揭秘電容式觸控屏內部設計,如何博得蘋果青睞?
發布時間:2014-01-30 責任編輯:sherryyu
早在上世紀80年代,觸控技術就初現崢嶸,從隻有高帥富才能玩得起的PDA,到如今幾乎人手一部的觸控手機,可以說觸控改變了近30年(nian)來(lai)人(ren)機(ji)交(jiao)互(hu)的(de)方(fang)式(shi),從(cong)按(an)鍵(jian)搖(yao)杆(gan)轉(zhuan)變(bian)為(wei)輕(qing)輕(qing)點(dian)擊(ji),觸(chu)控(kong)也(ye)悄(qiao)然(ran)從(cong)電(dian)阻(zu)過(guo)渡(du)到(dao)了(le)電(dian)容(rong),如(ru)今(jin)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)風(feng)頭(tou)正(zheng)盛(sheng),電(dian)容(rong)屏(ping)的(de)產(chan)值(zhi)占(zhan)整(zheng)個(ge)觸(chu)控(kong)行(xing)業(ye)的(de)80%左右,“電容”成為觸控技術的代表詞彙,不過“電容”並非是觸控技術的全部,為何蘋果等一線廠商獨愛這一種技術呢?
如ru果guo說shuo僅jin僅jin為wei了le實shi現xian觸chu控kong的de效xiao果guo,廠chang商shang的de選xuan擇ze還hai是shi很hen多duo的de,目mu前qian主zhu流liu的de觸chu控kong技ji術shu包bao括kuo電dian阻zu觸chu控kong技ji術shu,電dian容rong觸chu控kong技ji術shu,光guang學xue觸chu控kong技ji術shu,表biao麵mian聲sheng波bo觸chu控kong技ji術shu,以yi及ji電dian磁ci感gan應ying技ji術shu。這zhe幾ji種zhong技ji術shu采cai用yong不bu同tong原yuan理li,但dan是shi都dou實shi現xian了le觸chu控kong的de效xiao果guo。其qi中zhong光guang學xue和he聲sheng波bo、電磁觸控的研究開展的都比較早,但是由於技術限製,如今發展的並不好,隻能算是非主流。電容崛起則是近5年的事情,當初蘋果第一代iPhone出現時,電阻觸控技術一統天下,所以電阻觸控和電容觸控是一種此消彼長的關係,也是我們今天主要談的兩種觸控技術。

圖 紅外多點觸摸框
dianzuchukongweiheshiwei,womenshaohoujianghuixiangtan。youyisideshidianrongchukongneibudedouzhengyeshifeichangdejilie,zuikaishidewaiguamoshirujinshoudaolejidadetiaozhan,youqishizaishoujilingyu,gengjiaqingbodedianrongchukongjishuchengweilezhuliu,wulunshiOGS(單片觸控)還是In-Cell(內嵌觸控)觸控技術,都極大的縮減了觸控設備的厚度,挑戰了主流的外掛觸控技術,不過輕薄式觸控還處於發展的階段,雖然iPhone5s采用了In-Cell技術,但是上市時關於觸控的諸多爭議,也顯示出輕薄觸控還不完全成熟。
如(ru)果(guo)我(wo)們(men)隻(zhi)把(ba)眼(yan)光(guang)鎖(suo)定(ding)在(zai)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)的(de)內(nei)鬥(dou)中(zhong),仿(fang)佛(fo)看(kan)到(dao)了(le)觸(chu)控(kong)行(xing)業(ye)的(de)鳥(niao)語(yu)花(hua)香(xiang),新(xin)技(ji)術(shu)層(ceng)出(chu)不(bu)窮(qiong),應(ying)用(yong)也(ye)是(shi)一(yi)片(pian)大(da)好(hao),其(qi)實(shi)觸(chu)控(kong)行(xing)業(ye)的(de)競(jing)爭(zheng)異(yi)常(chang)激(ji)烈(lie),新(xin)進(jin)入(ru)的(de)廠(chang)商(shang)太(tai)多(duo),原(yuan)本(ben)的(de)觸(chu)控(kong)廠(chang)商(shang)需(xu)要(yao)麵(mian)臨(lin)價(jia)格(ge)戰(zhan)的(de)壓(ya)力(li),上(shang)下(xia)遊(you)的(de)不(bu)停(ting)整(zheng)合(he),也(ye)使(shi)得(de)原(yuan)本(ben)是(shi)合(he)作(zuo)關(guan)係(xi)的(de)上(shang)下(xia)遊(you)觸(chu)控(kong)廠(chang)商(shang)感(gan)到(dao)無(wu)奈(nai),並(bing)且(qie)麵(mian)板(ban)廠(chang)商(shang)也(ye)是(shi)開(kai)始(shi)殺(sha)入(ru)這(zhe)個(ge)市(shi)場(chang),將(jiang)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang)變(bian)成(cheng)了(le)紅(hong)海(hai),如(ru)何(he)尋(xun)找(zhao)新(xin)的(de)利(li)益(yi)增(zeng)長(chang)點(dian),成(cheng)為(wei)了(le)行(xing)業(ye)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)。
鬥爭如此激烈,觸控廠商將目光投向了大屏觸控市場,2014年(nian)觸(chu)控(kong)筆(bi)記(ji)本(ben),和(he)觸(chu)控(kong)顯(xian)示(shi)器(qi)都(dou)是(shi)會(hui)出(chu)現(xian)一(yi)個(ge)不(bu)錯(cuo)的(de)整(zheng)張(zhang)態(tai)勢(shi),其(qi)原(yuan)因(yin)就(jiu)在(zai)於(yu)觸(chu)控(kong)廠(chang)商(shang)已(yi)經(jing)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu)於(yu)手(shou)機(ji)等(deng)小(xiao)屏(ping)幕(mu)設(she)備(bei)的(de)市(shi)場(chang),開(kai)拓(tuo)大(da)屏(ping)觸(chu)控(kong)將(jiang)是(shi)一(yi)個(ge)趨(qu)勢(shi)。
綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu),本(ben)文(wen)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)技(ji)術(shu)的(de)解(jie)惑(huo)答(da)疑(yi),也(ye)是(shi)行(xing)業(ye)的(de)透(tou)視(shi)分(fen)析(xi),觸(chu)控(kong)風(feng)潮(chao)將(jiang)會(hui)繼(ji)續(xu),電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)一(yi)枝(zhi)獨(du)秀(xiu),未(wei)來(lai)又(you)將(jiang)走(zou)向(xiang)何(he)方(fang)呢(ne)?感(gan)興(xing)趣(qu)的(de)朋(peng)友(you)不(bu)妨(fang)一(yi)起(qi)來(lai)討(tao)論(lun)一(yi)下(xia)。
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式微:電阻終將成為曆史
曾(zeng)經(jing)電(dian)阻(zu)觸(chu)控(kong)一(yi)統(tong)天(tian)下(xia),從(cong)手(shou)機(ji)到(dao)汽(qi)車(che),從(cong)醫(yi)學(xue)到(dao)工(gong)業(ye),電(dian)阻(zu)觸(chu)控(kong)可(ke)謂(wei)出(chu)盡(jin)了(le)風(feng)頭(tou),如(ru)今(jin)在(zai)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)的(de)壓(ya)力(li)下(xia),我(wo)們(men)已(yi)經(jing)很(hen)難(nan)見(jian)到(dao)電(dian)阻(zu)觸(chu)控(kong)的(de)產(chan)品(pin)了(le),電(dian)阻(zu)觸(chu)控(kong)究(jiu)竟(jing)敗(bai)在(zai)哪(na)裏(li)呢(ne)?
曾經使用過電阻觸控手機的朋友,肯定都還記得自己用力劃過屏幕的使用感受,有的朋友甚至用指甲不停“劃”dongpingmu,zheyangzuokeyizaiyidingchengdushangtishengchukongdexiaoguo,zhuyaoshiyinweidianzuchukongshiliyongdianyashixianchukongjisuande,zuichangjiandejiushisixianmoshi,pingmushangliangcengtoumingjinshucenggongzuoshimeicengjunzengjia5V恒定電壓:yigeshuzhifangxiang,yigeshuipingfangxiang,zonggongxusigendianlan,dangwutianyashangquhou,keyigenjudianyafanyingsuanchuchukongdeweizhi。youyushicaiyonganyadeyuanli,suoyidianzuchukongdeyoulieshihenhaolijie:
電阻屏的優勢:
1、屏幕不受灰塵、水汽和油汙的影響,可以在較低或較高溫度的環境下使用。
2、電阻式觸控屏使用的是壓力感應,可以用任何物體來觸摸,即便是帶著手套也可以操作,並可以用來進行手寫識別。
電阻屏的劣勢:
1、電阻式觸控麵板容易損壞,無法用到公用產品之上。
2、電阻式的最好準確率隻能到98.5%,電容式麵板則以電流驅動,準確率則可達到99%。
3、反應時間不夠短,很多應用無法使用(比如畫圖)。

圖 電阻觸控示意圖
電阻觸控最大的劣勢就不靈敏的觸感,最終它敗給了電容觸控,但是更加“皮實”的(de)優(you)勢(shi),也(ye)使(shi)得(de)電(dian)阻(zu)觸(chu)控(kong)技(ji)術(shu)在(zai)工(gong)業(ye)以(yi)及(ji)汽(qi)車(che)等(deng)領(ling)域(yu),還(hai)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)市(shi)場(chang),但(dan)隨(sui)著(zhe)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)的(de)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan),這(zhe)些(xie)僅(jin)有(you)的(de)和(he)市(shi)場(chang)也(ye)在(zai)被(bei)逐(zhu)步(bu)蠶(can)食(shi),比(bi)如(ru)汽(qi)車(che)市(shi)場(chang)宣(xuan)布(bu)2014年以後,將逐步換裝電容觸控屏幕,這對已經奄奄一息的電阻觸控市場來說,自然是個噩耗了。
強勢:電容觸控開枝散葉
電容觸控架構比較簡單,基本上是以ITO玻璃為主體,在ITO玻bo璃li的de四si角jiao放fang電dian,在zai表biao麵mian形xing成cheng一yi個ge均jun勻yun的de電dian場chang,當dang可ke以yi導dao電dian的de物wu體ti,例li如ru像xiang是shi人ren的de手shou指zhi,吸xi走zou一yi點dian微wei量liang的de電dian流liu,後hou麵mian的de控kong製zhi器qi則ze會hui算suan出chu電dian流liu被bei吸xi走zou的de比bi例li而er算suan出chuX軸和Yzhou,youyudianliudeminganduyaodadagaoyudianya,suoyidianrongchukongdezuidayoushijiushiganchulingminle。rujindianrongchukongkaizhisanye,bujinyingyongzaishoujishang,pingban,bijiben,xianshiqidoushichuxianledianrongchukongdechanpin,zheziranhedianrongchukongdeyoushifenbukai:

圖 電容觸控原理示意圖
電容屏優勢:
1、觸感靈敏,了解電容觸控感應電流的技術原理,就非常好明白了。
2、耐高溫,電容式在高溫的容忍度比電阻式還高20攝氏度,這樣更適合應用在較易發熱的設備之上,比如智能手機。
3、dianzupingdecailiaobunengshiheziwaixian,bushihezaihuwaichangqishiyong。dianrongshibingbupaziwaixian,jiashanggaowencaozuodeyoushi,gengshihezaihuwaijieshoutaiyangdefengchuirishai。
電容屏劣勢:
1、觸控限製多(戴手套不行,隔絕手指無法吸走電流)。
2、透光率不好,眩光問題一直解決不,雖然有廠商采用“半透半反”的方式來解決這個問題,但是效果依舊不完美。
綜zong合he來lai說shuo,電dian容rong觸chu控kong之zhi所suo以yi可ke以yi完wan美mei取qu代dai電dian阻zu觸chu控kong,技ji術shu上shang優you勢shi不bu能neng忽hu略lve,其qi觸chu控kong感gan覺jiao更geng靈ling敏min,對dui於yu注zhu重zhong體ti驗yan的de人ren機ji交jiao互hu來lai說shuo,這zhe個ge優you勢shi足zu以yi說shuo明ming一yi切qie。當dang然ran電dian容rong觸chu控kong成cheng本ben也ye並bing不bu高gao,也ye是shi可ke以yi快kuai速su普pu及ji的de關guan鍵jian之zhi處chu,其qi他ta諸zhu如ru耐nai高gao溫wen,體ti積ji更geng輕qing薄bo以yi及ji不bu怕pa紫zi外wai線xian等deng優you勢shi,都dou算suan是shi錦jin上shang添tian花hua吧ba。
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內戰:電容觸控走向何方
電dian容rong觸chu控kong的de確que全quan麵mian戰zhan勝sheng了le電dian阻zu觸chu控kong,但dan是shi內nei部bu的de分fen歧qi也ye是shi非fei常chang之zhi多duo。上shang麵mian我wo們men按an技ji術shu給gei觸chu控kong分fen過guo類lei,目mu前qian觸chu控kong行xing業ye還hai喜xi歡huan按an觸chu控kong結jie構gou的de不bu同tong,分fen為wei外wai掛gua式shi觸chu控kong和he內nei嵌qian式shi觸chu控kong。外wai掛gua式shi觸chu摸mo屏ping又you包bao括kuo兩liang種zhong產chan品pin形xing態tai,一yi是shi“玻璃式”,即“蓋板玻璃+感應層玻璃”;二是“薄膜式”,即“蓋板玻璃+上感應層薄膜+下感應層薄膜”,而內嵌式觸控其本質是為了解決觸控輕薄化的問題,筆者喜歡叫它們輕薄式觸控。
外掛式觸控結構種類非常的多,常見的有GFF(Glass-Film-Film)和GG(Glass-Glass)結構,這兩種觸控結構成本較低,可以大規模的生產,其中GG結構常見於中興和海信的手機,而GFF結構的支持者有華為和三星等大牌廠商,常見於它們的平板電腦產品之中。
GFF技術進化方向是GF,即將原來用於實現觸控感應的兩層薄膜減為一層。基於上感應層的設計位置不同,GF又衍生出兩種方案G1F和GF2,蘋果的iPadmini就是采用了GF2觸控技術;GG技術演進方向是TOL/OGS,也稱為“單片玻璃解決方案”,優點是技術成熟後,可以節省較多成本,大家熟悉的小米手機2就是OGS的代表作。不過GFF和GG的升級版本,仍舊沒有做到極限的輕薄,所以出現了代表了電容觸控的最新科技In-Cell和On-Cell結構。
iPhone5s使用的就是In-Celljishu,qishiyizhongjiangchukongbomoneizhizaiyejingmianbanzhineidejishu,suoyijiaoneiqianshichukong,qizuidadeyoushijiushikeyizuodaodejizhideqingbohua,danshiyouyuxuyaokefuyejingmianbanbenshenduichukongbomodeyingxiang,suoyiliangpinlvdi,muqianzhiyouiPhone5s在力挺這種技術,其無疑是觸控技術未來的發展方向,但是道路也崎嶇。而On-Cell也是基於同樣理念出現的技術,隻不過觸控薄膜的位置不同,三星的GalaxyS係列,都是采用On-Cell觸控技術的,再算上麵提到的OGS,這三者是輕薄觸控的三大支柱,是目前電容觸控的主要研究方向。
行業:觸控產業或成紅海
youyujinxienianlaichukongxingyedepengbofazhan,jinruzhegeshichangdechangshangyuelaiyueduo,jibendoushimiaozhundianrongchukongzhekuaifeirou,suiranyeyouchangshangshejihongwaichukongdenglingyu,dandoushininiuruhai,duizhengtidegejuwutaidadeyingxiang。erdianrongchukonglingyu,youyuneiqianshichukongjiegoudejishugongguannanduda,suoyihenduodayibufendechangshangdoushijinrulewaiguashichukongdelingyu,congerdaozhilewaiguashichukongshichangchengweileyipianhonghai,jiagezhanyuelaiyuemingxian,duiyumeiyouguimoyoushidexiaochangshanglaishuo,chukongshichangyijingbunamehaohunle。
erneiqianshidianrongchukongshichangdeqingkuangyebuleguan,yuanbendechukongdachangsuiranyoujishuyoushi,danshiyouyuzhongduanchanpindebuduanjiangjia,lirunlvyeshizaixiajiang,bingqiemianbanchangshangdeqiangshijieru,yerangchunxuetongdechukongchangshanggandaotouteng。zhexiemianbanchangshangjijiyanfaneiqianshichukongjishu,chukonghemianbanbenjiuyushuinanfen,mianbanchangshangzhengduochukongkehufeichangdebianjie,zherangyuanbenmianbanchanghechukongchangdehezuoguanxi,bianchenglejingzhengdeguanxi。
並(bing)且(qie)由(you)於(yu)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang)的(de)發(fa)展(zhan)成(cheng)熟(shu),原(yuan)本(ben)的(de)諸(zhu)侯(hou)割(ge)據(ju),各(ge)自(zi)經(jing)營(ying)的(de)市(shi)場(chang)格(ge)局(ju)正(zheng)在(zai)瓦(wa)解(jie),各(ge)種(zhong)收(shou)購(gou)不(bu)斷(duan)出(chu)現(xian),麵(mian)板(ban)廠(chang)收(shou)購(gou)觸(chu)控(kong)廠(chang),觸(chu)控(kong)廠(chang)收(shou)購(gou)上(shang)下(xia)遊(you)企(qi)業(ye),可(ke)以(yi)說(shuo)觸(chu)控(kong)行(xing)業(ye)的(de)大(da)洗(xi)牌(pai)是(shi)在(zai)所(suo)難(nan)免(mian)了(le)。
綜(zong)上(shang)所(suo)述(shu),觸(chu)控(kong)行(xing)業(ye)看(kan)似(si)風(feng)生(sheng)水(shui)起(qi),其(qi)實(shi)競(jing)爭(zheng)激(ji)烈(lie),電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)一(yi)家(jia)獨(du)大(da),但(dan)是(shi)從(cong)業(ye)者(zhe)甚(shen)多(duo),由(you)於(yu)價(jia)格(ge)的(de)競(jing)爭(zheng),原(yuan)有(you)的(de)謀(mou)利(li)渠(qu)道(dao),正(zheng)在(zai)變(bian)得(de)堵(du)塞(sai)。外(wai)掛(gua)式(shi)觸(chu)控(kong)更(geng)是(shi)重(zhong)災(zai)區(qu),各(ge)觸(chu)控(kong)廠(chang)商(shang)都(dou)是(shi)在(zai)拓(tuo)展(zhan)新(xin)的(de)市(shi)場(chang),而(er)內(nei)嵌(qian)式(shi)觸(chu)控(kong)也(ye)麵(mian)臨(lin)很(hen)多(duo)問(wen)題(ti),技(ji)術(shu)攻(gong)關(guan)還(hai)不(bu)完(wan)美(mei),使(shi)用(yong)內(nei)嵌(qian)式(shi)觸(chu)控(kong)的(de)旗(qi)艦(jian)手(shou)機(ji)麵(mian)臨(lin)小(xiao)米(mi)手(shou)機(ji)等(deng)產(chan)品(pin)的(de)強(qiang)大(da)挑(tiao)戰(zhan),也(ye)不(bu)見(jian)得(de)就(jiu)能(neng)高(gao)枕(zhen)無(wu)憂(you)。
視點:大屏觸控變香餑餑
由(you)於(yu)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)激(ji)烈(lie),所(suo)以(yi)各(ge)大(da)觸(chu)控(kong)廠(chang)商(shang)都(dou)是(shi)開(kai)始(shi)布(bu)局(ju)新(xin)的(de)市(shi)場(chang),小(xiao)尺(chi)寸(cun)屏(ping)幕(mu)市(shi)場(chang)已(yi)經(jing)開(kai)發(fa)的(de)七(qi)七(qi)八(ba)八(ba),相(xiang)信(xin)未(wei)來(lai)大(da)屏(ping)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang),將(jiang)越(yue)來(lai)越(yue)受(shou)重(zhong)視(shi)。由(you)於(yu)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)大(da)尺(chi)寸(cun)成(cheng)本(ben)太(tai)高(gao),所(suo)以(yi)觸(chu)控(kong)筆(bi)記(ji)本(ben)和(he)觸(chu)控(kong)顯(xian)示(shi)器(qi)將(jiang)是(shi)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang)新(xin)增(zeng)長(chang)點(dian)。但(dan)是(shi)規(gui)劃(hua)是(shi)規(gui)劃(hua),大(da)屏(ping)觸(chu)控(kong)市(shi)場(chang)也(ye)有(you)自(zi)己(ji)的(de)隱(yin)痛(tong),Win8係統並沒有預期的熱度,大屏產品目前還無法說服過多用戶為觸控功能買單。
2013年推出的觸控筆記本並不少,但是都沒有大賣,關於觸控顯示器也是如此,目前已經有27英ying寸cun的de十shi點dian電dian容rong觸chu控kong產chan品pin,其qi靈ling敏min度du幾ji乎hu和he手shou機ji無wu差cha別bie,但dan是shi也ye是shi遭zao遇yu市shi場chang冷leng眼yan,有you的de產chan品pin搭da載zai了le安an卓zhuo係xi統tong,也ye是shi遭zao到dao不bu少shao網wang友you的de詬gou病bing,其qi實shi這zhe也ye正zheng是shi觸chu控kong市shi場chang的de尷gan尬ga,小xiao屏ping競jing爭zheng太tai激ji烈lie,大da屏ping觸chu控kong成cheng香xiang餑bo餑bo,但dan是shi這zhe個ge餑bo餑bo有you點dian難nan啃ken,如ru何he細xi化hua市shi場chang,成cheng為wei每mei個ge從cong業ye者zhe的de難nan題ti。
全文總結:
到dao這zhe裏li關guan於yu電dian容rong屏ping的de話hua題ti也ye就jiu告gao一yi個ge段duan落luo,其qi實shi談tan電dian容rong觸chu控kong,就jiu幾ji乎hu是shi在zai談tan全quan部bu的de觸chu控kong行xing。以yi電dian容rong屏ping為wei主zhu導dao的de觸chu控kong行xing業ye目mu前qian蓬peng勃bo發fa展zhan,主zhu要yao將jiang精jing力li放fang在zai輕qing薄bo電dian容rong的de研yan發fa上shang,相xiang信xin在zai很hen長chang的de時shi間jian內nei,電dian容rong觸chu控kong都dou將jiang是shi人ren機ji交jiao互hu的de主zhu要yao方fang式shi,其qi它ta諸zhu如ru語yu音yin,眼yan部bu動dong作zuo等deng操cao控kong方fang式shi短duan時shi間jian內nei難nan以yi撼han動dong電dian容rong觸chu控kong的de地di位wei,各ge大da廠chang商shang的de新xin產chan品pin無wu一yi例li外wai,也ye是shi隻zhi能neng拜bai倒dao在zai電dian容rong觸chu控kong的de石shi榴liu裙qun下xia。
chukongshichangdebianhuayezhideguanzhu,honghaiyixianchuxing,xingyexipaizaisuonanmian,gedachukongchangshangdoushizaituozhanxindeshichang,qizhongdapingchukongshigezhongyaodepanzi,danshiqizhongyeyouhenduowunaideweidao,bijinghenduoyonghudoushiburenkedapingchukongdejiazhi。
最(zui)後(hou)我(wo)們(men)來(lai)說(shuo)說(shuo)蘋(ping)果(guo),也(ye)算(suan)是(shi)點(dian)題(ti)。蘋(ping)果(guo)作(zuo)為(wei)電(dian)容(rong)觸(chu)控(kong)的(de)最(zui)早(zao)推(tui)動(dong)者(zhe)之(zhi)一(yi),是(shi)這(zhe)種(zhong)技(ji)術(shu)的(de)最(zui)大(da)受(shou)益(yi)者(zhe),自(zi)然(ran)不(bu)會(hui)輕(qing)易(yi)改(gai)弦(xian)更(geng)張(zhang),其(qi)采(cai)用(yong)了(le)In-Cell觸控技術,已經是最為先進的電容觸控技術之一了,所以蘋果愛也好,不愛也好,電容觸控就在那裏,不悲不喜。
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