(yin)此(ci)其(qi)它(ta)顯(xian)示(shi)大(da)廠(chang)紛(fen)紛(fen)致(zhi)力(li)於(yu)其(qi)他(ta)可(ke)實(shi)現(xian)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa)。

例如日廠TMD正在利用低溫多晶矽(LTPS)技術研發內嵌傳感器的光感應式多點觸控麵板。其主要做法是在LTPS-TFT麵mian板ban的de每mei個ge像xiang素su中zhong嵌qian入ru光guang傳chuan感gan器qi
，當dang手shou指zhi或huo光guang筆bi等deng觸chu摸mo屏ping幕mu時shi，會hui遮zhe擋dang部bu分fen光guang線xian，此ci時shi通tong過guo光guang傳chuan感gan器qi
，即ji可ke感gan知zhi並bing測ce算suan出chu觸chu點dian位wei置zhi。由you於yu該gai項xiang技ji術shu是shi通tong過guo在zai液ye晶jing麵mian板ban的de像xiang素su中zhong內nei嵌qian光guang傳chuan感gan器qi的de方fang式shi感gan測ce觸chu控kong點dian的de位wei置zhi，因yin此ci可ke以yi同tong時shi檢jian測ce多duo個ge觸chu點dian

，實shi現xian多duo點dian觸chu控kong的de功gong能neng。此ci前qian，TMD已在日本、美國等地的多個光電展中展示過這項技術。不過，由於該技術的製造工藝相當複雜，而且製作成本高昂，因此目前TMD還沒有將其導入市場的規劃。

近期三星也推出一種稱為混合觸控屏幕麵板(Hybrid Touch Screen Panel，簡稱HTSP) 的技術，可實現多點觸控功能。類似於TMD光感應式多點觸控技術，三星通過將觸控屏幕電路內製到TFT麵板的前段工藝中，以相同的TFT工藝直接加入TFT麵板中。由於是通過TFT像素元件感測觸碰點，三星表示此技術也可做到多點觸控。目前三星已在部分產品的屏幕上運用這項技術。


另外，微軟推出的“微軟盒子”（Microsoft Surface）也可實現多點觸控功能。Microsoft Surface觸控麵板原理和iPhonepeibeidetoushedianrongshichukongmianbanhuoqitachukongjishujunbuxiangtong。qitachukongjishubushigenjuwutiduimianbanjinxingwulishangdejiechuerganyingxinhao，jiushitongguoshouzhishangsuodaidedianhuowutizheduanmianbanshangdeguangbohuoshengbolaiganyingxinhao。Microsoft Surface的觸控技術卻是在主機內部以5部紅外線攝影機和1部DLP投影機，直接檢測物體碰觸麵板產生的影像
，以達到辨別觸控信號的目的。Surface最多可同時感測52個觸點，支持多點觸控，甚至多人同時操作。隻不過它的體積過於巨大厚重，無法應用於手機屏幕之上
，主要市場定位於飯店、餐廳、零售點等地的櫃台或遊樂設施。

目前，觸摸屏的應用範圍已變得越來越廣泛，從工業用途的工廠設備的控製/操作係統
、公共信息查詢的電子導行設施，商業用途的提款機，到消費性電子的移動電話、PDA、數碼相機等都可看到觸控屏幕的身影。當然
，這其中應用最為廣泛的仍是手機。

根據ABI Research報告指出
，2008年采用觸控式屏幕的手機出貨量超過1億部
，預計2012年安裝觸控界麵的手機出貨量將超過5億yi部bu。同tong時shi有you跡ji象xiang表biao明ming，觸chu摸mo屏ping在zai消xiao費fei電dian子zi產chan品pin中zhong的de應ying用yong範fan圍wei正zheng從cong手shou機ji屏ping幕mu等deng小xiao尺chi寸cun領ling域yu向xiang具ju有you更geng大da屏ping幕mu尺chi寸cun的de筆bi記ji本ben電dian腦nao拓tuo展zhan。目mu前qian，戴dai爾er
、惠普
、富士通、華碩等一線筆記本電腦品牌廠商皆有計劃推出具備觸摸屏的筆記本電腦或UMPC。隨著觸摸屏應用領域的不斷拓寬，多點觸控技術的應用範圍也會越來越寬。

特別是近日有消息稱
，微軟的新一代操作係統Windows7將於今年第三季度上市，而Windows7最令人矚目的就是支持多點觸控功能
，因此，人們大多預測Windows7上(shang)市(shi)後(hou)，將(jiang)進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)進(jin)觸(chu)摸(mo)屏(ping)的(de)流(liu)行(xing)，同(tong)時(shi)也(ye)將(jiang)推(tui)升(sheng)多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)功(gong)能(neng)的(de)深(shen)入(ru)人(ren)心(xin)。但(dan)有(you)一(yi)點(dian)需(xu)要(yao)清(qing)醒(xing)地(di)認(ren)識(shi)到(dao)，多(duo)點(dian)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)仍(reng)然(ran)很(hen)不(bu)完(wan)善(shan)，仍(reng)有(you)很(hen)大(da)提(ti)升(sheng)的(de)空(kong)間(jian)，在(zai)PC上的應用更是處於萌芽階段
，真正成熟至少還需等上3~5年。