各種觸摸屏的原理
來源: 發布時間:2023-09-06 00:00:00
 

 為了操作上的方(fang)便,人們(men)用(yong)觸(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)來代替鼠標或(huo)鍵盤。工作時,我們(men)必須(xu)首先用(yong)手指(zhi)或(huo)其(qi)它物體(ti)觸(chu)(chu)摸(mo)安裝在顯示器前端的觸(chu)(chu)摸(mo)屏(ping),然(ran)后系統根據(ju)手指(zhi)觸(chu)(chu)摸(mo)的圖標或(huo)菜單位置來定位選(xuan)擇信(xin)息輸入。觸(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)由觸(chu)(chu)摸(mo)檢測部件(jian)和觸(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)控制(zhi)器組成(cheng);觸(chu)摸檢測(ce)部件安裝在(zai)顯(xian)示器屏幕前面,用于檢測(ce)用戶(hu)觸(chu)摸位置,接受后送觸(chu)摸屏控制器;而(er)觸(chu)摸屏(ping)控制器的主要作用是(shi)從(cong)觸(chu)摸點檢測裝(zhuang)置上接收觸(chu)摸信(xin)息,并(bing)將它(ta)轉換成觸(chu)點坐標,再送給CPU,它同時能接收CPU發來的命令(ling)并(bing)加以(yi)執行(xing)。

  觸摸屏的(de)主(zhu)要類型

  按照觸摸(mo)(mo)屏(ping)的工作(zuo)原(yuan)理和傳輸信息的介質,我們把觸摸(mo)(mo)屏(ping)分為四(si)種(zhong),它們分別為電(dian)阻(zu)式、電(dian)容感應式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸(mo)(mo)屏(ping)都(dou)有其各(ge)自的優缺點,要(yao)了(le)解(jie)那種(zhong)觸摸(mo)(mo)屏(ping)適用于(yu)那種(zhong)場(chang)合,關鍵就在(zai)于(yu)要(yao)懂得每一類觸摸(mo)(mo)屏(ping)技術(shu)的工作(zuo)原(yuan)理和特點。下(xia)面對上述的各(ge)種(zhong)類型的觸摸(mo)(mo)屏(ping)進行簡要(yao)介紹一下(xia):

  1 電(dian)阻(zu)式觸摸屏

  這種觸(chu)摸屏(ping)(ping)利(li)用壓力感應進行控制。電(dian)阻觸(chu)摸屏(ping)(ping)的主要(yao)部分是(shi)一塊與(yu)顯(xian)示器表面非常(chang)配合(he)(he)的電(dian)阻薄膜(mo)屏(ping)(ping),這是(shi)一種多層的復合(he)(he)薄膜(mo),它以一層玻璃或硬(ying)塑料平板作為(wei)基層,表面涂有(you)一層透明(ming)氧化(hua)金屬(透明的導電(dian)電(dian)阻(zu))導電層(ceng),上面再蓋有(you)一層(ceng)外表(biao)(biao)面硬化處理、光滑防擦的塑(su)料層(ceng)、它(ta)的內表(biao)(biao)面也(ye)涂有(you)一層(ceng)涂層(ceng)、在(zai)他(ta)們之(zhi)間(jian)有(you)許多細(xi)小的(小于1/1000英寸)的透明(ming)隔(ge)離點(dian)把兩層(ceng)導電層(ceng)隔(ge)開絕緣。 當手指觸(chu)摸屏幕時,兩層導電層在觸(chu)摸點位置就(jiu)有了接觸(chu),電阻發生變化,在XY兩個(ge)方(fang)向(xiang)上產生(sheng)信(xin)號,然后送觸(chu)摸屏控制器。控制器偵測到這(zhe)一接(jie)觸(chu)并計算(suan)出(chu)(XY)的(de)位置,再根據(ju)模擬鼠(shu)標的(de)方式運作。這就是(shi)電阻技(ji)術觸摸屏的(de)最(zui)基本的(de)原理(li)。 電(dian)阻類觸摸屏的(de)關鍵在于材料科(ke)技,常(chang)用的(de)透明導電(dian)涂層材料有(you):

  AITO,氧化銦(yin),弱(ruo)導電體,特性是(shi)當厚度降到1800個埃(埃(ai)=10-10)以下時(shi)會突然變得透明,透光率為80%,再(zai)薄下(xia)去透光率反(fan)而下(xia)降(jiang),到300埃(ai)厚度時又上升到(dao)80%ITO是(shi)所有電(dian)阻技術(shu)(shu)觸摸(mo)屏(ping)(ping)及電(dian)容(rong)技術(shu)(shu)觸摸(mo)屏(ping)(ping)都用到(dao)的主要(yao)材料,實際(ji)上電(dian)阻和電(dian)容(rong)技術(shu)(shu)觸摸(mo)屏(ping)(ping)的工(gong)作面(mian)就是(shi)ITO涂層。

  B、鎳金(jin)(jin)涂層(ceng),五線(xian)電(dian)阻觸摸(mo)屏的(de)(de)(de)外層(ceng)導(dao)電(dian)層(ceng)使用的(de)(de)(de)是延(yan)展性(xing)好的(de)(de)(de)鎳金(jin)(jin)涂層(ceng)材料,外導(dao)電(dian)層(ceng)由于頻繁觸摸(mo),使用延(yan)展性(xing)好的(de)(de)(de)鎳金(jin)(jin)材料目的(de)(de)(de)是為(wei)(wei)了延(yan)長使用壽命,但是工藝成本(ben)較為(wei)(wei)高(gao)昂。鎳金(jin)(jin)導(dao)電(dian)層(ceng)雖然延(yan)展性(xing)好,但是只(zhi)能作(zuo)(zuo)透(tou)明導(dao)體,不適合作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)電(dian)阻觸摸(mo)屏的(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)面(mian),因(yin)為(wei)(wei)它(ta)導(dao)電(dian)率高(gao),而且金(jin)(jin)屬不易做(zuo)到厚(hou)度(du)非(fei)常均勻,不宜作(zuo)(zuo)電(dian)壓分布層(ceng),只(zhi)能作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)探層(ceng)。

  1.1四線電阻屏(ping)

  四線電(dian)阻模擬量(liang)技術的兩層(ceng)透明金屬層(ceng)工作時每(mei)層(ceng)均增加5V恒定電壓(ya):一(yi)個豎直方(fang)向,一(yi)個水平方(fang)向。總共需四(si)根電纜(lan)。 特(te)點:高解析度,高速傳輸反應。 表面(mian)硬度(du)處理,減少擦傷(shang)(shang)、刮傷(shang)(shang)及防化學(xue)處理。 具有光(guang)面及霧面處理。 一次校正,穩(wen)定性高(gao),永(yong)不漂移(yi)。

  1.2五線電阻屏

  五線電(dian)(dian)阻(zu)技術觸(chu)摸屏的基層把兩(liang)個方向的電(dian)(dian)壓場通過精密(mi)電(dian)(dian)阻(zu)網絡都加(jia)在(zai)玻璃的導(dao)電(dian)(dian)工作(zuo)面上,我們(men)可以簡單的理解為(wei)兩(liang)個方向的電(dian)(dian)壓場分時(shi)工作(zuo)加(jia)在(zai)同一工作(zuo)面上,而外層鎳金導(dao)電(dian)(dian)層只僅僅用(yong)來當作(zuo)純導(dao)體,有(you)觸(chu)摸后分時(shi)檢測內(nei)層ITO接觸點X軸(zhou)和Y軸(zhou)電壓值的(de)方法測(ce)得觸摸(mo)點的(de)位置(zhi)。五線電阻觸摸(mo)屏內層ITO需四(si)條(tiao)引線(xian),外層(ceng)只作導體僅僅一條(tiao),觸(chu)摸(mo)屏(ping)得引出線(xian)共(gong)有5條。 特點:解析度高(gao),高(gao)速傳(chuan)輸反(fan)應。 表面硬(ying)度高,減少擦傷、刮傷及防化(hua)學(xue)處理。 同點接觸(chu)3000萬次尚可使用。 導電玻(bo)璃(li)為基材的介質。 一(yi)次校正,穩定性高,永不漂移。 五線電阻觸(chu)摸屏有高價(jia)位和(he)對環境要求高的缺點

  1. 3電(dian)阻屏的局限

  不(bu)管(guan)是四線(xian)電阻(zu)觸(chu)(chu)摸屏還是五線(xian)電阻(zu)觸(chu)(chu)摸屏,它(ta)(ta)們(men)都是一(yi)種對外界完全隔離(li)的工作環境,不怕灰塵(chen)和水汽,它(ta)(ta)可以用任(ren)何物體來(lai)觸摸,可以用來寫字畫畫,比較適合工業控(kong)制(zhi)領域及辦公室內有(you)限人的使用。電阻(zu)觸摸(mo)屏共同的缺(que)點是因為(wei)復(fu)合薄膜的外層(ceng)采用塑膠材料,不知道的人(ren)太用力或使用銳(rui)器觸摸可能劃(hua)傷整個(ge)觸摸屏而導致報廢。不過,在限度之內,劃(hua)傷只會傷及外導電層,外導電層的劃(hua)傷對于五線電阻觸摸屏來(lai)說(shuo)沒有關系,而對四(si)線(xian)電阻觸摸屏來說是致命的(de)。

  2 電容式觸摸屏(ping)

  2.1電(dian)容技術觸摸屏

  是(shi)利用人體的電(dian)流感應進行工作的。電(dian)容式觸摸屏是(shi)是(shi)一塊四層復合玻(bo)璃屏,玻(bo)璃屏的內(nei)表(biao)面和夾層各(ge)涂有一層ITO,最外層是一(yi)薄層矽土(tu)玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四(si)個(ge)角(jiao)上引出四(si)個(ge)電(dian)極(ji),內層ITO為屏蔽層以(yi)保證良好的工作環(huan)境。 當手指(zhi)觸(chu)摸(mo)在金屬層(ceng)上(shang)時,由(you)于人(ren)體電(dian)(dian)場(chang),用(yong)戶和觸(chu)摸(mo)屏表(biao)面形成以一個(ge)(ge)耦合電(dian)(dian)容,對(dui)于高頻電(dian)(dian)流(liu)(liu)來說,電(dian)(dian)容是直(zhi)接(jie)(jie)導體,于是手指(zhi)從接(jie)(jie)觸(chu)點吸(xi)走一個(ge)(ge)很(hen)小的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)。這個(ge)(ge)電(dian)(dian)流(liu)(liu)分從觸(chu)摸(mo)屏的(de)(de)四(si)(si)角(jiao)上(shang)的(de)(de)電(dian)(dian)極中流(liu)(liu)出(chu),并且流(liu)(liu)經這四(si)(si)個(ge)(ge)電(dian)(dian)極的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)與手指(zhi)到四(si)(si)角(jiao)的(de)(de)距離成正(zheng)比(bi),控制器(qi)通過對(dui)這四(si)(si)個(ge)(ge)電(dian)(dian)流(liu)(liu)比(bi)例的(de)(de)精(jing)確(que)計算,得出(chu)觸(chu)摸(mo)點的(de)(de)位置。

  2.2電容(rong)觸摸屏(ping)的缺陷

  電(dian)容(rong)觸摸(mo)屏(ping)(ping)的透光率和清晰度優于(yu)四(si)(si)線(xian)電(dian)阻(zu)屏(ping)(ping),當然還不能和表面聲(sheng)波屏(ping)(ping)和五線(xian)電(dian)阻(zu)屏(ping)(ping)相比。電(dian)容(rong)屏(ping)(ping)反光嚴重,而且(qie),電(dian)容(rong)技(ji)術的四(si)(si)層復合觸摸(mo)屏(ping)(ping)對(dui)各(ge)波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于(yu)光線(xian)在各(ge)層間的反射,還造成圖(tu)像字符的模(mo)糊。 電(dian)(dian)容(rong)(rong)屏在原理上把人體當作一個(ge)(ge)電(dian)(dian)容(rong)(rong)器(qi)元件的一個(ge)(ge)電(dian)(dian)極(ji)使用(yong),當有(you)導(dao)體靠(kao)近與夾層ITO工作面之(zhi)間耦合出(chu)足夠量容值的(de)(de)(de)電容時(shi),流走的(de)(de)(de)電流就足夠引起電容屏的(de)(de)(de)誤動作。我們知道,電容值雖然與極(ji)間距(ju)離(li)成反比,卻(que)與相對面積成正比,并且還與介質的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)絕緣系數(shu)有關。因此,當較(jiao)大面積的(de)(de)(de)手(shou)掌(zhang)或手(shou)持的(de)(de)(de)導體物(wu)靠近(jin)電容屏而不是觸(chu)摸時(shi)就能引起電容屏的(de)(de)(de)誤動作,在潮濕(shi)的(de)(de)(de)天氣,這(zhe)種情況(kuang)尤為嚴(yan)重,手(shou)扶住(zhu)顯示(shi)器、手(shou)掌(zhang)靠近(jin)顯示(shi)器7厘米以內或身體(ti)靠近顯示(shi)器15厘米以內就(jiu)能引(yin)起電容屏的誤動作(zuo)。 電(dian)容屏的(de)(de)(de)另一個缺點用戴手(shou)套的(de)(de)(de)手(shou)或手(shou)持不導電(dian)的(de)(de)(de)物體觸摸時沒有(you)反應,這(zhe)是(shi)因為增加了更為絕緣(yuan)的(de)(de)(de)介(jie)質。 電容屏(ping)更主要的缺點是漂(piao)移:當環境溫度、濕(shi)度改(gai)變(bian)(bian)時(shi),環境電場發生改(gai)變(bian)(bian)時(shi),都(dou)會引起電容屏(ping)的漂(piao)移,造成(cheng)不準確。例如:開機后顯(xian)(xian)示器溫度上升會造成(cheng)漂(piao)移:用戶觸摸屏(ping)幕的同時(shi)另一只手或身體一側靠近顯(xian)(xian)示器會漂(piao)移;電容觸摸屏附(fu)近較大的物體搬(ban)移后回漂(piao)移,你觸摸時如果有人圍過(guo)來觀看(kan)也會引起漂(piao)移;電容(rong)屏(ping)的(de)(de)漂移原因屬于技術(shu)上的(de)(de)先天(tian)不(bu)足,環境電勢面(包括用(yong)戶(hu)的身體)雖然與電(dian)(dian)容觸(chu)摸屏離得(de)較遠,卻比手(shou)指頭面(mian)積大的(de)多,他(ta)們直接影響(xiang)了觸(chu)摸位置的(de)測定。此外,理論上(shang)許多應該線性的(de)關系(xi)實際(ji)上(shang)卻是(shi)非(fei)線性,如:體(ti)重不(bu)同或者手(shou)指濕(shi)潤程度不(bu)同的(de)人吸走的(de)總(zong)電(dian)(dian)流量(liang)是(shi)不(bu)同的(de),而總(zong)電(dian)(dian)流量(liang)的(de)變化和四個分電(dian)(dian)流量(liang)的(de)變化是(shi)非(fei)線性的(de)關系(xi),電(dian)(dian)容觸(chu)摸屏采(cai)用的(de)這種(zhong)四個角的(de)自(zi)定義極坐(zuo)標系(xi)還沒有(you)坐(zuo)標上(shang)的(de)原點,漂移(yi)后控制器不(bu)能察覺和恢復,而且,4個(ge)A/D完(wan)成后,由四個(ge)分流量的值到觸(chu)摸點在直角坐標系上的XY坐標值(zhi)的計算過程復雜(za)。由(you)于沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在(zai)工作現場也(ye)經常需要校準。 電容(rong)觸摸屏最外面的(de)矽土保(bao)護(hu)玻璃防刮擦(ca)性很好(hao),但(dan)是怕指(zhi)甲或硬(ying)物的(de)敲(qiao)(qiao)擊,敲(qiao)(qiao)出一(yi)個小洞就會傷及(ji)夾層ITO,不管是(shi)傷及夾層ITO還是安裝運輸過(guo)程中傷及內表面ITO層,電容屏就(jiu)不(bu)能正常工作了。

  3、紅外線式觸摸屏

  紅外觸摸(mo)屏是利用XY方向上密布的(de)(de)紅(hong)外(wai)線矩陣來檢測并定(ding)位(wei)(wei)用戶的(de)(de)觸(chu)摸(mo)。紅(hong)外(wai)觸(chu)摸(mo)屏在顯示器的(de)(de)前面安裝一(yi)個(ge)電路板外(wai)框,電路板在屏幕四邊(bian)排(pai)布紅(hong)外(wai)發射管和紅(hong)外(wai)接收管,一(yi)一(yi)對應形成橫(heng)豎交叉(cha)的(de)(de)紅(hong)外(wai)線矩陣。用戶在觸(chu)摸(mo)屏幕時,手指就(jiu)會(hui)擋住經過該(gai)位(wei)(wei)置的(de)(de)橫(heng)豎兩條紅(hong)外(wai)線,因而(er)(er)可以判斷(duan)出觸(chu)摸(mo)點在屏幕的(de)(de)位(wei)(wei)置。任何觸(chu)摸(mo)物體都可改變觸(chu)點上的(de)(de)紅(hong)外(wai)線而(er)(er)實現觸(chu)摸(mo)屏操作。 早期觀念上,紅(hong)外(wai)觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)存在分辨率低、觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)方式受(shou)(shou)(shou)限(xian)(xian)制和(he)易(yi)受(shou)(shou)(shou)環(huan)境(jing)(jing)干擾而(er)(er)誤動作等(deng)(deng)(deng)技術(shu)(shu)上的(de)(de)局(ju)限(xian)(xian),因而(er)(er)一度淡出過市場(chang)。此后第(di)(di)二代(dai)紅(hong)外(wai)屏(ping)(ping)部分解決了(le)抗光干擾的(de)(de)問題,第(di)(di)三代(dai)和(he)第(di)(di)四代(dai)在提升(sheng)分辨率和(he)穩(wen)(wen)定性(xing)能(neng)上亦有(you)所(suo)改進(jin),但都(dou)(dou)沒有(you)在關鍵(jian)指標或綜(zong)合性(xing)能(neng)上有(you)質(zhi)的(de)(de)飛躍。但是,了(le)解觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)技術(shu)(shu)的(de)(de)人都(dou)(dou)知道,紅(hong)外(wai)觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)不(bu)受(shou)(shou)(shou)電流、電壓和(he)靜(jing)電干擾,適宜惡劣的(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)條件,紅(hong)外(wai)線(xian)技術(shu)(shu)是觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)產品最終(zhong)的(de)(de)發展趨勢。采用(yong)聲學(xue)和(he)其(qi)它材料學(xue)技術(shu)(shu)的(de)(de)觸(chu)(chu)(chu)屏(ping)(ping)都(dou)(dou)有(you)其(qi)難以逾越的(de)(de)屏(ping)(ping)障,如單一傳感器的(de)(de)受(shou)(shou)(shou)損、老化(hua),觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)界面怕受(shou)(shou)(shou)污染、破壞性(xing)使用(yong),維(wei)護繁(fan)雜等(deng)(deng)(deng)等(deng)(deng)(deng)問題。紅(hong)外(wai)線(xian)觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)只要真正實現了(le)高穩(wen)(wen)定性(xing)能(neng)和(he)高分辨率,必將替代(dai)其(qi)它技術(shu)(shu)產品而(er)(er)成為觸(chu)(chu)(chu)摸(mo)屏(ping)(ping)市場(chang)主(zhu)流。 過去的(de)紅外觸(chu)摸(mo)屏的(de)分辨率(lv)由框架中的(de)紅外對管數目決定(ding),因此分辨率(lv)較低(di),市(shi)場上(shang)主要國內產品為32x3240X32,另外(wai)還有說紅(hong)(hong)外(wai)屏對(dui)光照環境因素比(bi)較敏感,在光照變化較大時會誤判甚至(zhi)死機。這些正是國外(wai)非紅(hong)(hong)外(wai)觸摸屏的(de)國內(nei)代理商(shang)銷售宣傳(chuan)的(de)紅(hong)(hong)外(wai)屏的(de)弱點。而最新的(de)技術第五代紅(hong)(hong)外(wai)屏的(de)分辨率取決于紅(hong)(hong)外(wai)對(dui)管數(shu)目、掃描頻(pin)率以及差值算(suan)法,分辨率已經達(da)到了1000X720,至(zhi)于說紅外屏在光(guang)照條件下不(bu)穩(wen)定,從第二代紅外觸摸屏開始(shi),就已(yi)經較好(hao)的克服了抗光(guang)干擾這(zhe)個(ge)弱點。 第五代(dai)紅外(wai)線(xian)觸(chu)摸屏是(shi)全新一代(dai)的智能技術(shu)產品,它實現了1000*720高分(fen)辨(bian)率、多層次自(zi)調節(jie)和(he)自(zi)恢復的硬件適應(ying)(ying)能(neng)力和(he)高度智能(neng)化的判別(bie)識(shi)別(bie),可長時間(jian)在(zai)各種惡劣環境下任意使用(yong)。并且可針對用(yong)戶定制(zhi)擴充功能(neng),如網絡控(kong)制(zhi)、聲感應(ying)(ying)、人體接近感應(ying)(ying)、用(yong)戶軟件加(jia)密保(bao)護、紅外(wai)數據傳輸等(deng)。 原來媒體(ti)宣(xuan)傳的(de)紅(hong)外觸摸(mo)屏另外一個主(zhu)要缺點(dian)是抗(kang)暴(bao)性(xing)差(cha),其(qi)實紅(hong)外屏完全可以選用任何客戶(hu)認為滿意(yi)的(de)防暴(bao)玻璃(li)而不會增加(jia)太多(duo)的(de)成(cheng)本和影響使(shi)用性(xing)能,這是其(qi)他的(de)觸摸(mo)屏所無法效仿(fang)的(de)。

  4、表面聲波觸摸(mo)屏

  4.1 表面聲波(bo)

  表(biao)面聲波(bo),超聲波(bo)的一種(zhong),在介質(例如玻璃(li)或金屬等剛性材料(liao))表面(mian)淺層傳(chuan)播的機械(xie)能(neng)量波。通過(guo)楔(xie)形三角基座(根(gen)據(ju)表面(mian)波的(de)波長嚴格設(she)計),可以(yi)做(zuo)到定向、小角(jiao)度(du)的表面聲(sheng)波(bo)(bo)能量發(fa)射。表面聲(sheng)波(bo)(bo)性(xing)能穩定、易于分析,并且在橫波(bo)(bo)傳遞過程中具有非常尖銳的頻(pin)率特(te)性(xing),近年來在無損(sun)探傷(shang)、造影和退波(bo)(bo)器方向上(shang)應用發(fa)展很快(kuai),表面聲(sheng)波(bo)(bo)相關的理(li)論研究、半導體材(cai)料(liao)、聲(sheng)導材(cai)料(liao)、檢測技術(shu)等技術(shu)都已經(jing)相當成(cheng)熟。 表面(mian)聲波(bo)觸摸屏(ping)的(de)觸摸屏(ping)部分可以是一(yi)塊平面(mian)、球面(mian)或(huo)是柱(zhu)面(mian)的(de)玻璃平板,安(an)裝在(zai)CRTLEDLCD或是等離(li)子顯示器(qi)(qi)屏幕(mu)的前面(mian)。玻(bo)(bo)璃屏的左上角(jiao)和(he)右(you)下(xia)角(jiao)各(ge)固定(ding)了豎直和(he)水(shui)平方向的超聲(sheng)波(bo)發(fa)射換能器(qi)(qi),右(you)上角(jiao)則(ze)固定(ding)了兩個相應的超聲(sheng)波(bo)接收換能器(qi)(qi)。玻(bo)(bo)璃屏的四個周邊則(ze)刻有(you)45°角(jiao)由疏到密間隔(ge)非常精密的反(fan)射條紋(wen)。

  4.2 表面聲波觸(chu)摸(mo)屏工(gong)作原理

  以右下角的X-軸發射(she)換能器為例: 發射(she)(she)(she)換能器把(ba)控制器通過觸摸屏電(dian)纜送來的(de)電(dian)信(xin)號轉化為聲波(bo)能量(liang)向(xiang)左方表(biao)面傳(chuan)遞(di),然后由玻璃板下邊的(de)一組精密(mi)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)條紋把(ba)聲波(bo)能量(liang)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)成向(xiang)上(shang)的(de)均勻面傳(chuan)遞(di),聲波(bo)能量(liang)經過屏體(ti)表(biao)面,再由上(shang)邊的(de)反(fan)(fan)射(she)(she)(she)條紋聚(ju)成向(xiang)右(you)的(de)線傳(chuan)播給(gei)X-軸的(de)接收換(huan)(huan)能(neng)器(qi),接收換(huan)(huan)能(neng)器(qi)將返(fan)回的(de)表面(mian)聲(sheng)波能(neng)量變為電(dian)信(xin)號。 當發射換能(neng)器發射一個窄脈沖后,聲波能(neng)量(liang)歷經不(bu)同(tong)途徑到(dao)達(da)(da)接收換能(neng)器,走(zou)(zou)最(zui)右(you)邊的(de)最(zui)早到(dao)達(da)(da),走(zou)(zou)最(zui)左邊的(de)最(zui)晚到(dao)達(da)(da),早到(dao)達(da)(da)的(de)和晚到(dao)達(da)(da)的(de)這些聲波能(neng)量(liang)疊加成一個較寬的(de)波形信號,不(bu)難看出(chu),接收信號集合了所有(you)在X軸方向歷經(jing)長(chang)短不同路徑回歸的聲波(bo)能(neng)量,它們在Y軸走過的(de)路程是相同的(de),但在X軸(zhou)上,最遠的比最近的多走了兩(liang)倍X軸最(zui)大(da)距離。因此這(zhe)個(ge)波(bo)形(xing)信號的時間軸反映各(ge)原始波(bo)形(xing)疊(die)加前的位(wei)置,也就(jiu)是X軸坐標。 發射信號與接收信號波形 在(zai)沒有觸摸的時(shi)候,接收(shou)信號的波形(xing)與(yu)參照波形(xing)完全一(yi)樣(yang)。當手(shou)指或其它能夠吸收(shou)或阻擋聲(sheng)波能量的物體觸摸屏幕時(shi),X軸途(tu)經手指部(bu)位向上走的聲波(bo)能量被部(bu)分吸(xi)收,反(fan)應在接收波(bo)形(xing)上即某(mou)一時刻位置上波(bo)形(xing)有一個衰減缺口(kou)。 接收(shou)波形(xing)對應手指擋住部位(wei)信號(hao)衰減了(le)一個缺口(kou),計(ji)算缺口(kou)位(wei)置即得觸(chu)摸坐標 控制(zhi)器分析到接收信(xin)號的衰減(jian)并(bing)由缺口的位置(zhi)判定X坐標。之后Y軸同樣的(de)過程判定出觸(chu)摸點的(de)Y坐(zuo)標(biao)。除了(le)一般觸摸屏都能響應的XY坐標外,表面聲波觸摸屏還響(xiang)應(ying)第三軸(zhou)Z軸坐標,也(ye)就是(shi)能感知用(yong)戶觸摸壓力(li)大小值。其原理(li)是(shi)由接收(shou)信號衰減(jian)處的衰減(jian)量計(ji)算(suan)得到。三軸一(yi)旦確定,控制器就把它(ta)們傳給(gei)主機(ji)。

  4.3表(biao)面聲波(bo)觸摸屏特點

  清晰度較(jiao)高(gao),透(tou)光率(lv)好(hao)。高(gao)度耐久,抗刮傷(shang)性良好(hao)(相對于電阻(zu)、電容(rong)等(deng)有表(biao)面度膜)。反(fan)應靈敏。不受溫度、濕度等環(huan)境(jing)因素影響,分辨率高,壽命(ming)長(維護良好情況下(xia)5000萬次);透光率高(92%),能(neng)保持清(qing)晰透亮的(de)圖像(xiang)質(zhi)量;沒有漂(piao)移,只需安(an)裝時一次校(xiao)正;有第三軸(即壓力軸)響應,目(mu)前(qian)在公(gong)共場所使用較多(duo)。 表(biao)面(mian)聲(sheng)波(bo)屏(ping)需要(yao)經常(chang)維護(hu),因為灰塵(chen),油(you)污(wu)甚至飲料的(de)(de)液體沾污(wu)在屏(ping)的(de)(de)表(biao)面(mian),都會阻塞觸摸(mo)屏(ping)表(biao)面(mian)的(de)(de)導(dao)波(bo)槽,使(shi)波(bo)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)發射,或(huo)使(shi)波(bo)形改變(bian)而控制器無(wu)法正(zheng)常(chang)識別,從而影響觸摸(mo)屏(ping)的(de)(de)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong),用(yong)戶需嚴(yan)格注意(yi)環境(jing)衛生。必(bi)須經常(chang)擦抹屏(ping)的(de)(de)表(biao)面(mian)以保持屏(ping)面(mian)的(de)(de)光潔,并定期作一次全面(mian)徹(che)底擦除。

  表面聲波屏

  聲波屏的三個角分(fen)別粘貼著XY方向的發(fa)射和接(jie)收(shou)聲波(bo)的換能器(換能器(qi)(qi):由(you)特殊陶瓷材料制成的(de),分(fen)為發射換能器(qi)(qi)和(he)接收(shou)換能器(qi)(qi)。是把控制器(qi)(qi)通(tong)過(guo)觸摸屏(ping)電(dian)纜送來的(de)電(dian)信號轉(zhuan)化為聲(sheng)波能和(he)由(you)反射條紋(wen)匯聚成的(de)表(biao)面聲(sheng)波能變為電(dian)信號。),四個邊(bian)刻著反(fan)射表面超聲波的(de)反(fan)射條(tiao)紋。當(dang)手指(zhi)或軟性物體觸摸屏(ping)幕,部分(fen)聲波能量被吸收,于是改(gai)變了接收信號,經過(guo)控制器的(de)處理(li)得(de)到觸摸的(de)XY坐標。

  四線電阻屏

  四(si)線電(dian)阻屏在表面保護涂(tu)層(ceng)和基層(ceng)之間覆著兩(liang)層(ceng)透明電(dian)導層(ceng)ITO(ITO:氧化銦,弱導電(dian)體,特性是(shi)當(dang)厚度降到1800個埃(ai)(=10-10)以下(xia)時會(hui)突(tu)然變得透明,再薄下(xia)去透光率(lv)反而下(xia)降,到300埃厚度時透光率又上(shang)升。是(shi)所有電阻屏及(ji)電容(rong)屏的主要材料。),兩(liang)層分(fen)別(bie)對應XY軸,它門之間用細微(wei)透明絕(jue)緣顆粒絕(jue)緣,當(dang)觸摸(mo)時產生的(de)(de)壓力使兩(liang)導電層接通,由(you)于電阻(zu)值(zhi)的(de)(de)變化而得到(dao)觸摸(mo)的(de)(de)XY坐標。

  五線電阻屏

  五線電阻屏的(de)基(ji)層之(zhi)上覆有把(ba)XY兩方向的電壓(ya)場加在同(tong)一層的透明電導(dao)層ITO,最(zui)外(wai)層鎳金導電層(鎳金導電(dian)層:五線電(dian)阻觸摸(mo)屏的(de)外層導電(dian)層使(shi)用的(de)是(shi)延展(zhan)性(xing)好的(de)鎳金涂層材(cai)料,外導電(dian)層由(you)于頻繁觸摸(mo),使(shi)用延展(zhan)性(xing)好的(de)鎳金材(cai)料目的(de)是(shi)為了延長使(shi)用壽命。)只(zhi)用(yong)來(lai)作純導體,當觸(chu)摸時(shi),用(yong)分時(shi)檢測接觸(chu)點X軸(zhou)和Y軸電壓值的(de)方法測(ce)得觸摸點(dian)的(de)位置。內層ITO需四(si)條引線,外層一條,共5根引線。

  電(dian)容屏

  電(dian)容屏表面涂有透明(ming)電(dian)導層ITO,電(dian)壓(ya)連接到(dao)(dao)四角,微小直(zhi)流(liu)(liu)電(dian)散部在屏(ping)表(biao)面,形成均(jun)勻之電(dian)場,用手觸屏(ping)時,人(ren)體作為耦合電(dian)容一極,電(dian)流(liu)(liu)從屏(ping)四角匯集形成耦合電(dian)容另(ling)一極,通過控(kong)制器計算電(dian)流(liu)(liu)傳(chuan)到(dao)(dao)碰觸位置的相對距離得到(dao)(dao)觸摸的坐標

  紅外(wai)屏(ping)

  紅(hong)外觸摸屏是利用XY方向上(shang)密布的紅(hong)(hong)外(wai)線矩陣來檢(jian)測(ce)并定(ding)位(wei)用(yong)戶的觸摸(mo)。紅(hong)(hong)外(wai)觸摸(mo)屏(ping)在(zai)(zai)顯示器(qi)的前面安裝一(yi)個電(dian)路(lu)板外(wai)框(kuang),電(dian)路(lu)板在(zai)(zai)屏(ping)幕(mu)四邊排布紅(hong)(hong)外(wai)發射管(guan)和(he)紅(hong)(hong)外(wai)接收管(guan),一(yi)一(yi)對應形成橫(heng)豎(shu)(shu)交叉的紅(hong)(hong)外(wai)線矩陣。用(yong)戶在(zai)(zai)觸摸(mo)屏(ping)幕(mu)時,手指(zhi)就會擋住經過該位(wei)置的橫(heng)豎(shu)(shu)兩條(tiao)紅(hong)(hong)外(wai)線,因而可(ke)以判(pan)斷出觸摸(mo)點在(zai)(zai)屏(ping)幕(mu)的位(wei)置。任何觸摸(mo)物體都(dou)可(ke)改(gai)變觸點上(shang)的紅(hong)(hong)外(wai)線而實現觸摸(mo)屏(ping)操作。

 

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