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william威廉希尔:触摸屏原理详细解析

发布时间:2022-03-26 13:52:30 来源:william威廉希尔 作者:williamhill吧

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  为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时,我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在LCD或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(触摸屏的工作原理)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。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。

  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,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。

  镍金涂层,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,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,不适合作为电阻触摸屏的工作面,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。

  随着使用电脑作为信息来源的与日俱增,触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点,使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有具有相当大的优越性。

  触摸屏出现在中国市场上至今只有短短的几年时间,这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解,包括一些正打算使用触摸屏的系统设计师,还都把触摸屏当作可有可无的设备,从发达国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处在的阶段来看,这种观念还具有一定的普遍性。事实上,触摸屏是一个使多媒体信息或控制改头换面的设备,它赋予多媒体系统以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。发达国家的系统设计师们和我国率先使用触摸屏的系统设计师们已经清楚的知道, 触摸屏对于各种应用领域的电脑已经不再是可有可无的东西,而是必不可少的设备。它极大的简化了计算机的使用,即使是对计算机一无所知的人,也照样能够信手拈来,使计算机展现出更大的魅力。解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题。

  触摸屏的主要三大种类是:电阻技术触摸屏、 表面声波技术触摸屏、 电容技术触摸屏。 每一类触摸屏都有其各自的优缺点,要了解那种触摸屏适用于那种场合, 关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。

  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,表面图有一层透明氧化金属 (ITO氧化铟,透明的导电电阻) 导电层,上面在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ITO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,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。

  电阻屏自进入市场以来,就以稳定的质量, 可*的品质及环境的高度适应性占据了广大的市场。尤其在工控领域内,由于对其环境和条件的高要求,更显示出电阻屏的独特性, 使其产品在同类触摸产品中占有90%的市场量,已成为市场上的主流产品。它最大的特点是不怕油污,灰尘,水。

  G-Touch最新的第四代电阻技术触摸屏与其他电阻屏产品不同之处在于:它以玻璃为基层板,使得透光率更高,反射折射率更适用于使用者 。同时,均匀涂布玻璃板底层的导电层把吸附在触摸屏上的静电粒子通过地线卸载掉,保证了触摸定位更准确 、更灵敏,彻底解除带电粒子过多引起的漂移现象、定位不准、反应速度缓慢、使它寿命更长(物理测定单点连续使用可达15年以上),并具备了免维护的能力,防刮伤度也得到极大提高。确是是一种品质卓越而价格合理的产品。

  四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压:一个竖直方向, 一个水平方向。总共需四根电缆。

  五线电阻模拟量技术把两个方向的电压通过电阻网络加在*里的那层金属层上 ,*既检测电压又检测电流的的方法测得触摸点的位置,而外层ITO仅当作导体层,共需五根电缆。

  表面声波技术是利用声波在物体的表面进行传输,当有物体触摸到表面时,阻碍声波的传输,换能器侦测到这个变化,反映给计算机,进而进行鼠标的模拟。

  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。

  利用人体的电流感应进行工作 。用户触摸屏幕时 ,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。

  1970年代,美国军方首次将触摸屏(Touch Panel)技术应用于军事用途,此后,该项技术逐渐向民用移转,并且随着网络技术的发展和互联网应用的普及,新一代触摸技术和产品相继出现,其坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点得到大众的认同。目前,这种最为轻松的人机交互技术已经被推向众多领域,除了应用于个人便携式信息产品(如使用手写输入技术的PC、PDA、AV等)之外,应用领域遍及信息家电、公共信息(如电子政务、银行、医院、电力等部门的业务查询等)、电子游戏、通讯设备、办公室自动化设备、信息收集设备及工业设备等等。

  触摸屏技术在我国的应用虽然只有10多年的时间,但是它已经成了继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通百姓所易接受的计算机输入方式。因为利用这种技术,用户只要用手指轻轻地触碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作,从而使人机交互更为直截了当,这种技术极大方便了用户,非常适合多媒体信息查询。同时,这种人机交互方式赋予了多媒体崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。

  触摸屏附着在显示器的表面,与显示器相配合使用,如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置,则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。触摸屏按其技术原理可分为五类:矢量压力传感式、电阻式、电容式、红外线式、表面声波式,其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏,最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层,最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层,中间是两层金属导电层,分别在基层之上和塑料层内表面,在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。当手指触摸屏幕时,两导电层在触摸点处接触。

  触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面,在每个工作面的两端各涂有一条银胶,称为该工作面的一对电极,若在一个工作面的电极对上施加电压,则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。当在X方向的电极对上施加一确定的电压,而Y方向电极对上不加电压时,在X平行电压场中,触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来,通过测量Y+电极对地的电压大小,便可得知触点的X坐标值。同理,当在Y电极对上加电压,而X电极对上不加电压时,通过测量X+电极的电压,便可得知触点的Y坐标。电阻式触摸屏有四线和五线两种。四线式触摸屏的X工作面和Y工作面分别加在两个导电层上,共有四根引出线,分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。五线式触摸屏把X工作面和Y工作面都加在玻璃基层的导电涂层上,但工作时,仍是分时加电压的,即让两个方向的电压场分时工作在同一工作面上,而外导电层则仅仅用来充当导体和电压测量电极。因此,五线根。