觸控屏的基本原理

黃一鈁

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?xí)r,，所觸摸的位置 ( 以坐標(biāo)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(tǒng)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(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo),，再送給 CPU ，它同時能接收 CPU 發(fā)來的命令并加以執(zhí)行：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(fù)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(dǎo)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(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小 ( 小于千分之一英寸 ) 的透明隔離點把它們隔開絕緣,。
當(dāng)手指觸控屏幕時,，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導(dǎo)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?yōu)榉橇�,，這種接通狀態(tài)被控制器偵測到后，進(jìn)行 A ／ D 轉(zhuǎn)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(biāo),，同理得出 X 軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸控屏共同的最基本原理,。
2. 電容技術(shù)觸控屏：
是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的,。電容式觸控屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏,，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層 ITO ，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層 , 夾層 ITO 涂層作為工作面 , 四個角上引出四個電極,，內(nèi)層 ITO 為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境,。 當(dāng)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(dǎo)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(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算,，得出觸摸點的位置。電容觸控屏的特點：
■ 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),。
■ 不適用于金屬機柜。
■ 當(dāng)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(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)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(jīng)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(xiàn)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(huán)境條件，紅外線技術(shù)是觸控屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢,。采用聲學(xué)和其它材料學(xué)技術(shù)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(hù)繁雜等等問題。紅外線觸控屏只要真正實現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高分辨率,，必將替代其它技術(shù)產(chǎn)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(shù)目決定，因此分辨率較低,，市場上主要國內(nèi)產(chǎn)品為 32x32 ,、 40X32 ，另外還有說紅外屏對光照環(huán)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(nèi)代理商銷售宣傳的紅外屏的弱點。而最新的技術(shù)第五代紅外屏的分辨率取決于紅外對管數(shù)目,、掃描頻率以及差值算法,，分辨率已經(jīng)達(dá)到了 1000X720 ，至于說紅外屏在光照條件下不穩(wěn)定,，從第二代紅外觸控屏開始,，就已經(jīng)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(shù)產(chǎn)品,，它實現(xiàn)了 1000*720 高分辨率,、多層次自調(diào)節(jié)和自恢復(fù)的硬件適應(yīng)能力和高度智能化的判別識別，可長時間在各種惡劣環(huán)境下任意使用,。并且可針對用戶定制擴充功能,，如網(wǎng)絡(luò)控制、聲感應(yīng),、人體接近感應(yīng),、用戶軟件加密保護(hù)、紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?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(rèn)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(fā)射換能器為例： 發(fā)射換能器把控制器通過觸控屏電纜送來的電信號轉(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?yōu)殡娦盘枴?當(dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后,，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收換能器，走最右邊的最早到達(dá),，走最左邊的最晚到達(dá),，早到達(dá)的和晚到達(dá)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(jīng)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(yuǎn)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(biāo)。 發(fā)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(dāng)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(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刻位置上波形有一個衰減缺口,。 接收波形對應(yīng)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(biāo) 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(biāo),。之后 Y 軸同樣的過程判定出觸摸點的 Y 坐標(biāo),。除了一般觸控屏都能響應(yīng)的 X 、 Y 坐標(biāo)外,，表面聲波觸控屏還響應(yīng)第三軸 Z 軸坐標(biāo),，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。

duguofeng

好資料,，找了很久了

Max_Li

忍不住下了：）

我在飛

一鈁 大俠介紹的真詳細(xì),，謝謝！收下了,。

米粒

一鈁兄,，學(xué)習(xí)到了

飛虎119

學(xué)了，多謝,！

火星愚公

先做個標(biāo)記,，學(xué)習(xí)相關(guān)知識后，再回來看看

ytxinfan

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ZOJQR

謝謝樓主�,。,。。,。,。,。,。,。。,。,。�

3298707

學(xué)習(xí)了