發布日期：2022-05-18 點擊率：125
蘋果公司旗下iphone4、ipad等產品的大受歡迎引發了觸控技術的熱潮，就顯示器行業而言，目前市場出現了一些觸控屏顯示器，如AOC E2239FWT、DELL SX2210T等。這些顯示器開創了新的操作方式，并且不需要鼠標鍵盤的支持。在操作這類顯示器時，首先必須用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統根據手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。
關于觸摸屏，它由檢測部件和控制器組成，觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后發送到觸摸屏控制器。控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再發送給CPU，它同時能接收CPU發來的命令并執行。
按照其工作原理和傳輸信息的介質，可以把觸摸屏分為四種，分別為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。目前顯示器市場應用最多的是紅外線式觸控屏，當然，這其中每一類觸摸屏都有其各自的優缺點，下面筆者就對上述的四種類型的觸摸屏進行簡要介紹分析。
電阻式觸摸屏的工作原理及特點
電阻式觸摸屏利用壓力感應進行控制，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，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層叫ITO的透明導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內表面也涂有一層導電層(ITO或鎳金)，在兩層導電層之間有許多細小(小于千分之一英寸)的透明隔離點把它們隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置就有了一個接觸，控制器偵測到這個接通并計算出X、Y軸的位置，這就是所有電阻技能觸摸屏共同的最基本原理。
電阻觸摸屏的兩層ITO工作面必須是完整的，在每個工作面的兩條邊線上各涂一條銀膠，一端加5V電壓，一端加0V，就能在工作面的一個方向上形成均勻連續的平行電壓分布。在偵測到有觸摸后，立刻A/D轉換測量接觸點的模擬量電壓值，根據它和5V的比例公式就能計算出觸摸點在這個方向上的位置。
它有兩種類型，分別是4線和5線電阻觸摸屏。并且五線電阻屏的運用壽命和透明率與四線電阻屏相比有了一個飛躍，它的觸摸壽命是3千5百萬次，四線電阻屏則是小于1百萬次，且五線電阻觸摸屏沒有安裝風險，同時五線電阻屏的ITO層能做得更薄，因此透光率和清晰度更高，幾乎沒有色彩失真。
總的來說，電阻觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環境，不怕灰塵、水汽和油污，可以用任何物體來觸摸，可以用來寫字畫畫。由于復合薄膜的外層采用塑膠材料，不小心太用力或運用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導致報廢。其缺點是：薄弱的機械性能;堆疊厚，相對較為復雜;不能檢測多個手指的動作;前面板實現方案易損壞;有限的工業設計選項;光學性能不良;須要用戶校準。
電容式觸摸屏工作原理及特點
電容式觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的。它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。
電容觸摸屏的透光率和清晰度優于四線電阻屏，當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光相對嚴重，而且電容技術的四層復合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻，存在色彩失真的問題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。
由于電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用，當有導體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時，流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對面積成正比，并且還與介質的的絕緣系數有關。因此，當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作，在潮濕的天氣，這種情況尤為嚴重，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內或身體靠近顯示器15厘米以內就能引起電容屏的誤動作。
電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為增加了更為絕緣的介質。電容屏更主要的缺點是漂移，當環境溫度、濕度改變時，環境電場發生改變時，都會引起電容屏的漂移，造成不準確。例如：開機后顯示器溫度上升會造成漂移;用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移，你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因屬于技術上的先天不足，環境電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠，卻比手指頭面積大的多，他們直接影響了觸摸位置的測定。
需要注意的是，電容觸摸屏最外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個小洞就會傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內表面ITO層，電容屏就不能正常工作了。
紅外線式觸摸屏工作原理及特點
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，適宜惡劣的環境條件，紅外線技術是觸摸屏產品主流的發展趨勢。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了高穩定性能和高分辨率，必將替代其它技術產品而成為觸摸屏市場主流。
原來媒體宣傳的紅外觸摸屏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。
表面聲波觸摸屏工作原理及特點
表面聲波是一種沿介質表面傳播的機械波。該種觸摸屏由觸摸屏、聲波發生器、反射器和聲波接受器組成，其中聲波發生器能發送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當手指觸及屏幕時，觸點上的聲波即被阻止，由此確定坐標位置。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(5000萬次無故障);透光率高(92%)，能保持清晰透亮的圖像質量;沒有漂移， 只需安裝時一次校正;有第三軸(即壓力軸)響應，最適合公共場所使用。
表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發射換能器，右上角則固定了兩個相應的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。
此外，表面聲波屏需要經常維護，因為灰塵，油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面，都會阻塞觸摸屏表面的導波槽，使波不能正常發射，或使波形改變而控制器無法正常識別，從而影響觸摸屏的正常使用，用戶需嚴格注意環境衛生。必須經常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一次全面徹底擦除。
綜上所述，四種觸摸屏技術各有各的優勢和劣勢，且已經在手機行業發展的較為成熟，相信隨后在液晶顯示器領域有所建樹，就目前這幾類觸摸屏技術特點來看，筆者認為電容式、電阻式觸摸屏更加適合應用在液晶顯示器上。
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