觸摸屏技術(shù)原理和特性

觸摸屏具有堅(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)。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶. 觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏在我國的應(yīng)用范圍非常廣闊，主要是公共信息的查詢；如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢；城市街頭的信息查詢；此外應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。將來，觸摸屏還要走入家庭。

    一、觸摸屏的工作原理

觸摸屏的基本原理是，用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸控屏?xí)r，所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)由觸摸屏控制器檢測，并通過接口(如RS-232串行口)送到CPU，從而確定輸入的信息。

觸摸屏系統(tǒng)一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸檢測裝置兩個(gè)部分。其中，觸控屏控制器(卡)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：觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測用戶的觸摸位置，并傳送給觸控屏控制卡。

（1）四線電阻屏

四線電阻屏在表面保護(hù)涂層和基層之間覆著兩層透明電導(dǎo)層ITO（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)會突然變得透明，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)透光率又上升。是所有電阻屏及電容屏的主要材料。），兩層分別對應(yīng)X，Y軸，它門之間用細(xì)微透明絕緣顆粒絕緣，當(dāng)觸摸時(shí)產(chǎn)生的壓力使兩導(dǎo)電層接通，由于電阻值的變化而得到觸摸的X，Y坐標(biāo)。

（2）五線電阻屏

五線電阻屏的基層之上覆有把X，Y兩方向的電壓場加在同一層的透明電導(dǎo)層ITO，最外層鎳金導(dǎo)電層（鎳金導(dǎo)電層：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。）只用來作純導(dǎo)體，當(dāng)觸摸時(shí)，用分時(shí)檢測接觸點(diǎn)X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點(diǎn)的位置。內(nèi)層ITO需四條引線，外層一條，共5根引線。

 （3）電容屏

電容屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。其表面涂有透明電導(dǎo)層ITO，電壓連接到四角，微小直流電散部在屏表面，形成均勻之電場，用手觸屏?xí)r，人體作為耦合電容一極，電流從屏四角匯集形成耦合電容另一極，通過控制器計(jì)算電流傳到碰觸位置的相對距離得到觸摸的坐標(biāo)。

 （4）紅外觸摸屏

紅外線屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點(diǎn)上的紅外線而實(shí)現(xiàn)觸摸屏操作。

（5）表面聲波屏

聲波屏的三個(gè)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(gè)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)。

觸摸屏三個(gè)基本技術(shù)特性:

    1．透明性能

觸摸屏是由多層的復(fù)合薄膜構(gòu)成，透明性能的好壞直接影響到觸摸屏的視覺效果。衡量觸摸屏透明性能不僅要從它的視覺效果來衡量，還應(yīng)該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度這四個(gè)特性。

    2．絕對坐標(biāo)系統(tǒng)

我們傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是一種相對定位系統(tǒng)，只和前一次鼠標(biāo)的位置坐標(biāo)有關(guān)。而觸摸屏則是一種絕對坐標(biāo)系統(tǒng)，要選哪就直接點(diǎn)哪，與相對定位系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒有關(guān)系，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準(zhǔn)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo)，不管在什么情況下，觸摸屏這套坐標(biāo)在同一點(diǎn)的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。不過由于技術(shù)原理的原因，并不能保證同一點(diǎn)觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的，不能保證絕對坐標(biāo)定位，點(diǎn)不準(zhǔn)，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。對于性能質(zhì)量好的觸摸屏來說，漂移的情況出現(xiàn)的并不是很嚴(yán)重。

    3．檢測與定位

各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應(yīng)速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。