触摸屏理论
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触摸屏理论

随着多媒体信息查询的与日俱增,作为一种最新的电脑输入设备,触摸屏的应用范围越来越广。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点,它使人机交互更为直截了当,并且大大方便了那些不懂电脑操作的用户。触摸屏主要用于公共信息的查询,如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询,城市街头的信息查询,此外它还应用于领导办公、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。将来,触摸屏更要走入家庭。


触摸屏的工作原理
   用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器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。

触摸屏的主要类型
   按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,可分为:
   表面声波触摸屏
   电阻式触摸屏
   电容式触摸屏
   红外线式触摸屏


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。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。声波屏的三个角分别粘贴着X,Y方向的发射和接收声波的换能器(换能器:由特殊陶瓷材料制成的,分为发射换能器和接收换能器,把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能和由反射条纹汇聚成的表面声波能变为电信号。),四个边刻着反射表面超声波的反射条纹。当手指或软性物体触摸屏幕,部分声波能量被吸收,于是改变了接收信号,经过控制器的处理得到触摸的X,Y坐标。
   
   特点: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;一次校正不漂移;适合于办公室、机关单位及环境比较清洁的场所。

   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。
   表面声波触摸屏参数:透光率:>95%
   触摸分辨率:4096×4096
   同点触摸寿命:>5000万次
   响应时间:<10ms 具过滤污染智能功能
   可供产品规格:球面14"~21" 、柱面14"~20" 、平面8.4"~21"

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、在他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。

四线电阻屏
   四线电阻屏在表面保护涂层和基层之间覆着两层透明电导层ITO(ITO:氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时透光率又上升。是所有电阻屏及电容屏的主要材料。),两层分别对应X,Y轴,它门之间用细微透明绝缘颗粒绝缘,当触摸时产生的压力使两导电层接通,由于电阻值的变化而得到触摸的X,Y坐标。
   特点:高解析度,高速传输反应。表面硬度处理,减少擦伤、刮伤及防化学处理。具有光面及雾面处理。一次校正,稳定性高,永不漂移。
   四线电阻触摸屏参数:精确度:误差小于1%
   感应力度:< 127 克/磅
   透光率:> 85%
   触摸寿命:任何一点大于3500万次
   NEMA:NEMA4(最高等级)
   表面硬度:莫式硬度系数4H

五线电阻屏
   五线电阻屏的基层之上覆有把X,Y两方向的电压场加在同一层的透明电导层ITO,最外层镍金导电层(镍金导电层: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。)只用来作纯导体,当触摸时,用分时检测接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。内层ITO需四条引线,外层一条,共5根引线。
   特点:解析度高,高速传输反应。表面硬度高,减少擦伤、刮伤及防化学处理。同点接触3000万次尚可使用。导电玻璃为基材的介质。一次校正,稳定性高,永不漂移。五线电阻触摸屏有价位高和对环境要求高的缺点。
   五线电阻触摸屏参数:精确度:误差小于1%
   感应力度:< 127 克/磅
   透光率:> 85%
   触摸寿命:任何一点大于3500万次
   NEMA:NEMA4(最高等级)
   表面硬度:莫式硬度系数4H、

电容式触摸屏
   利用人体的电流感应进行工作。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。

   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。
   电容技术触摸屏参数:精确度:误差小于1%
   感应时间:< 3ms
   透光率:> 85%
   触摸寿命:任何一点大于1.5亿次
   NEMA:NEMA4(最高等级)
   表面硬度:莫式硬度系数7H

红外线式触摸屏
   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。红外触摸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。用户在触摸屏幕时,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摸屏操作。
   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。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。


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