支持指甲和手套输入的10英寸电容性触摸屏解决方案

爱特梅尔(Atmel)公司亚太区及日本销售副总裁余养佳前几天在深圳说："受苹果公司iPhone手机的强力影响，灵敏度更高和使用体验更好的电容性触摸屏将压倒今天主流的电阻性触摸屏成为未来手机和其它便携式设备市场的应用大趋势，尽管今天电阻性触摸屏解决方案比较便宜，但它无法像电容性触摸屏那样提供流畅的手指滑动响应性能。预计明年90%的智能手机将采用电容性触摸屏，强调低价格的多功能手机(Feature Phone)明年上半年预计也将有30%采用电容性触摸屏，这一市场份额有可能到明年下半年扩大到50%。"

为了抓住这一扑面而来的巨大商机，Atmel不失时机地宣布，该公司最新的第二代maXTouch系列的首款电容性触摸屏控制器解决方案mXT224已经投入批量生产。mXT224采用了爱特梅尔用于加强传统互电容和自电容性能的专利电荷转移技术，较目前业界最高性能的触摸屏方案的性能提升了3倍之多。它具有224个节点，能够准确报告无限个同时触摸的位置，并以4mS(即4/1000秒)的时间间隔完全刷新屏幕。mXT224是世界上首个适用于先进触摸屏功能的触摸屏解决方案，提供全面的缩放、画面旋转、手写和形状识别功能，能够实现包括防止无意触摸，辨别伸展/收缩和旋转手势、笔迹和形状识别(如面部检测)等功能，主要针对3-10英寸屏幕的手机、移动互联网设备(MID)和上网本/智能本应用市场。

余养佳表示，单个mXT224器件支持的最佳屏幕尺寸为7英寸，此时它可提供最佳的响应精确度和速度。今年第四季度和2010年还将陆续推出支持更大屏幕的更多maXTouch触摸屏解决方案。

图1：Atmel亚太区及日本销售副总裁余养佳。

图2：mXT224的BGA封装。

在目前的电容性触摸屏市场上，苏州瀚瑞(Pixcir)已在今年的台北Computex电脑展上展出了支持到15.6英寸投射电容式触摸屏的笔记本，从而成为了全球唯一一家可以稳定提供支持多指触控的15.6英寸寸、12.1英寸和10.2英寸投射电容式触控屏方案的厂商，PIXCIR还对外表示，其支持22英寸等更大尺寸的投射电容式触摸屏解决方案也即将面市。

不过，余养佳指出，从市场销售的角度来讲，这并不可怕。因为10英寸以上电容性触摸屏的成本现在至少在30美金之上，市场对它的需求量目前还不是很大。当前，我们也在为Windows 7发布后这一应用市场的可能井喷做准备，下一季度我们就会推出支持更大屏幕尺寸的maXTouch触摸屏解决方案。

图3：mXT224的内部功能框图。


他强调指出，目前市场上做电容性触摸屏解决方案的供应商不少，但真正做得好的并不多，这可从很多关键的性能指标看出来，如信噪比、响应速度、识别率、抗耦合噪声能力等。

mXT224是全球首款支持使用手指、手写笔、指甲甚至是手套画图或签名捕获和符号识别的电容性触摸屏解决方案，这要归功于它具有80:1信噪比和极快的刷新速度。高信噪比对于准确报告邻近或微弱的信号是至关重要的，这有令产品即使处于嘈杂的环境中，例如是带有来自无线收发器、LCD显示器和电池充电器的耦合噪声，仍然能够达到高精度识别率。没有达到合适的高信噪比的解决方案，由于需要额外的滤波和处理运作，以尝试从高噪声环境中提取微弱的信号，所以需要消耗更多的功率，并延长响应时间。相比之下，与爱特梅尔最接近的竞争触摸屏成品解决方案的节点只有mXT224的一半，而屏幕刷新频率仅为83 Hz(减慢66%)，信噪比仅为25:1(降低66%)。maXTouch 除了提供市场上最佳信噪比之外，还具有先进的噪声抑制算法，为终端产品提供了最佳的抗耦合噪声能力。

图4：触摸屏系统构成。

Atmel资深FAE Ernest Jih说："mXT224可放置在主板上，而其它竞争对手的产品只能做在柔性PCB板上，因为它们的抗噪音能力较低。此外，mXT224是一个高度可配置的单芯片解决方案，其广泛的设置参数允许用户轻松定义触摸屏尺寸和辅助键，其可配置的节点阵列可以支持多种屏幕宽高比。"

目前市场上很多的电容性触摸解决方案基于自电容技术，自电容技术仅感测单独的行或列，因此在报告多触摸点位置方面存在模糊性。而爱特梅尔maXTouch的互电容传感器则在这些行和列的交叉点上，创建了独立的电容感测节点矩阵，因而能够独立感测矩阵中的每一个节点，准确地感测无限数量触摸的位置，并在屏幕上任何位置形成流畅的移动。

图5：电容式触摸屏也支持铁笔输入。
Atmel的工程技术团队将专利电荷转移技术(Charge Transfer)和XMEGA技术互相结合，建立了最佳的可调整架构，能够灵活处理电容性触摸图像，准确地重建和报告用户与触摸屏的互动。MaXTouch的互电容传感器设计，结合其用于信号捕获的电荷转移方法，可提供无限的触摸点。

XMEGA微控制器的高速处理性能可让芯片忽略无意的动作，如用户接听电话时的面部接触等。这项功能结合接近理论时间的电荷图像收集能力，使得maXTouch产品具有卓越的性能。mXT224集成了Atmel带有32个寄存器的单周期RISC AVR 内核，以及两个处理触摸屏上X和Y位置信息的片上DSP引擎。片上事件系统(event system)和外设DMA控制器可从CPU卸载所有与外设之间 (inter-peripheral)的通信和数据传送操作，释放其能力用于处理传感器图像的后处理。这种架构能够在250Hz频率下同时处理224个节点，工作功耗低于3.9mW。