引言

觸摸屏正在迅速成為人機(jī)對話用戶界面技術(shù)的最佳選擇，被應(yīng)用在零售、工業(yè)、汽車、醫(yī)療、數(shù)字信號顯示等不同行業(yè)。

這一技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用在一定程度上受至iPhONe異乎尋常的成功的促進(jìn)。iPhone實(shí)現(xiàn)了完全觸屏控制，極其簡單易用。這些性能使得人們對互動(dòng)式顯示在其它環(huán)境中的應(yīng)用有了更高的期望。

圖1：觸摸控制技術(shù)剖析

與傳統(tǒng)的鍵盤和鼠標(biāo)器相比，清晰的觸屏顯示具有更多的優(yōu)點(diǎn)。除了提供直觀的用戶互動(dòng)功能，優(yōu)良的觸屏還能簡化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，減小系統(tǒng)的尺寸，降低材料費(fèi)用，減少在整個(gè)壽命周期中的維護(hù)。

1 觸摸控制器的重要性

工程設(shè)計(jì)人員往往花費(fèi)大量時(shí)間來考慮哪一種觸摸傳感技術(shù)更適合特定的應(yīng)用和操作環(huán)境。

這并不奇怪，因?yàn)橛泻芏嗖煌募夹g(shù)可供選擇。然而，選擇正確與否將會(huì)極大地影響終端產(chǎn)品的例如，電阻和一般的電容技術(shù)方案成本較低，初看起來很有吸引力。然而，由于這類技術(shù)的傳感元素位于觸屏的前表面，它們不適合戶外應(yīng)用，也不能被用在易于受到意外損傷或者浸濕的場合。其它諸如紅外、光學(xué)、表面聲波等技術(shù)都需要在觸屏周邊配置框架，因而影響了產(chǎn)品的美觀，而且在凹槽處聚積的灰塵和油膩對功能產(chǎn)生不良影響，突然的沖擊或者持續(xù)的震動(dòng)會(huì)使傳感元素產(chǎn)生誤差。考慮到這些不利因素，設(shè)計(jì)人員不斷尋求更好的解決方案，希望觸屏傳感器能夠在自身內(nèi)部或者防護(hù)層下得到完全的保護(hù)。投影電容系統(tǒng)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(gè)例子就是Zytronic的專利產(chǎn)品。投影電容式觸控感測技術(shù)(PCT)。該技術(shù)的特點(diǎn)是把細(xì)微緊密的、10 la m的電容矩陣鑲嵌在一個(gè)疊層襯底里。由于襯底被置于厚度可以達(dá)至lJ20mm的保護(hù)層后面(通常由玻璃或者聚碳酸脂制成)，電容不會(huì)受到灰塵、劃擦、極端的溫度以及液體侵蝕的損壞。

然而，雖然傳感器的適應(yīng)性是設(shè)計(jì)過程的一個(gè)關(guān)鍵部分，還有其它很多因素需要考慮，例如同傳感器相連的觸摸控制器的性能。作為觸控系統(tǒng)的大腦，這一關(guān)鍵部件負(fù)責(zé)收集和翻譯觸屏傳來的數(shù)據(jù)，然后將信息傳輸?shù)诫娔X主機(jī)。如果控制器不能有效地工作，即使觸屏系統(tǒng)配有最高級的液晶顯示、最強(qiáng)大的電腦、最完善的觸摸感應(yīng)設(shè)計(jì)，其功能也會(huì)大打折扣。

2 觸摸控制器的發(fā)展

由于觸控技術(shù)正在變得越來越普及，即使最先進(jìn)的觸摸控制器也需要得到進(jìn)一步的發(fā)展，以滿足更高的性能和更多的功能的要求。促進(jìn)控制器技術(shù)發(fā)展的因素包括以下幾個(gè)方面：在大屏幕上實(shí)現(xiàn)更快的反應(yīng)時(shí)間，從而優(yōu)化用戶與觸屏的互動(dòng);改善屏幕的清晰度和觸控精度;實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多重觸摸數(shù)據(jù)處理;減少部件數(shù)量，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)流線化。

使用高度集成的控制器，把很多離散的部件組合成單一的專用集成電路(ASIC)，將有利于減少設(shè)備的碳足跡，同時(shí)通過增加設(shè)備布局的靈活性和測試的簡單性簡化了設(shè)計(jì)。如果實(shí)現(xiàn)了控制器的高度集成，客戶甚至能夠把控制器的芯片組納入自己的母板。部件數(shù)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(jìn)展將有助于提高觸控的敏感度。例如，前面提到的投影電容式觸控感測技術(shù)使得設(shè)計(jì)更厚的保護(hù)層成為可能，因而能夠?qū)鞲性靥峁└佑行У谋Ｗo(hù)。

與高度集成同時(shí)發(fā)展的另一個(gè)趨勢是應(yīng)用高性能的微處理器來制造控制器，因而使控制器擁有更大的閃速存儲(chǔ)能力。由此而改善的信息處理能力將被用來提高反應(yīng)速度和精度，支持先進(jìn)的控制算法，實(shí)現(xiàn)“同時(shí)多點(diǎn)觸控”的功能。

圖2：觸控感測系統(tǒng)核心組件

多點(diǎn)觸控功能的益處已經(jīng)被便攜式電腦所證明。微軟最近發(fā)行的Windows 7運(yùn)行系統(tǒng)就具有支持多點(diǎn)觸控和手勢識別的功能。

結(jié)果其它行業(yè)對多點(diǎn)觸控功能的需求也在發(fā)展，而且這種需求會(huì)持續(xù)增強(qiáng)。通過多點(diǎn)觸控，用戶可以拖放圖標(biāo)和文件，剪貼文本，再塑圖形。多點(diǎn)觸控促成的手勢識別還使得用戶能夠進(jìn)行屏幕淘選、縮放和旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，從而使照片覽視和三維設(shè)計(jì)等應(yīng)用成為可能。

圖3：改吾觸摸控制器的結(jié)構(gòu)和功能

3 結(jié)語

由于對觸空技術(shù)的需求正在不斷增長，觸屏傳感解決方案和與之相連的控制器的進(jìn)化會(huì)進(jìn)一步加快。新近涌現(xiàn)出來的高性能、高集成的觸摸控制器必定會(huì)導(dǎo)致觸屏系統(tǒng)功能的顯著改善，使其運(yùn)行更快、更精確，更好地利用印刷電路板的空間，簡化生產(chǎn)過程中的采購和庫存管理，并且使生產(chǎn)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(zhǔn)的功能，包括同時(shí)多點(diǎn)觸控和現(xiàn)場程序包升級，從而推動(dòng)更加豐富的人機(jī)對話時(shí)代的到來。