觀察四周，一定會發現某些裝置或小玩意，如行動電話、平板裝置、定位裝置、提款機或甚至智慧型鬧鐘，可能都已經採用觸控感應技術。
很快地，觸控感應技術成了許多產品的主流趨勢，因為它很容易整合，而且能夠大幅改進使用友善度。
雖然觸控感應技術最早是應用在消費性產品上，但由於其既簡單又容易實作，目前在工業及醫療用系統上也日漸普及。
觸控感應技術早在1968年就已經誕生，然而，直到幾年前才真正成熟，成為日常生活不可或缺的要角。現在如果看到孩子們習於觸摸筆電螢幕，乃至於50吋電視畫面的方式，試圖操作放大、快轉或暫停動作時，早已見怪不怪了。
觸控感應技術蔚為顯學
觸控感應技術已經進駐市場上的各個角落。設計人員可以運用電阻式螢幕與電感式螢幕(包括交互或自體電感)，代替按鍵等多項技術來研製觸控感應介面，包括螢幕及觸碰表面兩大部分，如此就能創造出極富直覺且先進的人機介面。
觸控螢幕由螢幕最外層的透明表面構成，其中嵌入了使用者會觸碰的感應器，以及能將觸碰動作轉譯為位置與手勢資訊的軟體。最常見的類型為電阻式觸控螢幕，但是得力於智慧型手機及平板電腦等消費性電子產品，再加上電容式技術較傳統電阻式螢幕優異的特性，例如較耐磨而且又支援更先進的操作手勢，因此電容式觸控螢幕也正迅速成為主流。
電容式觸控螢幕通常會設計成投影電容模式，又稱為交互式電容。這種模式的電容是在兩個電極之間測量而得。手指的動作會改變電路中的電荷，而觸控感應器則會偵測到觸碰時的電荷變化。
另一方面，電容式觸碰鍵盤更適用於微控制器(MCU)系統。儘管有投影電容式感應器，大多數嵌入在MCU裡的電容式觸控系統都使用自體感應式系統。所謂自體感應式電容，指的是在電容感應式觸控系統內，電極電容是以相對於接地的方式來測量。
自體感應式電容系統通常比投影式電容系統更敏感，敏感到自體感應式電容可以拿來測量接近的程度。自體感應式電容感應器只需一個MCU接腳，配合相當簡單的測量電路，就可以運作(相對於投影式電容的矩陣而言)。這也說明了為何自體感應式電容感應器更適合嵌入到MCU中。
自體感應式電容觸控板可以運用在多種應用上，取代以往的機械式鍵盤。通常取代的是按鍵，從單一功能的按鈕，到全功能的QWERTY鍵盤都可取代。如果想要使用比按鍵數更少的電極數目，則可採用多工式矩陣設計。
自體電感式感應器有更實際的用途。其他型態可供替換的機械式輸入裝置為電位計(既為線性又是圓形)和編碼器。根據所需要的特定輸入類型，可使用電極矩陣。這些矩陣通常稱為線性和旋轉滑動。在這兩者當中，不論是位置還是位移，都可以依據圖1～2中所標示的特殊設計來測量。
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| 圖1 偵測位置/位移的離散式滑動 |
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| 圖2 偵測位移的類比式滑動型態 |
在設計觸控感應印刷電路板(PCB)時，某些材質顯然要優於其他材質，但是一般來說，傳導性是越佳越好，因此將鍵盤印在PCB的銅板上，不但是最好的作法，也最划算。一旦決定PCB上的鍵盤配置，繪圖設計師就可以在覆蓋電極的絕緣介電材質上繪製需要的部分。
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| 圖3 電容式薄膜解決方案 |
當然，還有其他的選擇，例如電容式薄膜是把布局以含有金屬的墨水印在有彈性的塑料上(圖3)。電容式薄膜製造商可以將所有需要的層面整合在一起，例如介電絕緣層、鍵盤布局、接頭、LED(視覺回饋用)圖形，甚至加上一層膠，好把薄膜組裝起來。
創造友善直覺化使用體驗
人們與科技的關係日漸密不可分。嵌入式系統隨處可見，在車上、在廚房裡、也在客廳裡，甚至每天把它形影不離地放在口袋裡，包括智慧型手機、平板裝置或電子書。人機介面是一般人面對科技的第一個場所，它是人們與智慧型裝置溝通的橋樑。這些裝置有時也稱為使用介面，負責控制、監控管理，以及將裝置目前的動作以視覺方式呈現。人機介面多半包括簡單的分段式顯示器，或是更高檔的液晶螢幕顯示面板，當智慧型系統日漸普及，所有的市場都將捲入這股潮流，投向觸控感應技術。
使用者要的是最順暢愉快的使用體驗。截至目前為止，電容式觸控螢幕技術或許占了上風，但是只要使用者戴上手套，這種螢幕技術就變得一無是處。未來電阻式螢幕的商機將持續出現在工業用、汽車，甚至是醫療市場上。
觸控感應會讓使用體驗變得更愉快、更友善、也更直覺化，而這正是設計師與工程師應該注意的。電容式觸控螢幕很容易受傳導雜訊干擾，而這種雜訊偏偏又是工業用環境中連接交流線路的數種電感式裝置所無法避免。此外，工業用環境中的傳導式雜訊程度又比其他環境更突出。電阻式觸控螢幕則比較不容易受到此類干擾。當為應用挑選觸控感應技術時，必須要注意這類的問題。
而較小巧的使用介面，例如小字體螢幕操作介面及小鍵盤等等，比較適於使用電容式觸控。這些介面通常較小，因此只須使用單一MCU，就能完全控制顯示、觸控按鍵及通訊。
觸控體驗將成生活經驗
觸碰感應並非嶄新的技術，但是在俗稱的「iPod效應」出現後，人們便期待在所有的科技產品介面上擁有類似的使用體驗。不論是智慧手機、平板裝置、提款機或收銀機、甚至是在醫療或是工業市場的受控環境中，觸控感應都立刻成為顯學。
(本文作者為飛思卡爾汽車與工業用解決方案事業群觸碰感應產品經理)