觸控技術與行動方案 |陞達科技

人與機之間似乎有一個失落的世界，讓兩者之間的溝通出了問題

，觸控技術將這失落的世界填補起來。不過事實上，觸控並不是

蘋果發明的，而是一個有30年歷史的老技術，只是蘋果的強大行

銷功力將觸控推升上人機介面的舞台中央。

陞達科技董事長林招慶在「DTF行動技術與設計論壇」中，介紹

了各種人機介面的發展歷史，電容式觸控技術與其他觸控技術的

特性優劣。同時也詳細闡述觸控IC中的要素，像是手勢碼，並討

論現今觸控產業面臨的問題。

人機介面有幾個要素一定要掌握，即是自然、簡單(當然，自然一

定是簡單的)、信賴性高，並且便宜(最好是免費)。我們都需要和

機器對話，但要如何溝通？

截至目前為止，在人機介面方面，已經發展出來的技術包括鍵盤(

這是很成熟的技術，不易被取代)，還有形式的辨識像是書寫、指

紋、眼球，人工智慧(十分高深不易工業化)，滑鼠、觸控點、觸控

板、觸控鍵、搖桿、觸控螢幕、軌跡球、滾輪等，或許未來還有

其他介面。然而，這麼多方案是否解決了人機介面的問題，或者

在這些方案中，究竟哪一項是最佳選擇？

在手持裝置中，觸控螢幕、搖桿、觸控鍵和手寫是較普遍的選擇

。桌上型和筆記型電腦則以鍵盤／滑鼠、觸控板、觸控鍵和軌跡

球為主。工業電腦領域則採用觸控鍵、觸控螢幕和觸控板。這些

選擇是最佳方案還是不得不然？

觸控感測技術

首先介紹表面電容技術，原理為感測器放置於4個角，由交錯的電

場涵蓋表面，若有手指接觸會造成電場改變。問題在於手指接觸

的點往往太大，涵蓋了好幾個畫素，不易定義，而且2隻手會讓電

場亂掉，所以無法做多點觸控。

投射電容技術是用2層互相獨立的電場，且為鑽石形狀XY軸交錯覆

蓋表面，當手指接觸時會引發接觸區塊的電容改變，掃描電容在

XY軸上的分佈變化，可計算出手指的位置。投射電容技術可應用

於多指觸控，也是蘋果iPhone和iPod採用模式。主要專利是在

Synaptics和陞達手中。適用於小尺寸(4.3吋以下)觸控螢幕，10吋以

上技術還在研發當中。

以現在使用最多的各類觸控術電阻式、表面電容式、紅外線、超

音波、投射電容式和電磁式來比較，電阻式類似表面電容，接觸

面和ITO中間隔著空間，以壓力變化來計算位置，去年市占率還有

90%，今年與投射電容已出現消長，市占率低於80%，由於耐久性

較差(低於200萬次)，且穿透率僅78~85%，市場正在消褪中。相較

起來，投射電容可耐觸1,000萬次，穿透率高，今年市占突破20%。

表面電容優點為沒有尺寸限制，但貼合會產生泡泡問題。電磁式利

用線圈磁場的變化來感測，優點為耐觸超過2,000萬次，穿透率達

100%，且無尺寸限制，但重量重且價格高。

各個觸控技術有其優缺點，也有最適應用尺寸，現在超大(30~60

吋)多採用紅外線式，15~22吋監視器採電阻式。不過以實際使用

行為來說，20吋以上是否人會在螢幕上點來點去？這倒不無疑問

。中小尺寸目前則以電阻式和投射電容式應用廣泛。

觸控在行動裝置上的應用

手勢是觸控IC中很重要的技術開發內容，從點到線到面，從0D到

2D，不同的觸控痕跡，將會呈現不同的行為模式。因此，在投射

電容技術中，除了絕對座標以外，還要導入手勢碼，正確辨識與

追蹤手跡(Trace)與多手指(Multi-finger)運動。

手勢在不同的行動裝置各有其行為模式，像GPS、從下面打光上

來的鍵盤、電子書、平板電腦、數位相機、智慧型手機等。手勢

在不同行業的人身上又有其不同的行為模式，像警察、指揮家，

每個人的手勢又有其特性。

歸納出人的手勢大致為，2指上下意即上下翻頁，2指左右即左右

翻頁，2指縮放為放大縮小，2指繞圈為左右旋轉，這些為基本手

勢碼。其他還有一些進階的手勢碼，每家廠商會有不同的定義。

絕對座標與手勢碼的優勝劣敗關係觸控IC的表現，現在大部分業

者都使用軌跡座標的方式，手勢碼投入的較少，然而軌跡座標方

式需做到完全客製化、由系統自行辨識，有CPU及人力資源浪費

，頻寬受限和誤判率高的問題。相對的，手勢碼可完全由IC處理

，提供較準的手勢辨識，頻寬需求較低，系統負載較輕，且可進

階使用多碼手勢組合。

因此，手勢碼(On Chip Gesture Code)是觸控IC優劣最重要的關鍵。

觸控產業現今面臨的問題

在技術方面，髒污、手汗、灰塵、水漬和一些你連想都不願意去

想的東西，可能不時會出現在觸控螢幕上，這是技術會面臨的瓶

頸。

供應鏈方面，誰是產業主導者？是由像洋華這樣的感應器陣列(

Sensor Arra)y廠商，還是由觸控IC廠商？還是由系統廠商一一去採

購組裝──這應該是最不可行的方式。目前為止，產業由誰來主

導還未形成共識。

另外，Sensor Array也有多種方式F/F、F/G、G/G、內嵌式。控制

IC的來源、系統整合、專利等，都是關鍵問題。而最重要的價格

仍是問題，因為價格還是太高。