触摸屏原理.docx

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1、触摸屏原理电阻触摸屏的屏体局部是一块与显示器外表相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃或者有机玻璃作为基层，外表涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外外表硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内外表也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有很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，平常互相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，这种接通状态被控制器侦测到后，进展AD转换，并将得到的电压值与5V相比即可得到触摸点的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根本原理。电阻类触摸屏的关键

2、在于材料科技。电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏。电阻式触摸屏在强化玻璃外表分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层，最外面的一层OTI涂层作为导电体，第二层OTI那么经过精细的网络附上横竖两个方向的+5V至0V的电压场，两层OTI之间以细小的透明隔离点隔开。当手指接触屏幕时，两层OTI导电层就会出现一个接触点，电脑同时检测电压及电流，计算出触摸的位置，反响速度为5-15ms。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，但是工艺本钱较为高昂。镍金导电层固然延展性好，但是只能作透明导体，不合适

3、作为电阻触摸屏的工作面，由于它导电率高，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。电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画，比拟合适工业控制领域及办公室内有限人的使用。2、外表声波屏外表声波触摸屏的触摸屏局部可以是一块平面、球面或者是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或者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程度方向的超声波发射换能器，右上角那么固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边那么刻有4

4、5角由疏到密间隔非常精细的反射条纹。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外表传递，然后由玻璃板下边的一组精细反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体外表，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外表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途径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是一样的，

5、但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大间隔。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。当手指或者其它可以吸收或者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局部吸收，反响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断定X坐标。之后Y轴同样的经过断定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，外表声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感悟用户触摸压

6、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。外表声波触摸屏一个特点是抗暴，由于外表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构造应力外表声波触摸屏可以开展到直接做在CRT外表进而没有任何屏幕，因此非常抗暴力使用，合适公共场所。外表声波第二个特点反响速度快，是所有触摸屏中反响速度最快的，使用时感觉很顺畅。外表声波第三个特点是性能稳定，由于外表声波技术原理稳定，而外表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，所以外表声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前外表声波技术触摸屏的精度通常是40964

7、096256级力度。外表声波触摸屏的第四个特点是控制卡能知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。由于：我们的手指触摸在40964096256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，而尘土或者水滴就一点都不变，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。外表声波触摸屏第五个特点是它具有第三轴Z轴，也就是压力轴响应，这是由于用户触摸屏幕的气力越大，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悟触摸压力这个性能，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，而是成为能感悟力的一个模拟量值的开关了。这个功能非

8、常有用，比方在多媒体信息查询软件中，一个按钮就能控制动画或影像的播放速度。外表声波触摸屏的缺点是触摸屏外表的灰尘和水滴也阻挡外表声波的传递，固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，此时外表声波触摸屏变得迟钝甚至不工作，因此，外表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度定期清洁触摸屏。3、红外屏红外线触摸屏安装简单，只需在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕外表加上涂层或者接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕外表形成一个红外线网。用户以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，电脑便可即时算出触摸点的位置。任

9、何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操纵。早期观念上，红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因此一度淡出过市场。此后第二代红外屏局部解决了抗光干扰的问题，第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改良，但都没有在关键指标或者综合性能上有质的飞跃。但是，解析触摸屏技术的人都知道，红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触摸屏产品最终的开展趋势。采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障，如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等等问题。红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率，必将替

10、换其它技术产品而成为触摸屏市场主流。过去的红外触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定，因此分辨率较低，市场上主要国内产品为32x32、40X32，另外还有讲红外屏对光照环境因素比拟敏感，在光照变化较大时会误判甚至死机。这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点。而最新的技术第五代红外屏的分辨率取决于红外对管数目、扫描频率和差值算法，分辨率已经到达了1000X720，至于讲红外屏在光照条件下不稳定，从第二代红外触摸屏开场，就已经较好的克制了抗光干扰这个弱点。第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品，它实现了1000720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应才能和高度智能化

11、的判别识别，可长时间在各种恶劣环境下任意使用。并且可针对用户定制扩大功能，如网络控制、声感应、人体接近感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差，其实红外屏完全可以选用任何客户以为满足的防暴玻璃而不会增加过多的本钱和影响使用性能，这是其他的触摸屏所无法效仿的。红外线式触摸屏价格廉价、安装轻易、能较好地感应细微触摸与快速触摸。但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，外界光线变化，如阳光、室内射灯等均会影响其准确度。而且红外线式触摸屏不防水和怕污垢，任何细小的外来物都会引起误差，影响其性能，不适宜置于户外和公共场所使用。4、电容屏电容式触摸屏的构造

12、主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。此外，在附加的触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压沟通电场。用户触摸屏幕时，由于人体电场、手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而其强弱与手指及电极的间隔成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素给触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或者油渍，电容式触摸屏仍然能准确算出触摸位置。电容触摸屏的透光率和明晰度优于四线电阻屏，当然还不能和外表声波屏和五线

13、电阻屏相比。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，电容值固然与极间间隔成反比，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者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厘米以内或者身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。电容

14、屏的另一个缺点用戴手套的手或者手持不导电的物体触摸时没有反响，这是由于增加了更为绝缘的介质。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会造成漂移：用户触摸屏幕的同时另一只手或者身体一侧靠近显示器会漂移；电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移，你触摸时假如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缺乏，环境电势面包括用户的身体固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。此外，理论上很多应该线性的关系实际上却是非线性，如：体重不同或手指潮湿程度不同的人吸走的总电流量是不同的，而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关系，电容触摸屏采用的这种四个角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点，漂移后控制器不能发觉和恢复，而且，4个A/D完成后，由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的X、Y坐标值的计算经过复杂。由于没有原点，电容屏的漂移是累积的，在工作现场也经常需要校准。电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或者硬物的敲击，敲出一个小洞就会伤及夹层ITO，不管是伤及夹层ITO还是安装运输经过中伤及内外表ITO层，电容屏就不能正常工作了。0