觸摸屏技術

為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。 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，用於檢測用户觸摸位置，然後將相關信息傳送至觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，並將它轉換成觸點座標，再傳送給CPU。它同時能接收CPU發來的命令並加以執行。

觸摸屏由安裝在顯示器屏幕前面的檢測部件和觸摸屏控制器組成。當手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏時，所觸摸的位置由觸摸屏控制器檢測，並通過接口（如RS—232串行口, USB等）送到主機。 觸摸屏已經由單點觸屏發展到實現多點觸屏了。

根據屏幕表面定位原理不同，可以把觸摸屏技術分聲學脈衝識別（APR）技術，表面聲波（SAW）技術電容式觸摸屏技術和電阻式觸摸屏技術紅外/光學式技術兩類。

APR由一個玻璃顯示器塗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域的兩個對角上，通過一根彎曲的電纜連接到控制卡。用户觸摸屏幕時，手指或者觸筆和玻璃之間的拖動發生了碰撞或摩擦，於是就產生了聲波。波輻射離開接觸點傳向傳感器，按聲波的比例產生電信號。在控制卡中放大這些信號，然後轉換為數字數據流。比較數據與事先存儲的聲音列表來確定觸摸的位置。APR設計成能夠消除環境的影響和外部的聲音，因為這些因素與存儲的聲音列表不匹配。

SAW觸摸屏是由一個針對X和Y軸的有發送和接收的壓電傳感器的玻璃塗層。該控制器發送電信號至發射傳感器，並在玻璃的表面內將信號轉換成超聲波。通過反射器陣列，這些波覆蓋整個觸摸屏。對面的反射器收集和控制這些波至接收傳感器，將他們轉換成電信號。對每個軸重複這個過程。用户觸摸時吸收了傳播的波的一部分。 接收到的對應X和Y座標的信號與存儲的數字分佈圖相比較，從而識別變化並計算出座標。

電阻屏是利用觸摸屏表面隨着所受壓力的變化，產生屏幕凹凸變形而引起的電阻變化實現精確定位的觸摸屏技術。電阻屏性能具備以下特點：

① 它們都是一種對外界完全隔離的工作環境，不怕灰塵、水汽和油污

②可以用任何物體來觸摸，可以用來寫字畫畫，這是它們比較大的優勢

③電阻觸摸屏的精度只取決於A/D轉換的精度，因此都能輕鬆達到4096*4096·

按照實現原理不同，電阻式觸摸屏分為四線和五線兩類。

觸摸屏附着在顯示器的表面，與顯示器相配合使用，如果能測量出觸摸點在屏幕上的座標位置，則可根據顯示屏上對應座標點的顯示內容或圖符獲知觸摸者的意圖。其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的複合薄膜屏，最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層，最上面是一層外表面經過硬化處理從而光滑防刮的塑料層，中間是兩層金屬導電層，分別在基層之上和塑料層內表面，在兩導電層之間有許多細小的透明隔離點把它們隔開。當手指觸摸屏幕時，兩導電層在觸摸點處接觸。 觸摸屏的兩個金屬導電層是觸摸屏的兩個工作面，在每個工作面的兩端各塗有一條銀膠，稱為該工作面的一對電極，若在一個工作面的電極對上施加電壓，則在該工作面上就會形成均勻連續的平行電壓分佈。當在X方向的電極對上施加一確定的電壓，而Y方向電極對上不加電壓時，在X平行電壓場中，觸點處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來，通過測量Y+電極對地的電壓大小，便可得知觸點的X座標值。同理，當在Y電極對上加電壓，而X電極對上不加電壓時，通過測量X+電極的電壓，便可得知觸點的Y座標。

電阻觸摸屏的B面要經常被觸動，四線電阻觸摸屏的B面採用ITO，我們知道，ITO是極薄的氧化金屬，在使用過程中，很快就會產生細小的裂紋，而裂紋一旦產生，原流經該處的電流被迫繞裂紋而行，本該均勻分佈的電壓隨之遭到破壞，觸摸屏就有了損傷，表現為裂紋處點不準。隨着裂紋的加劇和增多，觸摸屏慢慢就會失效，因此使用壽命不長是四線電阻觸摸屏的主要問題。

二、五線電阻觸摸屏（一）五線電阻觸摸屏的工作原理

五線電阻技術觸摸屏的基層把兩個方向的電壓場通過精密電阻網絡都加在玻璃的導電工作面上，我們可以簡單的理解為兩個方向的電壓場分時工作加在同一工作面上、而外層鎳金導電層只僅僅用來當作純導體，有觸摸後分時檢測內層ITO接觸點X和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏內層ITO需四條引線，外層只作導體僅僅一條，觸摸屏的引出線共有5條。

五線電阻觸摸屏的另一個專有技術是通過精密的電阻網絡來校正內層ITO的線性問題：由於導電鍍膜有可能厚薄不均勻而造成電壓不均勻分佈。

比較而言，五線電阻比四線電阻在保證分辨率精度上還要優越，但是成本代價大，因此售價非常高。 五線電阻觸摸屏是最好的電阻技術觸摸屏，最適合于軍事、醫療、工業控制領域使用。

首先五線電阻觸摸屏的A面是導電玻璃而不是導電塗覆層，導電玻璃的工藝使得A面的壽命得到極大的提高，並且可以提高透光率。

其次五線電阻觸摸屏把工作面的任務都交給壽命長的A面，而B面只用來作為導體，並且採用了延展性好、電阻率低的鎳金透明導電層，因此，B面的壽命也極大的提高。

五線電阻觸摸屏的另一個專有技術是通過精密的電阻網絡來校正A面的線性問題：由於工藝工程不可避免的有可能厚薄不均而造成電壓場不均勻分佈，精密電阻網絡在工作時流過絕大部分電流，因此可以補償工作面有可能的線性失真。

電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質。當手指觸摸在金屬層上時，觸點的電容就會發生變化，使得與之相連的振盪器頻率發生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。

電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導電體內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時，由於人體電場，手指與導體層間會形成一個耦合電容，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位於觸摸屏幕後的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器，更有效地防止外在環境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。

電容觸摸屏的透光率和清晰度優於四線電阻屏，當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴重，而且，電容技術的四層複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，由於光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。

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，並且還與介質的的絕緣係數有關。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釐米以內或身體靠近顯示器15釐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：當環境温度、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：開機後顯示器温度上升會造成漂移：用户觸摸屏幕的同時另一隻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後回漂移，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於技術上的先天不足，環境電勢面（包括用户的身體）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。

此外，理論上許多應該線性的關係實際上卻是非線性，如：體重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的，而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關係，電容觸摸屏採用的這種四個角的自定義極座標系還沒有座標上的原點，漂移後控制器不能察覺和恢復，而且，4個A/D完成後，由四個分流量的值到觸摸點在直角座標系上的X、Y座標值的計算過程複雜。由於沒有原點，電容屏的漂移是累積的，在工作現場也經常需要校準。 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。

SAW觸摸屏是由一個針對X和Y軸的有發送和接收的壓電傳感器的玻璃塗層。該控制器發送電信號至發射傳感器，並在玻璃的表面內將信號轉換成超聲波。通過反射器陣列，這些波覆蓋整個觸摸屏。對面的反射器收集和控制這些波至接收傳感器，將他們轉換成電信號。對每個軸重複這個過程。用户觸摸時吸收了傳播的波的一部分。 接收到的對應X和Y座標的信號與存儲的數字分佈圖相比較，從而識別變化並計算出座標。

1、觸摸屏膜面為觸摸面，即產品正面；玻璃面為非觸摸面，即產品背面

2、觸摸屏部分為玻璃製品，玻璃邊角較鋒利，裝配時請帶手套/指套作業

3、觸摸屏部分為玻璃易碎品，裝配時不要對觸摸屏施加大力衝擊。

4、避免直接取引線拿起觸摸屏，避免對引出線部位有拉扯動作。

5、引出線加強板部位不能進行彎折動作。

6、引出線任何部位不允許有對摺現象。

7、引出線在裝配時，須水平插入，不可在加強板根部對摺插入。

8、取放產品時需單片操作，輕拿輕放，避免產品互相碰撞而劃傷產品表面。

9、清潔產品表面時，請用柔軟性布料（鹿皮）蘸石油醚擦拭。

10、不可使用帶腐蝕性的有機溶劑擦拭觸摸屏膜表面。如工業酒精等。