觸摸屏的原理

    觸控屏的基本原理是，用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸控屏時，所觸摸的位置（以坐標形式）由觸 控屏控制器檢測，并通過接口（如 RS-232 串行口）送到CPU，從而確定輸入的信息。觸控屏系統一般包括觸控屏控制器（卡）和觸摸檢測裝置兩個部分。其中，觸控屏控制器（卡）的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發來的命令并加以執行：觸摸檢測裝置一般安裝在顯示器的前端，主要作用是檢測用戶的觸摸位置，并傳送給觸控屏控制卡。

    1．電阻觸控屏 

    電阻觸控屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內表面也涂有一層透明導電層，在兩層導電層之間有許多細?。ㄐ∮谇Х种挥⒋纾┑耐该鞲綦x點把它們隔開絕緣。 

    當手指觸控屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變為非零，這種接通狀態被控制器偵測到后，進行A／D轉換，并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點的Y軸坐標，同理得出X軸的坐標，這就是所有電阻技術觸控屏共同的最基本原理。 

    2．電容技術觸控屏

    電容技術觸控屏是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸控屏是是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃保護層，夾層ITO涂層作為工作面，四個角上引出四個電極，內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸控屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸控屏的四角上的電極中流出，并且流經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算，得出觸摸點的位置。

    電容觸控屏的特點：對大多數的環境污染物有抗力；人體成為線路的一部分，因而漂移現象比較嚴重；帶手套不起作用；需經常校準；不適用于金屬機柜；當外界有電感和磁感的時候，會使觸控屏失靈。 

    3．紅外觸控屏

    紅外觸控屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外觸控屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發射管和紅外接收管，一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸控屏幕時，手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現觸控屏操作。

    紅外觸控屏不受電流、電壓和靜電干擾，適宜惡劣的環境條件，紅外線技術是觸控屏產品最終的發展趨勢。采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障，如單一傳感器的受損、老化，觸摸界面怕受污染、破壞性使用，維護繁雜等等問題。紅外線觸控屏只要真正實現了高穩定性能和高分辨率，必將替代其它技術產品而成為觸控屏市場主流。 

    過去的紅外觸控屏的分辨率由框架中的紅外對管數目決定，因此分辨率較低，市場上主要國內產品為32x32、40X32，另外還有說紅外屏對光照環境因素比較敏感，在光照變化較大時會誤判甚至死機。這些正是國外非紅外觸控屏的國內代理商銷售宣傳的紅外屏的弱點。而最新的技術第五代紅外屏的分辨率取決于紅外對管數目、掃描頻率以及差值算法，分辨率已經達到了1000X720，至于說紅外屏在光照條件下不穩定，從第二代紅外觸控屏開始，就已經較好的克服了抗光干擾這個弱點。

    第五代紅外線觸控屏是全新一代的智能技術產品，它實現了1000*720高分辨率、多層次自調節和自恢復的硬件適應能力和高度智能化的判別識別，可長時間在各種惡劣環境下任意使用。并且可針對用戶定制擴充功能，如網絡控制、聲感應、人體接近感應、用戶軟件加密保護、紅外數據傳輸等。原來媒體宣傳的紅外觸控屏另外一個主要缺點是抗暴性差，其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能，這是其他的觸控屏所無法效仿的。

    4．表面聲波觸控屏 

    以右下角的X軸發射換能器為例： 發射換能器把控制器通過觸控屏電纜送來的電信號轉化為聲波能量向左方表面傳遞，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傳遞，聲波能量經過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變為電信號。

    當發射換能器發射一個窄脈沖后，聲波能量歷經不同途徑到達接收換能器，走最右邊的最早到達，走最左邊的最晚到達，早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號，不難看出，接收信號集合了所有在X軸方向歷經長短不同路徑回歸的聲波能量，它們在Y軸走過的路程是相同的，但在X軸上，最遠的比最近的多走了兩倍X軸最大距離。因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形疊加前的位置，也就是X軸坐標。

    發射信號與接收信號波形 在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形完全一樣。當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸控屏幕時，X軸途經手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口。 接收波形對應手指擋住部位信號衰減了一個缺口，計算缺口位置即得觸摸坐標 控制器分析到接收信號的衰減并由缺口的位置判定X坐標。之后Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐標。

    除了一般觸控屏都能響應的X、Y坐標外，表面聲波觸控屏還響應第三軸Z軸坐標，也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一旦確定，控制器就把它們傳給主機。