觸控式螢幕正在迅速成為人機對話使用者介面技術的最佳選擇,被應用在零售、工業、汽車、醫療、數字訊號顯示等不同行業。
這一技術日益廣泛的應用在一定程度上受至iPhone異乎尋常的成功的促進。iPhone實現了完全觸屏控制,極其簡單易用。這些效能使得人們對互動式顯示在其它環境中的應用有了更高的期望。
與傳統的鍵盤和滑鼠器相比,清晰的觸屏顯示具有更多的優點。除了提供直觀的使用者互動功能,優良的觸屏還能簡化整個系統的設計,減小系統的尺寸,降低材料費用,減少在整個壽命週期中的維護。
1 觸控控制器的重要性
工程設計人員往往花費大量時間來考慮哪一種觸控感測技術更適合特定的應用和操作環境。
這並不奇怪,因為有很多不同的技術可供選擇。然而,選擇正確與否將會極大地影響終端產品的例如,電阻和一般的電容技術方案成本較低,初看起來很有吸引力。然而,由於這類技術的感測元素位於觸屏的前表面,它們不適合戶外應用,也不能被用在易於受到意外損傷或者浸溼的場合。其它諸如紅外、光學、表面聲波等技術都需要在觸屏周邊配置框架,因而影響了產品的美觀,而且在凹槽處聚積的灰塵和油膩對功能產生不良影響,突然的衝擊或者持續的震動會使感測元素產生誤差。考慮到這些不利因素,設計人員不斷尋求更好的解決方案,希望觸屏感測器能夠在自身內部或者防護層下得到完全的保護。投影電容系統就是能夠滿足這一要求的極好的解決方案。
這一解決方案的一個例子就是Zytronic的專利產品。投影電容式觸控感測技術(PCT)。該技術的特點是把細微緊密的、10 la m的電容矩陣鑲嵌在一個疊層襯底裡。由於襯底被置於厚度可以達至lJ20mm的保護層後面(通常由玻璃或者聚碳酸脂製成),電容不會受到灰塵、劃擦、極端的溫度以及液體侵蝕的損壞。
然而,雖然感測器的適應性是設計過程的一個關鍵部分,還有其它很多因素需要考慮,例如同感測器相連的觸控控制器的效能。作為觸控系統的大腦,這一關鍵部件負責收集和翻譯觸屏傳來的資料,然後將資訊傳輸到電腦主機。如果控制器不能有效地工作,即使觸屏系統配有最高階的液晶顯示、最強大的電腦、最完善的觸控感應設計,其功能也會大打折扣。
2 觸控控制器的發展
由於觸控技術正在變得越來越普及,即使最先進的觸控控制器也需要得到進一步的發展,以滿足更高的效能和更多的功能的要求。促進控制器技術發展的因素包括以下幾個方面:在大螢幕上實現更快的反應時間,從而優化使用者與觸屏的互動;改善螢幕的清晰度和觸控精度;實現複雜的多重觸控資料處理;減少部件數量,使系統設計流線化。
使用高度整合的控制器,把很多離散的部件組合成單一的專用積體電路(ASIC),將有利於減少裝置的碳足跡,同時通過增加裝置佈局的靈活性和測試的簡單性簡化了設計。如果實現了控制器的高度整合,客戶甚至能夠把控制器的晶片組納入自己的母板。部件數目的減少還意味著更少的潛在故障和更高的可靠性。
另外,控制器在改善信噪比(SNR)方面的進展將有助於提高觸控的敏感度。例如,前面提到的投影電容式觸控感測技術使得設計更厚的保護層成為可能,因而能夠對感測元素提供更加有效的保護。
與高度整合同時發展的另一個趨勢是應用高效能的微處理器來製造控制器,因而使控制器擁有更大的閃速儲存能力。由此而改善的資訊處理能力將被用來提高反應速度和精度,支援先進的控制演算法,實現“同時多點觸控”的功能。
多點觸控功能的益處已經被行動式電腦所證明。微軟最近發行的Windows 7執行系統就具有支援多點觸控和手勢識別的功能。
結果其它行業對多點觸控功能的需求也在發展,而且這種需求會持續增強。通過多點觸控,使用者可以拖放圖示和檔案,剪貼文字,再塑圖形。多點觸控促成的手勢識別還使得使用者能夠進行螢幕淘選、縮放和旋轉移動,從而使照片覽視和三維設計等應用成為可能。
由於對觸空技術的需求正在不斷增長,觸屏感測解決方案和與之相連的控制器的進化會進一步加快。新近湧現出來的高效能、高整合的觸控控制器必定會導致觸屏系統功能的顯著改善,使其執行更快、更精確,更好地利用印刷電路板的空間,簡化生產過程中的採購和庫存管理,並且使生產和測試過程更加簡單。
下一代的控制器將能提供新的高水準的功能,包括同時多點觸控和現場程式包升級,從而推動更加豐富的人機對話時代的到來。