觸摸屏的技術(shù)分類及應(yīng)用

觸摸屏技術(shù)《多媒體技術(shù)基礎(chǔ)》目錄簡介觸摸屏原理觸摸屏技術(shù)分類幾種觸摸屏的技術(shù)比較各種觸摸屏的應(yīng)用觸摸屏發(fā)展方向觸摸屏（touchscreen）又稱為“觸控屏”、“觸控面板”，是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置，當(dāng)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(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置，可用以取代機(jī)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。主要應(yīng)用于公共信息的查詢、領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。簡介原理：觸摸屏的基本原理是用手指或其他物體觸摸時，所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)由觸摸屏控制器檢測，并通過接口送到CPU，從而確定輸入的信息。按照工作原理的不同，觸摸屏可以分為電阻式、表面電容式、投射電容式、紅外式、表面聲波式、光學(xué)式和聲學(xué)脈沖式7大類。一.觸摸屏的原理

電阻觸摸屏以有機(jī)玻璃（硬塑料）作為基層，表面涂有透明的導(dǎo)電層ITO（氧化銦錫），上面再蓋有PET保護(hù)層，PET是一層彈性薄膜，當(dāng)表面被觸摸時它會向下彎曲，并使得下面的兩層ITO涂層能夠相互接觸并連通該點的電路，使電阻發(fā)生變化（兩層中間用小于千分之一英寸的透明隔離點把它們隔開絕緣），控制器則根據(jù)電阻的具體變化來判斷接觸點的坐標(biāo)并進(jìn)行相應(yīng)的操作。電阻屏根據(jù)引線分為四線、五線等多種。二.觸摸屏的技術(shù)分類

表面電容觸摸屏采用單層的ITO，在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場。當(dāng)手指觸摸屏表面時，手指與導(dǎo)體層間會形成一個耦合電容，就會有一定量的電荷轉(zhuǎn)移到人體。為了恢復(fù)這些電荷損失，電荷從屏幕的四角補充進(jìn)來，各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例，由此可以推算出觸摸點的位置。二.觸摸屏的技術(shù)分類

投射電容觸摸屏在兩層ITO涂層上蝕刻出不同的ITO模塊，兩層ITO模塊交叉處可產(chǎn)生寄生電容。觸摸時手指和傳感器之間構(gòu)成了電容，從改變的傳感器柵格的電氣特性就可計算出觸摸位置。與表面電容屏相比，投射式可以穿透較厚的覆蓋層，而且不需要校正。二.觸摸屏的技術(shù)分類

紅外線觸摸屏在顯示器上加上光點距框架，光點距框架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)。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，CPU以此可算出觸摸點位置。它主要由裝在觸摸屏外框上的紅外線發(fā)射與接收感測元件構(gòu)成。二.觸摸屏的技術(shù)分類

表面聲波觸摸屏在顯示器表面加裝聲波發(fā)生器、反射器和聲波接受器（表面聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波），聲波發(fā)生器發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當(dāng)手指觸及屏幕時，觸點上的聲波即被阻止，CPU由此確定坐標(biāo)點位置。二.觸摸屏的技術(shù)分類

光學(xué)式（CCD）觸摸屏由設(shè)置在顯示器邊角的光源平行發(fā)射紅外光線，紅外光線經(jīng)畫面周圍四周安裝的反射材料反射，攝像頭接收這些反射光線，畫面上有手指觸摸時，紅外光線的前進(jìn)方向會因手指造成的散射發(fā)生變化，利用這一變化可檢測出手指的位置。它主要由紅外線光源、攝像頭以及反射材料構(gòu)成。二.觸摸屏的技術(shù)分類聲學(xué)脈沖（APR）式觸摸屏是由一個玻璃顯示器涂層或其他堅硬的基板組成，背面安裝了4個壓電傳感器。該傳感器安裝在可見區(qū)域的兩個對角上，通過一根彎曲的電纜連接到控制卡。用戶觸摸屏幕時，手指或者觸筆和玻璃之間的拖動發(fā)生了碰撞或摩擦，于是就產(chǎn)生了聲波，波輻射離開接觸點傳向傳感器，按聲波的比例產(chǎn)生電信號。在控制卡中放大這些信號，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。比較數(shù)據(jù)與事先存儲的聲音列表，可確定觸摸的位置。二.觸摸屏的技術(shù)分類

技術(shù)方面的選擇主要取決于以下幾個因素：性能：性能包括諸如速度、靈敏度、精確度、分辨率、拖動、Z軸、雙/多觸摸方式，視差角度和校準(zhǔn)的穩(wěn)定性。輸入靈活性：輸入靈活性參數(shù)影響著人機(jī)交互的方式，諸如手套、手套材料、指甲、觸筆，手寫識別和獲取簽名。環(huán)境：環(huán)境因素為溫度、濕度、耐化學(xué)性、耐劃傷、防飛濺/液滴、高度、車內(nèi)安裝、沖擊、振動，斷裂性和防打破的安全性。電氣和機(jī)械性能：電氣和機(jī)械性能需要涵蓋功率、浮動接地、靜電放電（ESD）、電磁干擾（EMI），尺寸大小，曲率等。光學(xué)：影響技術(shù)選擇的光學(xué)特性包括透光率、清晰度，色彩純度和反射。三.幾種觸摸屏的技術(shù)比較三.幾種觸摸屏的技術(shù)比較特性種類電阻式表面電容式投射電容式聲波式紅外式光學(xué)式（CCD）聲學(xué)脈沖式（APR）清晰度較好差好很好一般較好較好透光率72%~85%≥85%≥85%≥92%93%~100%93%~100%≥92%分辨率（定位精度）4096×4096（0.03mm）1024×10241024×10244096×4096（0.03mm）40×32（1.5mm）40×32（1.5mm）4096×4096（0.03mm）響應(yīng)速度≤10ms15~24ms≤15ms≤10ms50~300ms50~300ms≤10觸摸方式手指或筆施加壓力手指不施加的壓力手指不施加的壓力手指等不施加的壓力任何方式不施加的壓力任何方式不施加的壓力手指或者觸筆需施壓多點觸摸不可不可可可/有限制可/有限制可/有限制不可漂移無有有無無無無防刮擦3H硬度，局部刮擦損害仍能使用怕敲擊怕敲擊不怕刮擦不怕刮擦不怕刮擦不怕刮擦觸摸壽命≥3500萬次≥5000萬次≥5000萬次≥5000萬次紅外管壽命光源壽命≥5000萬次工作環(huán)境不受任何影響不受任何影響受水汽干擾受灰塵、油污和水干擾受灰塵干擾受灰塵、油污和水干擾不受任何影響適合尺寸1"-19"

8.4"-21"1"-42"

15‘-29’10.4"-150"23"-65"1"-42"

投射電容式占優(yōu)勢三.幾種觸摸屏的技術(shù)比較在幾種技術(shù)的產(chǎn)品市占比中，電阻、電容累計達(dá)66.4%。Source:DisplaySearchMay2009

中小尺寸手持終端，如手機(jī)、平板電腦主要為電阻及電容式技術(shù)四.各種觸摸屏的應(yīng)用特性種類電阻式表面電容式投射電容式聲波式紅外式光學(xué)式（CCD）聲學(xué)脈沖式（APR）適合尺寸1"-19"

8.4"-21"1"-42"

15"-29"10.4"-150"23"-65"1"-42"

應(yīng)用領(lǐng)域工控。公眾查詢。POS機(jī)終端、手機(jī)、PAD等公眾查詢，POS機(jī)終端輕工業(yè)。便攜產(chǎn)品、手機(jī)、PAD等公眾查詢、不適合工控PAD、GPS、工業(yè)控制系統(tǒng)(IPC)、查詢系統(tǒng)(kiosks)、醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)、互動式教學(xué)等POS終端、ATM機(jī)、個人電腦和數(shù)字標(biāo)牌等大畫面上公眾查詢、醫(yī)療自動化、博彩業(yè)等觸摸屏不同技術(shù)、尺寸的應(yīng)用領(lǐng)域四.各種觸摸屏的應(yīng)用

目前觸摸屏市場的主流是電阻式和電容式，紅外式、表面聲波式、光學(xué)式等相對采用的較少。雖電阻式觸摸屏使用壽命不太長、透射率不佳，但它的低價格和對手指及探筆的良好反應(yīng)性能使之成為過去5年銷售量最高的觸摸屏產(chǎn)品。五.觸摸屏發(fā)展方向Frost&Sullivan公司咨詢公司統(tǒng)計：2008年市場生產(chǎn)的觸摸屏數(shù)量為4億片，到了2009年為4.9億片，2010年超過9億片（觸摸屏在手機(jī)的應(yīng)用約3億片，電阻式數(shù)量1.98億片，電容式數(shù)量0.96億片）。五.觸摸屏發(fā)展方向2011年觸摸屏的應(yīng)用市場，除了手機(jī)、個人娛樂產(chǎn)品等，車載多媒體系統(tǒng)、筆記本電腦、電子書和智能家電等將成為新一輪推動電容觸摸屏發(fā)展的動力。

隨著蘋果公司陸續(xù)推出iPhone、iPad等產(chǎn)品，各品牌相繼效仿，也都推出電容式觸摸屏的高端手機(jī)、TabletPC。電容式觸摸屏具有壽命長、反應(yīng)靈敏、清晰度高、易于實現(xiàn)多點觸控等特點，逐漸成為觸摸屏市場的技術(shù)首選及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。五.觸摸屏發(fā)展方向

觸摸屏技術(shù)未來發(fā)展方向主要為：多點觸摸、接近感應(yīng)以及支持電容筆的技術(shù)，可以多點、多人同時應(yīng)用，多人在同一塊屏幕上共同完成一些協(xié)同工作，如游戲