失落的世界－找回人機之間的共通語言

陞達科技董事長林招慶。

人與機之間似乎存在著一個失落的世界，讓兩者之間溝通出了問題，產生很大的隔閡，這個鴻溝現在似乎有填補起來的希望，那就是觸控技術的普及。因為蘋果開了第一槍，至少21年歷史的觸控技術忽然受到前所未有的重視。然而觸控技術是否能夠完整填補人機之間的缺口，何種觸控技術最有優勢，IC技術重點為何？陞達科技董事長林招慶在「行動技術與設計暨電子書論壇」中，作了詳盡介紹，並討論現今觸控產業面臨的問題。

人機介面有4大要素一定要掌握，即是自然、簡單、信賴性高，並且便宜。何種人機介面技術最優異？檢驗這4大要素即可研判出來。

截至目前為止，關於人機介面已經發展出來的技術超過10種，例如鍵盤，它並不自然，是練習出來的，但因為成熟，不易被取代。又如形式的辨識像是書寫，同樣也並不自然。人工智慧由日本人開發出來，至今無法普及，未來也還有很長的路要走。滑鼠符合上述4大要素，不會被取代，還有觸控點技術、廣泛使用於筆記型電腦的投射電容式觸控板技術，還有觸控鍵、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？

觸控感測技術

觸控感測技術種類繁多，目前在小尺寸最廣泛使用的為電阻式技術，主要原理為面板週圍有4條導電線路，在ITO導電層之間內置空間球，若手指施以壓力便會改變空間球間的電場，造成短路，可用以判斷手指的位置。缺點為使用壽命有限，容易壞掉，可預期慢慢會退潮流。

其他像是5線以上電阻式技術多半為克服4線式缺點而開發出來，但有專利問題。表面聲波式較難克服手汗的問題；紅外線式則是紅外線射出來在X、Y之間掃描，可能有蒼蠅等小蟲飛過造成誤判的問題。

表面電容技術類似電阻式技術原理，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。但若使用2隻手會讓電場亂掉，所以無法做多點觸控。且因為使用貼合膠很難克服黏合面水波紋的問題，製作並不容易。

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。

投射電容式分為自容式(self capacitance)和互容式(mutual capacitance)，互容式採用矩陣模式，矩陣模式也是達到多點觸控的要素，但掃描線需要量很大，硬體需求也很大。電容式技術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。

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。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，提供較準確的手勢辨識，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？是感應器陣列(Sensor Array)廠商、觸控IC廠商，還是由系統廠商，若問題發生時，是否能明確界定出是IC的問題還是系統的問題？這些問題目前都還沒有共識。

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，而且事實上，以投射電容技術超過21年的發展歷史來說，能申請專利的早就都已註冊，現在大家多半處於侵權的狀態。而最重要的價格仍是問題，因為價格還是太高。