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触摸屏报告董雪2012.9.4触摸屏一、四种触摸屏介绍二、材料三、综合比较四、多点触摸技术五、触摸屏现状和发展趋势六、国内外主要外触摸屏厂商简介一：常见的触摸屏类型1。电阻式触摸屏2。电容式3。红外线4。超声波1:电阻式触摸屏电阻触摸屏的屏体部分是一块贴在显示器表面的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层（ITO，氧化铟），上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层ITO，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕，两层ITO导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标电阻式触摸屏优缺点a优点：①不受尘埃、水、污物影响，能在恶劣环境下工作②利于大规模生产③屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度很好④适合配带手套和不能用手直接触控的场合b缺点：①手感和透光性较差②由于经常被触动，表层ITO使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，因此其寿命并不长久③不能实现多点同时触摸2:电容式触摸屏电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置感应机理以电压作用在屏幕感应区的四个角并形成一固定电场，当手指触摸屏幕时，可使电场产生出电流,通过控制器测定其值，按电流距四个角比例的不同，即可算出触摸的位置。当受到触摸时,按电流比值大小便可算出其触摸的位置，计算公式如图所示（式中a与b分别表示触摸屏的长与宽）。电容式触摸屏优缺点a优点：①只需要触摸，不需要压力来产生信号②它的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。③生产后只需要一次或者完全不需要校正④寿命会长些，因为电容触摸屏中的部件不需任何移动⑤支持多点触碰b缺点：①稳定性差，会产生漂移现象②不宜带手套操作，因而不适合用于某些工业部门③电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊④电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。3:红外线触摸屏红外线触摸屏原理很简单，只是在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机便可即时算出触摸点位置。红外线技术触摸屏优缺点a优点：①不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件②价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各档次的计算机③没有电容充放电过程，响应速度比较快④工作可靠，不会影响显示器的清晰度b缺点：①由于红外触摸屏只是在普通屏幕增加了框架，在使用过程中架框四周的红外线发射管及接收管很容易损坏②存在检测差（见图1所示）。由于红外光是直线传播，而常规的CRT屏面是曲面，所以发光二极管和光电检测器的安装位置必须高于曲面的顶点。这就使屏面边缘凹陷，而且在手指尚未触至CRT屏面时，光线即被挡住，操作时易出错。图1：模拟式红外触摸屏输入的检测4:表面声波触摸屏触摸屏由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接受器组成，其中声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。表面声波触摸屏不采用膜层结构，而是采用廉价的压电陶瓷换能器。该换能器在屏面上看不见，但能发送耳朵听不到的表面声波。位于触摸输入屏四周的反射阵列对表面声波进行空间取样，再次向多路平行路径反射。位于各发送器对面的反射声波检测阵列合成每束反射声波，变成连续的反射声波，变成连续的返射声波交替地对水平和垂直方向进行扫描。手指一触摸到触摸输入屏某个部位，该部位的表面波强度便能与触摸压力成正比地衰减。表面声波技术触摸屏优缺点a优点：①不受温度、湿度等环境因素影响②分辨率极高③分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长（5000万次无故障）④透光率高（92%），能保持清晰透亮的图像质量⑤没有漂移，只需安装时一次校正⑥有第三轴（即压力轴）响应，最适合公共场所使用b缺点：①易受水滴、灰尘的影响②稳定性一般③响应速度较慢二：触摸屏所用材料在触摸屏工艺中，常用的透明导电涂层材料有：A、ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（1埃是1米的一百亿分之一）以下时会突然变得透明，透光率为80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80％。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。ITO是铟锡氧化物的英文缩写，它是一种透明的导电体。通过调整铟和锡的比例，沉积方法，氧化程度以及晶粒的大小可以调整这种物质的性能。薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性会变差。在PET聚脂薄膜上沉积时，反应温度要下降到150度以下，这会导致ITO氧化不完全，之后的应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里，它单位面积阻抗因为自氧化而随时间变化。这使得电阻式触摸屏需要经常校正。为什么电阻式触摸屏需要经常校正而电容式触摸屏不需要电阻屏由于是屏幕两层介质在不同地点接触产生的电阻大小不一样，通过计算得出具体触点，由于电阻屏的批次使用时间等原因，不同电阻屏电阻会有微小偏差，因此需要你先定位几个点来确定屏幕的偏移量(也就是校准)，以后你的每次点击都会根根据校准时计算出的偏移量偏移后得出准确的点击位置而电容屏是根据手指触摸处的几个电容传感器的电容大小通过计算得出手指相对电容传感器的位置继而得出触点位置，此时只要电容传感器相对显示屏的位置确定(由于电容传感器内置在屏幕的玻璃中，不可能发生偏移)，就能直接得出触点位置，所以电容屏无须校准。B、镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。三：触摸屏的应用及综合比较电容式触摸屏电阻式触摸屏红外线式触摸屏表面声波触摸屏触摸寿命6000万次3500万次=发光管寿命6000万次反应速度8～15ms10～20ms15～30ms10～14ms防刮擦性一般一般好非常好触摸分辨率1024*10244096*409632*32或更高4096*4096环境适应性耐用性很好好一般一般感应轴X、YX、YX、YX、Y、Z漂移有无无无响应速度3ms10ms20ms10ms干扰性电磁干扰无光扰无污物影响较小无无小稳定性差好高一般清晰度较差较好一般很好电容式触摸屏电阻式触摸屏红外线式触摸屏表面声波触摸屏透光率85%75%100%92%价格中中低高维护免免1次/年2次/年防爆性好一般好好安装形式内置内置或外挂外挂内置或外挂触摸物尖锐物不可任何物体截面手指、软胶抗强光干扰性差好差好适用显示器均可纯平纯平最好纯平适用范围室内或室外室内或室外室内室内防水性好好一般一般防电磁干扰一般好好一般误抬笔动作好好好一般传感器损伤影响较小较小较小很大应用场合。根据对触摸屏的结构、原理和性能特点的分析，不同触摸屏的适用场合如下所示：四线电阻触摸屏：不怕灰尘、油污和光电干扰，怕划伤是其主要缺陷。适用于有固定用户的公共场所，如工业控制现场、办公室庭等。五线电阻触摸屏：极好的灵敏度和透光度，较长的使用寿命，不怕灰尘、油污和光电干扰，适用于各类公共场所，尤其适用于要求精密的工业控制现场等。电容感应触摸屏：由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。怕电磁场干扰、漂移，不易在工业控制场所和有干扰的地方使用。可使用于要求不太精密的公共信息查询；需要经常校准、定位。红外线感应触摸屏：分辨率较低，但不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件；适用于无红外线和强光干扰的各类公共场所、办公室以及要求不是非常精密的工业控制现场。表面声波触摸屏：纯玻璃材质、透光性最好、使用寿命长、抗划伤性好，适用于未知用户的各类公共场所。但怕长时间的灰尘积累和油污的浸染，所以使用于环境干净的场所更好。否则，需要定期的清洁服务。四：多点触摸屏分类触摸屏的类型有很多种，不具有多点触摸功能的包括电阻式、表面声波、表面电容、声脉冲识别、应力测量触摸屏；可以实现多点触摸功能的有红外矩阵、图像LCD矩阵、红外波导矩阵、感应电容矩阵。其中感应电容矩阵触摸屏己应用于iPhone中。矩阵式触摸屏还可被进一步划分为两种感应类型：轴交叉屏和APA所有点都可以寻址的类型。轴交叉屏独立地扫描每个轴,如图2所示，先扫描水平轴寻找触摸，然后扫描垂直轴寻找触摸,触摸位置处在每个轴上都感应到最大值的交叉点。APA屏有两种形式,独立式—矩阵感应单元（单层分布）,如图3中左图所示；交叉式一矩阵的行和列感应单元（双层分布），如图3中右图所示。图2轴交叉扫描图图3APA屏扫描图多点触摸技术简单介绍多点触摸技术目前有两种：Multi-TouchGesture和Multi-TouchAll-Point。通俗地讲，就是多点触摸识别手势方向和多点触摸识别手指位置。识别手势方向我们现在看到最多的是Multi-TouchGesture，即两个手指触摸时，可以识别到这两个手指的运动方向，但还不能判断出具体位置，可以进行缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单，轴坐标方式即可实现。把ITO分为X、Y轴，可以感应到两个触摸操作，但是感应到触摸和探测到触摸的具体位置是两个概念。XY轴方式的触摸屏可以探测到第2个触摸，但是无法了解第二个触摸的确切位置。单一触摸在每个轴上产生一个单一的最大值，从而断定触摸的位置，如果有第二个手指触摸屏面，在每个轴上就会有两个最大值。这两个最大值可以由两组不同的触摸来产生，于是系统就无法准确判断了。有的系统引入时序来进行判断，假设两个手指不是同时放上去的，但是，总有同时触碰的情况，这时，系统就无法猜测了。我们可以把并不是真正触摸的点叫做“鬼点”识别手指位置Multi-TouchAll-Point是近期比较流行的话题。其可以识别到触摸点的具体位置，即没有“鬼点”的现象。多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以，它是最人性化的人机接口方式，很适合多手同时操作的应用，比如游戏控制。Multi-TouchAll-Point的扫描方式是每行和每列交叉点都需单独扫描检测，扫描次数是行数和列数的乘积。Multi-TouchAll-Point基于互电容的检测方式，而不是自电容，自电容检测的是每个感应单元的电容（也就是寄生电容Cp）的变化，有手指存在时寄生电容会增加，从而判断有触摸存在，而互电容是检测行列交叉处的互电容（也就是耦合电容Cm）的变化，如图所示，当行列交叉通过时，行列之间会产生互电容（包括：行