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觸摸屏原理詳細(xì)解析

2010年03月24日 10:47 hljzzgx.com 作者:佚名 用戶評論(0
關(guān)鍵字:觸摸屏(112212)

觸摸屏常識,觸摸屏原理詳細(xì)解析

觸摸屏知識與原理

觸摸屏分類:

電阻式觸摸屏:矩陣式(數(shù)字屏)和類比式(模擬屏)
類比式(模擬屏):4線電阻式、5線電阻式、8線電阻式。
電容式觸摸屏
紅外線式觸摸屏
表面聲波觸摸屏
電阻式觸摸屏原理   為了操作上的方便,人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時,我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在LCD或顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏(觸摸屏的工作原理)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,它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。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,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兩個方向上產(chǎn)生信號,然后送觸摸屏控制器??刂破鱾蓽y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: ? ITO,氧化銦,弱導(dǎo)電體,特性是當(dāng)厚度降到1800個埃(埃=10-10米)以下時會突然變得透明,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。 ? 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。

??? 隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增,觸摸屏以其易于使用、堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn),使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有具有相當(dāng)大的優(yōu)越性。
??? 觸摸屏出現(xiàn)在中國市場上至今只有短短的幾年時間,這個新的多媒體設(shè)備還沒有為許多人接觸和了解,包括一些正打算使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師,還都把觸摸屏當(dāng)作可有可無的設(shè)備,從發(fā)達(dá)國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業(yè)正處在的階段來看,這種觀念還具有一定的普遍性。事實(shí)上,觸摸屏是一個使多媒體信息或控制改頭換面的設(shè)備,它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。發(fā)達(dá)國家的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們和我國率先使用觸摸屏的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師們已經(jīng)清楚的知道, 觸摸屏對于各種應(yīng)用領(lǐng)域的電腦已經(jīng)不再是可有可無的東西,而是必不可少的設(shè)備。它極大的簡化了計(jì)算機(jī)的使用,即使是對計(jì)算機(jī)一無所知的人,也照樣能夠信手拈來,使計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出更大的魅力。解決了公共信息市場上計(jì)算機(jī)所無法解決的問題。
??? 觸摸屏的主要三大種類是:電阻技術(shù)觸摸屏、 表面聲波技術(shù)觸摸屏、 電容技術(shù)觸摸屏。 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)。
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觸摸屏技術(shù)原理介紹

A: 電阻技術(shù)觸摸屏:
??? 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,表面圖有一層透明氧化金屬 (ITO氧化銦,透明的導(dǎo)電電阻) 導(dǎo)電層,上面在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ITO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,兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸,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。
??? 電阻屏自進(jìn)入市場以來,就以穩(wěn)定的質(zhì)量, 可*的品質(zhì)及環(huán)境的高度適應(yīng)性占據(jù)了廣大的市場。尤其在工控領(lǐng)域內(nèi),由于對其環(huán)境和條件的高要求,更顯示出電阻屏的獨(dú)特性, 使其產(chǎn)品在同類觸摸產(chǎn)品中占有90%的市場量,已成為市場上的主流產(chǎn)品。它最大的特點(diǎn)是不怕油污,灰塵,水。
??? G-Touch最新的第四代電阻技術(shù)觸摸屏與其他電阻屏產(chǎn)品不同之處在于:它以玻璃為基層板,使得透光率更高,反射折射率更適用于使用者 。同時,均勻涂布玻璃板底層的導(dǎo)電層把吸附在觸摸屏上的靜電粒子通過地線卸載掉,保證了觸摸定位更準(zhǔn)確 、更靈敏,徹底解除帶電粒子過多引起的漂移現(xiàn)象、定位不準(zhǔn)、反應(yīng)速度緩慢、使它壽命更長(物理測定單點(diǎn)連續(xù)使用可達(dá)15年以上),并具備了免維護(hù)的能力,防刮傷度也得到極大提高。確是是一種品質(zhì)卓越而價格合理的產(chǎn)品。
??? 四線電阻屏特點(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。
??? 四線電阻模擬量技術(shù)的兩層透明金屬層工作時每層均增加5V恒定電壓:一個豎直方向, 一個水平方向??偣残杷母娎|。
??? 五線電阻屏特點(diǎn):
■ 解析度高,高速傳輸反應(yīng)。
■ 表面硬度,減少擦傷、刮傷及訪化學(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。
??? 五線電阻模擬量技術(shù)把兩個方向的電壓通過電阻網(wǎng)絡(luò)加在*里的那層金屬層上 ,*既檢測電壓又檢測電流的的方法測得觸摸點(diǎn)的位置,而外層ITO僅當(dāng)作導(dǎo)體層,共需五根電纜。

B:表面聲波技術(shù)觸摸屏
??? 表面聲波技術(shù)是利用聲波在物體的表面進(jìn)行傳輸,當(dāng)有物體觸摸到表面時,阻礙聲波的傳輸,換能器偵測到這個變化,反映給計(jì)算機(jī),進(jìn)而進(jìn)行鼠標(biāo)的模擬。
??? 表面聲波屏特點(diǎn):
■ 清晰度較高,透光率好。
■ 高度耐久,抗刮傷性良好。
■ 一次校正不漂移。
■ 反應(yīng)靈敏。
■ 適合于辦公室、機(jī)關(guān)單位及環(huán)境比較清潔的場所。
??? 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。

C:電容技術(shù)觸摸屏:
??? 利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作 。用戶觸摸屏幕時 ,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(dǎo)體,于是手指從接觸點(diǎn)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(jīng)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(jì)算,得出觸摸點(diǎn)的位置。
??? 電容觸摸屏的特點(diǎn):
■ 對大多數(shù)的環(huán)境污染物有抗力。
■ 人體成為線路的一部分,因而漂移現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
■ 帶手套不起作用。
■ 需經(jīng)常校準(zhǔn)。
■ 不適用于金屬機(jī)柜。
■ 當(dāng)外界有電感和磁感的時候,會使觸摸屏失靈。
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? 1970年代,美國軍方首次將觸摸屏(Touch Panel)技術(shù)應(yīng)用于軍事用途,此后,該項(xiàng)技術(shù)逐漸向民用移轉(zhuǎn),并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及,新一代觸摸技術(shù)和產(chǎn)品相繼出現(xiàn),其堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)得到大眾的認(rèn)同。目前,這種最為輕松的人機(jī)交互技術(shù)已經(jīng)被推向眾多領(lǐng)域,除了應(yīng)用于個人便攜式信息產(chǎn)品(如使用手寫輸入技術(shù)的PC、PDA、AV等)之外,應(yīng)用領(lǐng)域遍及信息家電、公共信息(如電子政務(wù)、銀行、醫(yī)院、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢等)、電子游戲、通訊設(shè)備、辦公室自動化設(shè)備、信息收集設(shè)備及工業(yè)設(shè)備等等。
??? 觸摸屏技術(shù)在我國的應(yīng)用雖然只有10多年的時間,但是它已經(jīng)成了繼鍵盤、鼠標(biāo)、手寫板、語音輸入后最為普通百姓所易接受的計(jì)算機(jī)輸入方式。因?yàn)槔眠@種技術(shù),用戶只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對主機(jī)操作,從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng),這種技術(shù)極大方便了用戶,非常適合多媒體信息查詢。同時,這種人機(jī)交互方式賦予了多媒體嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。
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觸摸屏原理
??? 觸摸屏附著在顯示器的表面,與顯示器相配合使用,如果能測量出觸摸點(diǎn)在屏幕上的坐標(biāo)位置,則可根據(jù)顯示屏上對應(yīng)坐標(biāo)點(diǎn)的顯示內(nèi)容或圖符獲知觸摸者的意圖。觸摸屏按其技術(shù)原理可分為五類:矢量壓力傳感式、電阻式、電容式、紅外線式、表面聲波式,其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統(tǒng)中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的復(fù)合薄膜屏,最下面是玻璃或有機(jī)玻璃構(gòu)成的基層,最上面是一層外表面經(jīng)過硬化處理從而光滑防刮的塑料層,中間是兩層金屬導(dǎo)電層,分別在基層之上和塑料層內(nèi)表面,在兩導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)把它們隔開。當(dāng)手指觸摸屏幕時,兩導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)處接觸。
??? 觸摸屏的兩個金屬導(dǎo)電層是觸摸屏的兩個工作面,在每個工作面的兩端各涂有一條銀膠,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(xù)的平行電壓分布。當(dāng)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(diǎn)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(diǎn)的X坐標(biāo)值。同理,當(dāng)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(diǎn)的Y坐標(biāo)。電阻式觸摸屏有四線和五線兩種。四線式觸摸屏的X工作面和Y工作面分別加在兩個導(dǎo)電層上,共有四根引出線,分別連到觸摸屏的X電極對和Y電極對上。五線式觸摸屏把X工作面和Y工作面都加在玻璃基層的導(dǎo)電涂層上,但工作時,仍是分時加電壓的,即讓兩個方向的電壓場分時工作在同一工作面上,而外導(dǎo)電層則僅僅用來充當(dāng)導(dǎo)體和電壓測量電極。因此,五線式觸摸屏的引出線需為5根。
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