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觸屏

1.什么是觸屏

  觸屏是指用手指或其它物體觸摸安裝在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(lái)定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成。

2.觸屏的分類(lèi)和功能

  1、紅外線(xiàn)式觸屏

  紅外線(xiàn)觸摸屏原理很簡(jiǎn)單,只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框,無(wú)需在屏幕表面加上涂層或接駁控制器,光點(diǎn)距架框的四邊排列了紅外線(xiàn)發(fā)射管及接收管,在屏幕表面形成一個(gè)紅外線(xiàn)網(wǎng)用戶(hù)以手指觸摸屏幕某一點(diǎn),便會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線(xiàn),計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)位置。紅外觸摸屏不受電流電壓和靜電干擾,適宜某些惡劣的環(huán)境條件,其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、安裝方便,不需要卡或其它任何控制器,可以用在各檔次的計(jì)算機(jī)上。不過(guò),由于只是在普通屏幕增加了框架,在使用過(guò)程中架框四周的紅外線(xiàn)發(fā)射管及接收管很容易損壞,且分辨率較低。

  2、電容式觸屏

  電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器 電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極,在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。用戶(hù)觸摸屏幕時(shí),由于人體電場(chǎng),手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn),而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱,準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器,更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響,就算屏幕沾有污穢塵?;蛴蜐n,電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置.

  電容觸摸屏的缺陷

  電容觸摸屏的透光率和清楚度優(yōu)于四線(xiàn)電阻屏,當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線(xiàn)電阻屏相比。電容屏反光嚴(yán)重,而且,電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對(duì)各波長(zhǎng)光的透光率不均勻,存在色彩失真的問(wèn)題,由于光線(xiàn)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(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)電極使用,當(dāng)有導(dǎo)體靠近和夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時(shí),流走的電流就足夠引起電容屏的誤動(dòng)作。我們知道,電容值雖然和極間距離成反比,卻和相對(duì)面積成正比,并且還和介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此,當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時(shí)就能引起電容屏的誤動(dòng)作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴(yán)重,手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以?xún)?nèi)或身體靠近顯示器15厘米以?xún)?nèi)就能引起電容屏的誤動(dòng)作。電容屏的另一個(gè)缺點(diǎn)用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒(méi)有反應(yīng),這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^緣的介質(zhì)。電容屏更主要的缺點(diǎn)是漂移:當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時(shí),環(huán)境電場(chǎng)發(fā)生改變時(shí),都會(huì)引起電容屏的漂移,造成不準(zhǔn)確。例如:開(kāi)機(jī)后顯示器溫度上升會(huì)造成漂移:用戶(hù)觸摸屏幕的同時(shí)另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會(huì)漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移,您觸摸時(shí)假如有人圍過(guò)來(lái)觀看也會(huì)引起漂移;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足,環(huán)境電勢(shì)面(包括用戶(hù)的身體)雖然和電容觸摸屏離得較遠(yuǎn),卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸摸位置的測(cè)定。此外,理論上許多應(yīng)該線(xiàn)性的關(guān)系實(shí)際上卻是非線(xiàn)性,如:體重不同或手指濕潤(rùn)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(gè)分電流量的變化是非線(xiàn)性的關(guān)系,電容觸摸屏采用的這種四個(gè)角的自定義極坐標(biāo)系還沒(méi)有坐標(biāo)上的原點(diǎn),漂移后控制器不能察覺(jué)和恢復(fù),而且,4個(gè)A/D完成后,由四個(gè)分流量的值到觸摸點(diǎn)在直角坐標(biāo)系上的X、Y坐標(biāo)值的計(jì)算過(guò)程復(fù)雜。由于沒(méi)有原點(diǎn),電容屏的漂移是累積的,在工作現(xiàn)場(chǎng)也經(jīng)常需要校準(zhǔn)。電容觸摸屏最外面的矽土保護(hù)玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個(gè)小洞就會(huì)傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運(yùn)輸過(guò)程中傷及內(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。

  3、電阻觸屏

  觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜,由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層,表面涂有一層透明的導(dǎo)電層(OTI,氧化銦),上面再蓋有一層外表面硬化處理光滑防刮的塑料層,它的內(nèi)表面也涂有一層OTI,在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開(kāi)絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕,兩層OTI導(dǎo)電層出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn),因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場(chǎng),使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇?,控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后,進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,并將得到的電壓值與5V相比,即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo),同理得出X軸的坐標(biāo),這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻屏根據(jù)引出線(xiàn)數(shù)多少,分為四線(xiàn)五線(xiàn)等多線(xiàn)電阻觸摸屏。五線(xiàn)電阻觸摸屏的A面是導(dǎo)電玻璃而不是導(dǎo)電涂覆層,導(dǎo)電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高,并且可以提高透光率

  電阻式觸摸屏的OTI涂層比較薄且容易脆斷,涂得太厚又會(huì)降低透光且形成內(nèi)反射降低清晰度,OTI外雖多加了一層薄塑料保護(hù)層,但依然容易被銳利物件所破壞;且由于經(jīng)常被觸動(dòng),表層OTI使用一定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)細(xì)小裂紋,甚至變型,如其中一點(diǎn)的外層OTI受破壞而斷裂,便失去作為導(dǎo)電體的作用,觸摸屏的壽命并不長(zhǎng)久但電阻式觸摸屏不受塵埃水污物影響.

  常用的透明導(dǎo)電涂層材料有:

  A、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是任何電阻技術(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。

  B、鎳金涂層,五線(xiàn)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(zhǎng)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)樗麑?dǎo)電率高,而且金屬不易做到厚度很均勻,不宜作電壓分布層,只能作為探層。

  4、表面聲波觸屏

  表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面球面或是柱面的玻璃平板,安裝在CRTLEDLCD或是等離子顯示器屏幕的前面。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強(qiáng)化玻璃,區(qū)別于其它觸摸屏技術(shù)是沒(méi)有任何貼膜和覆蓋層。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器,右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器,玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋 發(fā)射換能器把控制器通過(guò)觸摸屏電纜送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f,然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f,聲波能量經(jīng)過(guò)屏體表面,再由上邊的反射條紋聚成向右的線(xiàn)傳播給X-軸的接收換能器,接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘?hào)。發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)波形在沒(méi)有觸摸的時(shí)候,接收信號(hào)的波形與參照波形完全一樣當(dāng)手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時(shí),X軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收,反應(yīng)在接收波形上即某一時(shí)刻位置上波形有一個(gè)衰減缺口。接收波形對(duì)應(yīng)手指擋住部位信號(hào)衰減了一個(gè)缺口,計(jì)算缺口位置即得觸摸坐標(biāo),控制器分析到接收信號(hào)的衰減并由缺口的位置判定X坐標(biāo),之后Y軸同樣的過(guò)程判定出觸摸點(diǎn)的Y坐標(biāo)。除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的XY坐標(biāo)外,表面聲波觸摸屏還響應(yīng)第三軸Z軸坐標(biāo),也就是能感知用戶(hù)觸摸壓力大小值。三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機(jī)

  表面聲波觸摸屏不受溫度濕度等環(huán)境因素影響,分辨率極高,有極好的防刮性,壽命長(zhǎng)(5000萬(wàn)次無(wú)故障);透光率高(92%),能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量;沒(méi)有漂移,最適合公共場(chǎng)所使用。但表面感應(yīng)系統(tǒng)的感應(yīng)轉(zhuǎn)換器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作下,會(huì)因聲能所產(chǎn)生的壓力而受到損壞,一般羊毛或皮革手套都會(huì)接收部分聲波,對(duì)感應(yīng)的準(zhǔn)確度也受一定的影響。屏幕表面或接觸屏幕的手指如沾有水漬油漬污物或塵埃,也會(huì)影響其性能,甚至令系統(tǒng)停止運(yùn)作

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