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觸摸屏的原理
[ 2011/9/19 14:04:29 ] [轉載請注明來源:就是要儀器網(wǎng)]

觸控屏(Touch panel)又稱為觸控面板,是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置,當接觸了屏幕上的圖形按鈕時,屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預先編程的程式驅動各種連結裝置,可用以取代機械式的按鈕面板,并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。

主要類型

從技術原理來區(qū)別觸摸屏,可分為五個基本種類:矢量壓力傳感技術觸摸屏、電阻技術觸摸屏、電容技術觸摸屏、紅外線技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏。其中矢量壓力傳感技術觸摸屏已退出歷史舞臺;紅外線技術觸摸屏價格低廉,但其外框易碎,容易產(chǎn)生光干擾,曲面情況下失真;電容技術觸摸屏設計構思合理,但其圖像失真問題很難得到根本解決;電阻技術觸摸屏的定位準確,但其價格頗高,且怕刮易損;表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷,清晰不容易被損壞,適于各種場合,缺點是屏幕表面如果有水滴和塵土會使觸摸屏變的遲鈍,甚至不工作。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質,我們把觸摸屏分為四種,它們分別為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點,要了解哪種觸摸屏適用于哪種場合,關鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術的工作原理和特點。

這種觸摸屏利用壓力感應進行控制。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(透明的導電電阻)導電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層導電層隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時,兩層導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)模擬鼠標的方式運作。這就是電阻技術觸摸屏的最基本的原理。

電容式觸摸屏

  2.1電容技術觸摸屏

  是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO,最外層是一薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當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。

壓電式觸摸屏

  電阻式設計簡單,成本低,但電阻式觸控較受制于其物理局限性,如透光率較低,高線數(shù)的大偵測面積造成處理器負擔,其應用特性使之易老化從而影響使用壽命。電容式觸控支持多點觸控功能,擁有更高的透光率、更低的整體功耗,其接觸面硬度高,無需按壓,使用壽命較長,但精準度不足,不支持手寫筆操控。于是衍生了壓電式觸摸屏。

紅外線式觸摸屏

  紅外觸摸屏是利用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,一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時,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在屏幕的位置。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。早期觀念上,紅外觸摸屏存在分辨率低、觸摸方式受限制和易受環(huán)境干擾而誤動作等技術上的局限,因而一度淡出過市場。此后第二代紅外屏部分解決了抗光干擾的問題,第三代和第四代在提升分辨率和穩(wěn)定性能上亦有所改進,但都沒有在關鍵指標或綜合性能上有質的飛躍。但是,了解觸摸屏技術的人都知道,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,紅外線技術是觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢。采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障,如單一傳感器的受損、老化,觸摸界面怕受污染、破壞性使用,維護繁雜等等問題。紅外線觸摸屏只要真正實現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高分辨率,必將替代其它技術產(chǎn)品而成為觸摸屏市場主流。過去的紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對管數(shù)目決定,因此分辨率較低,市場上主要國內產(chǎn)品為32x32、40X32,另外還有說紅外屏對光照環(huán)境因素比較敏感,在光照變化較大時會誤判甚至死機。這些正是國外非紅外觸摸屏的國內代理商銷售宣傳的紅外屏的弱點。而最新的技術第五代紅外屏的分辨率取決于紅外對管數(shù)目、掃描頻率以及差值算法,分辨率已經(jīng)達到了1000X720,至于說紅外屏在光照條件下不穩(wěn)定,從第二代紅外觸摸屏開始,就已經(jīng)較好的克服了抗光干擾這個弱點。 第五代紅外線觸摸屏是全新一代的智能技術產(chǎn)品,它實現(xiàn)了1000*720高分辨率、多層次自調節(jié)和自恢復的硬件適應能力和高度智能化的判別識別,可長時間在各種惡劣環(huán)境下任意使用。并且可針對用戶定制擴充功能,如網(wǎng)絡控制、聲感應、人體接近感應、用戶軟件加密保護、紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)取T瓉砻襟w宣傳的紅外觸摸屏另外一個主要缺點是抗暴性差,其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能,這是其他的觸摸屏所無法效仿的。

 

 

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