投射式电容触控面板市场趋势

2010FPD投射式電容觸控面板市場趨勢與原理及3D市場概況與快門式3DTV顯示技術Agenda•引言•觸控面板市場趨勢及應用領域•投射式電容觸控原理介紹•3D市場概況及趨勢•3D影像格式及顯示方法介紹•快門式3DTV顯示技術與問題•問題與討論人.自然.機器與顯示元件及感測元件的角色關係人類領域自然領域機器領域人類的五種感官人類的五種感官感測元件顯示元件人機交換資訊的介面--顯示元件與輸入元件頭腦(思考意志能力)感覺器官(耳、目)人動作體(發出聲音、肌肉動作)交談介面顯示元件(揚聲器、液晶顯示器、3d快門眼鏡)輸入元件(鍵盤、感測器、觸控螢幕)機器資訊轉換處理(2D3D)人類無法直接了解機器領域裡的情報,透過顯示元件和輸入元件使人們能感覺來自機器本身的訊息或傳達外界情報給機器.•引言•觸控面板市場趨勢及應用領域•投射式電容觸控原理介紹•3D市場概況及趨勢•3D影像格式及顯示方法介紹•快門式3DTV顯示技術與問題•問題與討論擋不住的觸控商機Source:富士總研、Displaysearch、WEALTHINVESTWEEKLY.無所不在的觸控浪潮“Touch”inspiresproductandtechnologyinnovation.觸控技術百家爭鳴主要應用領域HandsetsComputationConsumerWhiteGoodsIndustrialAutomotive•引言•觸控面板市場趨勢及應用領域•投射式電容觸控原理介紹•3D市場概況及趨勢•3D影像格式及顯示方法介紹•快門式3DTV顯示技術與問題•問題與討論各式觸控面板比較技術種類電阻式電容式表面音波紅外線電磁感應感應方式偵測電壓利用人體靜電感應電容變化偵測聲波光訊號遮斷電磁感應價格便宜較貴貴昂貴貴耐久性佳優佳普通優精確度佳佳優佳佳透光度85~90%90%以上92%以上100%90%以上觸控媒介手指/觸控筆手指(不可戴手套)手指/觸控筆手指/觸控筆專用電磁筆面板特性怕刮、怕火、透光度較低耐刮、防污、防火、防靜電及灰塵、反應速度快、多點辨識耐刮、防火耐刮、防火、可靠性高、防水性及防污性較差感應度高、體積大、組裝不易尺寸1~203~199~42無限制3~29投射式電容觸控螢幕斷面結構玻璃、塑膠等絕緣材料ITO電極層、SenseLine玻璃、塑膠等絕緣材料PSAITO電極層、DriveLine玻璃、塑膠等絕緣材料ITO電極層、SenseLineInsulationLayerITO電極層、DriveLineITOSensor圖案雙層基板投射式電容觸控螢幕斷面結構單層基板投射式電容觸控螢幕斷面結構•投射式電容式觸控面板的結構有許多種類,依觸控面板基板材料可區分為玻璃(GlassType)與薄膜(FilmType)兩大類.•以iPhone所使用的電容式觸控面板為例,它是一片四層複合玻璃屏,最外層是強化玻璃保護層,第二層及第三層玻璃的表面各塗上一層ITO,做為X-Y軸;最下層為防EMI的遮蔽層(或是沒有遮蔽層).投射式電容觸控螢幕平面結構•投射式電容觸控工作原理,是藉由感測帶有微量靜電的手指接近ITO透明電極時,會產生電容值的改變,經由TSDIC處理和運算後,轉換為有用座標資料,提供系統使用.面板模型•上圖是經常被採用的X-YITO感測器圖案,在每一個電容對之間會存在共生電容(CM),會在感測器表面產生電界,透過透明玻璃或塑膠薄膜等非導體投射到外側,使用者是直接觸碰玻璃而非觸碰感測器表面.•ITO感測器圖案的設計是儘量讓手指與多個菱形重疊,重疊度愈高,信號強度就愈大,藉由菱形圖形偵測到的重疊觸碰,即可精確地確認單指或多指在螢幕上的位置.DriveSense感測原理No-TouchTouch控制IC會週期性地讀取面板每一個X-YITO電極的狀態,它會先對某一Drive端口提供一脈衝電壓,再從對應Sense端口讀取一相應電壓,此電壓經過ADC電路轉換成一個數值後,提供給控制IC進行資料分析,其結果就能表達面板是否有發生手指觸碰動作,同時這結果也將提供給系統使用.觸控模組系統及其工作流程RawdataincludingnoiseNoiseFilteringGradientdataDataAnalysis&CoordinateCalculation(Firmware)TouchCoordinateCPUorDSPCoordinateMappingNormal(000)X-invert(001)手勢語言IconBaseScrollingScratchpad/characterTwoTouchMulti-TouchSingleTouchRotateGrow/Shrink•手勢語言的形式簡單且不易辨識錯誤,與生活經驗相關聯.•引言•觸控面板市場趨勢及應用領域•投射式電容觸控原理介紹•3D市場概況及趨勢•3D影像格式及顯示方法介紹•快門式3DTV顯示技術與問題•問題與討論2010~2015家庭3D產品需求預估Source:IMSResearch,2010-June3DLCS需求預估(2009~2015/2020)Source:日本富士總研2010-May3D技術主要廠商•引言•觸控面板市場趨勢及應用領域•投射式電容觸控原理介紹•3D市場概況及趨勢•3D影像格式及顯示方法介紹•快門式3DTV顯示技術與問題•問題與討論3D常見名詞(1)•FrameSequential(畫面交換顯示)畫面交換顯示的處理方式,有幾種不同方式:(1)快速切換LCS眼鏡就可顯示3D影像,就如其字義,它是以Frame為單位進行切換,由於採用Progressive影像,所以其提供全解析度(FullResolution)的畫面,影像品質是最佳的.(2)用IMAXDigital3DTheater顯示影像時,使用偏光濾鏡進行左右切換,就能收看3D影像.(3)3D電視播送系統是採用Side-by-Side的方式,由於Side-by-Side方式的左眼和右眼的影像信號是採用水平1/2壓縮方式,畫質會變成HalfHD,相對的,解析度會比FullHD差.•Side-by-Side(左/右畫面格式)由RealD公司研發,它是將左右影像壓縮處理成HalfHD的Squeeze影像格式,收錄在一個畫面,最後用播放器分別將左右影像換成FullHD影像播出的技術,畫質無法和FrameSequential方式匹敵,目前日本BSII已使用這種方式播送3D節目.•Over-Under(上/下畫面格式)左眼和右眼的影像信號是採用垂直1/2壓縮方式,畫質會變成HalfHD,相對的,解析度會比FullHD差.•LineInterleaved(水平交錯格式)在液晶螢幕上黏貼一層「微偏光膜」,此「微偏光膜」係由上而下依顯示畫面的奇(Odd)、偶(Even)水平線(右、左水平線),各偏45度(右)與135度(左),再將3D影像以LineInterlaced方式顯示,透過偏光眼鏡就可以將左、右眼影像隔離出來(偏光角度呈90度者會被遮沒),而觀賞到3D立體效果.•CheckerBoard(棋盤式格式)其工作原理是將左、右影像分離出來,再以120Hz的RefreshRate將此左、右影像交換顯示(FrameSequential)方式投影到螢光幕上,配合LCS眼鏡就可以觀賞到3D立體影像,左、右眼所看到的只有一半畫面的解析度.3D常見名詞(2)•Blu-ray3D由BDA(BDAssociation)所制定的,它使用MVC(Multy-View-Coding)的壓縮方式,這種規格可歸類為H.264/MPEG4/AVC的擴展規格,加入左眼影像並記錄左右影像的差別部份,資料量變為原來的1.5倍,可以記錄1080P格式的影像,並且和原來2D播放器兼容.•IMAX3DTheaterIMAX並不是一般電影院播放的35釐米電影,它是用70釐米的底片橫向播出更高畫質的影像,是一種全新播放系統的電影院,是採用DLPProjector的IMAXDigital播放系統,在播放3D電影時,是利用兩台DLP以Passive-Stereo方式播出.•3DTheaterPassive-StereoPassive方式是同時播出呈現90度差異偏光狀態(具水平及垂直方向的振動)的左眼和右眼的影像,利用偏光濾鏡將影像分離分別送到觀眾左右眼的一種方式,這種方式能夠得到鮮明的色彩,IMAX3DTheater基本上是採用這種方式.•3DTVPassive-Stereo(被動式)透過偏光眼鏡就可以將左、右眼影像隔離出來(偏光角度呈90度者會被遮沒),而觀賞到3D立體效果,由於3D影像以「水平交錯格式」顯示,所以垂直畫面畫質降一半.•3DTVActive-Stereo(主動式)在顯示器上快速地播出左右影像,並配合使用能和影像同步的LCS眼鏡,收看左眼影像時,將右眼遮蔽,收看右眼影像時將左眼遮蔽,就可清楚收看快速進行的3D影像,目前主流3DLCD-TV就是採用這種方法,為了實現這樣的操作,顯示器至少需要使用一般1/60的兩倍RefreshRate,而且還必須具備LCS眼鏡.3D影像成像原理Source:Sony簡單來說,立體影像就是有景深,具第三度空間感的影像.因為人類左右兩眼相距約6.5公分,有間距,在觀看物體時的視度有些微的差別,這樣會讓兩眼個別看到的影象便有些微的差異.而左眼與右眼影像的差異稱為視差,人類的大腦很巧妙地將兩眼的影像融合,產生出有空間感的立體視覺影象.目前3D顯示技術多採用讓左右眼分別接收到有些微差異的影像的兩眼視差方式.3D影像格式•Broadcastanddeliveryformats(H.264)LRSide-by-SideLROver-UnderLRFrameSequential•BSkyB•CableLabs•DirectTV•Blu-RayDA•NativepanelformatsLRFrameSequentialLRLRLineInterleavedLRLRLRLRLRLRLRLRLRLRLRLRCheckerBoard•Panasonic•Sony•Samsung•Hyundai/Arisawa•DLPsystems:•Samsung•MitsubishiInputof3DformatterHDMI1.4aOptionalformatResolutionVideoFrequency(Hz)FramepackingTop/bottom(half)Sidebyside(half)Sidebyside(full)LinealternativeFramealternative1920x1080p6050No(297Mhz)YesYesNo(297Mhz)No(297Mhz)No(297Mhz)3025YesYesYesYesYesYes24YesYesYesYesYesYes1280x720p6050YesYesYesNoNoYes3025YesYesYesNoNoYes24YesYesYesNoNoYes(1)Inred,themandatoryformatstobe3DcompliantwithHDMI1.4a(2)目前Blu-ray3D幾乎全數採用1080/24Hzframepacking的規格:原生畫面每秒左右眼各24個完整畫面,總計每秒48個畫面3D顯示技術比較•裸視3D技術仍須持續開發,現仍以立體眼鏡顯示為主流,快門式眼鏡成為主流機率高.•目前主流3DTV都採用FullHD面板,採用視頻分時顯示技術,也就是”左右眼畫面輪替顯示”的方式,配合快門式眼鏡”輪流遮蔽,打開左右眼”的動作,讓雙眼各自看到不同的1920x1080解析度畫面.ClassSub-Class視角解析度量度硬體需求眼鏡式3D快門式眼鏡2沒改變50%120Hz以上顯示器,快門眼鏡,訊號同步裝置偏光式眼鏡(顯示器)21/250%微相位差膜顯示器,偏光眼鏡偏光式眼鏡(投影螢幕)2沒改變50%2台投影機,特殊反射布,偏光眼鏡彩色式眼鏡21/2顏色失真彩色式眼鏡裸眼式3D光柵分光2~N1/N1/N光柵柱狀透鏡