本篇文章是由《計(jì)算機(jī)教育》發(fā)表的一篇電子期刊，雜志由教育部主管，清華大學(xué)主辦，權(quán)威的、中高端計(jì)算機(jī)教育類的學(xué)術(shù)雜志。其辦刊宗旨是 “為我國(guó)計(jì)算機(jī)教育事業(yè)和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù);為培養(yǎng)培訓(xùn)各層次優(yōu)秀的IT專業(yè)和應(yīng)用人才服務(wù)”。

　　[摘要]隨著多媒體信息查詢的與日俱增,人們?cè)絹?lái)越多地談到觸摸屏。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備,它是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏不僅適用于中國(guó)多媒體信息查詢的國(guó)情,而且觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù),我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作,從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng),這種技術(shù)大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。

　　[關(guān)鍵詞]觸摸屏 傳感器

　　一、觸摸屏的發(fā)展

　　Samuel C. Hurst博士在1971年提出了電子觸摸界面的設(shè)想,至1974開始出現(xiàn)最早的觸摸屏。早期的相關(guān)專利幾乎無(wú)一例外都著眼于檢測(cè)壓力的電阻式技術(shù)。漸漸地,諸如電容式、聲表面波技術(shù)還有紅外波束遮斷等其它技術(shù)都在各自適合的應(yīng)用中找到了一席之地。對(duì)于成本敏感的消費(fèi)類應(yīng)用,尤其是使用小型觸摸屏的便攜式設(shè)備,電阻式觸摸屏仍占統(tǒng)治地位。聲表面以及紅外型觸摸屏用于這些場(chǎng)合明顯太過(guò)昂貴,而傳統(tǒng)的電容式技術(shù)又備受長(zhǎng)期穩(wěn)定性不佳、易受潮濕侵蝕、不耐磨損以及由于EMC(電磁兼容)或其它外界因素導(dǎo)致的誤動(dòng)作等一系列缺點(diǎn)的困擾。但電阻式觸摸屏也有其局限性,而且電容式技術(shù)也在不斷進(jìn)步,特別是那些以電荷轉(zhuǎn)移感測(cè)方法為基礎(chǔ)的技術(shù),將會(huì)給電子及電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)觸摸屏的方式帶來(lái)巨大的變化。

　　二、觸摸屏的分類

　　目前,根據(jù)觸摸檢測(cè)技術(shù)(即使用傳感器原理)的不同,可將觸摸屏分為四個(gè)基本種類:電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。

　　1.電阻式觸摸屏

　　電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜,由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層,表面涂有一層透明的導(dǎo)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(nèi)表面也涂有一層OTI,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(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕,兩層OTI導(dǎo)電層出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn),因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場(chǎng),使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇?控制器偵測(cè)到這個(gè)接通后,進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,并將得到的電壓值與5V相比,即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo),同理得出X軸的坐標(biāo),這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。

　　2.電容式觸摸屏

　　電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

　　電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極,在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。用戶觸摸屏幕時(shí),由于人體電場(chǎng),手指與導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)耦合電容,四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn),而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏幕后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱,準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器,更有效地防止外在環(huán)境因素對(duì)觸摸屏造成影響,就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬,電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

　　3.紅外技術(shù)觸摸屏

　　外線觸摸屏原理很簡(jiǎn)單,只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框,無(wú)需在屏幕表面加上涂層或接駁控制器。光點(diǎn)距架框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管,在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。用戶以手指觸摸屏幕某一點(diǎn),便會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線,計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)位置。

　　4.表面聲波技術(shù)觸摸屏

　　聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。該種觸摸屏由觸摸屏、聲波發(fā)生器、反射器和聲波接受器組成,其中聲波發(fā)生器能發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面,當(dāng)手指觸及屏幕時(shí),觸點(diǎn)上的聲波即被阻止,由此確定坐標(biāo)位置。

　　三、觸摸屏發(fā)展的展望

　　在2009年9月23日的愛(ài)特梅爾公司(Atmel Corporation)maxTouch技術(shù)簡(jiǎn)報(bào)會(huì)上,愛(ài)特梅爾亞太區(qū)銷售副總裁余養(yǎng)佳指出:“受蘋果公司 手機(jī)的強(qiáng)力影響,靈敏度更高和使用體驗(yàn)更好的電容性觸摸屏將壓倒今天主流的電阻性觸摸屏成為未來(lái)手機(jī)和其它便攜式設(shè)備市場(chǎng)的應(yīng)用大趨勢(shì),盡管今天電阻性觸摸屏解決方案比較便宜,但它無(wú)法像電容性觸摸屏那樣提供流暢的手指滑動(dòng)響應(yīng)性能。預(yù)計(jì)明年90%的智能手機(jī)將采用電容性觸摸屏,強(qiáng)調(diào)低價(jià)格的多功能手機(jī)(Feature Phone)。明年上半年預(yù)計(jì)也將有30%采用電容性觸摸屏,這一市場(chǎng)份額有可能到明年下半年擴(kuò)大到50%。”

　　目前,各種觸摸屏技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)格局是:中小尺寸領(lǐng)域電阻式和電容式主導(dǎo),大尺寸領(lǐng)域各種技術(shù)并存。但從長(zhǎng)期發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,電阻式觸摸屏由于在使用壽命和透光率上存在先天不足,未來(lái)被其他技術(shù)取代是必然的。而投射式電容性能和品質(zhì)都明顯好于電阻式,目前技術(shù)也較成熟,更重要的是它還有技術(shù)改進(jìn)的空間,而且成本下降空間也很大,甚至有可能比電阻式更低。因此,電容式觸摸屏將在未來(lái)觸摸屏的發(fā)展中占主導(dǎo)地位。

　　參考文獻(xiàn):

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