電子產(chǎn)品觸控按鍵、觸控螢?zāi)辉O(shè)計(jì)方案
北京時(shí)間09月04日消息，寶威科技網(wǎng)訊，檢視現(xiàn)有行動(dòng)裝置，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上已經(jīng)開始大量使用觸控設(shè)計(jì)取代傳統(tǒng)實(shí)體按鍵，而加上iOS Device帶起螢?zāi)挥|控風(fēng)潮，幾乎只要是行動(dòng)電話、平板電腦，甚至是Portable Media Player，都興起在螢?zāi)徽嫌|控人機(jī)介面的設(shè)計(jì)方案，透過整合觸控設(shè)計(jì)改善操作便利性，已經(jīng)成為一股設(shè)計(jì)潮流...
早期電子產(chǎn)品若功能較復(fù)雜，可能必須設(shè)置大量機(jī)械按鍵、功能撥桿，甚至控制滑塊等設(shè)計(jì)形式，而這些透過開關(guān)、可變電阻或光感應(yīng)控制器組建的人機(jī)介面，畢竟是以機(jī)械型態(tài)建構(gòu)，當(dāng)使用時(shí)間增加可能會(huì)有受潮、零件劣化問題，不只大量按鍵、開關(guān)、滑塊造成用戶學(xué)習(xí)曲線顯得較長(zhǎng)，亦較不人性化，過多機(jī)械開關(guān)設(shè)計(jì)也會(huì)讓產(chǎn)品防水性、耐候性表現(xiàn)差。
利用觸控設(shè)計(jì) 提升產(chǎn)品價(jià)值
而在技術(shù)持續(xù)改善下，「觸控」型態(tài)人機(jī)操作介面，已經(jīng)具備低成本、高穩(wěn)定度效益。例如，越來(lái)越多電子設(shè)備的實(shí)體按鍵紛紛改換成觸控設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)省大量機(jī)械開關(guān)；同時(shí)，在iPhone采觸控螢?zāi)辉O(shè)計(jì)的行動(dòng)電話，甚至后續(xù)推出的iPad平板電腦，皆已大量應(yīng)用螢?zāi)挥|控方案建構(gòu)產(chǎn)品的人機(jī)互動(dòng)應(yīng)用，iPhone、iPad甚至全機(jī)僅有電源、音量、Hold與Home等實(shí)體按鍵，按鍵設(shè)計(jì)約95%均以觸控機(jī)制搭配手勢(shì)指令一一取代。
先看看現(xiàn)有的按鍵觸控解決方案應(yīng)用環(huán)境。傳統(tǒng)電子設(shè)備使用的電子開關(guān)，會(huì)有按鍵彈跳、雜訊與機(jī)械設(shè)計(jì)容易老化問題，造成設(shè)備若保存不當(dāng)，這些控制開關(guān)就容易出現(xiàn)問題；且過多的機(jī)械料件也使得零件物料趨于復(fù)雜、影響成本。新的觸控方案把相關(guān)按鍵一一使用訂制型的觸控板解決，對(duì)于產(chǎn)線組裝來(lái)說(shuō)，僅需處理數(shù)塊控制板安裝，就能把單機(jī)的相關(guān)按鍵組裝完成。
觸控按鍵逐步取代實(shí)體按鍵
而這類觸控式按鍵模組，通??常都為針對(duì)特定型號(hào)產(chǎn)品的客制化零件，采行電容式觸控方案；而使用電容式觸控模組來(lái)取代實(shí)體按鍵，仍必須搭配一觸控訊號(hào)處理IC，用以辨識(shí)觸控指令、排除環(huán)境雜訊，通常這類按鍵模組會(huì)采行一高耐磨塑料表面，由于是采使用者的指尖電容感測(cè)判斷觸點(diǎn)，觸控板與相關(guān)電路幾乎可以被觸控面的塑料所覆蓋，可以達(dá)到極佳的防水與抗候表現(xiàn)，對(duì)于按鍵的可信賴度更高。
加上觸控IC預(yù)處理觸點(diǎn)信號(hào)的分析與辨識(shí)，也可以讓整個(gè)產(chǎn)品的I/O開關(guān)設(shè)計(jì)更為精簡(jiǎn)，容易進(jìn)行開發(fā)除錯(cuò)，同時(shí)可將人機(jī)介面與相關(guān)設(shè)計(jì)切割更便于管理。此外，采取觸控整合的人機(jī)介面設(shè)計(jì)方案，同時(shí)可為產(chǎn)品的價(jià)值加分，因?yàn)橛脩艨捎酶犰诺挠|控處理一般應(yīng)用設(shè)定，相較傳統(tǒng)大量按鍵的設(shè)計(jì)方案，更顯得終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)感與價(jià)值感。
電容式觸控方案應(yīng)用層面廣提升精度為實(shí)用關(guān)鍵
實(shí)際上，電容式觸控方案并不是新技術(shù)，尤其在各應(yīng)用領(lǐng)域已使用多年，設(shè)計(jì)方案散見于各種電子設(shè)備中。例如，筆記型電腦中取代滑鼠指向裝置的Touch Pad，就是采行電容式觸控方案的設(shè)計(jì)。
典型電容式觸控傳感器設(shè)計(jì)方案，必須在觸按表面增加一覆蓋層，先前也提到，此在取代實(shí)體按鍵設(shè)計(jì)方案的觸控模組方案中，會(huì)以一耐磨塑料材質(zhì)覆蓋在感應(yīng)元器件之上，但此覆蓋層必須低于3mm以下才會(huì)有較佳的感應(yīng)效果。
但若是針對(duì)觸控螢?zāi)坏脑O(shè)計(jì)方案，因?yàn)橛|控螢?zāi)槐旧磉€具備顯示呈現(xiàn)功能，原先LCD屏該有的材料結(jié)構(gòu)已具備一定厚度，對(duì)于整合觸控設(shè)計(jì)方案，很容易就超出可以清晰辨識(shí)觸點(diǎn)的材料厚度臨界點(diǎn)。而當(dāng)覆蓋層與指尖觸點(diǎn)距離增加，也代表著觸控IC搜集來(lái)的觸屏表面的觸點(diǎn)資訊極為微弱，加上電容式觸點(diǎn)偵測(cè)定位亦容易受環(huán)境的靜電影響，都增加觸控IC的設(shè)計(jì)難度。
不只是IT、3C類型產(chǎn)品大量導(dǎo)入觸控設(shè)計(jì)方案，對(duì)于家電產(chǎn)業(yè)，也增加觸控設(shè)計(jì)方案來(lái)提升產(chǎn)品質(zhì)感與設(shè)計(jì)感，因?yàn)橛|控設(shè)計(jì)方案在按鍵面趨于平整，對(duì)于家電經(jīng)常壓按容易故障的開關(guān)設(shè)計(jì)，改采觸控設(shè)計(jì)方案應(yīng)可更具效益。
但一般這類白色家電，常常為了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)美觀，會(huì)使用強(qiáng)化玻璃加強(qiáng)整體設(shè)計(jì)感，而強(qiáng)化玻璃動(dòng)輒超過3mm厚度，形成觸點(diǎn)偵測(cè)、排除環(huán)境雜訊的IC信號(hào)處理難度；另方面，或?yàn)榱藦?qiáng)化產(chǎn)品強(qiáng)度，使用較厚實(shí)的塑料料件，也會(huì)影響手指指尖觸點(diǎn)感測(cè)精度的設(shè)計(jì)難度。
家電導(dǎo)入觸控方案需克服介質(zhì)厚度問題
電容觸控設(shè)計(jì)方案的另一優(yōu)勢(shì)是，電容觸控進(jìn)行感測(cè)表面電容的物理特性，并不受接觸面介質(zhì)的影響，只要接觸面非金屬材質(zhì)，使用玻璃、塑料并不會(huì)有太大影響，對(duì)于終端產(chǎn)品的材質(zhì)選擇更加多元。但介質(zhì)厚度若增加，則會(huì)導(dǎo)致可感測(cè)的表面電容反應(yīng)將趨于微弱，觸控感測(cè)IC必須強(qiáng)化觸點(diǎn)感測(cè)的靈敏度，加速感測(cè)點(diǎn)追蹤、定位速度。
取代實(shí)體按鍵的電容觸控方案，已經(jīng)趨于成熟，在3C、IT與白色家電均相當(dāng)常見，而更新穎的設(shè)計(jì)方案，是將觸控設(shè)計(jì)朝向整合顯示螢?zāi)慌c多觸點(diǎn)開發(fā)方案，尤其是Apple的iOS Device產(chǎn)品的核心設(shè)計(jì)理念，即以顯示觸屏解決大量產(chǎn)品操作的按鍵需求，目前已經(jīng)在市場(chǎng)成功創(chuàng)造一股觸控產(chǎn)品風(fēng)潮，而觸控設(shè)計(jì)方案除使產(chǎn)品更顯得簡(jiǎn)潔、美觀外，對(duì)于產(chǎn)品的實(shí)用、耐用度都有一定程度的提升。
顯示屏整合電容觸控模組設(shè)計(jì)持續(xù)朝薄化進(jìn)展
顯示屏整合觸控設(shè)計(jì)也并非易事，因?yàn)轱@示屏視顯示技術(shù)差異，在顯屏結(jié)構(gòu)有不同的厚度限制，而顯屏表面用以保護(hù)的強(qiáng)化玻璃，本身的厚度也會(huì)影響觸點(diǎn)感應(yīng)訊息強(qiáng)度，造成早期相關(guān)解決方案成本相對(duì)較高，且多限于中／小尺寸應(yīng)用較多。在iOS Device大量采用G/G玻璃式(G-Type)電容感測(cè)方案后，雖然玻璃式設(shè)計(jì)成本較高、厚度較厚，但觸屏的透光性較佳，整合手機(jī)、平板電腦應(yīng)用不影響視覺體驗(yàn)，讓產(chǎn)品的可用性大幅提升。
顯示屏整合電容觸控設(shè)計(jì)方案另有G/F/F薄膜式(F-Type)電容設(shè)計(jì)，雖然薄膜式設(shè)計(jì)方案將觸控感測(cè)區(qū)改用網(wǎng)版印刷，較G/G方案需使用黃光制程的成本更低，且成品的模組重量也更大幅降低，卻因?yàn)槭褂肞ET搭配觸控功能影響其透光率，加上在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下Apple iOS Device產(chǎn)品大受歡迎，讓顯示屏整合觸控方案已趨向于朝G/G玻璃式設(shè)計(jì)方案靠攏。
然而G/G方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造成顯示屏模組厚度較難進(jìn)一步薄化設(shè)計(jì)，在3C、IT產(chǎn)品持續(xù)朝輕薄趨勢(shì)演進(jìn)時(shí)，顯示屏反而成為需積極改良的重要零組件。
目前新一代顯示屏觸控設(shè)計(jì)方案，在積極薄化設(shè)計(jì)方面的趨勢(shì)，為朝向on-cell與in-cell設(shè)計(jì)內(nèi)嵌式觸控方案進(jìn)行改良，on-cell為將ITO層與彩色濾光片整合，直接置于??保護(hù)玻璃之下，較現(xiàn)行G/G玻璃貼合方案少了一片玻璃厚度！
至于in-cell設(shè)計(jì)方案，則把ITO層與TFT整合，雖然整合方案與on-cell概念不同，但同樣也減省了一片玻璃厚度，技術(shù)方案的優(yōu)勢(shì)兩方勢(shì)均力敵。
