Touch技術簡介

1、touch技術簡介目錄一、 為什么會選擇觸摸屏二、觸摸屏應用范圍三、觸摸屏分類四、各種觸摸屏比較一、 為什么會選擇觸摸屏選擇觸摸屏理由如下：人機界面友好，操作性能流暢；節(jié)省空間，顯示屏就是用戶接口；用戶接口方式多樣化，單點觸摸&多點觸摸；設計更美觀。二、 觸摸屏應用范圍觸摸屏應用范圍如下：公共信息的查詢：如電信局、稅務局、銀行、電力等部門的業(yè)務查詢，城市街頭的信息查詢；領導辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學、房地產(chǎn)預售等；消費電子：如手機。三、 觸摸屏的分類觸摸屏分為以下幾類：紅外線觸摸屏；外表聲波觸摸屏；電阻式觸摸屏；電容式觸摸屏。電阻式觸摸屏又可以分為四線電阻式觸摸屏

2、、五線電阻式觸摸屏、其他類型電阻式觸摸屏。電容式觸摸屏又可以分為表面電容式、投射電容式。（一） 紅外線觸摸屏如圖1所示，紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布x、y方向上的紅外線矩陣，通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測并定位用戶的觸摸?？梢娂t外線觸摸屏可以實現(xiàn)多點觸摸檢測。其優(yōu)點是可以用手指，筆或者任何可遮擋光線的物體來觸摸，不受電流電壓及靜電干擾，適合惡劣的環(huán)境條件。隨著技術的發(fā)展，紅外觸摸屏的分辨率有所提高，目前最高分辨率可到達1000*720，有望成為觸摸屏產(chǎn)品的最終發(fā)展趨勢。缺點是不適合曲面顯示器，壽命同時要受到紅外二極管壽命的影響。圖1 （二） 外表聲波觸摸屏表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可

3、以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在crt、led、lcd或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個相應的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。以右下角的x-軸發(fā)射換能器為例：如圖2所示，發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f，聲波能量經(jīng)過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給x-軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘枴．敯l(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后，聲波

4、能量歷經(jīng)不同途徑到達接收換能器，走最右邊的最早到達，走最左邊的最晚到達，早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號。發(fā)射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形完全一樣。當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時，x軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口。表面聲波屏由于沒有氧化金屬涂層，其清晰度非常好，它的強化玻璃屏有很高的防刮能力，但怕其它頻率很近和倍頻的超聲、強聲和振動，也怕屏幕的污染，故適合室內(nèi)辦公室、研究室等范圍。圖2 （三） 電阻式觸摸屏1、 四線制電阻觸摸屏四線制電阻觸摸屏的工作原理如下：

5、如圖3所示，測量x坐標時：（1）在x+，x-兩電極加上一個電壓vref，y+接一個高阻抗的adc。（2）兩電極間的電場呈均勻分布，方向為x+到x-。（3）手觸摸時，兩個導電層在觸摸點接觸，觸摸點x層的電位被導至y層所接的adc，得到電壓vx。（4）通過lx/l=vx/vref，即可得到x點的坐標。y軸的坐標可同理將y+，y-接上電壓vref，然后x+電極接高阻抗adc得到。四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點的x/y坐標，還可以測得觸點的壓力，這是因為top layer施壓后，上下層ito發(fā)生接觸，在觸點上實際是有電阻存在的，如下圖的rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小，通過測量這個電阻的

6、大小可以量化壓力大小。四線電阻式觸摸屏的缺點是耐用性不夠，長時間的觸按施壓會使器件損壞。因為每次觸按，上層的pet和ito都會發(fā)生形變，而ito材質(zhì)較脆，在形變經(jīng)常發(fā)生時容易損壞。一旦ito層斷裂，導電的均勻性也就被破壞，上面推導坐標時的比例等效性也就不再存在，因此四線電阻觸摸屏的壽命不長。圖3 2、 五線制電阻觸摸屏五線電阻式觸摸屏：五線觸摸屏的結構與四線電阻式類似，也有下線路（玻璃或薄膜材料）導電ito層和上線路（薄膜材料）導電ito層。如圖4所示，五線電阻式觸摸屏工作時，ul施加驅(qū)動電壓vdrive，lr接地，測量觸點x,y坐標分為如下兩步：（1）計算y坐標，在ur電極施加驅(qū)動電壓vdr

7、ive， ll電極接地，活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。（2）計算x坐標，在ll電極施加驅(qū)動電壓vdrive， ur電極接地，活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。五線觸摸屏的工作原理與四線電阻式不同的是：五線式的x和y方向上的驅(qū)動電壓均由下線路的ito層產(chǎn)生，而上線路層僅僅扮演偵測電壓探針的作用。即便上線路薄膜層被刮傷或損壞，觸摸屏也能正常工作，所以五線電阻式的使用壽命遠比四線式的長。圖4 3、 其他類型的電阻觸摸屏（1）六線電阻式觸摸屏：在五線電阻式觸摸屏的基礎上，六線電阻式觸摸屏是在玻璃基板的背面增加了一個接地的導電層，用來隔絕來自玻璃基板背面的信號串擾。（2）七線電阻式觸摸屏

8、：同四線電阻式觸摸屏一樣，五線電阻式觸摸屏也沒有考慮電極抽頭引線和驅(qū)動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ito電阻之內(nèi)，很可能影響計算的正確性，因此七線電阻式觸摸屏在五線電阻式觸摸屏的基礎上，從ul,lr兩端各引出一條線用來感應實際觸摸屏末端電壓，分別記為vmax, vmin，工作原理與五線電阻式觸摸屏相同。（3）八線電阻式觸摸屏：八線電阻式觸摸屏的結構與四線類似，所區(qū)別的是除了引出x- drive，x+ drive，y- drive，y+ drive四個電極，還在每個導電條末端引出一條線：x- sense，x+ sense，y- sense，y+ sense，這樣一共八條線。（四）電

9、容式觸摸屏如圖5所示，普通電容式觸摸屏的感應屏是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導電層，最外層是一薄層矽土玻璃保護層。當我們用手指觸摸在感應屏上的時候，人體的電場讓手指和和觸摸屏表面形成一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置。圖51、表面電容式觸摸屏如圖6所示，由一個普通的ito層和一個金屬邊框組成。工作面與地形成一個電容cp，當用戶觸摸電容屏時，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦

10、合電容，這個電容改變工作面的電容，因為工作面上接有高頻信號，由于手指頭觸碰處的電容改變形成了電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。感應在觸摸屏的四角完成，不需要復雜的ito圖案。圖62、投射電容式觸摸屏采用1個或多個精心設計的、被蝕刻的ito層，這些ito層通過蝕刻形成多個水平和垂直電極。投射電容式觸摸屏分為自感應電容式和互感應電容式。自感應電容式是感應電極與觸摸手指之間形成電容引起的電流變化，因為是x和y分別檢測所以每個掃描周期只需要檢測x電極和y電極即可。如圖7所示，一個掃描周期包括行數(shù)加列數(shù)。通過x和y的檢測結果定位觸摸位置。這種自感應電容式只能實現(xiàn)單點觸控，當雙點觸控時檢測就會出現(xiàn)錯誤，如圖8所示，紅色為觸控點，掃描后會檢測出兩個藍色的鏡像點?；ジ袘娙菔绞歉袘姌O之間rx和tx之間形成電容，當手指觸碰時引起電極之間的電容發(fā)生改變，從而檢測到觸控位置。所以每次掃描周期都要檢測每一個x方向的電極與y方向的所有電極之間的電容，總共需要掃描x乘以y次。因此互感應電容式可以實現(xiàn)多點觸控，但相比于自感應電容式每個掃描周期只需要x加y個電極，互感應電容式的掃描時間會長，芯片處理負擔較大?，F(xiàn)在常用的觸屏都是