触摸屏行业技术特点分析

《触摸屏行业技术特点分析》

2011-06-05 内部文件

背景综述

随着计算机技术的发展和普及，在20世纪90年代初，出现了一种全新的人机交互技术，利用这种技术用户只需要在显示屏上的图标或文字上轻轻一点，计算机就能按照我们的指示进行相关的各种操作，完全摆脱了键盘和鼠标的束缚，使人机交互更为直截了当。在我们的日常生活中，无论你是在商场购物，还是在银行存取款，触摸式的自动服务器能为你提供方便快捷的服务，这种技术就是日新月异的触摸屏技术。

触摸屏起源于20世纪70年代，早期多被装于、POS机终端等工业或商用设备之中。2007年iPhone手机的推出，成为触控行业发展的一个里程碑。苹果公司把一部至少需要20个按键的移动电话，设计得仅需三四个键就能搞定，剩余操作则全部交由触控屏幕完成。除赋予了使用者更加直接、便捷的操作体验之外，还使手机的外形变得更加时尚轻薄，增加了人机直接互动的亲切感，引发消费者的热烈追捧，同时也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程。

目前，触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。当然，这其中应用最为广泛的仍是手机。根据调研机构ABIResearch报告指出，2008年采用触控式屏幕的手机出货量将超过1亿部，预计2012年安装触控界面的手机出货量将超过5亿部。

和PC从286、386发展到奔腾机一样，触摸屏的技术经历了从低端向高端发展的历程，从1974开始出现世界最早的电阻式触摸屏以来，随着科技的发展和应用需求的增长，各种触摸技术相继诞生以适应各种行业和层次的应用。如今，已经形成了各种商业化的触摸屏技术包括：电阻技术触摸屏、表面电容技术触摸屏、投射式电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波(SAW)技术触摸屏、光学触摸屏、弯曲波技术触摸屏和主动数字转换器技术触摸屏，等等。已应用到了零售业、公共信息查询、多媒体信息系统、医疗仪器、工业自动控制、娱乐与餐饮业、自动售票系统、仿真与培训系统、教育系统等众多领域。此外，一些新奇的触摸屏技术也不断产生，包括N-trig、索尼、夏普、TMD和三星几大厂商都在推出的新型触摸屏技术，这些技术包括像素光传感器(photo sensor in pixel)、聚合物波导(polymer waveguide)、分布光(distributed light)、应变仪(strain gauge)、多触点(multi-touch)、双重力触摸(dual-force touch)、激光点激发触摸(laser-point activated touch)和3D触摸等。

在2007年的SID展中，新型的触摸屏技术分别得到了充分展示，EloTouchSystems展示了其弯曲波（bending-wave）触摸屏技术；富士通元件美国分公司展示了其电阻式触摸屏技术，它不使用氧化铟锡而是利用导电聚合物；TouchInternational展示了投射式电容式技术（projected-capacity）和电阻式触摸屏技术方案，其中投射式电容技术在多点应用中已对现有的触摸技术产生了巨大的冲击力；NextWindow展示了多重触控（multi-touch）光学成像触摸技术；LG.Philips LCD公司展示了其47英寸的多重触控屏；RPO首度展示了DigitalWaveguideTouch(DWT)产品，

它采用了聚合物光学波导；QSI则展示了其ForcePanelTechnology触摸屏技术。从这些新型的触摸技术展示可以看到，基础研究和新型的材料的诞生对新的触摸技术的带动作用，也反映了触摸屏技术的发展新思路。

随着最近苹果公司支持强大触摸功能的iPhone手机的诞生和微软推出的概念性桌面电脑（Surface）及最新的windows7操作系统，一夜之间在整个触摸市场可谓是引起了轩然大波，其多点触控技术和触觉反馈技术的应用更是将触摸屏的技术带到了一种全新的高度，让所有人都感觉到了触摸技术的魔力。iPhone的出现表明多点触摸技术可以实现新一代的用户界面操作，以至于所有触摸屏的厂商都在为多点触摸技术摩拳擦掌，同时微软也宣布其下一代操作系统Vista的多个版本均提供对触摸屏的支持，也就是说触摸屏将会以一种标准的接口形式成为计算机的一个外围设备，从另一方面将会极大地推动着触摸屏市场的发展。根据DisplaySearch 最近发表的一份研究报告指出，全球触摸屏市场到2015年前预计将达到33亿美元，而2007年是12亿美元。这些数字都说明触摸屏市场的潜力巨大，但是所有的触摸屏生产商如何能更多地利用自身的技术和产品来瓜分更多的市场份额唯有稳定可

靠的产品，符合多元化的应用和强大的技术支持。图1是iSupply公司对于2008-2013年触摸屏模块市场的预测走势图。

图1 全球触摸屏模块市场预测 (出货量以百万个为单位，销售额以百万美元

为单位)

虽然触摸屏的市场潜力如此庞大，很多触摸屏技术却由于本身的技术壁垒和缺陷在激烈的竞争中逐渐淡出市场，如矢量压力传感技术触摸屏已经完全退出市场。

又例如：红外触摸屏技术作为其中的一种触摸技术有自身的优势和不足。但是经过不懈的努力和持续的改进，转眼间，红外触摸技术已经从第一代进入了第五代，原本处于低端的触摸技术凭借其独有的优点和一些不可取代的应用环境如今已经可以与其他高端红外触摸屏产品一比高低，从该技术的新的性能和特性来看，如今的第五代红外触摸屏完全可以作为一个完整的人机界面系统进行设计，且通过内置的处理器和完善的驱动软件可以进一步实现产品概念的提升。

新的技术需要大量的技术积累，目前，改善现有的技术仍是着重敌点。但应该注意到，任何一种技术的优势都不可能保持较长时间，国外厂商和一

些有竞争能力的国内厂商的研发力度都不容忽视（图2是韩国DAHAN T&S 公司的120英寸多点红外触摸屏，其T－View系列可以将尺寸宽度扩展到120～220英寸，且响应时间仅需10ms），单一产品技术上的优势可能很快就不存在，所以从产品技术本身来确立永久的市场地位已经不太可能了，配合触摸屏的多功能应用和新的应用领域的开发将是以后触摸屏赖以生存的基础。且从市场的发展形式看，触摸屏应当是由单点向多点，由完成简单的触摸功能向专业化、多媒体化、立体化和大屏幕化的方向发展。被现在触摸界大为赞赏的“受抑内全反射”(Frustrated Total Internal Reflection；FTIR)技术的研发人纽约大学的Jefferson Y. Han可谓将触摸应用发挥到了极致，他的一些让人眼前一亮的展示表明了快速处理大量2维、3维信息将会是多点触摸屏的重要应用点，微软的Surface也将触摸功能融入了4大特性：1是采用触控式面板；2是具有多点输入功能；3是能多人同时进行互动；4

是物体辨识功能(Object Recognition)。从这些我们可以看到多点触摸的发展方向，而且通过Jeff Han的一句话我们可以更加简洁地理解其中的市场定位，他说“多点触控概念的意义并非将设计好的硬件推给客户，而是以完全不同的方式为客户发展使用者接口”。图3为比尔盖茨展示的一款采用红外和激光技术识别触摸输入的超大尺寸触摸屏，被称为“触摸墙”。

图2 DAHAN T&S 公司的120英寸多点红外触摸屏（触控反应时间10ms）图3 比尔盖茨(Bill Gates)展示的一款4英尺*6英尺的“触摸墙”

通过把握市场的方向，不断拓展技术的应用方向，把目前单一产品的优势转换为技术和应用相结合的优势，相应的触摸技术仍将有其独有的生存发展空间。