多點觸控技術 學習筆記

2021-05-23 19:20:28 字數 3279 閱讀 4491

一、觸控螢幕的工作原理[1]

為了操作上的方便,人們用觸控螢幕來代替滑鼠或鍵盤。工作時,我們必須首先用手指或其它物體觸控安裝在顯示器前端的觸控螢幕,然後系統根據手指觸控的圖示或選單位置來定位選擇資訊輸入。觸控螢幕由觸控檢測部件和觸控螢幕控制器組成;觸控檢測部件安裝在顯示器螢幕前面,用於檢測使用者觸控位置,接受後送觸控螢幕控制器;而觸控螢幕控制器的主要作用是從觸控點檢測裝置上接收觸控資訊,並將它轉換成觸點座標,再送給cpu ,它同時能接收cpu 發來的命令並加以執行。

二、觸控螢幕的主要型別

從技術原理來區別觸控螢幕,可分為五個基本種類:向量壓力感測技術觸控螢幕、電阻技術觸控螢幕、電容技術觸控螢幕、紅外線技術觸控螢幕、表面聲波技術觸控螢幕。其中向量壓力感測技術觸控螢幕已退出歷史舞台。觸控螢幕紅外屏**低廉,但其外框易碎,容易產生光干擾,曲面情況下失真;電容屏設計理論好,但其圖象失真問題很難得到根本解決;電阻屏的定位準確,但其**頗高,且怕刮易損。表面聲波觸控螢幕解決了以往觸控螢幕的各種缺陷,清晰抗暴,適於各種場合,缺憾是屏表面的水滴、塵土會使觸控螢幕變的遲鈍,甚至不工作。按照觸控螢幕的工作原理和傳輸資訊的介質,我們把觸控螢幕分為四種,它們分別為電阻式、紅外線式、電容感應式以及表面聲波式,下面筆者就對上述的各種型別的觸控螢幕進行簡要介紹:

1、電阻式觸控螢幕

電阻觸控螢幕的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復合薄膜,由一層玻璃或有機玻璃作為基層,表面塗有一層透明的導電層(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,它的內表面也塗有一層oti ,在兩層導電層之間有許多細小( 小於千分之一英吋) 的透明隔離點把它們隔開絕緣。當手指接觸螢幕,兩層oti 導電層出現乙個接觸點,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,控制器偵測到這個接通後,進行a/d 轉換,並將得到的電壓值與5v 相比,即可得觸控點的y 軸座標,同理得出x 軸的座標,這就是電阻技術觸控螢幕共同的最基本原理。電阻屏根據引出線數多少,分為四線、五線等多線電阻觸控螢幕。五線電阻觸控螢幕的a 面是導電玻璃而不是導電塗覆層,導電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高,並且可以提高透光率。

電阻式觸控螢幕的oti 塗層比較薄且容易脆斷,塗得太厚又會降低透光且形成內反射降低清晰度,oti 外雖多加了一層薄塑料保護層,但依然容易被銳利物件所破壞;且由於經常被觸動,表層oti 使用一定時間後會出現細小裂紋,甚至變型,如其中一點的外層oti 受破壞而斷裂,便失去作為導電體的作用,觸控螢幕的壽命並不長久。但電阻式觸控螢幕不受塵埃、水、汙物影響。

這種觸控螢幕利用壓力感應進行控制。它用兩層高透明的導電層組成觸控螢幕,兩層之間距離僅為2.5 微公尺。當手指按在觸控螢幕上時,該處兩層導電層接觸,電阻發生變化,在x 和y 兩個方向上產生訊號,然後送觸控螢幕控制器。這種觸控螢幕能在惡劣環境下工作,但手感和透光性較差,適合配帶手套和不能用手直接觸控的場合。電阻類觸控螢幕的關鍵在於材料科技,常用的透明導電塗層材料有: a

、ito ,氧化銦,弱導電體,特性是當厚

度降到1800 個埃(埃=10-10 公尺)以下時會突然變得透明,透光率為80 %,再薄下去透光率反而下降,到300 埃厚度時又上公升到80 %。ito 是所有電阻技術觸控螢幕及電容技術觸控螢幕都用到的主要材料,實際上電阻和電容技術觸控螢幕的工作面就是ito 塗層。 b

、鎳金塗層,五線電阻觸控螢幕的外層導電層使用的是延展性好的鎳金塗層材料,外導電層由於頻繁觸控,使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命,但是工藝成本較為高昂。鎳金導電層雖然延展性好,但是只能作透明導體,不適合作為電阻觸控螢幕的工作面,因為它導電率高,而且金屬不易做到厚度非常均勻,不宜作電壓分布層,只能作為探層。

2、電容式觸控螢幕

電容式觸控螢幕的構造主要是在玻璃螢幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。

電容式觸控螢幕在觸控螢幕四邊均鍍上狹長的電極,在導電體內形成乙個低電壓交流電場。使用者觸控螢幕時,由於人體電場,手指與導體層間會形成乙個耦合電容,四邊電極發出的電流會流向觸點,而電流強弱與手指到電極的距離成正比,位於觸控螢幕幕後的控制器便會計算電流的比例及強弱,準確算出觸控點的位置。電容觸控螢幕的雙玻璃不但能保護導體及感應器,更有效地防止外在環境因素對觸控螢幕造成影響,就算螢幕沾有汙穢、塵埃或油漬,電容式觸控螢幕依然能準確算出觸控位置。

電容式觸控螢幕是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質。當手指觸控在金屬層上時,觸點的電容就會發生變化,使得與之相連的振盪器頻率發生變化,通過測量頻率變化可以確定觸控位置獲得資訊。由於電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化,故其穩定性較差,往往會產生漂移現象。該種觸控螢幕適用於系統開發的除錯階段。

3、紅外線式觸控螢幕

該觸控螢幕由裝在觸控螢幕外框上的紅外線發射與接收感測元件構成,在螢幕表面上,形成紅外線探測網,任何觸控物體可改變觸點上的紅外線而實現觸控螢幕操作。紅外觸控螢幕不受電流、電壓和靜電干擾,適宜某些惡劣的環境條件。其主要優點是**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算機上。此外,由於沒有電容充放電過程,響應速度比電容式快,但解析度較低。

紅外線觸控螢幕原理很簡單,只是在顯示器上加上光點距架框,無需在螢幕表面加上塗層或接駁控制器。光點距架框的四邊排列了紅外線發射管及接收管,在螢幕表面形成乙個紅外線網。使用者以手指觸控螢幕某一點,便會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,計算機便可即時算出觸控點位置。因為紅外觸控螢幕不受電流、電壓和靜電干擾,所以適宜某些惡劣的環境條件。其主要優點是**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算機上。不過,由於只是在普通螢幕增加了框架,在使用過程中架框四周的紅外線發射管及接收管很容易損壞。

4、表面聲波觸控螢幕

表面聲波是一種沿介質表面傳播的機械波。該種觸控螢幕由觸控螢幕、聲波發生器、反射器和聲波接受器組成,其中聲波發生器能傳送一種高頻聲波跨越螢幕表面,當手指觸及螢幕時,觸點上的聲波即被阻止,由此確定座標位置。表面聲波觸控螢幕不受溫度、濕度等環境因素影響,解析度極高,有極好的防刮性,壽命長(5000 萬次無故障);透光率高(92% ),能保持清晰透亮的影象質量;沒有漂移,只需安裝時一次校正;有第三軸(即壓力軸)響應,最適合公共場所使用。表面聲波觸控螢幕的觸控螢幕部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板,安裝在crt 、led 、lcd 或是等離子顯示器螢幕的前面。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃,區別於其它觸控螢幕技術是沒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射換能器,右上角則固定了兩個相應的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45° 角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。

參考文獻:

多點觸控技術

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