觸控技術(shù)論文

　　隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展，觸控技術(shù)在實現(xiàn)人機互換的過程中占據(jù)著越來越重要的作用。這是學習啦小編為大家整理的觸控技術(shù)論文，僅供參考!

　　觸控技術(shù)論文篇一

　　淺析觸控面板技術(shù)趨勢

　　摘要： 本文從觸控傳感器和保護玻璃的角度系統(tǒng)闡述了觸控技術(shù)演化動態(tài)，OGS和GF將長期并存且將逐步取代GG方案;新型導(dǎo)電材料如石墨烯的出現(xiàn)使得柔性觸控變?yōu)楝F(xiàn)實，塑料材質(zhì)Cover lens的不斷進步將進一步降低觸控模組的重量。

　　Abstract： In this paper， the touch technology evolution trend was expounded systematically from the angle of the touch sensors and protection glass. OGS & GF will coexist in a long period and will replace the GG project gradually. The emergency of the new type of conductive materials such as graphite makes the flexible touch into reality. The continuous improvement of the plastic material will further reduce the weight of the touch module.

　　關(guān)鍵詞： 觸控傳感器;OGS;GF;ITO;Cover Lens

　　Key words： touch sensor;OGS;GF;ITO;Cover Lens

　　中圖分類號：F416.6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311(2013)32-0293-02

　　作者簡介：陳玲玲(1977-)，女，山東平邑人，碩士，講師，蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院機電系教師。

　　0 引言

　　隨著Apple iphone問世引爆觸控風潮，目前投射電容觸控屏已經(jīng)主導(dǎo)市場，包括筆記本電腦，平板電腦、手機以及其它的應(yīng)用終端。然而隨著屏幕尺寸的放大以及處理芯片效能提升，系統(tǒng)耗電量逐漸提高，為了維持產(chǎn)品電池續(xù)航力以及持續(xù)朝輕薄化發(fā)展，終端品牌、觸控面板與TFT面板大廠已從觸控屏幕結(jié)構(gòu)的輕薄化，著手開發(fā)新觸控技術(shù)以及材料，本文就各種技術(shù)動態(tài)展開分析，以期掌握觸控技術(shù)發(fā)展的脈絡(luò)。

　　1 三大技術(shù)趨勢[1，2，6]

　　投射電容觸控屏就結(jié)構(gòu)而言可以分為On cell(外掛式)以及In cell (內(nèi)置式)兩大類型，現(xiàn)階段以O(shè)n cell為主，In cell在成本、良率以及產(chǎn)能上尚不成熟。另從成本分析的角度來看，典型的觸控模組中，觸控傳感器占40%;保護玻璃占30%，觸控IC占15%，電路板和其它材料占15%，本文將從成本占比最高的觸控傳感器以及保護玻璃來系統(tǒng)闡述觸控業(yè)者的技術(shù)努力和革新。

　　1.1 趨勢之一：觸控傳感器載體由薄膜式取代玻

　　璃式[2，4，7]

　　近年來，在蘋果iPhone以及iPad產(chǎn)品的帶動下，GG雙片玻璃(上為保護玻璃，下為觸控玻璃)方案率先量產(chǎn)，而GF(Glass/Film)比GG厚度減少0.4毫米且成本較低，也一直參與競爭。GG方案在減薄和降低成本的推動下， 觸控屏廠商如TPK等推出了單片玻璃解決方案，簡稱OGS(One Glass Solution)即把觸控玻璃(Sensor)與保護玻璃(Cover Lens)集成在一起，在保護玻璃內(nèi)側(cè)鍍上ITO導(dǎo)電層，直接在保護玻璃上進行鍍膜和光刻，這樣可以節(jié)省一片玻璃和一次貼合，從而可將觸摸屏做的更薄。美中不足的是對于OGS制程而言，先將大片玻璃化學強化后再進行鍍膜、蝕刻、異性切割以及二次強化的制程，強化玻璃切割良率和邊緣強度備受考驗。與OGS不同，GF方案可以保全保護玻璃的強度。蘋果在新一代的iPad mini中采用全新的單片雙層ITO薄膜式結(jié)構(gòu)(Glass/DITO Film或GF2)，以薄膜式觸控傳感器取代玻璃式觸控傳感器，以期同時改善厚度和重量。Microsoft推出的Surface平板機產(chǎn)品，同樣以薄膜式傳感器為基礎(chǔ)的單片單層結(jié)構(gòu)(G1F)品外，Microsoft推出的Surface平板機產(chǎn)品，采用同樣以薄膜式傳感器為基礎(chǔ)的單片單層結(jié)構(gòu)(G1F)。因此在終端客戶減重的要求之下，不管是OGS還是GF觸控對GG雙片玻璃式觸控模塊形成取代之勢。

　　1.2 趨勢之二：新型導(dǎo)電材料應(yīng)運而生[4，5，6]

　　現(xiàn)行的觸控傳感器是由ITO薄膜蝕刻而成，但銦是稀有金屬，價格昂貴。ZnO基薄膜使用Zn，產(chǎn)量遠高于In，成本相對低，而且其性能已可與ITO相比擬，類似的還有AZO(鋁摻雜氧化鋅)ITO薄膜在過度彎曲時容易破裂而無法應(yīng)用于印刷技術(shù)，高分子導(dǎo)電材料能夠克服這一劣勢。受關(guān)注度最高的是PEDOT(聚乙撐二氧噻吩)，普利司通(Bridgestone)曾在2009年發(fā)布的柔性電子紙試制品上就采用了PEDOT類高分子。碳納米管材料作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能，包括納米Ag線技術(shù)、石墨烯薄膜等等。目前在納米Ag線技術(shù)較成熟的以美商康世醫(yī)療 (Carestream Advanced Materials)的FLEXX透明導(dǎo)電薄膜為主，具備高撓曲性、低阻值、高透光率等優(yōu)勢，能作為取代ITO導(dǎo)體材料。還有一些廠商嘗試利用納米印刷技術(shù)將Ag絲在薄膜上印刷圖案來作為透明電極使用，這些廠商包括大日本印刷和富士膠片，預(yù)計2013下半年，采用納米銀線薄膜材料的G/F/F式觸控面板即可導(dǎo)入量產(chǎn)，初期將先應(yīng)用于智能手機之觸控面板，預(yù)計至2014年，將可望應(yīng)用于一體機。韓國三星集團聯(lián)合一些科研機構(gòu)在2010年用石墨烯薄膜制做了30英寸的柔性透明電極。中國常州二維碳素科技公司的研發(fā)團隊率先成功地將石墨烯薄膜應(yīng)用于手機電容式觸摸屏，并實現(xiàn)石墨烯觸摸屏手機小批量生產(chǎn)，柔韌性、透光性能良好的石墨烯觸摸屏可以替代現(xiàn)行的ITO觸摸屏，成本降低約30%左右。 　　1.3 趨勢之三：Cover Lens塑料將替代玻璃[2，3，7]

　　一般而言，玻璃材料的硬度、剛性較塑料高，可抵抗因擠壓而造成的變形、破裂等問題，且較耐刮，但塑料材料卻比玻璃材料更耐沖擊、耐摔擊。另外，在透光性方面，玻璃材料的透光性較塑料材料佳，且塑料材料在觸控模塊全貼合制程中，若固化溫度偏高，或長時間使用后，易產(chǎn)生黃化、白霧化的現(xiàn)象?，F(xiàn)階段中高階觸控面板采用強化玻璃為材質(zhì)的Cover Lens，強化玻璃以康寧(Corning)的Gorilla Glass與旭硝子的Dragontrail為市場主流產(chǎn)品，而低端產(chǎn)品采用硬化后的塑料材質(zhì)，通常為PMMA與PC的復(fù)合材質(zhì)。大量日本企業(yè)如三菱化學集團、大日本印刷等對塑料材質(zhì)投入了相當?shù)难邪l(fā)精力。2011年三菱化學集團旗下的日本合成化學開發(fā)出替代玻璃的ORGA塑料材料，主要是以紫外線固化樹脂(聚氨酯丙烯酸樹脂)為基材所開發(fā)出的板材，并克服過去聚碳酸酯與壓克力等樹脂薄膜透光率不佳、表面硬度低、耐熱性不佳、不耐溶劑等缺點，并在強化玻璃表現(xiàn)不佳的加工性與安全度部分，均有出色表現(xiàn)，其成本不僅較強化玻璃低，重量亦僅其1/3。由于ORGA本身具有與玻璃相同的透明性，且耐熱性在200℃以上，硬度為3H-7H的鉛筆硬度，因此，將作為智能手機與平板機等所需之強化玻璃的替代材料。可以預(yù)判，隨著塑料材質(zhì)發(fā)展，將來可將ITO觸控傳感器制作在塑料Cover Lens上，這就是OPS(One Plastic Solution)觸控解決方案。

　　2 結(jié)論

　　GG 方案正受到OGS玻璃型觸摸屏以及GF/GFF薄膜型電容屏的雙重擠壓;OGS以低成本優(yōu)勢快速崛起，尤其在觸控筆記本領(lǐng)域。而GF/GFF薄膜型電容觸控方案由于低成本和輕薄化優(yōu)勢將長期存在。新型導(dǎo)電材料如石墨烯的出現(xiàn)使得柔性觸控變?yōu)楝F(xiàn)實，塑料材質(zhì)Cover lens的不斷進步將進一步降低觸控模組的重量。多種觸控技術(shù)并存的趨勢將在中長期內(nèi)存在。

　　參考文獻：

　　[1]中華液晶網(wǎng).http：//www.fpdisplay.com/.

　　[2]觸控技術(shù)網(wǎng).http：//www.tptech.cn/.

　　[3]平顯時代，(104).

　　[4]蘋果、三星、TPK、信利等公司官網(wǎng).

　　[5]胡旭偉.今日印刷，2012(8).

　　[6]國泰君安證券研究報告.

　　[7]Display Bank研究報告.

　　觸控技術(shù)論文篇二

　　基于專利分析的多點觸控手勢識別技術(shù)研究

　　摘 要：隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的發(fā)展，多點觸控手勢識別技術(shù)在實現(xiàn)人機互換的過程中占據(jù)著越來越重要的作用。其中，通過先進的技術(shù)手段，逐漸脫離了傳統(tǒng)中的鍵盤、包括鼠標等。本文主要以專利數(shù)據(jù)為分析樣本，從專利文獻的視角對多點觸控手勢識別技術(shù)的發(fā)展進行了全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及分析，總結(jié)了與多點觸控技術(shù)相關(guān)的國內(nèi)外專利的申請趨勢本領(lǐng)域的主要申請人分布以及重要技術(shù)分支。并以蘋果公司為突破口對多點觸控手勢識別技術(shù)的發(fā)展路線做了一定的分析。

　　關(guān)鍵詞：多點觸控;手勢識別;電容

　　1 多點觸控手勢識別技術(shù)概述

　　最近隨著蘋果手機等多款智能機的興起，各種各樣的多點觸控移動終端逐漸浮出水面，在整個市場運作中占據(jù)著越來越重要的作用。多點觸控技術(shù)的推廣，促使了移動終端使用者可以進行各式各樣的操作方法，方便、快捷。最要的是，整個過程的發(fā)展速度非常迅猛。

　　1.1 電容式觸控技術(shù)

　　移動終端都是通過觸摸屏來收集觸控數(shù)據(jù)進而實現(xiàn)多點觸控手勢識別。觸摸屏按其技術(shù)原理可分為五類：電阻方式光電方式電容方式聲波方式及其他方式。從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和技術(shù)發(fā)展的趨勢看，目前研究和應(yīng)用較多的觸控技術(shù)主要基于電容方式，與其相關(guān)的專利申請量也最大。

　　1.2 電容式多點觸控技術(shù)

　　基于電容方式實現(xiàn)的多點觸控技術(shù)包括手勢識別和多個觸摸位置識別。手勢識別即兩個手指觸摸時，可以識別到這兩個手指的運動方向，但還不能判斷出具體位置，可以進行縮放、平移、旋轉(zhuǎn)等操作?，F(xiàn)有的基于投射電容的手勢識別通常只能區(qū)別兩個手指對象形成的手勢。

　　多點觸控位置識別可以檢測到多于兩個手指(例如雙手十個手指)同時觸摸，也允許其他非手指觸摸形式，其可具體確定各觸點的位置。多點觸控位置識別檢測的是X/Y方向電極之間的耦合電容的變化(即互電容變化)。另外，多點觸控位置識別和簡單的手勢識別的重要差別之一在于掃描方式不同，在多點觸控位置識別中，每行和每列交叉點都需單獨掃描檢測，掃描次數(shù)是行數(shù)和列數(shù)的乘積，而簡單手勢識別中掃描次數(shù)是行數(shù)和列數(shù)之和。

　　2 多點觸控手勢識別技術(shù)專利申請整體狀況

　　本節(jié)主要對全球的專利申請狀況的趨勢進行分析，從中得到技術(shù)發(fā)展趨勢。

　　2.1 國外的發(fā)展狀況

　　國外多點觸控手勢識別技術(shù)的專利申請趨勢，大致分為三個時期，各時期劃分以申請量增長率的變化為標準。

　　2.1.1 萌芽階段(2004年之前)

　　上世紀九十年代該項技術(shù)的發(fā)展屬于從無到有的萌芽階段。在該階段，有關(guān)多點觸控手勢識別技術(shù)的專利申請非常少。最早辛納普蒂克斯有限公司于1996年申請的“具有邊緣移動特性和動作識別的目標位置檢測器”，其公開了用于識別由一個傳導(dǎo)性目標在一個觸摸檢測器墊所作的動作并用于光標移動的方法，在可疑的動作器件通過分析出該傳導(dǎo)性目標在檢測器墊上的位置，壓力和移動可以識別輕擊，拖動，推壓，延長的拖動和可變的拖動動作，并且傳送表達出現(xiàn)這些動作的信號給主計算機。

　　2.1.2 平穩(wěn)增長階段(2004年-2006年)

　　從2004年開始，有關(guān)多點觸控手勢識別的申請量增多，蘋果公司于2005年4月26日申請的“多點觸摸屏”，該技術(shù)使得觸摸屏能夠用于識別觸摸屏的觸摸敏感表面上不同位置處同時發(fā)生的多個觸摸操作，即觸摸屏能夠同時跟蹤多個接觸點，這使得多點觸控手勢識別成為可能。

　　2.1.3 快速增長階段(2007年-2013年)

　　從2007年開始，有關(guān)多點觸控手勢識別的申請量大幅增多，蘋果公司還積極在三維手勢識別技術(shù)方面進行研究，第一種是利用近距離傳感器和觸摸屏以三維形式記錄手勢;另一種是基于可以通過動作傳感器進行識別的直觀物理學隱喻手勢。用戶可以在iPhone手機屏幕上整理目標文件，然后將文件“倒入”平板電腦之中，以實現(xiàn)iPhone和iPad之間的文件傳輸。蘋果公司的專利US2007268275 A1公開了一種同步追蹤多個手指和手掌接觸的各種儀器和方法，探測手在一個接近感測、多點觸控表面的觸碰與滑動。憑借著對直觀的手勢形狀和動作的識別和歸類，這項技術(shù)可以前所未有地在一個多用途人體工學電腦輸入設(shè)備上整合打字、靜止、點擊、滑動、三維操作以及手寫等多項功能。

　　雖然多點觸控手勢識別技術(shù)最早起源于美國，但隨著技術(shù)的發(fā)展，中國作為發(fā)展國家，也成為這個領(lǐng)域的后起之秀，專利申請量占據(jù)了世界18%的份額，緊跟美國之后。此外，臺灣、歐洲、韓國，日本這些地區(qū)的多點觸控手勢識別技術(shù)也有著不錯的發(fā)展。

　　從相關(guān)數(shù)據(jù)看出蘋果公司作為一個領(lǐng)域的國際化的大公司，起到領(lǐng)頭羊的作用，而中國雖然在這個領(lǐng)域的專利申請量也比較大，但是可以發(fā)現(xiàn)較為發(fā)散，沒能像國外那樣形成強有力的大型企業(yè)，對于國內(nèi)部分小型公司。

　　2.2 國內(nèi)的發(fā)展狀況

　　國內(nèi)多點觸控手勢識別技術(shù)的專利趨勢，大致分為兩個時期，各時期劃分以申請量增長率的變化為標準。

　　2.2.1 穩(wěn)步發(fā)展(2009年之前)

　　在2009年之前多點觸控手勢識別技術(shù)在中國大陸和臺灣還屬于一個穩(wěn)步發(fā)展的階段，專利申請量有一定的增長。臺灣作為這個領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，義隆電子股份有限公司于2006年12月27日申請的“電容式觸控板的多物件檢測方法”，其公開了由至少一預(yù)設(shè)時間來辨別是噪音的干擾或是物件在觸控板上的操作，以正確判斷物件觸碰或離開該觸控板，進而準確地檢測各種不同手勢的操作。

　　2.2.2 快速增長階段(2009年―2013年)

　　在2009年之后多點觸控手勢識別技術(shù)進入了一個快速增長階段，專利申請量有快速增長的趨勢。其中最早涉及的標記性的文獻是比亞迪股份有限公司申請的“觸控手勢識別方法和裝置”，其公開了一種觸控板手勢識別方法，包括以下步驟：設(shè)定時間范圍和計數(shù)范圍;接收所述時間范圍內(nèi)的輸出波形;計算所述輸出波形中的高電平個數(shù);根據(jù)所述高電平個數(shù)進行各種手勢的識別判定。 　　如圖1所示的是多點觸控手勢識別技術(shù)的國內(nèi)專利申請和各個省份或城市的分布情況，其中可以看出，臺灣占據(jù)了大量的專利申請量，而深圳東莞也是這個技術(shù)領(lǐng)域的主要的專利申請的城市，一些新興的企業(yè)都位于這些沿海城市。查閱其申請文件，其技術(shù)還是明顯落后于國外某些大型國際企業(yè)，如蘋果，技術(shù)的創(chuàng)新是國內(nèi)企業(yè)需要學習也是不容忽視的地方。

　　圖2為多點觸控手勢識別技術(shù)的國內(nèi)及臺灣的主要申請人?？梢钥闯?，國內(nèi)企業(yè)的專利申請占領(lǐng)了大部分，高效申請量比較少。更有像比亞迪這種汽車行業(yè)公司也積極地參與其中，也說明了觸控領(lǐng)域在汽車領(lǐng)域發(fā)展也比較迅猛。

　　2.3 蘋果公司的相關(guān)專利申請的技術(shù)路線

　　與基于數(shù)據(jù)手套和機器視覺的手勢有所不同，移動終端領(lǐng)域中的觸摸手勢是一個二維手勢。在移動終端多點觸控手勢識別技術(shù)中，可以將二維手勢分為：觸點手勢、指點手勢和自然手勢。

　　觸點手勢也就是觸點軌跡動作所包含的手勢含義，由于其實現(xiàn)較為簡單，手勢定義更加直觀，其在移動終端領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。指點手勢通過將手指操作的動作映射為手勢動作，如輕敲，滑動，或兩指分開等，從而實現(xiàn)對移動終端的控制和操作。自然手勢能夠通過表征性動作來表達想法和預(yù)期的命令，與使用者的思維習慣更加接近，用戶界面更加符合自然規(guī)律，更為直觀高效，但是由于該類手勢動作定義和識別的復(fù)雜性，涉及對手勢含義的理想描述和解析，實現(xiàn)具有較大的困難，目前在移動終端領(lǐng)域中還無法完美實現(xiàn)，是多點觸控手勢識別技術(shù)重要的發(fā)展趨勢。

　　對于多點觸控手勢識別技術(shù)，蘋果公司掌握了大量涉及重要技術(shù)的基礎(chǔ)專利，同時也在不斷進行新技術(shù)的研發(fā)，其研究熱點也在一定程度上代表了該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。下面以蘋果公司為突破口，分析多點觸控手勢識別技術(shù)的發(fā)展路線。

　　圖3是蘋果公司的有關(guān)多點觸控手勢識別的相關(guān)專利申請的技術(shù)路線，其研究領(lǐng)域后來主要分布在指點手勢和自然手勢的識別上。

　　其中最早涉及觸點手勢識別的標志性文獻是CN103365595A，該文獻公開涉及用于觸敏輸入設(shè)備的手勢，尤其是公開了一種處理觸擊輸入的方法和系統(tǒng)，該發(fā)明的一個方面包括從多點感測設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)涉及對于所述多點感應(yīng)設(shè)備的觸擊輸入，并且來自所述多點感應(yīng)設(shè)備的觸點軌跡數(shù)據(jù)，識別至少一個多點手勢。

　　最早涉及指點手勢識別的標志性文獻是CN101609383 A，該文獻公開了一種操作電子設(shè)備的方法，該方法包括檢測在所述電子設(shè)備的電容型觸摸敏感表面上的觸摸，其中觸摸姿態(tài)包括一個或多個輕敲姿態(tài)，也可以是滑動觸摸，所述觸摸由所述電容型觸摸敏感表面的下面的一個或多個電容型觸摸傳感器來檢測。

　　最早涉及自然手勢識別的標志性文獻是WO2010002487A1，該文獻公開了一種手持多功能裝置和方法。這個手持設(shè)備檢測一系列的一個或多個手指拖拉，離開等各種復(fù)雜的手勢。

　　3 總結(jié)

　　本文以專利文獻為樣本，分析了多點觸控手勢識別技術(shù)的國內(nèi)外專利申請趨勢，以及主要申請人等。并以蘋果公司為突破口分析了這一技術(shù)的發(fā)展路線。通過以上分析，使得對于該領(lǐng)域的歷史發(fā)展路程以及現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展水平有了更進一步的認識。

　　基于如上的分析過程可以看出，從整體上分析多點觸控手勢識別技術(shù)的動態(tài)更新技術(shù)來看，在經(jīng)歷了從上世紀90年代至本世紀初的幾年之間的從無到有從萌芽到飛速發(fā)展的階段之后，這些技術(shù)都逐步走向了成熟，而且在這過程中一些世界一流的企業(yè)如蘋果等均走在前列，它們的一些相關(guān)專利申請奠定了該技術(shù)領(lǐng)域的一些基礎(chǔ)，技術(shù)的創(chuàng)新水平較高，從它們的被引用次數(shù)中也可以間接的反映出來。與此對應(yīng)，國內(nèi)的相關(guān)專利申請雖然隨著近幾年的快速發(fā)展而呈現(xiàn)出勢頭較猛的追趕趨勢，導(dǎo)致國內(nèi)的申請數(shù)量有了較大幅度的提升，但是在質(zhì)量方面還需要提高。