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触控解决方案须朝高度整合方向努力

来源:数字标牌网 更新日期:2013-01-29 作者:佚名

    在WINDOWS 8推出后,Microsoft的作业系统,才算是提出了一个紧密整合触控人机互动设计方桉的作业系统!不只是作业系统底层紧密整合触控操作体验,在视觉上的User Interface介面设计,也充分善用使用触控前提的大面积、大方块的动态砖设计介面,搭配更简单、直觉如同游戏的操作设计体验。

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图示:使用单晶片设计之触控IC,占位空间更小,图为针对2~12寸触屏设计之整合型触控IC。

    WINDOWS 8整合触控人机介面 改善操作体验为其产品设计亮点

    由于近期推出的WINDOWS 8,其触控设计差异短时间仍未能让原有视窗用户一一体验、了解,因此初期搭载WINDOWS 8作业系统的笔电、桌上型电脑,仍会有一段时间持续推出无触控方桉的桌上型电脑或笔电产品,但实际上新版的WINDOWS 8若未能使用触控人机介面,以常规的硬体条件运行WINDOWS 8虽然对整体效能并未有多大影响,但实际上没有整合触控人机介面的WINDOWS 8系统平台在实用性并不高。、

    若以已整合触控应用方桉的笔电产品为例,目前可用的WINDOWS 8触控解决方桉,其控制IC大多有2~3颗元件组成,但多颗型态的解决方桉并不利发展薄化的机构设计,因为过多的关键元件会形成元件占位面积与载板厚度的限制,使得产品薄化设计方桉限制多多,目前较明确的发展方向,为将原有使用2~3组离散元件的触控解决方桉,换成封装更小、更薄的元件替代,甚至使用SoC(System-on-a-chip)技术方桉将多IC整合在同一封装中,便于让开发者部署WINDOWS 8所需的技术支援与应用服务。

    极致轻薄、窄边框、优质触控体验 成新款WINDOWS 8产品重点要求

    触控IC解决方桉,原先在中型尺寸萤幕的用量,除了平板电脑外,早期在变形笔电或是薄型笔电的使用状况并不多,即便是较有可能搭配使用的变形笔电方桉,整合触控应用方桉的相关产品,初期并未大量投入终端市场。但在Microsoft发布WINDOWS 8作业系统后,此现象不但大幅改观,而且还越演越烈!不但中型屏幕的笔电、变形笔电抢搭触控萤幕应用方桉,就连中大型尺寸的All-in-one电脑,也掀起一波触控屏幕整合风潮。

    观察笔电、变形笔电的WINDOWS 8触控人机介面整合需求,多数业者为了拉开对手产品的直接竞争,大多会朝向能让产品科技印象加分的薄化、功耗最佳化设计方向,来进行现有产品的设计与改造!例如,对于平板装置来说,目前主流的厚度会在0.7~0.9cm以内,若开发产品未能达到此标准,想在市场获利的机会将会越来越淼茫。

    利用SoC系统单晶片技术 缩减触控IC元件数量与占位面积主流Tablet平板电脑、轻薄型笔记型电脑,大多已将产品做进一步优化与薄化,最常见的设计方桉就是运用SoC製程将原本多IC的设计方桉,逐步改换至更薄的设计潮流,而触控萤幕方桉若不更换更薄、更小的触控控制IC,就无法达到新产品的薄化与优化设计。

    使用新颖的SoC封装技术,可以将原本解决方桉的离散元件,利用异质核心整合设计将原有四散的元件,一次封装成一个功能IC,视采行的技术方桉差异,一般至少都能将解决方桉的离散元件数量,缩减至仅需一或两个关键IC就能解决WINDOWS 8触控功能的支援与产品验证要求。

    触控IC方桉若能透过SoC大幅简省IC数量,一方面可以腾出更多载板空间,也可以因为机壳内的空间变大了,设计方桉的薄化成本会更为低廉。至于采SoC样式设计的整合型触控IC,也可因为整合内部线路变得更短的优势,进而为设备的触点侦测/反馈数据更精确、更快速。

    触控IC经薄化与高度整合 对终端产品应用效能亦有助益原本未整合的触控IC,经过薄化与製程强化后,基本上在晶片耗用电能的表现上也能获得改善,而高度整合的优势下,对于解决方桉导入的业者来说,导入成本也会相对减低。

    根据统计,在WINDOWS 8作业系统推出后,2012年底全球笔记型电脑总出货量约5,000万台,截至目前为止以有超过10%的机种设计已导入触控应用需求,预估2013年在整合触控应用的笔电、变形笔电,其产品的市占率将快速成长至20%以上,随着出货与用量增加,现有的触控解决方安除有新制程改善触点回馈效能、准确度外,对于触控解决方桉本身的占位面积、厚度也能进一步获得改善,产品开发商更能轻松地完成更薄、更轻、更省电的产品设计。

    WINDWOS 8为维持优良使用体验 对触控屏幕精确度验证要求高

    WINDOWS 8产品验证是左右新版作业系统产品使用体验的关键,在WINDOWS 8尚未正式发表初期,原本Microsoft规划的WINDOWS 8认证标准需硬体得支援10点触控同时侦测,才能算是满足WINDOWS 8认证的低标,但在持续性的测试、改善系统后,Microsoft也针对同时侦测触点低标进行修正,进而放宽WINDOWS 8触控设计方桉的要求,改为更务实的5点同时触点侦测即可通过验证。

    也是产品认证的规格问题,硬体产品若要符合WINDOWS 8的触控IC要求标准,对于导入的触控IC也必须有效的提升良率,例如,在实际笔电使用环境中,屏幕本身背光、LCD驱动的干扰,不能过度影响到触控IC追踪触点的精准度与辨识速度,同时,笔电产品内部的热能散逸设计,也必须在正常使用下已不影响屏幕触点追踪为前提,进行反覆验证与测试,硬体才能取得WINDOWS 8产品认证。

    而触控IC在经过SoC化整合后,也必须能在外部触点侦测线路的杂讯抑制、提升噪讯比(Signal-to-noise ratio;SNR)、分离设计方桉进行强化,才能因应越来越薄的屏幕设计,与未来更前卫的窄边框萤幕整合触控方桉的产品设计开发挑战。而降低外部杂讯的作法,一般可在触控IC的SoC方桉中,再追加数位讯号处理器(Digital signal processing;DSP)来进一步改善越来越严苛的触点侦测讯号弱化的现实问题。

    除了越来越薄的屏幕、触屏设计方桉外,越来越窄的边框设计,也造成WINDOWS 8平板、变形笔电的触控设计开发难度提升!尤其是WINDOWS 8笔电、变形笔电或是平板电脑产品,通常装置内也搭载3G/Lte/Wi-Fi/Bluetooth等大量无线传输应用,这种状况条件下也会影响触控IC解决方桉的触点侦测辨识能力与追踪触点反应,触控IC必须更有效的克服内部杂讯干扰,才能有效获取WINDOWS 8产品认证。

    减低内部干扰影响触点侦测准确度的方桉,可利用更有效、快速的演算法搭配合宜的DSP,来改善萤幕表现触点分析的速度与准确度。而另一个较大的问题是目前触控屏幕大多采取贴合方式,将液晶与触控感应等面板材料经由贴合製程构组成触控面板,或因应采单片玻璃触控屏方桉(One Glass Solution;OGS)的触控面板,在製造过程中也会出现触点的偏移与侦测触点资讯失准问题,而触控IC本身也必须具备触点失准的调校修正设计,避免过低良率产生的不良品增加终端成品的料件成本外,也可让产品的稳定度进一步提升。

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