四大觸摸屏技術(shù)原理及特點(diǎn)詳解

觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成：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，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。

觸摸屏的主要類型

按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，我們把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要了解那種觸摸屏適用于那種場合，關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)。

1、電阻式觸摸屏

這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。電阻觸摸屏的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(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬(透明的導(dǎo)電電阻)導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細(xì)小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號，然后送觸摸屏控制器。控制器偵測到這一接觸并計(jì)算出(X，Y)的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技，常用的透明導(dǎo)電涂層材料有：

1、ITO，氧化銦，弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個(gè)埃(埃=10-10米)以下時(shí)會(huì)突然變得透明，透光率為80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)又上升到80%。ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，實(shí)際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。

2、鎳金涂層，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。

四線電阻屏

四線電阻模擬量技術(shù)的兩層透明金屬層工作時(shí)每層均增加5V恒定電壓：一個(gè)豎直方向，一個(gè)水平方向?？偣残杷母娎|。特點(diǎn)：高解析度，高速傳輸反應(yīng)。表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理。具有光面及霧面處理。一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。

　 五線電阻屏

五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層把兩個(gè)方向的電壓場通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上，我們可以簡單的理解為兩個(gè)方向的電壓場分時(shí)工作加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來當(dāng)作純導(dǎo)體，有觸摸后分時(shí)檢測內(nèi)層ITO接觸點(diǎn)X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點(diǎn)的位置。五線電阻觸摸屏內(nèi)層ITO需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條，觸摸屏得引出線共有5條。特點(diǎn)：解析度高，高速傳輸反應(yīng)。表面硬度高，減少擦傷、刮傷及防化學(xué)處理。同點(diǎn)接觸3000萬次尚可使用。導(dǎo)電玻璃為基材的介質(zhì)。一次校正，穩(wěn)定性高，永不漂移。五線電阻觸摸屏有高價(jià)位和對環(huán)境要求高的缺點(diǎn)

1.3 電阻屏的局限

不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。電阻觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會(huì)傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關(guān)系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。

2、電容式觸摸屏

2.1電容技術(shù)觸摸屏

是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面,四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)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(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。

電容式觸摸屏的優(yōu)勢：

1.操作新奇。電容式觸摸屏支持多點(diǎn)觸控，操作更加直觀、更具趣味性。

2.不易誤觸。由于電容式觸摸屏需要感應(yīng)到人體的電流，只有人體才能對其進(jìn)行操作，用其他物體觸碰時(shí)并不會(huì)有所相應(yīng)，所以基本避免了誤觸的可能。

3.耐用度高。比起電阻式觸摸屏，電容式觸摸屏在防塵、防水、耐磨等方面有更好的表現(xiàn)。

電容式觸摸屏的缺陷：

1.精度不高。由于技術(shù)原因，電容式觸摸屏的精度比起電阻式觸摸屏還有所欠缺。而且只能使用手指進(jìn)行輸入，在小屏幕上還很難實(shí)現(xiàn)辨識比較復(fù)雜的手寫輸入。

2.易受環(huán)境影響。溫度和濕度等環(huán)境因素發(fā)生改變時(shí)，也會(huì)引起電容式觸摸屏的不穩(wěn)定甚至漂移。例如用戶在使用的同時(shí)將身體靠近屏幕就可能引起漂移，甚至在擁擠的人群中操作也會(huì)引起漂移。這主要是由于電容式觸摸屏技術(shù)的工作原理所致，雖然用戶的手指距離屏幕更近，但屏幕附近還有很多體積遠(yuǎn)大于手指的電場同時(shí)作用，這樣就會(huì)影響到觸摸位置的判斷。[!--empirenews.page--]

3.成本偏高。此外，當(dāng)前電容式觸控屏在觸控板貼附到LCD面板的步驟中還存在一定的技術(shù)困難，良品率并不高，所以無形中也增加了電容式觸控屏的成本。

3、紅外線式觸摸屏

　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(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外線發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)成橫豎交叉的紅外矩陣。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。

外觸摸屏，是高度集成的電子線路整合產(chǎn)品。紅外觸摸屏包含一個(gè)完整的整合控制電路，和一組高精度、抗干擾紅外發(fā)射管和一組紅外接收管，交叉安裝在高度集成的電路板上的兩個(gè)相對的方向，形成一個(gè)不可見的紅外線光柵。內(nèi)嵌在控制電路中的智能控制系統(tǒng)持續(xù)地對二極管發(fā)出脈沖形成紅外線偏震光束格柵。當(dāng)觸摸物體如手指等進(jìn)入光柵時(shí)，便阻斷了光束。智能控制系統(tǒng)便會(huì)偵察到光的損失變化，并傳輸信號給控制系統(tǒng)，以確認(rèn)X軸和Y軸坐標(biāo)值。

紅外線式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)：

1. 高度的穩(wěn)定性，不會(huì)因時(shí)間、環(huán)境的變化產(chǎn)生飄移

2 .高度的適應(yīng)性，不受電流、電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件（防爆，防塵）

3. 高透光性無中間介質(zhì)，最高可達(dá)標(biāo)100%

4. 使用壽命長，高度耐久，不怕刮傷，觸控壽命也長

5 .使用特性好，觸摸無須力度，對觸摸體無特殊要求

紅外線式觸摸屏的缺點(diǎn)：

1 .會(huì)受到強(qiáng)紅外線干擾，如遙控器、高溫物體、陽光或白熾燈等紅外源照射紅外接收管、

2.會(huì)受到強(qiáng)電磁干擾，如變壓器等

4、表面聲波觸摸屏

表面聲波觸摸屏工作原理

表面聲波，超聲波的一種，在介質(zhì)(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機(jī)械能量波。通過楔形三角基座(根據(jù)表面波的波長嚴(yán)格設(shè)計(jì))，可以做到定向、小角度的表面聲波能量發(fā)射，聲波屏的三個(gè)角分別粘貼著X，Y方向的發(fā)射和接收聲波的換能器(換能器：由特殊陶瓷材料制成的，分為發(fā)射換能器和接收換能器。是把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能和由反射條紋匯聚成的表面聲波能變?yōu)殡娦盘枴?，四個(gè)邊刻著反射表面超聲波的反射條紋。當(dāng)手指或軟性物體觸摸屏幕，部分聲波能量被吸收，于是改變了接收信號，經(jīng)過控制器的處理得到觸摸的X，Y坐標(biāo)。

表面聲波觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)：

1.清晰度較高，透光率好。

2.高度耐久，抗刮傷性良好(相對于電阻、電容等有表面度膜)。

3.反應(yīng)靈敏。

4.不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，　

5.分辨率高，

6.壽命長(維護(hù)良好情況下5000萬次);

7.透光率高(92%)，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量;

8.沒有漂移，只需安裝時(shí)一次校正;

9.有第三軸(即壓力軸)響應(yīng)，

表面聲波觸摸屏的缺點(diǎn)：

表面聲波屏需要經(jīng)常維護(hù)，因?yàn)榛覊m，油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面，都會(huì)阻塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，使波不能正常發(fā)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(yán)格注意環(huán)境衛(wèi)生。必須經(jīng)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。