觸摸屏原理詳細(xì)解析

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觸摸屏常識(shí),觸摸屏原理詳細(xì)解析

觸摸屏知識(shí)與原理觸摸屏分類：電阻式觸摸屏：矩陣式（數(shù)字屏）和類比式（模擬屏）類比式（模擬屏）：4線電阻式、5線電阻式、8線電阻式。電容式觸摸屏紅外線式觸摸屏表面聲波觸摸屏電阻式觸摸屏原理為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在LCD或顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏(觸摸屏的工作原理)由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬（透明的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏控制器。控制器偵測到這一接觸并計(jì)算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技，常用的透明導(dǎo)電涂層材料有：ITO，氧化銦，弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個(gè)埃（埃＝10-10米）以下時(shí)會(huì)突然變得透明，透光率為80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)又上升到80％。ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，實(shí)際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。鎳金涂層，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。

隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增，觸摸屏以其易于使用、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們?cè)絹碓蕉嗟母械绞褂糜|摸屏的確具有具有相當(dāng)大的優(yōu)越性。

觸摸屏出現(xiàn)在中國市場上至今只有短短的幾年時(shí)間，這個(gè)新的多媒體設(shè)備還沒有為許多人接觸和了解，包括一些正打算使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，還都把觸摸屏當(dāng)作可有可無的設(shè)備，從發(fā)達(dá)國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業(yè)正處在的階段來看，這種觀念還具有一定的普遍性。事實(shí)上，觸摸屏是一個(gè)使多媒體信息或控制改頭換面的設(shè)備，它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。發(fā)達(dá)國家的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們和我國率先使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們已經(jīng)清楚的知道，觸摸屏對(duì)于各種應(yīng)用領(lǐng)域的電腦已經(jīng)不再是可有可無的東西，而是必不可少的設(shè)備。它極大的簡化了計(jì)算機(jī)的使用，即使是對(duì)計(jì)算機(jī)一無所知的人，也照樣能夠信手拈來，使計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出更大的魅力。解決了公共信息市場上計(jì)算機(jī)所無法解決的問題。

觸摸屏的主要三大種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要了解那種觸摸屏適用于那種場合，關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)。

觸摸屏技術(shù)原理介紹

A:電阻技術(shù)觸摸屏：

電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面圖有一層透明氧化金屬（ITO氧化銦，透明的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面在蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層ITO涂層、在他們之間有許多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，控制器偵測到這一接觸并計(jì)算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。

電阻屏自進(jìn)入市場以來，就以穩(wěn)定的質(zhì)量，可*的品質(zhì)及環(huán)境的高度適應(yīng)性占據(jù)了廣大的市場。尤其在工控領(lǐng)域內(nèi)，由于對(duì)其環(huán)境和條件的高要求，更顯示出電阻屏的獨(dú)特性，使其產(chǎn)品在同類觸摸產(chǎn)品中占有90％的市場量，已成為市場上的主流產(chǎn)品。它最大的特點(diǎn)是不怕油污，灰塵，水。

G－Touch最新的第四代電阻技術(shù)觸摸屏與其他電阻屏產(chǎn)品不同之處在于：它以玻璃為基層板，使得透光率更高，反射折射率更適用于使用者。同時(shí)，均勻涂布玻璃板底層的導(dǎo)電層把吸附在觸摸屏上的靜電粒子通過地線卸載掉，保證了觸摸定位更準(zhǔn)確、更靈敏，徹底解除帶電粒子過多引起的漂移現(xiàn)象、定位不準(zhǔn)、反應(yīng)速度緩慢、使它壽命更長(物理測定單點(diǎn)連續(xù)使用可達(dá)15年以上),并具備了免維護(hù)的能力，防刮傷度也得到極大提高。確是是一種品質(zhì)卓越而價(jià)格合理的產(chǎn)品。

四線電阻屏特點(diǎn)：

■高解析度，高速傳輸反應(yīng)。

■表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理。

■具有光面及霧面處理。

■一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。

四線電阻模擬量技術(shù)的兩層透明金屬層工作時(shí)每層均增加5V恒定電壓：一個(gè)豎直方向，一個(gè)水平方向。總共需四根電纜。

五線電阻屏特點(diǎn)：

■解析度高，高速傳輸反應(yīng)。

■表面硬度，減少擦傷、刮傷及訪化學(xué)處理。

■同點(diǎn)接觸3000萬次尚可使用。

■導(dǎo)電玻璃為基材的介質(zhì)。

■一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。

五線電阻模擬量技術(shù)把兩個(gè)方向的電壓通過電阻網(wǎng)絡(luò)加在*里的那層金屬層上，*既檢測電壓又檢測電流的的方法測得觸摸點(diǎn)的位置，而外層ITO僅當(dāng)作導(dǎo)體層，共需五根電纜。

B：表面聲波技術(shù)觸摸屏

表面聲波技術(shù)是利用聲波在物體的表面進(jìn)行傳輸，當(dāng)有物體觸摸到表面時(shí)，阻礙聲波的傳輸，換能器偵測到這個(gè)變化，反映給計(jì)算機(jī)，進(jìn)而進(jìn)行鼠標(biāo)的模擬。

表面聲波屏特點(diǎn)：

■清晰度較高，透光率好。

■高度耐久，抗刮傷性良好。

■一次校正不漂移。

■反應(yīng)靈敏。

■適合于辦公室、機(jī)關(guān)單位及環(huán)境比較清潔的場所。

表面聲波屏需要經(jīng)常維護(hù)，因?yàn)榛覊m，油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面，都會(huì)阻塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，使波不能正常發(fā)射，或使波形改變而控制器無法正常識(shí)別，從而影響觸摸屏的正常使用，用戶需嚴(yán)格注意環(huán)境衛(wèi)生。必須經(jīng)常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一次全面徹底擦除。

C：電容技術(shù)觸摸屏：

利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作。用戶觸摸屏幕時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)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(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

電容觸摸屏的特點(diǎn)：

■對(duì)大多數(shù)的環(huán)境污染物有抗力。

■人體成為線路的一部分，因而漂移現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

■帶手套不起作用。

■需經(jīng)常校準(zhǔn)。

■不適用于金屬機(jī)柜。

■當(dāng)外界有電感和磁感的時(shí)候，會(huì)使觸摸屏失靈。

1970年代，美國軍方首次將觸摸屏（TouchPanel）技術(shù)應(yīng)用于軍事用途，此后，該項(xiàng)技術(shù)逐漸向民用移轉(zhuǎn)，并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及，新一代觸摸技術(shù)和產(chǎn)品相繼出現(xiàn)，其堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)得到大眾的認(rèn)同。目前，這種最為輕松的人機(jī)交互技術(shù)已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域，除了應(yīng)用于個(gè)人便攜式信息產(chǎn)品（如使用手寫輸入技術(shù)的PC、PDA、AV等）之外，應(yīng)用領(lǐng)域遍及信息家電、公共信息（如電子政務(wù)、銀行、醫(yī)院、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢等）、電子游戲、通訊設(shè)備、辦公室自動(dòng)化設(shè)備、信息收集設(shè)備及工業(yè)設(shè)備等等。

觸摸屏技術(shù)在我國的應(yīng)用雖然只有10多年的時(shí)間，但是它已經(jīng)成了繼鍵盤、鼠標(biāo)、手寫板、語音輸入后最為普通百姓所易接受的計(jì)算機(jī)輸入方式。因?yàn)槔眠@種技術(shù)，用戶只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)極大方便了用戶，非常適合多媒體信息查詢。同時(shí)，這種人機(jī)交互方式賦予了多媒體嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。

觸摸屏原理

觸摸屏附著在顯示器的表面，與顯示器相配合使用，如果能測量出觸摸點(diǎn)在屏幕上的坐標(biāo)位置，則可根據(jù)顯示屏上對(duì)應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的顯示內(nèi)容或圖符獲知觸摸者的意圖。觸摸屏按其技術(shù)原理可分為五類：矢量壓力傳感式、電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波式，其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統(tǒng)中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的復(fù)合薄膜屏，最下面是玻璃或有機(jī)玻璃構(gòu)成的基層，最上面是一層外表面經(jīng)過硬化處理從而光滑防刮的塑料層，中間是兩層金屬導(dǎo)電層，分別在基層之上和塑料層內(nèi)表面，在兩導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)把它們隔開。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)處接觸。

觸摸屏的兩個(gè)金屬導(dǎo)電層是觸摸屏的兩個(gè)工作面，在每個(gè)工作面的兩端各涂有一條銀膠，稱為該工作面的一對(duì)電極，若在一個(gè)工作面的電極對(duì)上施加電壓，則在該工作面上就會(huì)形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。當(dāng)在X方向的電極對(duì)上施加一確定的電壓，而Y方向電極對(duì)上不加電壓時(shí)，在X平行電壓場中，觸點(diǎn)處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來，通過測量Y+電極對(duì)地的電壓大小，便可得知觸點(diǎn)的X坐標(biāo)值。同理，當(dāng)在Y電極對(duì)上加電壓，而X電極對(duì)上不加電壓時(shí)，通過測量X+電極的電壓，便可得知觸點(diǎn)的Y坐標(biāo)。電阻式觸摸屏有四線和五線兩