六大主流电容触摸厂商策略与方案比较

2007-08-08 08:53:20来源: 电子工程专辑
当苹果公司将电容触摸感应技术从笔记本电脑引用到iPod后,电容触摸感应热浪正席卷几乎所有电子产品,从笔记本电脑、智能电话、PDA、游戏机等手持设备,到LCD TV、DVD等消费电子产品,再到洗衣机、空调、冰箱、热水器、电磁炉以及咖啡壶等大小家电,无不以加入电容触摸感应为新的卖点。甚至有厂商已向《国际电子商情》透露他们准备在工业仪表上也采用电容触摸感应技术。

面对席卷而来的应用浪潮,电容触摸传感器/控制器半导体厂商队伍也在迅速扩大。从最早的笔记本电脑电容触摸感应IC厂商新思科技(Synaptics)和义隆电子,至后来的Cypress、韩国ATLab以及英国Quantum Research Group新三足鼎立,再到新近强势加入的意法半导体和飞思卡尔两家半导体巨头,这一市场已变成群雄逐鹿。再进一步,LCD驱动IC领先厂商Leadis即将以集成驱动IC与传感器的高集成度电容触摸方案加入,据悉,TI也将携MPS430微控器闯入,这市场变得更加热闹了。还有,一些本地厂商也在凭借其低成本的ASIC方案进入,比如上海的启攀微电子。电容触摸感应市场正在进入一个全新的战国时代,它也成为半导体厂商新一轮的利润增长点——当主芯片正变得雷同而缺少竞争性时,差异化的外围就成为新一轮竞争的焦点。


电容触摸从手持到家电遍地开花,半导体厂商不断涌入

那么,我们如何选择这众多的半导体厂商和方案,他们之间有何不同?其实,虽同为电容触摸感应技术,但各种应用的需求是有差异的,而各半导体厂商也专注在不同的应用领域,策略各异。

《国际电子商情》记者通过采访以上的多家公司,得知新思科技、义隆电子以及即将推出电容触摸IC的Leadis基本是专注于笔记本电脑和便携消费电子领域,它要求电容触摸感应技术的特点是具有高的分辨率,甚至可手写输入,高背光、不仅能实现触摸按键功能,还能实现全屏触摸、甚至多指触控等先进功能。而Cypress、ATLab、Quantum、意法、启攀微电子等厂商的方案则更广泛,他们既有针对便携消费电子的方案,也有针对少按键家电产品的方案。与新思科技、义隆等不同,这几家公司的方案主要针对触摸按键/滑条/滑轮,而少用于全触摸屏,目前这几家都没有多指触控方案,都表示多指触控方案正在开发中。但是他们能应对家电产品所需的抗静电、抗水以及电磁干扰要求等。

专利方面,新思科技、Cypress、ATLab、Quantum四家公司都拥有不同的核心专利,比如新思科技拥有XY向2D专利、Cypress拥有表面电容感应专利、Quantum拥有电荷转移电容感应专利、而ATLab公司拥有阻抗变化检测引擎技术专利。其它公司进入该市场,需要与这些公司购买专利。不过,新进入的本地IC公司启攀微电子则表示他们拥有自己的专利,没有采用以上几家公司的专利。



在方案实现上,电容触摸感应可分为全ASIC方案和基于MCU的方案。其中新思科技是ASIC方案的代表;而Cypress和义隆、Quantum则采用基于MCU的方案;ST的方案中既有MCU结构(由Quantum援权)也有全硬件结构(ATlab授权)的产品;Leadis则很可能走集成更高的ASIC方案。

全屏触摸、触摸按键以及笔记电脑、便携设备与家电等不同应用需求是不是样的,以下让我们看看不同应用对电容触摸感需求有何不同。

不同应用对触摸感应器件的需求差异

意法半导体大中国区模拟、电源、微机电产品事业部市场部经理JS Park对三类主要应用的差异化需求分析如下:

一是便携电子应用。它要求触摸屏具有很高的精度和三维接口,不能出现功能故障。同时,它还要求宽的动态范围、防划伤、背光能力和低功耗

二是消费电子如家电类应用。它要求防噪声,三维接口、高亮转换、强抗环境变化、抗划伤以及低成本等需求。

三是笔记本电脑。笔记本图像触摸要求同时在屏幕上跟踪多个目标,并且立即给出图形接口信息。此外,高分辨率也是非常重要。

与传统的电阻触摸相比,电容感应触摸具有以下四点优势:一是多触点能力,二是光传输性较好,因此可以做出鲜艳和诱人的触摸屏,三是耐用性和可靠性较强,因为可用玻璃代替可变形的电阻薄膜,四是具有自校准能力,可以实现更加无缝的用户体验。新思科技有限公司上海代表处总经理(中国)陈元指出:“传统电阻触摸屏的故障率高,返修率也高,而电容触摸感应则要可靠得多。”

陈元很形象地解释了电容触摸感应在便携消费电子市场受欢迎的原因,他解释道:机械输入只能根据具体按键上面的图标提供有限的功能描述,与此不同的是,触摸屏可以利用软件编程为给定的应用带来优化控制互动过程。例如,智能手机用户想打电话的时候,屏幕屏就可以呈现键盘布局;如果用户使用智能手机播放音乐,就可以重新设置触摸屏用于音乐播放器控制。这种适应性的用户界面极大地改善了设备和可用性,并缩短用户学习使用设备的时间。随着相关产品的功能越来越多,这点特别重要。

他继续解释,触摸屏还能提供大量工业设计和机械设计优点。通过利用触摸屏进行输入,设计师就能保持非常大的屏幕尺寸,同时利用全部显示面积进行用户互动。

义隆电子处长邱延诚补充道,全屏触摸显示还需支持很高的分辨率。“iPhone美中不足的地方,就是不能支持手写输入,因其采用的电容传感器只有较低的分辨率感应,无法提供手写辨识。”他说道。

除高分辨率外,JS Park也认为多手指触摸是未来的发展方向,虽然目前意法的方案暂不能支持该功能。他说道:“多手指触摸可以产生强烈的交互式操作感,还可以同时支持多个用户操作,特别适合用于大型的交互式环境比如交互式墙和桌面。我们正在开发这一技术。”

Leadis在即将推出的传感器中支持多手指触控。Leadis副总裁兼触摸技术总经理Alvin Wong说道:“电容触摸允许多触点应用,而电阻感应方式则不能。多触点可以实现独特的和差异化的UI体验。”

Alvin Wong最后指出:“每种应用在所需的传感器输入、是否需要多触点支持、定位及定标算法复杂程度等方面,都有不同的要求。还有其它一些要求也需因应用的不同而变化。相对而言,面向按键/滑条/滑轮的电容触摸技术比全触摸屏控制器更容易设计。”

此外,陈元也提示,目前虽然苹果的iPhone采用了电容感应的全屏触摸,但是其价格也是非常昂贵,一般的厂商负担不起。他分析道:“现在全球能生产电容触摸屏的厂商仅有一、两家,所以生产成本非常高。理论上LCD厂商可以生产此类电容触摸屏,但是现在全球的小屏LCD都在短缺,所以他们短时间内不会投入资金来生产这种具有高风险的触摸屏了。”因此,电容触摸感应在智能手机上的应用是以触摸按键/滑条为主,高端机才会采用全屏触摸。“中国大陆很多智能手机厂商都在与我们合作,包括中兴、华为的手机上都采用我的触摸按键方案。”陈元称。

在另一个市场——家电市场,触摸按键风潮并不弱于便携市场。对于电容触摸感应席卷大小家电市场的原因,Cypress亚太区国际市场部区域市场经理李凡对《国际电子商情》记者解释道:“电容触摸按键/滑条与传统的机械按键、薄膜按键相比,具有时尚、耐磨的特点,使其特别适用于白色家电等长寿命、高使用频率的应用,还可降低厂商的售后维护成本。”

继续道:“更进一步,带主控功能的电容触摸方案还可与电脑联网,比如在橱房里一边烧菜一边上网查询一些信息。伊莱克斯正在其新一代冰箱上设计这方面的应用。再看未来,它还可与条型码配合,消费者可以方便地检测冰箱中食品的保质期。”李凡对《国际电子商情》记者孙昌旭介绍道。

而对于家电市场,应用更复杂。不同的家电产品具有其独特的要求:比如洗衣机需要极强的抗震能力和防潮能力、电磁炉需要极强的抗静电和防水能力、风扇则需要抗蜂鸣能力、热水器需要抗高温和防潮能力等等,他们的共性则是需要更低的价格和设计更简单。

关键字:传感  专利  引擎  动态

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