知觉反馈提高电容式触控可用性

人体知觉的细腻程度令人惊奇。试想，几乎每位音乐家，甚至偶尔听音乐的人，都可以分辨出诸如C与C#之间的差别，尽管这两个音调在频率上实际相差仅15 Hz。另一方面，某些情况下知觉又是迟钝的，有时会造成灾难性后果。人们有过旋转到晕眩后，勉强走路的体会。收到相互矛盾的信息时，大脑做出的解释一般与实际不符。错觉信号通常会使大脑受到欺骗。

人机界面向知觉反馈发展

人机接口设备的设计发展到当今技术水平，人类知觉已成为重要因素。上世纪80年代首次推出薄膜键盘时，这种情况已十分明显。这些首次出现的薄膜键闭合开关的行程非常短：一般不到千分之十英寸。然而，人类可在一定条件下感觉到键移，而且移动相当一段距离，似乎1/4到1/2英吋。经验表明，当大脑认为键移时，会降低手指按动按钮的速率，理想情况下，键触底的速率近乎为零。

人们一开始使用这些近乎静止的键时，大脑指挥手指按键，认为键是运动的。结果人们习惯于非常用力地按动这些键，有时会造成重复性压迫损伤 (RSI)。

本调查得出的明确结论是，键需要以最有效的方式为用户提供某种知觉或「触觉」反馈，从而减少受伤的可能。经过重新设计的薄膜键在开关上覆盖「发泡」，形成一定键程，使大脑有时间控制手指减速。随着其它大量人机接口 (HMI) 的开发，出现的一些新问题需要采用新的解决方案来改善用户体验，加快这些创新型输入方法的普及。

进入下一代HMI

一种值得消费类及商用/工业细分产品考虑的HMI是采用触摸式输入，无论用于显示的触摸屏，还是用于非显示的按钮、滑动键和滚轮。

之所以开展此项调查是因为面对相同的基本问题，这种最新一代触摸HMI可以借鉴薄膜键的重要设计经验：LCD等纯平显示屏，或玻璃或塑料保护膜覆盖的白色家电或手机面板采用触摸输入时，为用户提供发生有效触摸动作的反馈没有行程。不过，与薄膜键不同，通过发泡或其它物理技术加大行程是行不通的。需要采用新的反馈方法。随着触摸输入控制更多复杂和基本的产品功能，在确定新的输入方法改善了用户体验，还是使其受到影响方面，这种知觉反馈变得越来越重要。

整合的重要性与局限性

尽管其中某些知觉反馈逻辑和控制的确已应用到基带软件或应用处理器中，但也由此使得工作量本已很大的处理器进一步加重了负担。由于不同处理器的先后中断，这些反馈功能也会出现延迟，时差混乱的反馈机制，以及冲突尖锐的知觉信号会影响用户体验。因此，将所有反馈控制功能全部整合到基带处理器中，而不是最简单的设备中，不是最佳解决方案。同时，为改进知觉反馈，如灵活的LED渐暗选择，逼真的触觉效果，往往还需要增加外部组件，如LED驱动器和触觉驱动器。

Leadis集成解决方案

针对上述情况，Leadis 立迪思开发成套电容式触控器，专门为集成式知觉反馈功能提供丰富的选择。Leadis推出的系列触控器，满足当今各种触摸技术的要求。除电容式触控器外，其产品系列还整合各种视觉和触觉反馈功能，每款产品可专门支持这些功能的不同组合。因此，只需视觉反馈的应用不需要操作设备，也可以包括触觉功能，而需要最可靠知觉反馈的应用，则可以利用组件配置所有必要功能。

LDS6020和LDS6040器件配置纯电流控制、暗度可调的LED驱动器支持视觉反馈功能，触摸启动不需要主机干预。双用I/O支持15种传感输入中的八种 (LDS6020允许13种传感输入中的八种)配置成LED驱动器。传感输入和LED驱动器可一对一连接，触摸时自动启动LED，不需要主处理器人工支持视觉反馈。驱动电平和渐暗时间可以编程，32个亮度递减级最大电流为8mA，变暗过程十分柔和。LED可采用「公共阴极接地」或「高位」配置连接，一些著名OEM已采用这种方式提高系统可靠性和ESD保护。

LDS6010和LDS6040采用集成式触觉驱动器支持触觉反馈功能，这款驱动器已正式通过Immersion (VibeTonz-ready)认证，完全符合他们增强触觉效果的要求。支持各类通用激励器(ERM和LRA)并集成稳压器，可使触觉驱动器直接连接电池，在电池放电曲线范围内保证一致的触觉反馈。同时，作为增强功能还配置过热保护机制和智慧看门狗定时器。

Leadis产品触摸电压为1.8v，功率要求极低，满功率工作状态下功耗小于200μW，不需要采用小功率模式，从而避免产生第一次触摸识别延迟。外置组件只需要电源耦合电容，进一步降低系统总成本。

高端Leadis芯片 (LDS6040) 包括具有极高配置能力的触控器、LED驱动器和增强型触觉驱动器，是全球首款集成LED和触觉功能的VibeTonz-ready触控器。采用LDS6040，可以轻松获得几乎无限的触觉和视觉反馈功能选择。

多知觉前景

越来越多人机接口调查趋于一致的结论是，产品操作涉及的人类知觉越多，产品越易用且越高效。这种反馈方式不仅有助于改善用户体验，而且可为大脑指挥正确使用产品提供必要的信息。事实上，缺少知觉反馈已证明有可能导致损伤。

除便于使用和避免损伤外，知觉反馈还可以提高用户操作的准确性，换句话说，产品操作结合知觉反馈—特别是触觉反馈—可减少用户误操作。

这些调查结果引发了对于用户接口的思考，由侧重于视觉和听觉反馈以及触觉反馈功能，转变为将触摸作为大部分应用最重要的用户反馈。这种思考正在变为各种「摆脱束缚」的解决方案：利用触摸知觉识别特定呼叫者，通知用户输入正确或错误，甚至影响用户情绪。触摸还是一种静音方式，不会造成使用尴尬，从而保护用户的私密性。目前，正在研究如何利用触摸功能在非私密环境下，独自悄悄地交换信息。

单一芯片集成触控和知觉反馈，例如立迪思产品，不仅可以使主处理器不再处理驱动LED或触觉器件的琐碎任务，并且具备显著的成本和生产优势。集成式触控器可以合理地靠近触摸传感器数组，而主处理器可以随意布放在任何相应位置，不必非得接近传感器。而且，与分立器件解决方案或采用基带处理器支持控制的解决方案相比，这些全面集成的触摸芯片功耗低，使用的外置组件少。

毫无疑问，触控和用户反馈是当前及今后消费类及商用/工业产品演进发展的重要领域。

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