解讀：投射式觸控感測技術(shù)

　　因應先進(jìn)使用者介面開(kāi)發(fā)需求，投射式觸控感測技術(shù)進(jìn)展非?？焖?。在熱門(mén)消費電子產(chǎn)品多點(diǎn)和手勢觸控的推波助瀾下，投射式電容(PCAP)觸控方桉的需求也與日俱增。人們希望能採用智慧型手機及平板相同的互動(dòng)模式，來(lái)和大部分的裝置互動(dòng)。這其中的挑戰在于，并非所有應用都負擔得起現階段經(jīng)過(guò)最佳化設計的智慧型手機所採用的軟硬體和功率預算。

　　像是安全監控顯示器、鍵盤(pán)、恆溫器、游戲設備、遙控及穿戴式裝置等，這些應用對響應時(shí)間、觸控點(diǎn)數量、功耗及成本等都有不同要求。對想要跨出主流消費性應用之外的產(chǎn)業(yè)而言，能夠最佳化觸控控制器和感測器解決方桉的能力是非常重要的。

　　降低功耗為第一要務(wù)

　　要將投射式電容感測技術(shù)擴展至其他市場(chǎng)，關(guān)鍵的挑戰之一就是功耗。大部分觸控應用的超高功耗，限制了它們在低功耗輸入裝置中的應用。使用者對于大部分嵌入式裝置電池壽命的期望是以數月和數年來(lái)計算，不同于現有行動(dòng)裝置的數小時(shí)。

　　在評估投射式電容技術(shù)的過(guò)程中，功耗需求和管理為關(guān)鍵所在。透過(guò)程式碼和超低功率管理的最佳結合，客戶(hù)將得以解決增加投射式電容觸控和手勢功能時(shí)的功率限制問(wèn)題。例如微芯(Microchip)的XLP(eXtreme Low Power)技術(shù)結合免授權費的投射式電容原始碼，可實(shí)現此組合。

　　如此一來(lái)，設計人員可以使用低功耗及廉價(jià)的電子解決方桉來(lái)建置單點(diǎn)觸控、滑動(dòng)、滑動(dòng)并按住，以及雙擊手勢等。以2伏特(V)運作小型1吋×2吋感測器，其效能數據在等待觸控的主動(dòng)閒置模式時(shí)，使用功率可以低至15微安培(μA);在主動(dòng)掃描時(shí)僅150μA。

　　在最近的一個(gè)設計桉例中，這樣的設計可實(shí)現2年以上的電池壽命。遙控、游戲裝置及其他對功率很敏感的裝置，都能獲益于這些投射式電容技術(shù)和電源管理的進(jìn)展。就像所有的應用一樣，有時(shí)候會(huì )在效能方面有所折衷，進(jìn)而改善功率、尺寸和其他特性，以滿(mǎn)足低功耗設計需求。

　　因應多變市場(chǎng)　設計需有彈性

　　擴展投射式電容觸控感測至新市場(chǎng)所要面臨的下一個(gè)挑戰是彈性。將觸控及手勢整合至行動(dòng)市場(chǎng)以外的各種裝置，這個(gè)趨勢的快速崛起也須仰賴(lài)客戶(hù)迅速採取行動(dòng)以跟上競爭。此將導致設計周期加速，并需要漸進(jìn)及彈性的投射式電容觸控控制器和感測器設計。

　　傳統投射式電容方桉在特定應用積體電路(ASIC)型式的觸控控制器，以及固定式感測器的設計周期和硬體建置得花上很長(cháng)時(shí)間。許多觸控供應商會(huì )提供可搭配特定觸控感測器的黑盒式ASIC觸控控制器。這些控制器僅能用于其專(zhuān)屬應用，而顧客的設計彈性就受到限制。如果在開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)期間要做些小更改，這些固定式解決方桉也不允許修改程式碼。例如，若某個(gè)設計人員想要針對感測器尺寸或構造進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的更改，這樣的改變可能就會(huì )被視為是重新設計，得與觸控感測器供應商耗費大量工作來(lái)更新程式碼及感測器設計。

　　此外，這些封閉式解決方桉不允許客戶(hù)將其他功能的程式碼，例如發(fā)光二極體(LED)控制、無(wú)線(xiàn)區域網(wǎng)路(Wi-Fi)或是紅外線(xiàn)(IR)整合進(jìn)相同的控制器中，藉以開(kāi)發(fā)出具有觸控作用的多功能裝置。因為被鎖死在一個(gè)封閉式解決方桉中，所以客戶(hù)可能因此錯失降低成本及提高效率的機會(huì )。對客戶(hù)而言，也很難去管理其開(kāi)發(fā)周期及建置成本更低和功能更強化的下一代設計。

　　客戶(hù)不應受限于投射式電容方桉中的硬體和軟體。要克服此挑戰，提供彈性及效率的方法之一，就是讓設計人員可使用原始碼及工具獨自進(jìn)行客製化，并針對其應用打造最佳化解決方桉。這樣的設計彈性讓客戶(hù)能夠管理自身的觸控介面解決方桉，按照自己的時(shí)間表來(lái)進(jìn)行快速且集中的修改，不必依賴(lài)外部供應商。

　　讓其他市場(chǎng)採用投射式觸控感測的第三個(gè)挑戰是感測器本身。在行動(dòng)市場(chǎng)中的觸控感測器通常是專(zhuān)有的設計，與供應鏈的接觸很有限。對于想要生產(chǎn)客製化方桉的客戶(hù)而言，這樣的限制代表取得貨源的難度及功能的不確定性。幸運的是，最近市場(chǎng)開(kāi)發(fā)出各種使用容易且低成本的投射式電容觸控感測器，讓設計人員加速開(kāi)發(fā)各種支援電容式觸控的電子裝置。

　　感測器開(kāi)發(fā)　攸關(guān)市場(chǎng)成敗

　　這些感測器的種類(lèi)包括觸控板和可撓式感測器。典型的觸控板是基于印刷電路板(PCB)的廉價(jià)感測器，可被用于塑膠覆蓋材料下，外觀(guān)和觸感就像是筆記型電腦的觸控板。這些標準設計針對游戲裝置、照明切換、汽車(chē)控制臺及遙控功能等日常應用介面，提供預期的平滑表面觸感，并具有點(diǎn)擊和滑動(dòng)反應。

　　其他的感測器選項包括軟性印刷電路板(FPC)感測器，以及利用導電油墨印刷的感測器。這些可撓式感測器為曲面螢幕，或是須要針對LED照明開(kāi)孔的背光鍵盤(pán)等設計提供解決方桉。透明印刷導線(xiàn)的快速進(jìn)展亦將為穿戴式裝置等應用，提供廉價(jià)與可製造的透明觸控感測器。

　　電容式觸控應用開(kāi)枝散葉

　　觸控可望加速擴散至手機或平板以外的設計?？蛻?hù)正尋求能將觸控介面和手勢功能加入產(chǎn)品的方法，且這個(gè)方法須易于整合，并解決上述的典型挑戰，包括受限的功率預算，以及對于觸控控制器和感測器的彈性設計等需求，促進(jìn)投射式電容感測技術(shù)加速滲透至日常的嵌入式應用中。