触摸屏显示技术及其应用前景介绍

    如今，在各种手持消费电子设备、医疗应用设备、自动售货机/售票机/ATM机、销售终端（POS），工业和过程控制设备中都可以看到触摸显示屏。触摸屏显示器正逐渐进入办公自动化，汽车和船舶仪表，家电和游戏机应用领域。
    影响选择触摸屏技术的各种因素
    可以用各种方式实现触摸屏。除了成本之外，技术方面的选择取决于以下几个因素：
    性能：性能包括诸如速度、灵敏度、精确度、分辨率、拖动、Z轴、双/多触摸方式，视差角度和校准的稳定性。
    输入灵活性：输入灵活性参数影响着人机交互的方式，诸如手套、手套材料、指甲、触笔，手写识别和获取签名。
    环境：环境因素为温度、湿度、耐化学性、耐划伤、防飞溅/液滴、高度、车内安装、冲击、振动，断裂性和防打破的安全性。
    电气和机械性能：电气和机械性能需要涵盖功率、浮动接地、静电放电（ESD）、电磁干扰（EMI），尺寸大小，曲率等。
    光学：影响技术选择的光学特性包括透光率、清晰度，色彩纯度和反射。
    触摸屏技术的类型
    根据上面所述的各种因素，主要触摸屏技术可分为以下几种类型：
    电阻式：从目前的推广应用来看，电阻式触摸屏是占主导地位的触摸技术。它由玻璃面板，铱锡氧化物（ITO）电阻涂层组成，并带有导电涂层的护板，沿着边缘有银色的总线条。两个层之间用绝缘小点隔开。触摸屏幕时，护板弯曲与玻璃上的涂膜相接触（图1）。
    图1：电阻式触摸技术
    该控制器可选择驱动玻璃层和+5 V的护板，并读取源于护板和玻璃层产生的电压，根据被测量层中的压降来确定X和Y坐标。该技术需要四线–前面提到的总线条，这被称为4线电阻式触摸屏技术。
    由于护板的不断弯曲，造成ITO涂膜中有微小的裂缝。会使4线电阻式触摸屏技术的线性度和精确度变差，环境变化也会造成精度的漂移。
    已经用不断改进的5，6，7和8线电阻式触摸屏来消除这些影响。
    声学脉冲识别（APR）式：APR由一个玻璃显示器涂层或其他坚硬的基板组成，电路板克隆背面安装了4个压电传感器。该传感器安装在可见区域的两个对角上，通过一根弯曲的电缆连接到控制卡。用户触摸屏幕时，手指或者触笔和玻璃之间的拖动发生了碰撞或摩擦，于是就产生了声波。波辐射离开接触点传向传感器，按声波的比例产生电信号。在控制卡中放大这些信号，然后转换为数字数据流。比较数据与事先存储的声音列表来确定触摸的位置。APR设计成能够消除环境的影响和外部的声音，因为这些因素与存储的声音列表不匹配。
    表面声波（SAW）式：SAW触摸屏是由一个针对X和Y轴的有发送和接收的压电传感器的玻璃涂层。该控制器发送电信号至发射传感器，并在玻璃的表面内将信号转换成超声波。通过反射器阵列，这些波覆盖整个触摸屏。对面的反射器收集和控制这些波至接收传感器，将他们转换成电信号。对每个轴重复这个过程。用户触摸时吸收了传播的波的一部分。接收到的对应X和Y坐标的信号与存储的数字分布图相比较，从而识别变化并计算出坐标。
    电容式：电容式触摸屏技术可以进一步细分为表面电容式和投射电容式。表面电容式技术是在玻璃面板上涂有相同的导体。围绕面板边缘的电极在整个导电层平均分配低电压，建立一个相同的电场。触摸时就会从各个角上得到电流。该控制器测量从各个角上获得的电流比，从而计算出触摸的位置。
    投射电容式触摸屏由两个玻璃保护层之间的传感器网格微细线组成。pcb抄板部件可以放置于用户安装的材料后面，包括防暴的厚达18毫米的玻璃。触摸时，手指和传感器之间构成了电容。从改变的传感器栅格的电气特性就可计算出触摸位置。
    红外/光学式：高分辨率红外（IR）技术使用一个围绕显示器的小框，上面有表面安装的LED，对边有光感受器，红外透明边框隐藏在后面。该控制器连续发送LED，以此来构建一个红外光扫描网格。触摸时就会阻挡每个轴上的一束或多束红外光，这样就可确定相应的X，Y坐标。