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标题: 触摸屏技术原理探析 [打印本页]
作者: snow2621    时间: 2007-7-28 08:40     标题: 触摸屏技术原理探析

触摸屏技术原理探析
作者: zx4715    时间: 2007-9-8 17:20

谢谢,可我现在还不够分看不到
作者: 满意    时间: 2007-9-14 21:11

“文件已坏”！！！！！！！！！！
作者: tan01255    时间: 2007-10-9 23:11

可以看啊，没问题
作者: czs159    时间: 2007-10-10 15:14

谢谢
作者: 原来可以    时间: 2007-10-11 20:41

什么也看不见啊！为什么老是这样呢，有好的DD就让大家看吗，为什么要搞个这个！哎。。。。。。。。。。
作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:11     标题: 触摸屏输入技术发展探析

触摸屏输入技术发展探析 中国电子科技集团公司南京电子工程研究所 蒋庆全 摘要 触摸屏输入属于一种新颖的输入技术。本文介绍红外式、电阻式、电容式及表面声波式四种触摸屏输入技术，并对其性能、结构、工艺及其应用领域进行了探讨与分析。 the touch screen lnput belong in a new lnput technology.this paper introduces four touch screen lnput technology of infrared type,resistance type,capacitance type and surface sound wave type,moreover its performance,configuration,technics and its application domain discussed and analysised. 1 引言 随着信息化社会的发展，触摸屏（Touch Screen）的应用日趋普及，迄今，触摸屏产品在我国已逐渐形成了产业。触摸屏输入是靠触摸显示器的屏幕来输入数据的一种新颖输入技术。触摸屏是由触摸检测部件及触摸控制器组成。前者装于显示屏的前面，用于检测用户触摸的位置，接收后将其送至触摸屏控制器。而后者的主要作用是从触摸点检测装置上接收信息，并将其转换成触点坐标，再送至CPU，它同时还可接收CPU发送来的命令，并加以执行。最现代的触摸屏操作方式简化操作，使用者无需再通过键盘和鼠标器，仅用手指触摸屏幕上的图形、表格或提示标志，便可从屏幕上得到其所需的诸种信息。因此，触摸屏的功能将会直接影响使用者的操作意愿。触摸屏输入完全摒弃了键盘的繁琐输入，使得人机交互仅需手指轻轻一触即可。可以说，所有信息尽在指尖之中（见图1）。触摸屏输入可用于取代诸如键盘、光笔、操纵杆、滚球、鼠标器及数字转换器一类的数据输入设备，或取代分立开关与薄膜开关之类的面板操作装置。其优点是操作简便直观、图像清晰、坚固耐用及节省空间，它可配用于一切电子显示器，并可与显示器制成一体，人机交互性佳，操作方便，使用灵活，效率高及输入速度快。故触摸屏输入装置将会发展成为未来诸种信息产品的主流技术之一。 图1：所有信息尽在指尖之中 触摸屏输入以其人机交互简便性，已广泛应用于工业过程控制、公共信息咨询（如电信局、税务局、银行、电力、邮政、公用电话机与公共问询系统）、金融证券交易市场、商业自动化、办公室自动化（OA）、翻译机、家用电器及军事指挥控制系统等众多领域。在消费领域内，触摸屏输入日趋增多地应用于家用电器、销售终端机（POS）、游戏机、多媒体教学、房地产预售、餐馆预约、飞机与车船预订和城市导游机等。在上述这些应用中，使用方便及经久耐用是至关重要的因素。在商业应用中，金融业务部门已普遍使用此种触摸屏输入，如银行自动出纳机。高档的先进电子测量仪器仪表、医疗器械、医疗信息管理系统及办公室自动化系统亦使用触摸屏输入。触摸屏输入之最大市场乃是军用，如空中交通管制、全球定位系统（GPS）、各军兵种武器控制系统、防空系统及C3I系统。军用的主要要求是响应速度快及显示清晰度高。 当前的触摸屏输入技术主要有如下4种，各有其优、缺点，适合于不同的应用要求，故必须根据实际需要恰当地选用。 2 红外式触摸屏输入技术 第一种触摸屏输入技术是红外光电技术。此种触摸屏是利用压力感应进行控制的。触摸输入屏相邻的两条边各置放一排红外发光二极管，另两条边各置放一排红外光电检测器。当手指或针挡住了红外光时，光电检测器产生的信号将示出该处的XY坐标。此种触摸屏输入方法所能产生的分辨率取决于发光二极管的数量。 美国ITW Entrex公司的红外式触摸输入屏与众不同，它是采用模拟式（见图2和图3）。在该触摸输入屏的一角安置的电机上置有红外线发光二极管，在电机转动时，红外光线便连续地扫描触摸输入屏，扫描角度的范围为90°。反射镜置于框架的底部，而逆向反射体置于框架的其余两边，使入射光和反射光基本上通过同一光路。发光二极管发出的红外光束反射至靠近光源的一个光敏元件。手指或针一触摸输入屏，扫描一次就遮住两次红外光。控制电路借助由遮住的两个角构成的三角形算出触摸坐标。该模拟式红外触摸输入屏所用的发光二极管和光敏元件数量大为减少，价格便宜，分辨率高，但由于使用电机一类可动部件，可靠性欠佳。该公司销售的新一代触摸输入屏是用固体转动部件替代电机，可靠性有所改观，但价格高出20%。红外式触摸屏输入的主要缺点是存在检测差（见图4）。由于红外光是直线传播，而常规的CRT屏面是曲面，所以发光二极管和光电检测器的安装位置必须高于曲面的顶点。这就使屏面边缘凹陷，而且在手指尚未触至CRT屏面时，光线即被挡住，操作时易出错。
                     
                         图2 ：模拟式红外触摸屏输入光路图
  
                       
                     图3：模拟式红外触摸屏输入工作机理图
                    
                       图4 ：模拟式红外触摸屏输入的检测
  
    美国惠普和泰克公司已将红外式触摸输入屏广泛用于生产过程控制和自动化生产。为防止手指触错而发生误动作，泰克公司进行了一项重要的改进，即挡住红外光线时设备不会作出响应，用户的手指可以继续在屏面上移动，等到操作者确认手指所触部位正好是要选取的功能时，将手指挪开，红外光线得以恢复。至此，设备才作出响应。红外式触摸屏输入技术的主要优点是工作可靠，而且不会影响显示器的清晰度。这便是泰克公司选用这一技术原因之所在。红外式触摸屏输入价格便宜、耐刮性与防火性佳，但分辨率低，通常外挂于显示器上，在搬运过程中易于损坏，属于低挡产品，主要用于异步传输模式(ATM)通信、办公自动化（OA）设备、医疗器械、电教、信息查询、点歌及导购等系统。
  
  3 电阻式触摸屏输入技术
    与电容式触摸屏输入一样，电阻式触摸屏输入也采用层状结构，并将触摸输入屏紧固或
    粘接在CRT或平板显示器的屏面上。各厂家所用的技术略有不同，检测触摸部位的方法亦各有所异。电阻膜式触摸输入屏的外层采用聚脂薄膜，里层为玻璃屏或经表面处理过的塑料屏，手指按下便能检测出触摸部位（见图5）。其基本机理示于图6。将透明电阻膜呈层状嵌入外层和里层之间，并用数密耳（1密耳=0.0254㎜）厚的透明塑料衬垫将其隔开。触摸输入屏的4角装有细长的电极，以150次/s的频率将电压先加至里层的X轴，然后再加至外层的Y轴。用手指触摸时，外层与里层一接触，电压就与触摸部位成正比地降低，便可接触出触摸部位的电压。触摸体导电与否并无关系。可借助设置于四周电极的二极管将X和Y轴隔开。

                       
                            图5：电阻膜式触摸屏输入
                    
                    图6：电阻膜式触摸屏的基本机理
  
    为降低使用分立二极管的成本，美国依洛电子设备公司采用了新方法，采用丝网印刷分压用的厚膜电路来替代二极管。触摸输入屏相邻的两角设置电极，其余两角接地。这样，触摸输入屏上的电压梯度并不呈线状，而呈双曲线状。为使其呈线状，需在电极形状上想些办法。该电极的各边皆接有数个厚膜电路。
    美国还有些公司将里、外层分别蚀刻成若干带状电极。电极方向呈相互垂直配置。手指一触摸外层，外层就弯曲而与里层相接触，触点便各自成为单个的开关。控制电路对矩阵式电极进行扫描，便可检测出接通的开关。这种电阻膜式触摸输入屏的分辨率较低，不过，对塑料表面涂层的均匀性却要求不高。
    综上所述，电阻膜式触摸输入屏主要有两种结构：一种是在已涂敷了导电膜的两片塑料片间垫入一些小垫片，使两者隔开。控制器在一片塑料片的X和Y方向上建立一个电压梯度。当手指触摸到塑料片的某个部位时，该处的两片塑料片碰上，另一片塑料片就把拾取到的模拟电压传给控制器内的模数变换器，于是便可得知该处的坐标。其结构如图7所示。此种结构的分辨率通常为256×256点。
                        
                   图7 ：涂敷导电膜的结构示意图
  
    另一种是在预制玻璃片上制作电阻薄膜，然后在高温下进行退火处理。最后将涂敷了导电薄膜的塑料片盖在玻璃板上。玻璃平板上有一些肉眼看不见的支撑点，使塑料片与玻璃板电阻薄膜相隔0.0254㎜。拾取电压的方法同前。其组装工艺流程如图8所示。此种结构的分辨率可达4096×4096点或更高。表1列出了电阻膜式触摸输入屏的性能规格。电阻式触摸屏分辨率高、防水与防污性佳、价格便宜，任意介质皆可触摸，缺点是耐刮性与防火性差，软件支撑不完备，触摸屏易于磨损，属于中档产品，适用于中小屏幕显示器及便携式设备。目前，在美国和日本的市场上，主要有电阻膜式和红外式两种触摸输入屏，其性能比较列于表2。
                       
                         图8 ：电阻膜式触摸屏的组装工艺
  
  表1 电阻膜式触膜输入屏的标准性能规格
  种类性能规格 数字式（平面型） 模拟式（曲面型） 数字/模拟式（平面型）
  额定电压 直流15V 5V 直流5V
  额定电流 1mA接通电阻30kΩ以下，绝缘电阻10MΩ，直流50v -接头间电阻100-1000Ω，线性误差低于3%，分辨率10位 -电阻器电阻1-20kΩ，透明电极电阻30-180kΩ，线性误差低于3%
振动 低于10ms 低于10ms 低于10ms
  作用力 10-100g 5-100g 3-60g
  穿透率 70%以上 70%以上 70%以上
  工作湿度范围 20-90%RH 30-90%RH 30-90%RH
  工作温度范围 0-50°C 0-40°C 0-40°C
  贮存湿度范围 10-90%RH 10-90%RH 10-90%RH
  耐电压 直流100v，1min内无异常 直流50v，1min内无异常 直流50v，1min内无异常
  工作寿命 100万次以上 100万次以上 100万次以上
  标准样品 116×280㎜2 12、14、15、16、19和20英寸（1英寸=2.54㎝） -
  
  表2 三种触摸输入屏的性能比较
  制式性能 红外线 电阻膜式 电容式
  矩阵光源屏 单光源屏 模拟屏 分立屏 模拟屏 分立屏
  分辨率 标准25×40最高64×64 最高100×800 标准1024×1024最高4096×4096 标准8×10 标准256×256最高1024×1024 标准32最高100
  穿透率 100% 标准50%，最高80% 85-90%
  检测差 带曲率屏面边缘大 无 无
  工作寿命 50万h 每点触摸200万次 每点触摸200万次
  材料 发光二极管 聚脂薄膜 玻璃
  安装方式 外挂，容易 内装或外挂，中等 内装，较难
  软件支撑程度 良好 一般 颇强
  硬件冲突 冲突不多 Windows增强方式下鼠标器与触摸屏不能同时使用 全鼠标器操作，COM口及IRQ可组合变换
  触摸方式 任何介质 任何介质 手指
  应用档次 低 中 高
  耐用性 好 电机存在寿命问题 膜层会损伤或剥落 膜层不稳定
  使用性 会产生触摸误动作 响应慢 - 需要电笔
  环境适应性 耐低温、振动及杂散光性差 耐湿性差 耐高温和高湿性差
  维修性 需要定位 电机需要维修 无 无
  价格 500-1500美元 500-1500美元☆ 低于1000美元☆
  ☆ 通常分立式比模拟式便宜
  
  4 电容式触摸屏输入技术
    电容式触摸屏的构造主要是在玻屏上镀一层透明的膜层，再在导电层外增装一块保护玻璃，双玻屏设计能彻底地保护导电层及传感器。电容式触摸屏的结构示意图如图9所示。
                    
                           图9：电容式触摸屏的结构示意图
  
    电容式触摸屏输入是利用排列的透明电极与人体间的静电相结合产生出的电容变化，从所产生出的诱导电流来检测其坐标（见图10）。感应机理以电压作用在屏幕感应区的四个角并形成一固定电场，当手指触摸屏幕时，可使电场产生出电流,通过控制器测定其值，按电流距四个角比例的不同，即可算出触摸的位置。电容式触摸屏必须解决指状物因带静电所产生杂波信号的影响，故在电路与结构设计上有一定的技术难度。当受到触摸时,按电流比值大小便可算出其触摸的位置，计算公式如图10所示（式中a与b分别表示触摸屏的长与宽）。
  
                     
                      图10 ：电容式触摸屏的等效电路图
  
                     
                        图11：电容式触摸屏的组件组装图
图11示出电容式触摸屏的组件组装图，在玻璃基板上镀一层透明导电层，再制作电极层，最后在表层覆盖一层保护膜，即制成电容式触摸屏，因其仅在单片玻璃上制作电极和传导层，无须像电阻式触摸屏那样需叠合上下板的ITO传导层，影响整块触摸屏的透光性，故电容式触摸屏的透光率较电阻式的高，高达90%以上。具有防火、防污、防静电及防尘，且还具有快速响应等特点。通常适用于销售终端(POS)及工业生产过程控制等领域。
    电容式触摸屏输入是在一块玻璃板的上下两面各喷涂一层电容性薄膜（即氧化铟锡电阻膜和二氧化硅电容膜），其4角各有一个振荡器。触摸输入屏的四周还装有4个电极，通过这些电极可使交流信号流遍整个触摸输入屏。当手指或电笔触摸到任一部位时，阻抗的改变将会引起4个振荡器的振幅和频率发生变化。利用控制电路检测其不同振幅和频率的改变量。将触摸的衰减器号码送入主机内，便可算出被触摸部位的X和Y坐标。图12示出用于CRT监视器的电容式触摸输入屏衰减器的标准结构。采用32个衰减器结构时，将11行2列的衰减器配置于10个状态衰减器的顶部。便携式液晶平板显示器的触摸输入屏可配置75个衰减器。电容式触摸屏是在玻屏表面贴上一层特殊透明的导电体。当手指触摸在导电层上时，触点的电容便会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，借助测定频率变量便可确定触摸位置的信息。由于电容随温度、湿度或接地状况的不同而异，故其稳定性较差，往往会产生漂移的现象。电容式触摸屏存在的失真问题，可采用镀膜技术，在一定程度上克服了怕刮易损的缺陷。该触摸屏适用于系统开发的调试阶段。
                    
                   图12 ：电容式触摸屏输入衰减器的配置结构
  
    电容式触摸输入屏易于安装，分辨率一般为1024×1024点。其缺点是工作温度范围较窄，而且不宜带手套操作，因而不适合用于某些工业部门；由于信号电平很低，为防止显示器内部电路和外界机电信号的干扰，必须屏蔽屏面。此外，触摸玻璃屏须置于显示器的前面，故降低了显示器的清晰度。英国的先进读出技术公司声称已在很大程度上克服了电容式触摸屏输入技术的上述缺点，但技术细节尚未详细公开。电容式触摸屏输入分辨率高，工作寿命长、抗腐蚀、耐磨损，可紧贴显像管表面并装于显示器玻壳内，不易损坏，属高档产品。目前已被广泛应用于工业过程控制自动化、军事、金融及商业等部门。必须从应用实际出发，重点应是设备的可靠性、安全性，其次才是价格。电容式触摸屏输入工艺较为先进的是美国微触（Micro Touch）公司，以该公司命名的电容式触摸屏在Comdex，94展览会上崭露头角，独具一格。深受诸国客户的好评。
  
  5 表面声波式触摸屏输入技术
    表面声波式触摸屏输入是一种最新颖的触摸输入技术。该触摸屏是由传送换能器、接收换能器、反射板及控制器所组成。它不采用膜层结构，而是采用廉价的压电陶瓷换能器。该换能器在屏面上看不见，但能发送耳朵听不到的表面声波（见图13和14）。位于触摸输入屏四周的反射阵列对表面声波进行空间取样，再次向多路平行路径反射。位于各发送器对面的反射声波检测阵列合成每束反射声波，变成连续的反射声波，变成连续的返射声波交替地对水平和垂直方向进行扫描。手指一触摸到触摸输入屏某个部位，该部位的表面波强度便能与触摸压力成正比地衰减。


                 图13 ：表面声波式触摸屏输入示意图
               
              图14：表面声波式触摸屏输入的基本机理
  
    压电陶瓷换能器还能将控制器送来的5.53MHz电信号变换成波长约500µm的表面声波。表面声波在屏面上沿直线传播，经反射后继续在屏面上来回传播。屏面边缘的反射阵列将表面声波保持在合适的强度以内。另外两个换能器负责接收X和Y方向的声波信号。对收到信号的速度与声波在玻璃中的已知传播速度进行比较，便可算出手触摸位置的坐标。
    表面声波式触摸屏输入技术的一个优点是可将有源元件制在屏面边缘，而且不受屏面曲率的限制，优于红外式触摸屏输入技术。此种触摸输入屏不仅能检测触摸部位，而且还能检测触摸压力强度。理论上控制器可区分的位置区间是半波长，所以分辨率可达每25.4㎜为100个触摸点，触摸输出压力为16级。其另外的优点是使用灵活性大。因手指与屏面的接触面积和压力大小皆会影响到吸收声能量的程度，所以这样的触摸输入屏还具有压力敏感功能，可将这一功能用作触摸输入屏的第三维控制。比如可规定手指重压是表示选取某一选项，而手指轻压则表示不进行选项，但需要移动光标或改变菜单。
    表面声波式触摸屏输入的一个技术难点，是屏面上的灰尘或大颗粒东西会吸收一部分声波信号，因而可能被误作是触摸部位。解决办法是将基本幅度电平数字化，并将其与触摸输入信号不断地进行比较。若触摸输入信号发生衰减，且持续时间比正常触摸输入时间长，控制器便认定是尘粒，对此不作出响应。
    表面声波式触摸输入屏的应用推广之所以迟缓，主要是价格高昂、体积大及不易将其集成至显示器内。后者完全是厂家造成的，因为以往单出售触摸输入屏硬件的厂家颇多，但提供驱动程序的厂家甚少。触摸屏的发展亦包括应用软件技术的日臻成熟，触摸查询离不开触摸查询的软件。目前大多触摸输入屏生产厂家都注意到这个问题，开始向用户提供多种开发工具，以便将触摸输入屏集成至用户应用的系统中。
    最近，日本电信电话（NTT）公司下属研究所研制成一种可用手指触摸操作机器人动作的新颖简易输入装置。该装置依据手指触摸的位置及按动的强度，可输入其移动方向及移动量。不仅能精确地确定移动位置，而且操作极为简便。此种输入装置除用于控制机器人手腕外，还可应用于三维立体计算机图形(CG)设备的操作等。
    研制的装置称之为“三维显示输入装置”。将触摸传感器装入铝制圆柱件内，如同“操纵杆”那样可竖着使用。操作时仅需用一只手指触摸圆柱件的任一部位即可。触摸传感器可分辨出手指触摸的位置及其强度，并及时地变为相应的指令。将触摸的位置与圆柱件比作一个球体，与其中心连接的方向即是移动的方向。其次，按动的强弱可确定移动的宽度。移动的方向和宽度，全凭手指的用法灵活确定，形成了只要触摸便可进行微量调节的简易使用方法。而以往操作该台机器人则需按动数个按钮，并必须仔细地输入位置数据。此外，一次操作，还不允许出现斜动的指令。该公司对其研制的装置，不仅要求做到移动，而且能利用指令使其转动。该项研究目前正在进行之中。未来的研制目标是：可操作全方位的移动，并将圆柱件制成球体等，成为前所未有的新型触摸输入装置。
  
    作者简介：蒋庆全（1942-），男，广东东莞人，高级工程师，中共党员，1963年毕业于通信兵学院电子机械专业，曾从事近20年电子装备与产品设计的工作。先后就职于国防部第10研究院电子技术研究所、国防科委雷达研究院雷达研究所、电子工业部和信息产业部电子第28研究所、中国电子科技集团公司南京电子工程研究所。中国电子学会高级会员。现就职于香港世界华人远程学院科技信息专业终身教授、研究员。中国管理科学研究院终身研究员。四川省世界经济学会特约研究员。湖南省东方名人文化研究院特约研究员。《发现》杂志高级编审。从事光电和电子显示科技信息处理与研究，曾在30余种国内外公开发行科技刊物发表论文百余篇，内容涉及军事、电子、机械、光学、化工及电讯仪器仪表传感器等，其论文多次获得学术成果特等、一、二、三等奖。

作者: 中意维修    时间: 2007-10-11 22:16

已收到,多谢
作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:16

触摸屏技术原理

                                                一、触摸屏的几个概念

    所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习，人人都会使用，是触摸屏最大的魔力，这一点无论是键盘还是鼠标，都无法与其相比。人人都会使用，也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是我们发展触摸屏，发展KIOSK，发展KIOSK网络，努力形成中国触摸产业的原因。

    从技术原理角度讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题，像数字化仪、写字板、电梯开关，它们都不是触摸屏；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不需要第二个动作，不像鼠标，是相对定位的一套系统，我们可以注意到，触摸屏软件都不需要光标，有光标反倒影响用户的注意力，因为光标是给相对定位的设备用的，相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处，往哪个方向去，每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不致于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要；再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置，各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。

1、触摸屏的第一个特征：

2、触摸屏的第二个特性：

    触摸屏是绝对坐标系统，要选哪就直接点那，与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标，这样，就要求触摸屏这套坐标不管在什么情况下，同一点的输出数据是稳定的，如果不稳定，那么这触摸屏就不能保证绝对坐标定位，点不准，这就是触摸屏最怕的问题：漂移。技术原理上凡是不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的触摸屏都免不了漂移这个问题，目前有漂移现象的只有电容触摸屏。
3、触摸屏的第三个特性：

    检测触摸并定位， 各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。触摸屏的传感器方式还决定了触摸屏如何识别多点触摸的问题，也就是超过一点的同时触摸怎么办？有人触摸时接着旁边又有人触摸怎么办？这是触摸屏使用过程中经常出现的问题，我认为最理想的方式是：超过一点的同时触摸谁也不判断，一直等到多点触摸移走，有人触摸接着又有人触摸应该是分先后都判断，当然是技术上可能的话。

    红外触摸屏靠多对红外发射和接收对管来工作，红外对管性能和寿命都比较可靠，任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物，不过红外触摸屏使用传感器数目将近100对， 并且共用外围电路，这就要求传感器不仅本身性能好，还要求将近100对的红外二极管“光-电阻特性”和“结电容”都保持一致。实际应用中，万一有哪一对出现故障，可以在上电自检过程中发现并在此后加以忽略，靠邻近的红外线代替，由于每一对红外线只“监管”约6mm左右的窄带，而手指通常在15mm左右粗细，用户是察觉不到的。但如果生产过程没有对红外发射管进行老化测试，没有很好的质量管理体系，将近100对的传感器， 很快就不是一对两对“掉队”的问题了，总体寿命也就难以保证。因此，购买红外屏的用户应该了解厂家有没有严格的质量检测办法或是否通过ISO9000认证。

    红外屏赖以工作的是红外线矩阵，矩阵上多点的x、y坐标能组合出平方倍多的触摸点， 见下图，A、B两点和C、D两点对红外屏来说是相同的效果，无法分辨，怎么处理呢？目前市场上的红外屏对多点触摸常见的处理不管连续否，要么不判断，要么判为左上角，即下图中不管是A、B还是C、D都判为C点。真正技术过得硬的红外屏应该是对坐标连续的多点触摸判断取中点，即判断为大物体（比如粗手指）的触摸，而对不连续的多点触摸不予判断，所以说它技术过硬是这种算法对产品的品质要求更严，不允许出现各种各样的故障情况。这种红外屏现在市场有，价格非常高。


    电容触摸屏本身实际上是一套精密的漏电传感器，带手套的手不能触摸，由于使用电容方式，导致有漂移现象，在下节电容触摸屏有详细的介绍。超声波触摸屏有表面声波触摸屏和体波声波触摸屏，利用的都是电－声压电换能器作传感器，接收传感器和发射传感器所用的压电晶体不是一种型号，在制造时的掺杂材料略有不同，发射换能器功率大，接收换能器更加灵敏。压电换能器的寿命长，工作稳定，正常工作可以保证10年不出问题。触摸屏安装后，换能器是隐藏起来的，但是在运输和安装过程中需要小心谨慎，裸露的换能器晶体不能碰撞挤压。表面声波触摸屏有X、Y轴两对传感器，利用屏幕表面的声表面波来检测手指触摸，可以说，工作面是一层看不见、打不坏的声能，不怕暴力使用，最适合公共信息查询，是目前市场上最受欢迎的触摸屏产品。

    以上谈了一些触摸屏技术领域的概念，当然，只是是纯技术原理的一些探讨，评判一种触摸屏，光是技术原理还只是其中的一部分，触摸屏要应用到各个领域，还要抵受千触万摸，选用材料的耐用性如何，反应速度如何 （使用要感觉顺畅反应速度须小于20ms），控制卡、驱动程序和校准程序怎么样，卡的设计水平和工艺水平，驱动程序跨操作系统平台、跨机种的通用性、计算机接口与技术趋势的紧跟程度，厂商的技术实力和服务承诺的可信任度，这些都是理性的评判一种触摸屏，更准确的说：一种产品的重要因素。
作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:21

触摸屏分类-----红外线式触摸屏

                                                

红外线触摸屏工作原理..........................
　红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。通常红外触摸屏在显示器的前面安装一个外框，靠藏在外框中的电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。

红外线触摸屏特点...............................

　

  外触摸屏的主要缺点是因依靠红外光线工作而对光照环境因素比较敏感，在光照变化较大时会误判甚至死机。国内第二代抗光干扰型的红外触摸屏推出后，第二代红外触摸屏已经较好的克服了这个弱点，但红外触摸屏毕竟是通过红外光线工作，只能承受有限的光干扰，因此在使用环境上有一定的限制。
红外触摸屏另外一个主要缺点是框架：它不美观豪华，破坏显示器原来的外形；它要求框架内侧是红外滤色片；此外，这个框架不可能结实，根据返修情况看，红外触摸屏的框架最容易遭到破坏。

红外线触摸屏安装.............................
　  安装红外触摸屏的方法非常简单，只要用胶或双面胶将这个框架固定在显示器前面即可。大多数红外触摸屏的控制器直接设计在藏在框架中的电路板上，也有红外触摸屏把控制器设计在单独的小盒中。控制器通过键盘接口或者串行口直接与主机通信，走键盘接口的红外触摸屏用户甚至可以直接读取键盘口发来的触摸屏数据而无需任何驱动程序。

作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:23

触摸屏分类-----电容触摸屏

                                               

电容技术的触摸屏..........................
　电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。

电容触摸屏工作原理...............................

　

  当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。
    电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比，参见表1和图5，电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。
    电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。我们知道，电容值虽然与极间距离成反比，却与相对面积成正比，并且还与介质的的绝缘系数有关。因此，当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作，在潮湿的天气，这种情况尤为严重，手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。
    电容屏的另一个缺点用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。

电容触摸屏特点.............................
　   电容屏更主要的缺点是漂移：当环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变时，都会引起电容屏的漂移，造成不准确。例如：开机后显示器温度上升回造成漂移：用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移；70多公斤的小伙子校正的电容屏40公斤的小姐可能触不动（两个小姐握起手来就行）；电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移，你触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移；电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足，环境电势面（包括用户的身体）虽然与电容触摸屏离得较远，却比手指头面积大的多，他们直接影响了触摸位置的测定。
  材质：完全防刮玻璃材质（莫式硬度7H），不易受尖物刮伤及磨损，不受常见污染源的影响，如水、火、辐射、静电、灰尘或油污等。兼具护目镜之护眼功能。
  灵敏度：小於两盎司的施力即可感应，小於3ms的快速回应。
  精确度：99%的准确度。
  清晰度：三种表面处理（Polish,Etch,Industrial）可供选择。SMT控制器的MTBF 大於572,600小时（每MILHANDBOOK-217-F1）。
  触摸寿命：任何一点可承受大于5，000万次的触摸，一次校正后游标不飘移。
  最佳应用领域:
　金融商业系统
　　　ATM银行柜员机、自动提款机、投资交易Kiosk。可抵抗百万次以上触摸而仍能完美操作。
　零售及餐饮业
　　　贩卖机、点餐系统、购物、购票公共查询、车上卫星导航系统等。减低因震荡及静电干扰而中断操作的危机。
　医学
　　　实验室及无尘室内适合医学监察、药单认可、医疗纪录使用。完全不受血液及任何化学物质污染而影响操作。
　公共导览
　　　户政查询系统及导览系统等。
　工业
　　　工厂自动化控制系统等。防炫等强光干扰是工厂之最佳选择。
　电玩
　　　宾果游戏机、吃角子老虎机器、扑克牌游戏机等。对抗人为刻意破坏的隐忧，坚持永续操作的完美演出。

作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:24

触摸屏分类-----电阻触摸屏

                                                

四线电阻压力式触摸屏..........................
　触点标准偏差： <  2MM 　　　　　　透光度： > 90%
使用寿命：> 3500万次/点　　　　　 厚度： 4MM
工作温度： -8度-70度 >
★ 触摸市场上唯一永不移,不惧怕灰尘/水,无需劳神擦拭
★ 四点定位,偏差最小,永不漂移
★ 配备防高压击穿保护线路及SPA防水/防尘贴和技术
★ 分辨率4096*4096,适用于WINDOWS32/95/98/2000/NT
★ 表面耐磨度:3H
★ 操作压力:10G

五线电阻触摸屏...............................

　

触控时间： < 3ms 　　　　　　　　　　　　　　　　　　精确度：99%
光学清晰率：> 95% 　　　　　　　　　　　　　　　　　莫式硬度达4H
操作区温度：-15度-70度 　　　　　　　　　　　　　　　Name指数：3
符合FCC-A&B,CE,UL 1950,EMI规定
五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上，我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上，而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体，有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线，外层只作导体仅仅一条，触摸屏得引出线共有5条。

五线电阻触摸屏特点.............................
　★ 五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层，导电玻璃的工艺使得A面的寿命得到极大的提高，并且可以提高透光率。
★ 五线电阻触摸屏把工作面的任务都交给寿命长的A面，而B面只用来作为导体，并且采用了延展性好、电阻率低的镍金透明导电层，因此，B面的寿命也极大的提高。
★ 五线电阻触摸屏的另一个专有技术是通过精密的电阻网络来校正A面的线性问题：由于工艺工程不可避免的有可能厚薄不均而造成电压场不均匀分布，精密电阻网络在工作时流过绝大部分电流，因此可以补偿工作面有可能的线性失真。
★ 五线电阻触摸屏是目前最好的电阻技术触摸屏，最适合于军事、医疗、工业控制领域使用。
★ 不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏,它们都是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画。

电阻技术触摸屏基本原理.............................

　

电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。 当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。 电阻类触摸屏的关键在于材料科技。
常用的透明导电涂层材料有：

  ★  ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（埃＝10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80％。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。
  ★  镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。

作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:26

触摸屏分类-----表面声波触摸屏

                                       

表面声波....................................
　表面声波，超声波的一种，在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座（根据表面波的波长严格设计），可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。
表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性，近年来在无损探伤、造影和退波器方向上应用发展很快，表面声波相关的理论研究、半导体材料、声导材料、检测技术等技术都已经相当成熟。

表面声波触摸屏...............................

　

表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。
玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

表面声波工作原理.............................
　以右下角的X-轴发射换能器为例：
发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。
发射信号与接收信号波形 在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。
接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标 控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。

表面声波触摸屏特点.............................

　

表面声波触摸屏第一大特点就是抗暴，因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力（表面声波触摸屏可以发展到直接做在CRT表面从而没有任何“屏幕”），因此非常抗暴力使用，适合公共场所。表面声波第二大特点就是清晰美观，因为结构少，只有一层普通玻璃，透光率和清晰度都比电容电阻触摸屏好得多。反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。表面声波第四大特点是性能稳定，因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前表面声波技术触摸屏的精度通常是4096×4096×256级力度。表面声波触摸屏的缺点是触摸屏表面的灰尘和水滴也阻挡表面声波的传递，虽然聪明的控制卡能分辨出来，但尘土积累到一定程度，信号也就衰减得非常厉害，此时表面声波触摸屏变得迟钝甚至不工作，因此，表面声波触摸屏一方面推出防尘型触摸屏，一方面建议别忘了每年定期清洁触摸屏。表面声波触摸屏能聪明的知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。因为：我们的手指触摸在4096×4096×256级力度的精度下，每秒48次的触摸数据不可能是纹丝不变的，而尘土或水滴就一点都不变，控制器发现一个“触摸”出现后纹丝不变超过三秒钟即自动识别为干扰物。表面声波触摸屏还具有第三轴Z轴，也就是压力轴响应，这是因为用户触摸屏幕的力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。目前在所有触摸屏中只有声波触摸屏具有能感知触摸压力这个性能，有了这个功能，每个触摸点就不仅仅是有触摸和无触摸的两个简单状态，而是成为能感知力的一个模拟量值的开关了。这个功能非常有用，比如在多媒体信息查询软件中，一个按钮就能控制动画或者影像的播放速度。

作者: snow2621    时间: 2007-10-11 22:35

触摸屏专用名词解释

                                                
表面声波触摸屏
    表面声波触摸屏的触摸屏部分只是一块透明的强化玻璃，因此可以做成平面，柱面或球面，而且在触摸屏的表面也不需要加特殊的涂层。该种触摸屏的角上装有超声波换能器，能在发送一种高频声波跨越屏幕表面。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，途经手指部位的声波能量被部分吸收，根据接受器信号变化可以确定坐标位置。同其他类型的触摸屏相比，表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率高；透光率好，能保持清晰透亮的图像质量；反应速度快；有第三轴（即压力轴）响应，所以应用日益广泛。

触控屏类型
    触摸屏根据所用的介质以及工作原理，可分为电阻式、电容感应式、红外线式和表面声波式四种。触摸屏从低档向高档逐步升级和发展：从电阻式、红外线式走向电容感应式和表面声波式。

触摸屏
    触摸屏（Touch Screen）可以让使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。主要应用于公共场所大厅信息查询、领导办公、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、机票/火车票预售等。产品主要分为电容式触控屏、电阻式触控屏和表面声波触摸屏三类。

触摸屏分类
    触摸屏根据所用的介质以及工作原理，可分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式多种。

触摸屏技术
    触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。配合识别软件，触摸屏还可以实现手写输入。触摸屏由安装在显示器屏幕前面的检测部件和触摸屏控制器组成。当手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS—232串行口）送到主机。

大型触摸屏功能
    多功能智能板与计算机、投影机共同组成大型触摸屏，将计算机的屏幕通过投影机投影到智能板上，以教鞭或手指代替鼠标在智能板上操作计算机， 控制Windows或Macintosh及其应用软件。

电容式触摸屏
    电容式触摸屏把透明的金属层涂在玻璃板上作为导电体，在触摸屏四边有狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。当手指触摸在金属层上时，当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，四边电极发出的电流会流向触点，控制器通过电流可以确定触摸的位置信息。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。

电阻式触摸屏
    电阻式触摸屏基本上是薄膜加上玻璃的结构，当触摸时，薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO，经由感应器传出一个讯息，再从控制器送到计算机端，藉由驱动程序转化到屏幕上的X、Y值，而完成点选的动作，并呈现在屏幕上。

电阻式压感技术
    在智能板内外表面的阻尼材料之间存在一层空气层，当有压力压迫板面使某点接触时，智能板就可辨识该点的位置，从而完成操作。

感应力度
    是触控屏灵敏度的表现，指的是触控屏对外界力度能产生正确反应的范围。

红外线触摸屏
    红外线触摸屏在屏幕周边成对安装红外线发射器和红外线接受器，接受器接受发射器发射的红外线，形成红外线矩阵。当手指按在屏幕上时，手指阻挡了红外线，这样在X、Y两个方向接受信息送给主机。

矩阵切换器
    将多路输入信号任意选择一路或多路分别输出给一路或多路显示设备。

绝对坐标系统
    触摸屏是绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系统的特点是，每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标，这样，就要求触摸屏这套坐标不管在什么情况下，同一点的输出数据是稳定的，如果不稳定，那么这触摸屏就不能保证绝对坐标定位。

莫式硬度系数
    是衡量触控屏表面硬度的参数。

屏幕类型
    目前触摸屏的屏幕类型主要有平面、球面、柱面、液晶四种类型。

透光率
    它直接影响到触摸屏的视觉效果。很多触摸屏是多层的复合薄膜，仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的，它至少应该包括四个特性：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度，当然还能再分，比如反光程度包括镜面反光程度和衍射反光程度，只不过触摸屏表面衍射反光还没有达到CD盘的程度，对用

作者: ytplzjd    时间: 2007-10-15 14:32

谢谢,
作者: 网络天涯    时间: 2007-10-15 15:05

收到!!好
作者: ykw5211    时间: 2007-11-21 01:08

终于了解了，好文章，归纳的很全面了，谢谢



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