以iPhone的推出為時間節(jié)點，人們從正式認識到觸控技術帶來的人機交互革新到“觸控無處不在”，轉(zhuǎn)眼已經(jīng)過去了4年時間。在這段時間內(nèi)，除了從電阻式觸控過渡到電容式觸控、從單點觸控發(fā)展到多點觸控外，觸控技術還經(jīng)歷了一系列的發(fā)展提升，比如更高精度、更快響應速度等。此外，觸摸屏的架構也從層疊技術向外掛式(on-cell)和嵌入式(in-cell)進行升級。

由于觸控技術的主要作用是通過簡化人機交互來提升用戶體驗，因此對于觸控IC廠商來說，應用市場的需求是其發(fā)展相關技術的主要根基。這類廠商的技術研發(fā)主要分為兩步：先用高性能的觸控技術滿足市場的基本需求，再用創(chuàng)新的技術來引領新的應用熱潮。

高性能挑戰(zhàn)：準確度、噪聲與功耗

傳統(tǒng)的按鍵式觸控相對“粗線條”，只要對按鍵行為進行快速反饋即可，而隨著觸控技術向多點觸控、屏幕觸控方向發(fā)展，觸控應用對技術的高準確度、高精度、低噪聲、快速響應時間以及低功耗等性能都提出了更高的要求。例如是否能在多點觸控時正確反應每個手指的操作，觸控屏是否能在較潮濕的環(huán)境下正常工作等，都成為了用戶衡量觸屏技術的重要指標。

單就提升觸摸的準確度來說，愛特梅爾公司(Atmel)觸摸產(chǎn)品營銷總監(jiān)Binay Bajaj認為準確跟蹤多個輸入是一大設計挑戰(zhàn)。對此，愛特梅爾的maXTouch技術采用了互電容技術。“互電容技術將發(fā)射電極和接收電極置于一個正交矩陣中—這實際上是一個微型觸摸屏陣列。由于可以單獨測定矩陣中每個點的電容耦合，多點觸摸的報告坐標不存在模糊性，因此具有更高準確度，可帶來更好的用戶體驗?！倍|控專家賽普拉斯(Cypress)的觸控技術則是采用了同步分析自電容和互電容傳感器的差分信號來解決觸控準確度的問題。“在真實應用環(huán)境下，對觸控準確度的把握更具挑戰(zhàn)。例如在雨天、濕手的情況下使用觸摸屏時，會帶來誤響應、低精度甚至是失靈的難題，系統(tǒng)單是依靠電容傳感器無法區(qū)分手指觸控和水滴‘觸控’之間的區(qū)別，同步分析自電容和互電容傳感器的差分信號是很好的解決辦法?！?賽普拉斯市場總監(jiān)John Carey表示。

在觸控精度方面，賽普拉斯已經(jīng)推出了針對細微觸控應用的技術。據(jù)介紹，傳統(tǒng)的電容筆是模擬了手指的尺寸和導電性，這使得其在處理書寫和繪畫等專用任務時，很難達到用戶需要的精度和靈敏度。而賽普拉斯現(xiàn)可支持1mm筆尖的觸控，可提供真實的手寫性能體驗。該公司TrueTouch系列產(chǎn)品提供的快速刷新率可保證在觸摸屏上的手寫體驗與在紙上的手寫體驗相類似。“這同樣也得益于我們獨有的同時可支持自電容、互電容的單芯片解決方案?！?Carey表示。

噪聲是觸控技術面臨的另一大難題?！坝绕涫窃趯盈B、外掛式、嵌入式等多種拓撲格式下，顯示屏帶來的噪聲給觸控性能帶來了很大的沖擊?！?Carey指出。目前賽普拉斯主要采用嵌入式技術來中和噪聲，并已經(jīng)開發(fā)出容易集成到觸控屏系統(tǒng)中的獨特的具有專利的單芯片解決方案。Bajaj也指出，觸控技術必須能夠降低包括LCD屏幕噪聲、充電器噪聲，以及環(huán)境噪聲(WiFi網(wǎng)絡和微波爐的噪聲)等在內(nèi)的噪聲。“愛特梅爾新的maXTouch E系列電容式觸摸引擎(CTE)采用智能硬件過濾解決了這個問題，確保即使較大的噪聲尖峰也不會影響觸控性能?！?Bajaj表示。據(jù)介紹，maXTouch E系列CTE具有頻率捷變(frequency agility)的特性，能夠在更廣的安靜頻率范圍內(nèi)掃描觸摸傳感器，并自動切換以避免噪聲，而該器件所采用的硬件過濾技術則能夠在噪聲影響測量準確性或響應時間之前抑制噪聲，從而降低功耗、提高信噪比(SNR)。目前maXTouch E能夠準確檢測非常輕的觸摸，包括無源手寫筆的觸摸，還可以識別和跟蹤直徑小于2mm的手寫筆，并同時獨立報告任何手指輸入。

功耗是發(fā)展觸控技術時不容忽視的難題。據(jù)悉maXTouch技術可讓IC在掃描后進入“睡眠”狀態(tài)，從而節(jié)約電能并延長電池壽命。此外，maXTouch方案還提供名稱為picoPower的專有低功耗技術?！八衟icoPower器件從開始設計階段就考慮實現(xiàn)盡可能低的功耗，涵蓋了晶體管設計、工藝幾何特征、睡眠模式和靈活的時鐘選項等。picoPower器件可以在低至1.62V條件下運行，而同時仍保持其所有功能，包括模擬功能。即使從最深沉的睡眠模式喚醒，所需喚醒時間也很短?！?Bajaj表示。

在提升觸控技術各個性能參數(shù)的同時，技術創(chuàng)新也成為了各廠商競爭市場的法寶。例如賽普拉斯可提供真正的單層傳感解決方案，該方案用只有一半的厚度提供和雙層傳感解決方案相類似的高精度、高線性度和快速響應時間。除此之外，Carey表示單層解決方案還有另外兩大好處：一是降低材料成本，可節(jié)省約40%的傳感器費用；二是其超薄的特性可以幫助廠商打造更輕薄的設計。此外，單層傳感器還可以提升光透射以及生產(chǎn)良率，并具有低功耗的特性。