投射式电容触控面板市场趋势

觸控模組系統及其工作流程
Coordinate Mapping
CPU or DSP
Normal ( 000 )
X-invert ( 001 )
Touch Leabharlann Baiduoordinate
Raw data including noise
Noise Filtering
Gradient data
Data Analysis & Coordinate Calculation ( Firmware )
感測原理
No-Touch Touch
控制IC會週期性地讀取面板每一個 X-Y ITO電極的狀態,它會先對某一Drive 端口提供一脈衝電壓,再從對應Sense端口讀取一相應電壓,此電壓經過ADC 電路轉換成一個數值後,提供給控制IC進行資料分析,其結果就能表達面板是 否有發生手指觸碰動作,同時這結果也將提供給系統使用.
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No
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No No
No No
Yes Yes
In red, the mandatory formats to be 3D compliant with HDMI 1.4a 目前Blu-ray 3D幾乎全數採用1080/24Hz frame packing的規格:原生畫面每秒左右眼各24個完整畫面, 總計每秒48個畫面
尺寸
1~20
9~42
3~29
投射式電容觸控螢幕斷面結構
玻璃、塑膠等絕緣材料 ITO電極層、Sense Line PSA 玻璃、塑膠等絕緣材料 ITO電極層、Drive Line
雙層基板投射式電容觸控螢幕斷面結構
玻璃、塑膠等絕緣材料 ITO電極層、Sense Line Insulation Layer ITO電極層、Drive Line ITO Sensor 圖案
•引言 •觸控面板市場趨勢及應用領域 •投射式電容觸控原理介紹 •3D市場概況及趨勢
•3D影像格式及顯示方法介紹
•快門式3D TV顯示技術與問題 •問題與討論
3D常見名詞 (1)
• Frame Sequential(畫面交換顯示) 畫面交換顯示的處理方式,有幾種不同方式: (1) 快速切換LCS眼鏡就可顯示3D影像,就如其字義,它是以Frame為單位進行切換,由於採用 Progressive影像,所以其提供全解析度(Full Resolution)的畫面,影像品質是最佳的. (2) 用IMAX Digital 3D Theater顯示影像時,使用偏光濾鏡進行左右切換,就能收看3D影像. (3) 3D電視播送系統是採用Side-by-Side的方式,由於Side-by-Side方式的左眼和右眼的影像 信號是採用水平1/2壓縮方式,畫質會變成Half HD,相對的,解析度會比Full HD 差. • Side-by-Side (左/右畫面格式) 由RealD公司研發,它是將左右影像壓縮處理成Half HD的Squeeze影像格式,收錄在一個畫面,最後 用播放器分別將左右影像換成Full HD影像播出的技術,畫質無法和Frame Sequential方式匹敵, 目前日本BSII已使用這種方式播送3D節目. • Over-Under (上/下畫面格式) 左眼和右眼的影像信號是採用垂直1/2壓縮方式,畫質會變成Half HD,相對的,解析度會比Full HD差. • Line Interleaved (水平交錯格式) 在液晶螢幕上黏貼一層「微偏光膜」,此「微偏光膜」係由上而下依顯示畫面的奇(Odd)、偶(Even) 水平線(右、左水平線),各偏45度(右)與135度(左),再將3D影像以Line Interlaced 方式顯示,透過 偏光眼鏡就可以將左、右眼影像隔離出來(偏光角度呈90度者會被遮沒),而觀賞到3D立體效果. • Checker Board (棋盤式格式) 其工作原理是將左、右影像分離出來,再以120Hz的Refresh Rate將此左、右影像交換顯示(Frame Sequential)方式投影到螢光幕上, 配合LCS眼鏡就可以觀賞到3D立體影像,左、右眼所看到的只有 一半畫面的解析度.
投射式電容觸控螢幕平面結構
•投射式電容觸控工作原理,是藉由感測帶有微量靜電的手指接近ITO透明 電極時,會產生電容值的改變,經由TSD IC處理和運算後,轉換為有用座標 資料,提供系統使用.
面板模型
Drive
Sense • 上圖是經常被採用的 X-Y ITO感測器圖案,在每一個電容對之間會存在 共生電容(CM),會在感測器表面產生電界,透過透明玻璃或塑膠薄膜等非 導體投射到外側,使用者是直接觸碰玻璃而非觸碰感測器表面. • ITO感測器圖案的設計是儘量讓手指與多個菱形重疊,重疊度愈高,信號 強度就愈大,藉由菱形圖形偵測到的重疊觸碰,即可精確地確認單指或多 指在螢幕上的位置.
無所不在的觸控浪潮
“Touch” inspires product and technology innovation.
觸控技術百家爭鳴
主要應用領域
Handsets
White Goods
Computation
Industrial
Consumer
Automotive
•引言 •觸控面板市場趨勢及應用領域
2010 FPD
投射式電容觸控面板市場趨勢與原理 及 3D市場概況與快門式3D TV顯示技術
Agenda
•引言
•觸控面板市場趨勢及應用領域 •投射式電容觸控原理介紹 •3D市場概況及趨勢 •3D影像格式及顯示方法介紹 •快門式3D TV顯示技術與問題 •問題與討論
人.自然.機器 與顯示元件及感測元件的角色關係
人類領域
人類的五種感官
人類的五種感官 顯示元件 感測元件
自然領域
機器領域
人機交換資訊的介面-顯示元件與輸入元件
感覺器官 (耳、目) 顯示元件 ( 揚聲器、 液晶顯示器、 3d快門眼鏡 ) 交談介面
頭腦 (思考意志能力)
人
機器
資訊轉換處理 (2D3D)
動作體 ( 發出聲音、 肌肉動作 )
輸入元件 ( 鍵盤、 感測器、 觸控螢幕 )
•3D市場概況及趨勢
•3D影像格式及顯示方法介紹 •快門式3D TV顯示技術與問題 •問題與討論
2010~2015家庭3D產品需求預估
Source: IMS Research, 2010-June
3D LCS需求預估(2009~2015/2020)
Source: 日本富士總研 2010-May
3D技術主要廠商
3D影像成像原理
簡單來說,立體影像就是有景深, 具第三度空間感的影像. 因為人類左右兩眼相距約6.5公分, 有間距,在觀看物體時的視度有些 微的差別,這樣會讓兩眼個別看到 的影象便有些微的差異.而左眼與 右眼影像的差異稱為視差,人類的 大腦很巧妙地將兩眼的影像融合, 產生出有空間感的立體視覺影象. 目前3D顯示技術多採用讓左右眼 分別接收到有些微差異的影像的 兩眼視差方式.
人類無法直接了解機器領域裡的情報, 透過顯示元件和輸入元件使人們能感覺 來自機器本身的訊息或傳達外界情報給機器.
•引言
•觸控面板市場趨勢及應用領域
•投射式電容觸控原理介紹 •3D市場概況及趨勢 •3D影像格式及顯示方法介紹 •快門式3D TV顯示技術與問題 •問題與討論
擋不住的觸控商機
Source: 富士總研、 Displaysearch 、WEALTH INVEST WEEKLY.
Source: Sony
3D影像格式
• Broadcast and delivery formats (H.264)
L R
L
Frame Sequential
•Blu-Ray DA •BSkyB
R
L R
Over-Under
•Cable Labs •Direct TV
Side-by-Side
• Native panel formats
Side by side (half)
Side by side (full)
Line alternative
Frame alternative
No
(297Mhz)
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No
(297Mhz)
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(297Mhz)
No
(297Mhz)
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透過偏光眼鏡就可以將左、右眼影像隔離出來(偏光角度呈90度者會被遮沒),而觀賞到3D 立體效果, 由於3D影像以「水平交錯格式」顯示,所以垂直畫面畫質降一半 .
• 3D TV Active-Stereo (主動式) 在顯示器上快速地播出左右影像,並配合使用能和影像同步的LCS眼鏡,收看左眼影像時,將右眼遮蔽, 收看右眼影像時將左眼遮蔽,就可清楚收看快速進行的3D影像,目前主流3D LCD-TV就是採用這種方法, 為了實現這樣的操作,顯示器至少需要使用一般1/60的兩倍 Refresh Rate,而且還必須具備LCS眼鏡.
•投射式電容觸控原理介紹
•3D市場概況及趨勢 •3D影像格式及顯示方法介紹 •快門式3D TV顯示技術與問題 •問題與討論
各式觸控面板比較
技術種類 感應方式 價格 耐久性 精確度 透光度 觸控媒介 面板特性 電阻式 偵測電壓 便宜 佳 佳 85~90% 手指/觸控筆 怕刮、怕火、 透光度較低 電容式 利用人體靜電 感應電容變化 較貴 優 佳 90%以上 手指 (不可戴手套) 耐刮、防污、 防火、防靜電 及灰塵、 反應速度快、 多點辨識 3~19 表面音波 偵測聲波 貴 佳 優 92%以上 手指/觸控筆 耐刮、防火 紅外線 光訊號遮斷 昂貴 普通 佳 100% 手指/觸控筆 耐刮、防火、 可靠性高、 防水性及防污 性較差 無限制 電磁感應 電磁感應 貴 優 佳 90%以上 專用電磁筆 感應度高、 體積大、 組裝不易
手勢語言
Icon Base Scrolling Two Touch Multi-Touch
Single Touch
Rotate
Grow / Shrink
Scratchpad / character
• 手勢語言的形式簡單且不易辨識錯誤,與生活經驗相關聯.
•引言 •觸控面板市場趨勢及應用領域 •投射式電容觸控原理介紹
3D常見名詞 (2)
• Blu-ray 3D 由BDA(BD Association)所制定的,它使用 MVC(Multy-View-Coding)的壓縮方式,這種規格可歸類為 H.264/MPEG4/AVC 的擴展規格,加入左眼影像並記錄左右影像的差別部份,資料量變為原來的1.5倍, 可以記錄1080P格式的影像,並且和原來2D播放器兼容. • IMAX 3D Theater IMAX並不是一般電影院播放的35釐米電影,它是用70釐米的底片橫向播出更高畫質的影像,是一種全新 播放系統的電影院,是採用DLP Projector的IMAX Digital播放系統,在播放3D電影時,是利用兩台DLP 以Passive-Stereo方式播出. • 3D Theater Passive-Stereo Passive方式是同時播出呈現90度差異偏光狀態(具水平及垂直方向的振動)的左眼和右眼的影像,利用 偏光濾鏡將影像分離分別送到觀眾左右眼的一種方式,這種方式能夠得到鮮明的色彩,IMAX 3D Theater 基本上是採用這種方式. • 3D TV Passive-Stereo (被動式)
L R L R L R
L R L R R L R L L R L R R L R L L R L R R L R L
Frame Sequential
•Panasonic •Sony •Samsung
Line Interleaved
•Hyundai / Arisawa
Checker Board
•DLP systems: •Samsung •Mitsubishi
單層基板投射式電容觸控螢幕斷面結構
• 投射式電容式觸控面板的結構有許多種類,依觸控面板基板材料可區分為玻璃(Glass Type)與薄膜 (Film Type) 兩大類. • 以iPhone所使用的電容式觸控面板為例,它是一片四層複合玻璃屏,最外層是強化玻璃保護層,第二 層及第三層玻璃的表面各塗上一層ITO,做為X-Y軸;最下層為防EMI的遮蔽層(或是沒有遮蔽層).
Input of 3D formatter
HDMI 1.4a
Video Resolution Frequency (Hz) 60 50 1920x1080p 30 25 24 60 50 1280x720p 30 25 24
(1) (2)
Optional format
Frame packing
Top/bottom (half)