“手機(jī)按鍵太多”、“手機(jī)按鍵太小又?jǐn)D在一起,很不方便”,這些是很多用戶在使用手機(jī)時(shí)感覺(jué)到的不便。最新多媒體手機(jī)上的按鍵已多達(dá)20個(gè),除輸入數(shù)字和文字的12個(gè)按鍵之外,還有很多功能鍵,這使用戶的使用更加困難。減少按鍵的數(shù)量也一樣,因?yàn)橐?jīng)過(guò)很多次菜單選擇才能使用特定功能,同樣不便。如果要體現(xiàn)超薄設(shè)計(jì),那么手機(jī)按鍵的使用會(huì)更難,而如果要體現(xiàn)多媒體潮流,那么LCD顯示屏?xí)䲠U(kuò)大,從而削弱手機(jī)的攜帶特性。為了更加方便地使用手機(jī)復(fù)雜多樣的功能和進(jìn)行革新的設(shè)計(jì),觸摸屏被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為新一代手機(jī)輸入接口。
觸摸屏能夠使手機(jī)制造商隱藏?cái)?shù)字鍵區(qū),由于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,觸摸屏的效用性目前已經(jīng)得到了很大提高,觸摸時(shí)可感覺(jué)到實(shí)際按鍵效果的觸覺(jué)感應(yīng)技術(shù)就是具有代表性的例子之一。諾基亞認(rèn)為,觸摸屏相對(duì)于輸入亞洲字符來(lái)說(shuō),比數(shù)字鍵盤更為便捷。由于畫面本身可以作為接口,觸摸屏不僅允許使用大型LCD顯示屏,而且也可以保持超薄的設(shè)計(jì),此外,還可以支持更加直觀的界面。對(duì)于照相功能可提供照相專用菜單,同時(shí)對(duì)MP3、互聯(lián)網(wǎng)、通話等都提供不同的界面。
目前,采用觸摸屏技術(shù)的手機(jī)有蘋果的iPhone、諾基亞S60、LG電子的普拉達(dá)(Prada)、Palm的Treo、摩托羅拉的ROKR E6,索尼愛(ài)立信的P1c。
1、手機(jī)觸摸屏技術(shù)
觸摸屏是一套透明的絕對(duì)定位系統(tǒng),首先它必須保證是透明的,因此它必須通過(guò)材料科技來(lái)解決透明問(wèn)題,像數(shù)字化儀、寫字板、電器開關(guān),它們都不是觸摸屏;其次它是絕對(duì)坐標(biāo),手指摸哪就是哪,不需要第二個(gè)動(dòng)作,不像鼠標(biāo),是相對(duì)定位系統(tǒng)。觸摸屏能檢測(cè)手指的觸摸動(dòng)作并且判斷手指位置,目前IT設(shè)備上的各類觸摸屏技術(shù)就是圍繞“檢測(cè)手指觸摸”而八仙過(guò)海各顯神通的。
為了操作上的方便,人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí),我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來(lái)定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測(cè)用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收的觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給CPU,它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。
觸摸屏由高電阻ITO薄膜和ITO玻璃構(gòu)成,兩者間由透明細(xì)小隔離點(diǎn)隔開,輕薄,耗電小,耐磨,不怕灰塵、水汽和油污。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì),可以把觸摸屏分為:這八種主要觸摸屏技術(shù)是:電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏(表面、投射式)、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波(SAW)技術(shù)觸摸屏、光學(xué)觸摸屏、彎曲波技術(shù)觸摸屏和數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)觸摸屏。此外,還有八種新興的觸摸屏技術(shù),包括像素光傳感器(photo sensor in pixel)、聚合物波導(dǎo)(polymer waveguide)、分布光(distributed light)、應(yīng)變儀(strain gauge)、多觸點(diǎn)(multi-touch)、雙重力觸摸(dual-force touch)、激光點(diǎn)激發(fā)觸摸(laser-point activated touch)和3D觸摸。
每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn),而手機(jī)使用的觸摸屏目前只有電阻式、電容性兩種。
(1)電阻式觸摸屏
電阻式觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制,其主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏。這是一種多層的復(fù)合薄膜,它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層,表面涂有一層透明氧化金屬(透明的導(dǎo)電電阻)導(dǎo)電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層。它的內(nèi)表面也涂有一層涂層,在他們之間有許多細(xì)小的(小于1/1000吋)的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí),兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸,電阻發(fā)生變化,在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào),然后送觸摸屏控制器。控制器偵測(cè)到這一接觸并計(jì)算出(X、Y)的位置,再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。
電阻觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)包括:價(jià)格低、分辨率高、鼠標(biāo)追蹤、小目標(biāo)激活以及不受污垢、灰塵、水或者光線的影響。但不幸的是,電阻觸摸屏的圖像清晰度仍有很大不足。另外,這類顯示屏非常易碎,怕重物或者尖銳物體,這使得其耐用性成為問(wèn)題。雖然存在這些缺點(diǎn),但電阻觸摸屏的出貨量仍將有明顯增長(zhǎng)。
電阻式觸摸屏是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠和最普通的觸摸屏技術(shù),目前觸摸屏部件廠商有100多家,其中三分之二以上生產(chǎn)電阻式觸摸屏。手機(jī)應(yīng)用的主要是2.0-3.5吋四線電阻屏,由于其它技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),預(yù)計(jì)未來(lái)五年平均銷售價(jià)格(ASP)每年將下降10%,其銷售額增長(zhǎng)率不會(huì)太高。該市場(chǎng)到2012年將從2006年的13.9億美元增長(zhǎng)到16.7億美元,復(fù)合年增率為3.1%。隨著利潤(rùn)下滑,iSuppli預(yù)測(cè)近期行業(yè)內(nèi)將出現(xiàn)大量兼并重組活動(dòng)。
在2006年銷售的觸摸屏手機(jī)中,大部分使用的都是電阻式觸摸屏,比如Palm的Treo、摩托羅拉的ROKR E6、索尼愛(ài)立信P1c。
(2)表面電容式觸摸屏
電容技術(shù)觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層是一薄層硅土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面,四個(gè)角上引出四個(gè)電極,內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí),由于人體電場(chǎng),用戶和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容,對(duì)于高頻電流來(lái)說(shuō),電容是直接導(dǎo)體,于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流從觸摸屏四角上的電極中流出,并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比,控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置。
電容觸摸屏的最大優(yōu)勢(shì)是透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏。但是,電容屏反光嚴(yán)重,而且,電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對(duì)各波長(zhǎng)光的透光率不均勻,存在色彩失真的問(wèn)題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時(shí)容易引起電容屏的誤動(dòng)作;用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒(méi)有反應(yīng),這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^緣的介質(zhì)。另外,電容觸摸屏最外面的硅土保護(hù)玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個(gè)小洞就會(huì)傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運(yùn)輸過(guò)程中傷及內(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。
(3)投射式電容觸摸屏
iPhone顯示屏模塊價(jià)值約為27美元,相當(dāng)于8GB iPhone總成本的10.8%。在蘋果的宣傳當(dāng)中,iPhone不是通過(guò)壓點(diǎn)感應(yīng)來(lái)執(zhí)行用戶的操作命令,而是基于電流變化的電容式觸摸技術(shù)。
投射式電容觸摸屏是一種先進(jìn)的電容觸摸屏,兩層玻璃當(dāng)中是一層由金屬線構(gòu)成的網(wǎng),只要手指輕輕觸摸投射式電容屏幕,手機(jī)即可執(zhí)行命令。實(shí)際上,投射式電容屏幕甚至不需要人們真正觸碰屏幕,這種觸摸屏可以在兩毫米遠(yuǎn)處感知用戶的手指運(yùn)動(dòng)。和需要手寫筆或者手指實(shí)際觸摸的手機(jī)相比,投射式電容技術(shù)的手機(jī)屏幕更加的明亮,因?yàn)樗鼈儾恍枰箘澅Wo(hù)膜的保護(hù)。
投射式電容觸摸屏還擁有代表人機(jī)接口重要發(fā)展趨勢(shì)的多點(diǎn)觸控(Multi-touch)功能,能夠同時(shí)處理多根手指命令。多數(shù)觸摸屏都是按單觸點(diǎn)設(shè)計(jì)的,也就是一次只能記錄一個(gè)觸點(diǎn)。如果同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)或三個(gè)觸摸動(dòng)作,多數(shù)觸摸屏只能記錄最后一個(gè)觸點(diǎn),或者兩個(gè)觸點(diǎn)之間的區(qū)域。多觸點(diǎn)觸摸屏是能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)觸摸動(dòng)作進(jìn)行響應(yīng)的顯示屏,而且可以與光學(xué)成像技術(shù)集成在一起,包括電阻觸摸屏、表面電容觸摸屏和投射式電容觸摸屏。在iPhone屏幕上,用戶只要用兩根手指張開或者合攏,就能重新調(diào)整窗口大小。
除了iPhone外,目前采用投射式電容觸控屏的還有韓國(guó)LG的Prada手機(jī),以及泛泰公司(Pantech)的一款手機(jī)。在泛泰公司手機(jī)當(dāng)中,鍵盤下面安裝有一顆投射式電容感應(yīng)器,用戶可以在鍵盤之上對(duì)手機(jī)進(jìn)行操作。
目前,投射式電容觸摸屏尚且屬于一種新技術(shù),當(dāng)這一技術(shù)成熟后,其需求將非常強(qiáng)勁。由于多觸點(diǎn)觸摸屏正在成為受人歡迎的選擇,蘋果也為這種技術(shù)申請(qǐng)了專利。但是,這種技術(shù)的一個(gè)瓶頸可能在于蘋果擁有該多觸點(diǎn)觸摸屏專利。蘋果是否愿意接受專利費(fèi)并允許其它廠商使用它的技術(shù),尚不得而知,雖然它只控制著一項(xiàng)專利,而且不涉及全部多觸點(diǎn)觸摸屏技術(shù)。
2、觸摸屏市場(chǎng)
iPhone將成為觸摸屏手機(jī)技術(shù)的一種催化劑。隨著手機(jī)設(shè)計(jì)向輕薄化、色彩化發(fā)展方向,觸摸屏將成為手機(jī)最普通的功能。
在全球觸摸屏市場(chǎng),電容式觸摸屏制造商相對(duì)較少,事實(shí)上,這一技術(shù)目前不支持書寫識(shí)別,由于電阻式觸摸屏價(jià)格較低,這意味著電容式觸摸屏在價(jià)格上與電阻式觸摸屏競(jìng)爭(zhēng)仍然面臨著困難。但是,由于許多消費(fèi)者并不了解電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏之間的差異,蘋果iPhone手機(jī)并不影響電阻式觸摸屏的增長(zhǎng),iPhone手機(jī)將推動(dòng)整個(gè)觸摸屏手機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng),使整個(gè)行業(yè)受益。
iSuppli統(tǒng)計(jì)顯示,2006年具有觸摸屏功能的手機(jī)銷量達(dá)到3800萬(wàn)臺(tái),占整個(gè)手機(jī)銷售份額的4%,預(yù)計(jì)這一數(shù)字到2012年將達(dá)到9000萬(wàn)臺(tái)。