触摸屏种类与工作原理

触摸屏种类与工作原理触摸屏的基本原理是，用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触控屏时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输入的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。其中，触控屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行：触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触控屏控制卡。电阻触摸屏（电阻式触摸屏工作原理图）电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃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硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，这种接通状态被控制器侦测到后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得到触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻类触摸屏的关键在于材料科技。电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏。电阻式触摸屏在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层，最外面的一层OTI涂层作为导电体，第二层OTI则经过精密的网络附上横竖两个方向的+5V至0V的电压场，两层OTI之间以细小的透明隔离点隔开。当手指接触屏幕时，两层OTI导电层就会出现一个接触点，电脑同时检测电压及电流，计算出触摸的位置，反应速度为10-20ms。五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触控屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽，它可以用任何

物体来触摸，可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使

用。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料，不知道的人太

用力或使用锐器触摸可能划伤整个触控屏而导致报废。不过，在限度之内，划伤

只会伤及外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系，而对四

线电阻触摸屏来说是致命的。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，用户和触控屏表面形成以一个

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。这个电流分从触控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。电容触控屏的特点：■对大多数的环境污染物有抗力。■人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重。■带手套不起作用。■需经常校准。■不适用于金属机柜。■当外界有电感和磁感的时候，会使触摸屏失灵。红外触摸屏（红外线式触摸屏工作原理图）红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外触控屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触控屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触控屏操作。红外触控屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触控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。红外线触控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控屏市场主流。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（表面声波触摸屏工作原理图）？以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条级把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条级聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触控屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴2轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。触摸屏基础和工作原理触摸屏技术的力量触摸屏是一种与电脑交互的最简单，最直接的方法。虽然它才诞生于1970年，是一项由EloTouchSystems公司首先推广到市场的新技术，但它却是人们最基本的交互方式。你可以指向你需要的任何一个地方。不论大人或小孩都可以直接使用它。触摸屏的功能在广阔的商业领域内被成功地开发和应用着，航空公司用触摸屏来模拟飞机的运行状态训练它们的飞行员。房地产商人用触摸屏让购房者能够用手指点击得到房子的真彩效果图方便挑选。贺卡公司使用触摸屏让客户能创造属于自己的个性化贺卡。饭店餐饮业使用它们简化操作达到点击式销售目的。医学院更使用它来培训自己的学生，让学生能够应付紧急情况。尽管已应用在了工业上，但触摸屏最基本的功能始终未变。触摸屏使得一个没有经过任何培训的人可以立即使用电脑。用户可以选择点击定义明确的菜单，因此触摸屏技术实际上消除了用户操作上的纰错。触摸屏技术消除了累赘和令人望尔却步的键盘和鼠标。触摸屏非常坚固，足以承受许多恶劣的环境，通常这种环境很容易损坏键盘和鼠标。触摸屏技术提供的是达到所有数字化媒体的最快捷的路径，它不需要烦琐的文本说明。触摸屏技术不需要在桌面和其他任何地方添加其他输入设备，因为输入设备已经被整合到显示器中了。触摸屏是如何工作的呢？以下5个最基本的组件构成了触摸屏系统：供触摸使用的触摸屏幕；一台适合触摸屏显示的电脑（通常是个人电脑）；

一块可以将触摸信号转化为控制信号的控制卡；一套用于在控制卡和操作系统之间进行通信的驱动程序；一套应用开发软件，它使触摸程序开发者能够建立自己的应用触摸程序和按自己的需要改编已有的触摸应用内容和方式。谁在购买触摸屏？很多不同类型的用户都在选购触摸屏以简化电脑操作和加快获取中间资

料的速度。其中一大部份购买者是来自原始设备供应商（OEM），他们中的很多

人都认识到在客户端的使用中消除键盘用一种更直接更友好的触摸屏作为用户

界面的巨大价值。OEM发展了很多基于手指点击的适用于各行各业的应用程序。

它们可以应用到医院、饭店、工厂和体育场馆上，还可以使用在象林荫小道、旅

游中心等的公共设施上。增值经销商同其他系统集成商一样，象IBM、DEC、Apple和EDS等公司，也购买了大量的触摸屏设备并设计和安装在产品中做为一个整体提供给客户。在很多案例中，增值经销商和系统集成商都以最佳的人机界面为着眼点在限定的解决方案或限定的环境中使用触摸屏技术来提高自己产品的功能，并以此增加其使用价值和商业价值。越来越多的增值经销商和系统集成商使用触摸屏界面的最主要的原因，就是它可以简化人机界面。很多大公司也购买触摸屏作为自己各自领域内的信息技术解决方案。例如很多大金融机构用触摸屏技术做为交易平台。一些大的零售商象Macy'sandJ.C.PennyCo.使用触摸屏用于分类仓储工作。EloTouchSystems公司：重新给触摸技术定义创立触摸屏技术的EloTouchSystems公司很早就认识到，一个具有优秀设计的触摸屏系统所具有的的潜力。经过EloTouchSystems公司工程师二十多年的不懈努力，触摸技术和产品已经发展得很完善了。在这个过程中，他们一再对触摸屏产业的主要走向进行重新定义。今天，公司拥有27项与各类触摸产品相关的技术专利，包括许多压敏感应技术-这种技术是当今最流行的触摸屏技术，同时还拥有数项表面波技术-它可以保证触摸产品在恶劣的或公众环境中具有良好的耐久性和使用可靠性。辅助设备支持：轻易组成一个系统就象一部史诗般的电影一样，电影的主角可以得到上百样特别的帮助，EloTouchSystems系统公司的生产线也提供了众多的附属设备，这些设备没有触摸屏本身那么显眼，但是它们是构成一个触摸屏系统必不可少的的组件。第一、EloTouchSystems公司提供了一条完善的控制卡生产线，可以提供各种型号、各种规格的控制卡，从总线和串联结构，到苹果机的总线规格，甚至于可以按OEM厂商的要求，制作可以埋设于他们电脑板卡上的专用接口。第二、EloTouchSystems公司的生产线提供了一系列完善的驱动程序和应用软件开发程

序，使得开发者可以轻而易举的开发出触摸驱动的应用程序。例如屏幕鼠标软件

是一种独具创新的应用程序，它可以将一个鼠标驱动的程序转换成一个可以通过

触摸控制的程序。屏幕鼠标软件使得触摸屏可以模拟鼠标的各种功能，用户可以

用手指下拉菜单，完成日常事务。屏幕鼠标软件可以在DOS、Windows、OS/2、Macintosh、WindowsNT操作系统中使用。另外，EloTouchSystems公司提供的触摸屏可以满足当今流行的各种型号和尺寸的显示器，该公司的触摸屏产品可以安装到平面、柱面、球面类型的阴极射线管中，也可以安装到基于电子发光管和液晶显示器上，甚至于可以满足等离子体等新技术的要求。公司可以提供多种尺寸规格，从大尺寸或超大规格显示器上弯曲的小块单元到小而平整的适用于紧凑的销售点系统的触摸屏都有。IntelliTouch技术：触摸屏技术的突破IntelliTouch触摸屏技术（智能化触摸屏技术）是一种基于表面波的技术，它的优点是可以提供最好最清晰的图象显示效果和触摸屏持久耐用性。1997年表面波技术一经推出，立刻促使触摸屏工业发生了一个突破性的飞跃。为什么这么说呢？因为到目前为止它是第一个也是唯一的一种可以直接在玻璃显示屏上使用的技术，不需要额外的塑料披覆层，不需要传导覆盖层或者特别的阴极射线管斜面基座。只需要在用户和屏幕之间隔一层玻璃的传感层就可以实现。表面波技术为用户提供无可比拟的清晰度和持久度。EloTouchSystems将这种技术应用在IntelliTouch触摸屏生产线中，立刻使得这一触摸屏家族的产品成为最受开发商欢迎的产品，它们主要被使用在高清晰度图形处理、公用显示系统中，你往往可以在电子电话簿、影象游戏、电脑仿真训练系统中发现它们的应用。表面波技术的工作原理下面介绍一下基于表面波技术的智能化触摸屏的工作原理：智能化的触摸屏包括一层与显示器形状相配的高清晰玻璃披覆层，披覆层上每个轴向上都有一个发射和接受信号压电换能器器，以及一组反射条。触摸屏控制器传送一个5MHz频率的脉冲信号到发射换能器中并转换成表面声波信号，这个表面声波是一种可以在玻璃类物体表面传播的机械波，反射条可以将这种脉冲信号传播到披覆层的表面上，当手指或带手套的手或者其他柔软的物件接触触摸屏的时候，这一区域的振动波就会被吸收，控制卡通过分析接收信号变化的情况可以测量出你点击的X轴和Y轴的坐标从而知道你点击的区域。同样Z轴量值可以通过信号被吸收的数量来测量出，不象其他的技术，只能通过比率来判断点击位置从而很容易产生飘移并发生造成错误反应。智能化的触摸屏技术决定了它是一种稳定的技术并能提供无飘移运行。IntelliTouch触摸屏生产线IntelliTouch触摸屏系列产品在画面和可靠性优先的应用场合中很受欢迎。例如,IntelliTouch触摸屏可以应用在商品目录系统，视频化的博彩系统，实时的房地产列表清单系统中，还可以应用于日趋普及的电脑仿真培训系统，用于培训护士、飞行员、经理以及其他类型的员工。以上的各项应用都需要高质量的图象输出，而IntelliTouch触摸屏完全可以满足上述要求。IntelliTouch触摸屏产品不但能够提供更明亮，更清晰的图象，而且由于它只是由简单的单层结构构成，可以抗击外力冲击保证良好的可靠性。传统的触摸屏有这么一个通病，就是不能修复被刮伤的传导披覆层，而IntelliTouch触摸屏由于是全玻璃结构，不存在这个问题，它可以抵御外力的破坏。我们知道安装在一些公共场合（象林荫道，旅游中心，超级市场等地方）的触摸屏由于顾客的错误或者粗暴的操作很容易造成损坏，这时候，IntelliTouch触摸屏就可以充分的体现了它的优越性。曾经对遍及美国的各地的触摸屏做过可靠性统计。IntelliTouch触摸屏经常被用于酒巴中的视屏游戏应用上（例如触摸式的扑克机），于是一些输红了眼的赌徒常常会拿它来发泄心中的怨气，但是即使这样它仍能够承受这样的破坏而很好地工作着。因此无飘移效应的IntelliTouch触摸屏系统可以保证良好的可靠性，可以持续的工作而免除频繁校验的烦恼。在一些比较寒冷的应用环境中，其他触摸屏将会遇到一个难题：即使用者往往会戴着很厚的御寒手套，这时候就很难激活触摸屏的控制机制。此时IntelliTouch触摸屏为你提供了良好的解决方案，如果你采用的是IntelliTouch触摸屏，你就可以避免这样的烦恼，无论你戴不戴手套，它都可

以很好的响应你的操作。压力敏感特性：三维空间应用除了对触摸的区域敏感外，表面波IntelliTouch触摸屏还可以对所施加的压力敏感，这为使用者增加了更多的控制手段。例如，发动机工厂里负责检验发动机质量的工程师可以通过改变点击某一个图标的力量来达到改变发动机转速以检验发动机质量目的。AccuTouch触摸屏技术：触摸屏领域的领导者除了表面波技术的产品外，EloTouchSystems公司还生产和销售另一种广受欢迎的触摸屏产品，电阻触摸屏。EloTouchSystems公司已经将他们的电阻触摸屏专利用于AccuTouch的触摸屏生产线.上AccuTouch触摸屏可以在受污染和潮湿的恶劣环境中展示其良好的高效性和可靠性，可以在餐馆，工厂，医院等应用中大展身手。下面我们介绍一下AccuTouch（电阻式）触摸屏技术工作原理：每一个触摸屏都由一块和显示器配合很好的玻璃面板构成，玻璃层的内侧有一层透明的硬塑料传导层，这一传导层与玻璃层之间有一层小于千分之一英寸的的间隙，当用手点击屏幕的时候。塑料传导层将接触到内侧的玻璃层，而传送点击信号，控制器由此在百分之一秒以内就可以判定点击的位置。AccuTouch触摸屏的应用很多用户选择AccuTouch触摸屏往往是看在它的经久耐用和即使在要求较高场合也能有较良好表现上的。如果需要，甚至可以在AccuTouch触摸屏表面上添加一层密封保护层，使得显示器可以防水。这使得它可以在快餐、高级饭店等点击式消费的场合得到广泛的应用，收银员可以通过点击它来输入一条销售的信息。在国家紧急事务管理机构的统计中，AccuTouch触摸屏也被大量使用在工厂中。在医学上，AccuTouch触摸屏可以抵御各种各样的污染，可以为医疗工作者提供简单而良好的工作界面。多用途性：戴着手套也可以操作触摸屏不象其他的触摸屏技术，AccuTouch和IntelliTouch触摸屏都可以在戴着手套的条件下来进行操作，这使得它不单可以适应公众场合中寒冷的环境中的应用，更重要可以满足很多的象食品加工，医院，工厂等需要经常使用手套的场合，有时候这些场合的工作人员必须要戴手套才可以进行作业，象美国的一些州（例如：纽约州）法律规定食品加工人员在作业的时候一定要戴手套，这时候这种技术就充分的体现了它的优点。EloTouchSystems公司为这么一个难题提供一种很好的解决方案。下一步会是什么——触摸屏技术的未来从90年中期以来，几种不同的趋势改变着蓬勃发展的触摸屏市场。首先，触摸屏的价格将不断的下降，同时触摸屏的应用能力将得到进一步的发展。这种良好的趋势将提高产品的性能价格比，从而推动了产品的销售。特别是在作为个人电脑在未知的领域中的应用，可以为不熟练的操作者提供友好的用户界面。EloTouchSystems公司计划确保他们的最新触摸屏产品将与最新式的显示器同步推出市场上，同时EloTouchSystems公司还将注意力集中到使用微处理器和软件控制的产品上来，他们还在个人电脑芯片研制和高端操作系统的开发上开辟了一条新路。EloTouchSystems将继续维持自己在触摸屏技术领域的领先位置，