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触摸屏

    触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。

    触摸屏是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。

    触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。其赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。主要应用于公共信息的查询、领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。

    分类:

    按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。

    电阻式触摸屏

    这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在它们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。所以电阻触摸屏可用较硬物体操作。常见的有四线和五线电阻屏。

    电容式触摸屏

    电容技术触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。电容式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,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,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。当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。

    压电式触摸屏

    电阻式设计简单,成本低,但电阻式触控较受制于其物理局限性,如透光率较低,高线数的大侦测面积造成处理器负担,其应用特性使之易老化从而影响使用寿命。电容式触控支持多点触控功能,拥有更高的透光率、更低的整体功耗,其接触面硬度高,无需按压,使用寿命较长,但精准度不足,不支持手写笔操控。于是衍生了压电式触摸屏。

    压电式触控技术介于电阻式与电容式触控技术之间。压电式传感器的触控屏幕同电容式触控屏一样支持多点触控,而且支持任何物体触控,不像电容屏只支持类皮肤的材质触控。这样,压电式触控屏幕可以同时具有电容屏幕的多点触控触感,又具有电阻屏的精准。

    压电式触控在耗电特性上更接近电容式触控特性,即没有触摸的动作,就不产生耗电,而电阻式则时刻产生耗电。在接口支持上,压电式触控也同样支持串口、I2C和USB接口。从工艺成本上看,电阻式触控制程转到压电式触控制程需要变更生产线设备,而同电容式的ITO和掩模结合的制程相比,压电式触控制程成本约在其80-90%之间。

    压电触摸屏的工作原理相当于TFT,制造工艺部分像电容式触摸屏,物理结构又像电阻式触摸屏,是三种成熟技术的揉和。所以采用新技术的压电式触摸屏集合并增强了电阻式和电容式的优点,又避免了二者的缺点。压电触摸屏一般为硬塑料平板(或有机玻璃)底材多层复合膜,硬塑料平板(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经过硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的表面也涂有一层透明的导电层,在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点。屏体的透光度略低于玻璃。

    压电式触摸屏的代表作是智器Ten(即T10),压电式IPS硬屏,近乎达到了iPad同级的显示效果和触控体验,同时成本更低,表现非常不错。

    红外线式触摸屏

    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,因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏部分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进,但都没有在关键指标或综合性能上有质的飞跃。但是,了解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发展趋势。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,必将替代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,另外还有说红外屏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。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、扫描频率以及差值算法,分辨率已经达到了1000X720,至于说红外屏在光照条件下不稳定,从第二代红外触摸屏开始,就已经较好的克服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1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别,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充功能,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认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能,这是其他的触摸屏所无法效仿的。

    表面声波触摸屏

    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。表面声波触摸屏工作原理就是以表面声波为基础的触摸产品。

    具有清晰度较高,透光率好。高度耐久,抗刮伤性良好(相对于电阻、电容等有表面度膜)。反应灵敏。不受温度、湿度等环境因素影响,分辨率高,寿命长(维护良好情况下5000万次);透光率高(92%),能保持清晰透亮的图像质量;没有漂移,只需安装时一次校正;有第三轴(即压力轴)响应,在公共场所使用较多。表面声波屏需要经常维护,因为灰尘,油污甚至饮料的液体沾污在屏的表面,都会阻塞触摸屏表面的导波槽,使波不能正常发射,或使波形改变而控制器无法正常识别,从而影响触摸屏的正常使用,用户需严格注意环境卫生。必须经常擦抹屏的表面以保持屏面的光洁,并定期作一次全面彻底擦除。

    技术对比:

    红外线技术触摸屏价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容技术触摸屏设计构思合理,但其图像失真问题很难得到根本解决;电阻技术触摸屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰不容易被损坏,适于各种场合,缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝,甚至不工作。

    每一类触摸屏都有其各自的优缺点,懂得了每一类触摸屏技术的工作原理和特点,就能根据需要决定采用哪种类型的触摸屏产品了。

四线电阻屏

声波屏

五线电阻屏

红外屏

电容屏

价格(元)/片

较 高

较 高

寿命

3年

5年

3年

3年

2年

维护

2次/年

1次/年

防暴性

一般

一般

稳定性

较 高

一般

透明度

一般

一般

安装形式

内置或外挂

内置或外挂

内置或外挂

外挂

内置

触摸物

任何物体

手指、软胶

任何物体

截 面

尖锐物不可

输出分辨率

4096×4096

4096×4096

4096×4096

977×737

4096×4096

抗强光干扰性

响应速度

<10ms

<10ms

<15ms

<20ms

<15ms

跟踪速度

第二点速度慢

误抬笔动作

一 般

传感器损伤影响

较 小

很 大

较 小

较 小

较 小

污物影响

没 有

较 大

没 有

较 大

较 大

漂移

没 有

较 小

较 大

较 大

较 大

适用显示器

纯 平

纯 平

均 可

纯平最好

均 可

防水性

一般

一般

防电磁干扰

一般

一般

适用范围

室内或室外

室内

室内或室外

室内

室内或室外