觸摸屏技術(shù)原理及介紹一、關(guān)于觸摸技術(shù)長期以來鍵盤和鼠標(biāo)都是最成熟的計算機終端操作設(shè)備。但鍵盤和鼠標(biāo)的某些功能需要學(xué)習(xí)后才能使用，比如打字功能。市場迫切需要一種人人會使用的電腦輸入設(shè)備或輸入技術(shù)，觸摸技術(shù)就是在這種背景下催生出來的。具備觸摸功能的顯示屏，就是我們通常所說的觸摸屏。近年來，觸摸屏技術(shù)已經(jīng)在TV行業(yè)、手機行業(yè)、公共顯示行業(yè)、消費電子設(shè)備、醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備、自動售貨機/售票機/ATM機、銷售終端（POS），工業(yè)和過程控制設(shè)備中得到了大量廣泛的應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，成本大幅下降。相關(guān)的市場部門預(yù)測，未來的終端顯示領(lǐng)域，將是觸摸技術(shù)的天下。二、觸摸技術(shù)的特點1）、透明性觸摸技術(shù)是通過手觸碰屏幕外面的相關(guān)觸摸膜或觸摸玻璃，來實現(xiàn)操作的，因此觸摸屏一般都裝在產(chǎn)品自身顯示屏的外面。因此觸摸屏必須是高度透明的，否則就會影響到產(chǎn)品自身的亮度、對比度、色彩和圖像。目前在觸摸屏上的透明性，主要要考慮如下4種參數(shù)：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。觸摸屏的透明度：要求越高越好，目前的技術(shù)雖然一直都在發(fā)展，但透明度還是成為制約觸摸屏發(fā)展的技術(shù)門檻之一；觸摸屏的反光性：反光性是導(dǎo)致圖像重疊的光影。反光度越小越好。反光度大，會影響觸摸屏的使用效果；觸摸屏的色彩失真度：色彩失真度要求越低越好，否則會導(dǎo)致圖像失真大，影響視覺效果；觸摸屏的清晰度：觸摸屏的清晰度如果差，則會導(dǎo)致圖像模糊不清楚。2）、絕對坐標(biāo)性觸摸屏，想點哪里就點哪里，是一種絕對坐標(biāo)。相鄰兩次的點擊，可以沒有任何關(guān)系。是一套獨立的物理坐標(biāo)定位系統(tǒng)。3）、檢測觸摸及定位觸摸屏總是不斷地通過自己的傳感器，去檢測、去掃描、去感知相關(guān)的觸摸，去獲得定位；然后在觸摸處理電路、觸摸單片機的分析下，獲得觸摸的操作意圖，最后輸出并完成相關(guān)操作。4）、未來的發(fā)展方向1、未來觸摸屏將朝更大的顯示面積、更直觀的操作界面、更薄的屏體方向發(fā)展；2、觸摸技術(shù)，將完整地取代鍵盤和鼠標(biāo)；3、旋轉(zhuǎn)觸摸技術(shù)，也就是重力感應(yīng)技術(shù)，也是未來發(fā)展的重點。4、紅外線觸摸技術(shù)，未來觸摸技術(shù)主流。三、觸摸屏的技術(shù)種類1、電阻式多點觸摸技術(shù)特點：可以做到很薄和很輕；操作力度足夠輕，至2011年底最大屏幕20寸。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）的透明隔離點把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時，兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號，然后送觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運作，這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。三、觸摸屏的技術(shù)種類1、電阻式多點觸摸技術(shù)特點：可以做到很薄和很輕；操作力度足夠輕，至2011年底最大屏幕20寸。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）的透明隔離點把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時，兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號，然后送觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出（X，Y）的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運作，這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。2、光學(xué)式多點觸摸技術(shù)特點：操作力量小，反應(yīng)快，成本不會隨屏尺寸的大小而增加。尺寸無限制。工作機理：利用安裝在屏上的多個微型攝像頭，拍攝手指觸摸產(chǎn)生的影像，從而推出手指的相應(yīng)位置，計算出操控指令，再把指令傳給CPU，實現(xiàn)整機動作。

圖2：光學(xué)式多點觸摸屏實物3、投射電容式多點觸摸技術(shù)在12寸~32寸上應(yīng)用。特點：薄，操作力量小，反應(yīng)快，無觸摸死區(qū)。電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層，夾層ITO涂層作為工作面，四個角上引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)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3：投射電容式多點觸摸屏實物4、光筆式觸摸技術(shù)特點：無污染，穿透率高，尺寸無限制。無干擾，不會誤動作。工作原理：在屏上內(nèi)嵌有識別不同顏色光電筆的電路，當(dāng)不同顏色的光電筆照到時，就啟動不同的操控功能。5、表面聲波式觸摸技術(shù)聲波屏的三個角分別粘貼著X,Y方向的發(fā)射和接收聲波的換能器（換能器：由特殊陶瓷材料制成的，分為發(fā)射換能器和接收換能器。是把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能和由反射條紋匯聚成的表面聲波能變?yōu)殡娦盘?。），四個邊刻著反射表面超聲波的反射條紋。當(dāng)手指或軟性物體觸摸屏幕，部分聲波能量被吸收，于是改變了接收信號，經(jīng)過控制器的處理得到觸摸的X，Y坐標(biāo)。表面聲波觸摸技術(shù)的第一大特點就是抗暴，因為表面聲波觸摸屏的工作面是一層看不見、打不壞的聲波能量，觸摸屏的基層玻璃沒有任何夾層和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，因此非?？贡┝κ褂?，適合公共場所。表面聲波觸摸技術(shù)的第二大特點就是清晰美觀，因為結(jié)構(gòu)少，只有一層普通玻璃，透光率和清晰度都比電容電阻觸摸屏好得多。表面聲波觸摸技術(shù)的第三大特點是反應(yīng)速度快，是所有觸摸屏中反應(yīng)速度最快的，使用時感覺很順暢。表面聲波第四大特點是性能穩(wěn)定，因為表面聲波技術(shù)原理穩(wěn)定，而表面聲波觸摸屏的控制器靠測量衰減時刻在時間軸上的位置來計算觸摸位置，所以表面聲波觸摸屏非常穩(wěn)定，精度也非常高。表面聲波觸摸屏的缺點是觸摸屏表面的灰塵和水滴也阻擋表面聲波的傳遞，塵土積累到一定程度，信號也就衰減得非常厲害，此時表面聲波觸摸屏變得遲鈍甚至不工作。因此，表面聲波觸摸屏需要每年定期清潔觸摸屏。6、紅外線觸摸技術(shù)紅外線觸摸技術(shù)是在屏的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管，在屏幕表面形成一個紅外線網(wǎng)，不需要在屏幕表面加上涂層或接駁控制器。用戶以手指觸摸屏幕某一點，便會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，電腦便可即時算出觸摸點的位置，任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作。紅外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，適宜惡劣的環(huán)境條件，紅外線技術(shù)是觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢。

小結(jié)：各類觸摸技術(shù)都存在難以逾越的技術(shù)屏障，如傳感器的受損、老化，觸摸面臟污、觸摸面板損壞、維護(hù)麻煩復(fù)雜等等問題。而紅外線觸摸技術(shù)以后只要真正實現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高分辨率，必將替代其它技術(shù)產(chǎn)品而成為觸摸屏市場主流。四、觸摸