低成本觸摸屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　與雙層傳感器相比，諸如賽普拉斯單層獨(dú)立多點(diǎn)觸摸(SLIM^®)解決方案等單層多點(diǎn)觸摸解決方案可將成本降低40%。單層傳感器的性能雖然略微降低，但卻可以實(shí)現(xiàn)最纖薄的外形。此外，利用單層多點(diǎn)觸摸傳感器還可以創(chuàng)建薄邊或無邊的觸摸屏傳感器，從而進(jìn)一步擴(kuò)展觸摸屏的工作區(qū)域。期望降低設(shè)備成本和厚度的設(shè)計(jì)人員可以考慮選用單層傳感器。

　　更小的屏幕尺寸可以顯著節(jié)約成本;而且觸摸屏成本也受觸摸屏工作區(qū)域大小的影響。顯然，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員必須考慮所有可優(yōu)化面板設(shè)計(jì)和選擇的途徑。

　　FPC設(shè)計(jì)

　　另一個(gè)降低設(shè)備成本的途徑是采用FPC設(shè)計(jì)。FPC可將單個(gè)傳感輸入/輸出(I/O)從觸摸屏面板連接至觸摸屏控制器，然后再?gòu)挠|摸屏控制器連接至主機(jī)處理器。

　　FPC可以為有源也可以為無源。有源即觸摸屏控制器及其他所需的外部組件(如電阻和電容)安裝在FPC自身上;而無源則是FPC僅包含路由線跡，而觸摸屏控制器和外部組件安裝在印刷電路板(PCB)上。無論是有源還是無源FPC都可以以多種方式進(jìn)行路由。路由選擇越有效、越多樣化，其他硬件組件就越容易與之集成。但是，請(qǐng)切記，成本一定會(huì)隨著路由所需層數(shù)的增加而相應(yīng)增加。在單層上進(jìn)行合理的路由選擇將有助于保持最低的FPC成本。此外，單層路由選擇還在信號(hào)完整性和緊湊型FPC設(shè)計(jì)方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

　　顯示屏

　　在觸摸屏系統(tǒng)中，投射電容式觸摸屏傳感器位于顯示屏的頂部。顯示屏本身具有噪點(diǎn)性，其產(chǎn)生的噪點(diǎn)可直接與觸摸屏傳感器耦合。這樣會(huì)降低觸摸靈敏度，并產(chǎn)生錯(cuò)誤的觸摸激活。良好的設(shè)計(jì)方法可以減少顯示屏噪點(diǎn)，并能從根本上提高性能，降低成本?！　?/p>

 

　　為了阻隔顯示屏的噪點(diǎn)，業(yè)界一貫采用在顯示屏和觸摸屏傳感器之間實(shí)施額外的ITO“屏蔽”層。雖然成效顯著，但是屏蔽層也增加了成本和觸摸屏模塊的厚度。另一種方法是采用微小的氣隙，一般在0.2mm到0.5mm之間，可將顯示屏與觸摸屏傳感器分隔開來。氣隙比屏蔽層更節(jié)約成本，但同樣會(huì)增加觸摸屏模塊的厚度，而這并不符合想要制造外型更美觀、厚度更纖薄的OEM設(shè)備廠商的需求。但是，還有一個(gè)更加重要的設(shè)計(jì)要求，那就是顯示屏本身的選擇。

　　目前，手機(jī)和平板電腦最常用的顯示屏仍然是TFT液晶顯示屏。TFT液晶顯示屏通常具有兩種類型：DCVCOM和ACVCOM。其區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)常規(guī)電極層(VCOM)的方法。另一種在高端設(shè)備中越來越常用的顯示屏為AMOLED顯示屏，它具有寬闊的視角，更佳的亮度和對(duì)比度、更低的功耗和更纖薄的外形。

　　AMOLED的顯示噪點(diǎn)很少，屬于最安靜的顯示屏之一，但其價(jià)格非常昂貴。此外，DCVCOM顯示屏通常也是比較安靜的，但價(jià)格也較高。對(duì)比之下，ACVCOM的噪點(diǎn)較多，但是相對(duì)而言比較便宜。顯示屏的選擇很大程度上取決于設(shè)備所針對(duì)的終端客戶。目標(biāo)應(yīng)用將決定硬件和性能適用于哪類客戶群。

　　觸摸屏控制器

　　雖然觸摸屏控制器沒有顯示屏和觸摸屏面板那么昂貴，但是觸摸屏控制器的選擇在觸摸屏系統(tǒng)性能上會(huì)起到最重要的影響。觸摸屏控制器整合了電容式感應(yīng)和處理技術(shù)，可以分析手指觸摸和手勢(shì)，并向主機(jī)處理器報(bào)告其位置和行為信息。當(dāng)手指放在投射電容式觸摸屏上時(shí)，觸摸屏控制器可以檢測(cè)到電容變化，并將此信息轉(zhuǎn)換為數(shù)值。通過觸摸屏控制器內(nèi)復(fù)雜的觸摸分辨率算法可進(jìn)一步對(duì)該數(shù)字轉(zhuǎn)換進(jìn)行處理，然后再將觸摸坐標(biāo)和其他相關(guān)數(shù)據(jù)交由主機(jī)處理器。觸摸屏的主要技術(shù)難題是如何處理對(duì)噪點(diǎn)敏感的信號(hào)?？刂破鞅仨毦哂懈哔|(zhì)量的模擬前端、內(nèi)置的噪點(diǎn)處理能力，以及復(fù)雜的處理算法。隨著觸摸屏越來越多地成為許多消費(fèi)類電子設(shè)備的用戶界面，因而觸摸屏控制器的質(zhì)量將直接影響最終產(chǎn)品用戶的體驗(yàn)。選擇正確的觸摸屏控制器是實(shí)現(xiàn)上述性價(jià)比優(yōu)勢(shì)不可或缺的因素。

　　具有高信噪比(SNR)和高效率噪點(diǎn)處理能力的控制器可以補(bǔ)償來自噪點(diǎn)源的信號(hào)強(qiáng)度弱化，例如價(jià)格低廉的PMMA蓋板或噪點(diǎn)較多的ACVCOM顯示屏。為了幫助優(yōu)化多點(diǎn)觸摸單層傳感器的性價(jià)比，觸摸屏控制器必須具有兼容的處理算法。另外，只有觸摸屏控制器引出線支持高靈活性的路由選擇設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)單層FPC路由的成本優(yōu)勢(shì)。

　　另外，觸摸屏控制器還能通過一些可支持的高級(jí)特性降低系統(tǒng)成本。例如，大多數(shù)觸摸屏控制器會(huì)將觸摸屏上的一滴水視為一個(gè)手指觸點(diǎn)，因?yàn)橐坏嗡幕ル娙萏卣骱鸵粋€(gè)手指觸點(diǎn)的類似。為了解決這個(gè)問題，觸摸屏面板廠商可以在蓋板上添加一個(gè)昂貴的疏水涂層(hydrophobic coating)。當(dāng)水滴落在蓋板上時(shí)，疏水涂層可以將其分解為更小的水滴，使其無法被識(shí)別為觸點(diǎn)。同樣，觸摸屏控制器通過使用其硬件和固件特性自身可實(shí)現(xiàn)防水功能，其可以通過內(nèi)置算法檢測(cè)并排斥觸摸屏上的水滴，同時(shí)還可為OEM廠商節(jié)省額外的涂層成本。

　　明智的設(shè)計(jì)人員會(huì)全面了解觸摸屏系統(tǒng)及其關(guān)鍵組件，并能通過合理地選擇設(shè)計(jì)方法以及蓋板、傳感器材料和層疊、顯示屏類型和FPC路來顯著降低成本。通過選擇高性能的創(chuàng)新型觸摸屏控制器，我們可以在降低成本的同時(shí)不犧牲性能，這是一個(gè)將終端產(chǎn)品銷售置于最重要位置的環(huán)節(jié)。