触摸屏

基本概念

　　所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习，人人都会使用，是触摸屏最大的魔力，这一点无论是键盘还是鼠标，都无法与其相比。人人都会使用，也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是发展触摸屏，发展KIOSK，发展KIOSK网络，努力形成中国触摸产业的原因。 　　从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题，像数字化仪、写字板、电梯开关，它们都不是触摸屏；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不需要第二个动作，不像鼠标，是相对定位的一套系统，我们可以注意到，触摸屏软件都不需要光标，有光标反倒影响用户的注意力，因为光标是给相对定位的设备用的，相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处，往哪个方向去，每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不至于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要；再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置，各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。

主要特性

　　触摸屏的第一个特性： 　　透明，它直接影响到触摸屏的视觉效果。透明有透明的程度问题，红外线技术触摸屏和表面声波触摸屏只隔了一层纯玻璃，透明可算佼佼者，其它触摸屏这点就要好好推敲一番，“透明”，在触摸屏行业里，只是个非常泛泛的概念，很多触摸屏是多层的复合薄膜，仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的，它应该至少包括四个特性：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度，还能再分，比如反光程度包括镜面反光程度和衍射反光程度，只不过触摸屏表面衍射反光还没到达CD 盘的程度，对用户而言，这四个度量已经基本够了。 　　由于透光性与波长曲线图的存在，通过触摸屏看到的图象不可避免的与原图象产生了色彩失真，静态的图象感觉还只是色彩的失真，动态的多媒体图象感觉就不是很舒服了，色彩失真度也就是图中的最大色彩失真度自然是越小越好。平常所说的透明度也只能是图中的平均透明度，当然是越高越好。 　　反光性，主要是指由于镜面反射造成图像上重叠身后的光影，如人影、窗户、灯光等。反光是触摸屏带来的负面效果，越小越好，它影响用户的浏览速度，严重时甚至无法辨认图像字符，反光性强的触摸屏使用环境受到限制，现场的灯光布置也被迫需要调整。大多数存在反光问题的触摸屏都提供另外一种经过表面处理的型号：磨砂面触摸屏，也叫防眩型，价格略高一些，防眩型反光性明显下降，适用于采光非常充足的大厅或展览场所，不过，防眩型的透光性和清晰度也随之有较大幅度的下降。清晰度，有些触摸屏加装之后，字迹模糊，图像细节模糊，整个屏幕显得模模糊糊，看不太清楚，这就是清晰度太差。清晰度的问题主要是多层薄膜结构的触摸屏，由于薄膜层之间光反复反射折射而造成的，此外防眩型触摸屏由于表面磨砂也造成清晰度下降。清晰度不好，眼睛容易疲劳，对眼睛也有一定伤害，选购触摸屏时要注意判别。 　　触摸屏的第二个特性： 　　触摸屏是绝对坐标系统，要选哪就直接点那，与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标，这样，就要求触摸屏这套坐标不管在什么情况下，同一点的输出数据是稳定的，如果不稳定，那么这触摸屏就不能保证绝对坐标定位，点不准，这就是触摸屏最怕的问题：漂移。技术原理上凡是不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的触摸屏都免不了漂移这个问题，目前有漂移现象的只有电容触摸屏。 　　触摸屏的第三个特性： 　　检测触摸并定位，各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。

发展及作用

　　随着多媒体信息查询设备的与日俱增， 人们越来越多地谈到触摸屏，因为触摸屏不仅适用于中国多媒体信息查询的国情，而且触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的用户。 　　触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询；如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询；此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。将来，触摸屏还要走入家庭。 　　随着使用电脑作为信息来源的与日俱增，触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点，使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有相当大的优越性。触摸屏出现在中国市场上至今只有短短的几年时间， 这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解，包括一些正打算使用触摸屏的系统设计师，还都把触摸屏当作可有可无的设备，从发达国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处在的阶段来看，这种观念还具有一定的普遍性。事实上，触摸屏是一个使多媒体信息或控制改头换面的设备，它赋予多媒体系统以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。发达国家的系统设计师们和我国率先使用触摸屏的系统设计师们已经清楚的知道，触摸屏对于各种应用领域的电脑已经不再是可有可无的东西，而是必不可少的设备。它极大的简化了计算机的使用，即使是对计算机一无所知的人，也照样能够信手拈来，使计算机展现出更大的魅力。解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题。

工作原理

　　为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时， 首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

主要类型

　　从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台；红外线技术触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容技术触摸屏设计构思合理，但其图像失真问题很难得到根本解决；电阻技术触摸屏的定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损；表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。 　　按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点，要了解哪种触摸屏适用于哪种场合，关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下：

电阻式触摸屏

　　这种触摸屏利用压力感应进行控制 。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的（小于1/1000英寸）的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出（X，Y）的位置，再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。所以电阻触摸屏可用较硬物体操作。 电阻类触摸屏的关键在于材料科技，常用的透明导电涂层材料有： 　　ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（埃=10-10米）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。 　　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。 　　1、四线电阻屏 　　四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。总共需四根电缆。特点：高解析度，高速传输反应。 表面硬度处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理。具有光面及雾面处理。一次校正，稳定性高，永不漂移。 　　2、五线电阻屏 　　五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上，我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上，而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体，有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线，外层只作导体仅仅一条，触摸屏得引出线共有5条。 　　特点：解析度高，高速传输反应。表面硬度高，减少擦伤、刮伤及防化学处理。同点接触3000万次尚可使用。导电玻璃为基材的介质。一次校正，稳定性高，永不漂移。五线电阻触摸屏有高价位和对环境要求高的缺点。 　　3、电阻屏的局限 　　不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏，它们都是一种对外界完全隔离的工作环境， 不怕灰尘和水汽，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料，不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。不过,在限度之内，划伤只会伤及外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系，而对四线电阻触摸屏来说是致命的。 　　性能特点 　　1、它们都是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污； 　　2、可以用任何物体来触摸，可以用来写字画画，这是它们比较大的优势； 　　3、电阻触摸屏的精度只取决于A/D转换的精度，因此都能轻松达到4096*4096·比较而言，五线电阻比四线电阻在保证分辨率精度上还要优越，但是成本代价大，因此售价非常高。

电容式触摸屏

　　1、电容技术触摸屏 　　是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。 　　2、电容触摸屏的缺陷 　　电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏， 当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。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。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。我们知道，电容值虽然与极间距离成反比，却与相对面积成正比，并且还与介质的的绝缘系数有关。因此，当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作，在潮湿的天气，这种情况尤为严重，手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。电容屏的另一个缺点用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。 电容屏更主要的缺点是漂移：当环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变时，都会引起电容屏的漂移，造成不准确。例如：开机后显示器温度上升会造成漂移：用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移；电容触摸屏附近较大的物体搬移后回漂移，触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移；电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足，环境电势面（包括用户的身体）虽然与电容触摸屏离得较远，却比手指头面积大的多，他们直接影响了触摸位置的测定。此外，理论上许多应该线性的关系实际上却是非线性，如：体重不同或者手指湿润程度不同的人吸走的总电流量是不同的，而总电流量的变化和四个分电流量的变化是非线性的关系，电容触摸屏采用的这种四个角的自定义极坐标系还没有坐标上的原点，漂移后控制器不能察觉和恢复，而且，4个A/D完成后，由四个分流量的值到触摸点在直角坐标系上的X、Y坐标值的计算过程复杂。由于没有原点，电容屏的漂移是累积的，在工作现场也经常需要校准。电容触摸屏最外面的矽土保护玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲击，敲出一个小洞就会伤及夹层ITO，不管是伤及夹层ITO还是安装运输过程中伤及内表面ITO层，电容屏就不能正常工作了。

压电式触摸屏

　　电阻式设计简单，成本低，但电阻式触控较受制于其物理局限性，如透光率较低，高线数的大侦测面积造成处理器负担，其应用特性使之易老化从而影响使用寿命。电容式触控支持多点触控功能，拥有更高的透光率、更低的整体功耗，其接触面硬度高，无需按压，使用寿命较长，但精准度不足，不支持手写笔操控。于是衍生了压电式触摸屏。 　　压电式触控技术介于电阻式与电容式触控技术之间。压电式传感器的触控屏幕同电容式触控屏一样支持多点触控，而且支持任何物体触控，不像电容屏只支持类皮肤的材质触控。这样，压电式触控屏幕可以同时具有电容屏幕的多点触控触感，又具有电阻屏的精准。 　　压电式触控在耗电特性上更接近电容式触控特性，即没有触摸的动作，就不产生耗电，而电阻式则时刻产生耗电。在接口支持上，压电式触控也同样支持串口、I2C和USB接口。从工艺成本上看，电阻式触控制程转到压电式触控制程需要变更生产线设备，而同电容式的ITO和掩模结合的制程相比，压电式触控制程成本约在其80-90%之间。 　　压电触摸屏的工作原理相当于TFT，制造工艺部分像电容式触摸屏，物理结构又像电阻式触摸屏，是三种成熟技术的揉和。所以采用新技术的压电式触摸屏集合并增强了电阻式和电容式的优点，又避免了二者的缺点。压电触摸屏一般为硬塑料平板（或有机玻璃）底材多层复合膜，硬塑料平板（或有机玻璃）作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面经过硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的表面也涂有一层透明的导电层，在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点。屏体的透光度略低于玻璃。 　　压电式触摸屏的代表作是智器Ten（即T10），压电式IPS硬屏，近乎达到了iPad同级的显示效果和触控体验，同时成本更低，表现非常不错。

红外线式触摸屏

　　红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。 　　早期观念上，红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏部分解决了抗光干扰的问题，第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改进，但都没有在关键指标或综合性能上有质的飞跃。但是，了解触摸屏技术的人都知道，红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触摸屏产品最终的发展趋势。采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等等问题。红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率，必将替代其它技术产品而成为触摸屏市场主流。 　　过去的红外触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定，因此分辨率较低，市场上主要国内产品为32x32、40X32，另外还有说红外屏对光照环境因素比较敏感，在光照变化较大时会误判甚至死机。这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点。而最新的技术第五代红外屏的分辨率取决于红外对管数目、扫描频率以及差值算法，分辨率已经达到了1000X720，至于说红外屏在光照条件下不稳定，从第二代红外触摸屏开始，就已经较好的克服了抗光干扰这个弱点。 　　第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品，它实现了1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别，可长时间在各种恶劣环境下任意使用。并且可针对用户定制扩充功能，如网络控制、声感应、人体接近感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差，其实红外屏完全可以选用任何客户认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能，这是其他的触摸屏所无法效仿的。

表面声波触摸屏

　　1、表面声波 　　表面声波，超声波的一种， 在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座（根据表面波的波长严格设计），可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性，近年来在无损探伤、造影和退波器方向上应用发展很快，表面声波相关的理论研究、半导体材料、声导材料、检测技术等技术都已经相当成熟。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。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。 　　2、表面声波触摸屏工作原理 　　以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。 　　当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。 　　发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标 控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。 　　3、表面声波触摸屏特点 　　清晰度较高，透光率好。高度耐久， 抗刮伤性良好(相对于电阻、电容等有表面度膜)。反应灵敏。不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率高，寿命长（维护良好情况下5000万次）；透光率高（92%），能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应，目前在公共场所使用较多。表面声波屏需要经常维护，因为灰尘，油污甚至饮料的液体沾污在屏的表面，都会阻塞触摸屏表面的导波槽，使波不能正常发射，或使波形改变而控制器无法正常识别，从而影响触摸屏的正常使用，用户需严格注意环境卫生。必须经常擦抹屏的表面以保持屏面的光洁，并定期作一次全面彻底擦除。

各种类型工作原理

　　1、表面声波屏 　　声波屏的三个角分别粘贴着X，Y方向的发射和接收声波的换能器（换能器：由特殊陶瓷材料制成的，分为发射换能器和接收换能器。是把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能和由反射条纹汇聚成的表面声波能变为电信号。），四个边刻着反射表面超声波的反射条纹。当手指或软性物体触摸屏幕，部分声波能量被吸收，于是改变了接收信号，经过控制器的处理得到触摸的X，Y坐标。 　　2、四线电阻屏 　　四线电阻屏在表面保护涂层和基层之间覆着两层透明电导层ITO（ITO：氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（埃=10-10米）以下时会突然变得透明，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时透光率又上升。是所有电阻屏及电容屏的主要材料。），两层分别对应X，Y轴，它门之间用细微透明绝缘颗粒绝缘，当触摸时产生的压力使两导电层接通，由于电阻值的变化而得到触摸的X，Y坐标。 　　3、五线电阻屏 　　五线电阻屏的基层之上覆有把X，Y两方向的电压场加在同一层的透明电导层ITO，最外层镍金导电层（镍金导电层：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。）只用来作纯导体，当触摸时，用分时检测接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。内层ITO需四条引线，外层一条，共5根引线。 　　4、电容屏 　　电容屏表面涂有透明电导层ITO，电压连接到四角，微小直流电散部在屏表面，形成均匀之电场，用手触屏时，人体作为耦合电容一极，电流从屏四角汇集形成耦合电容另一极，通过控制器计算电流传到碰触位置的相对距离得到触摸的坐标 。 　　5、红外屏 　　红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。

优缺点对照表

　　

​	四线电阻屏	声波屏	五线电阻屏	红外屏	电容屏
价格（元）/片	低	中	较 高	高	较 高
寿命	3年	5年	3年	3年	2年
维护	免	2次/年	免	1次/年	免
防暴性	一般	好	一般	好	好
稳定性	高	较 高	高	高	一般
透明度	一般	好	好	好	一般
安装形式	内置或外挂	内置或外挂	内置或外挂	外挂	内置
触摸物	任何物体	手指、软胶	任何物体	截 面	尖锐物不可
输出分辨率	4096×4096	4096×4096	4096×4096	977×737	4096×4096
抗强光干扰性	好	好	好	差	差
响应速度	<10ms	<10ms	<15ms	<20ms	<15ms
跟踪速度	好	第二点速度慢	好	好	好
误抬笔动作	好	一 般	好	好	好
传感器损伤影响	较 小	很 大	较 小	较 小	较 小
污物影响	没 有	较 大	没 有	较 大	较 大
漂移	没 有	较 小	较 大	较 大	较 大
适用显示器	纯 平	纯 平	均 可	纯平最好	均 可
防水性	好	一般	好	一般	好
防电磁干扰	好	一般	好	好	一般
适用范围	室内或室外	室内	室内或室外	室内	室内或室外

技术应用

　　触摸屏起源于20世纪70年代，早期多被装于工控计算机、POS机终端等工业或商用设备之中。2007年iPhone手机的推出，成为触控行业发展的一个里程碑。苹果公司把一部至少需要20个按键的移动电话，设计得仅需三四个键就能搞定，剩余操作则全部交由触控屏幕完成。除赋予了使用者更加直接、便捷的操作体验之外，还使手机的外形变得更加时尚轻薄，增加了人机直接互动的亲切感，引发消费者的热烈追捧，同时也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程。 　　目前，触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。当然，这其中应用最为广泛的仍是手机。2008年采用触控式屏幕的手机出货量将超过1亿部，预计2012年安装触控界面的手机出货量将超过5亿部。而且有迹象表明触摸屏在消费电子产品中的应用范围正从手机屏幕等小尺寸领域向具有更大屏幕尺寸的笔记本电脑拓展。目前，戴尔、惠普、富士通、华硕等一线笔记本电脑品牌厂商都计划推出具备触摸屏的笔记本电脑或UMPC。当然，目前关于配备触摸屏的笔记本电脑是否能从10英寸以下的低价笔记本电脑或UMPC，扩大到14英寸以上的主流笔记本电脑市场，业界仍存争论。因为对于主流笔记本电脑或台式机来说，消费者多已习惯了使用键盘及鼠标进行输入，不像小尺寸笔记本电脑，因可容纳的键盘数量有限，需触摸屏加以辅助，达到更直观的人机沟通目的。而且现在Windows系统尚不支持多点触控功能，如由PC厂商单独导入多点触控功能，在软件上的努力与投资又将极为可观，因此预计到2010年支持多点触控的新操作系统Windows7上市之前，配备触摸屏的笔记本电脑仍将局限于12.1英寸以下。但即便如此，触摸屏市场未来的发展前景也十分诱人。根据市场调研机构的预测，到2010年触摸屏产值将达到35亿美元。

日常维护

　　由于技术上的局限性和环境适应能力较差，尤其是表面声波屏，屏幕上会由于水滴、灰尘等污染而无法正常使用，所以触摸屏幕也同普通机器一样需要定期保养维护。并且由于触摸屏是多种电器设备高度集成的触控一体机，所以在使用和维护时应注意以下的一些问题。 　　1、每天在开机之前，用干布擦拭屏幕。 　　2、水滴或饮料落在屏幕上，会使软件停止反应，这是由于水滴和手指具有相似的特性，需把水滴擦去。 　　3、触摸屏控制器能自动判断灰尘，但积尘太多会降低触摸屏的敏感性，只需用干布把屏幕擦拭干净。 　　4、应用玻璃清洁剂清洗触摸屏上的脏指印和油污。 　　5、严格按规程开、关电源，即开启电源的顺序是：显示器、音响、主机。关闭电源则以相反的顺序进行。 　　6、硬盘上产生大量临时文件，如果经常断点或者不退出Windows就直接关机，很快就会导致硬盘错误。因此，需要定期运行ScanDisk扫描硬盘错误，应用程序中最好能设置秘密方式退出应用程序和Windows再断电，例如：四角按规定次序点一下。 　　7、纯净的触摸屏程序是不需要鼠标光标的，光标只会使用户注意力不集中。 　　8、应选择足够应用程序使用的最简单的防鼠标模式，因为复杂的模式需要牺牲延时和系统资源。 　　9、在Windows中，启动较慢的应用程序时，用户有机会进入其他系统。解决的办法是修改SYSTEM．INI文件：将shell=progman．exe(Windows3．x下)或shell=Explorer．exe (Windows 95上)直接改为．exe文件。但应用程序应能够直接退出Windows，否则系统无法退出。 　　10、视环境恶劣情况，定期打开机头清洁触摸屏的反射条纹和内表面。具体的方法是：在机内两侧打开盖板，可以找到松开扣住机头前部锁舌的机关，打开机关即可松开锁舌。抬起机头前部，可以看到触摸屏控制卡，拔下触摸屏电缆，向后退机头可卸下机头和触摸屏。仔细看清楚固定触摸屏的方法后，卸下触摸屏清洗，注意不要使用硬纸或硬布，不要划伤反射条纹。最后，按相反顺序和原结构将机头复原。

常见故障

　　相信很多人在使用触摸屏时，都遇到触摸屏因出现故障而不能使用的情况。这主要是由于触摸屏是一种比较精密的设备，加之触摸屏多是面向大众开放使用的性质，其使用频率高、使用人员素质良莠不齐，从而造成其故障频繁出现，下面就为大家介绍触摸屏一些常见故障的解决与维护方法： 　　当触摸屏出现故障后，应首先检查控制卡供电是否正常，Windows驱动是否正常安装，然后检查是否完成了Windows下的触屏校准， “Touchscreen Control”中的参数是否正确，还需要检查串口是否正常和串口线是否连接正常。 　　下面通过一些实例来说明触摸屏故障的诊断处理方法。 　　1.触摸屏不准 　　[故障现象] 　　一台表面声波触摸屏，用手指触摸显示器屏幕的部位不能正常地完成对应的操作。 　　[故障分析处理] 　　这种现象可能是声波触摸屏在使用一段时间后，屏四周的反射条纹上面被灰尘覆盖，可用一块干的软布进行擦拭，然后断电、重新启动计算机并重新校准。还有可能是声波屏的反射条纹受到轻微破坏，如果遇到这种情况则将无法完全修复。 　　如果是电容触摸屏在下列情况下可运行屏幕校准程序：（开始--程序--Microtouch Touchware） 　　1）第一次完成驱动软件的安装。 　　2）每次改变显示器的分辨率或显示模式后。 　　3）每次改变了显示的显示区域后。 　　4）每次调整了控制器的频率后。 　　5）每次光标与触摸点不能对应时。 　　校准后，校准后的数据被存放在控制器的寄存器内，所以每次启动系统后无需再校准屏幕。 　　2.触摸屏无响应 　　[故障现象] 　　一台触摸屏不能工作，触摸任何部位都无响应。 　　[故障分析处理] 　　首先检查各接线接口是否出现松动，然后检查串口及中断号是否有冲突，若有冲突，应调整资源，避开冲突。再检查触摸屏表面是否出现裂缝，如有裂缝应及时更换。还需要检查触摸屏表面是否有尘垢，若有，用软布进行清除。观察检查控制盒上的指示灯是否工作正常，正常时，指示灯为绿色，并且闪烁。 　　如果上面的部分均正常，可用替换法检查触摸屏，先替换控制盒，再替换触摸屏，最后替换主机。 　　如果是表面声波触摸屏可进行如下检修： 　　如果是电阻触摸屏可进行如下检修： 　　1）检查触摸屏的连线是否接对，其中一个连接主机键盘口的连线（从键盘口取5伏触摸屏工作电压）有没有连接，请检查连线。 　　2）观察触摸屏控制盒灯的情况，如果不亮或是亮红灯则说明控制盒已坏请更换。 　　3）如果确认不是以上请况，请删除触摸屏驱动并重启动计算机重新安装驱动，或更换更新更高版本的驱动。 　　4）主机中是否有设备与串口资源冲突检查各硬件设备并调整。例如某些网卡安装后默认的IRQ为3，与COM2的IRQ冲突，此时应将网卡的IRQ改用空闲未用的IRQ. 可能是计算机主板和触摸屏控制盒不兼容，请更换主机或主机板。 　　5）如果触摸屏在使用了较长一段时间（3-4年）发现触摸屏有些区域不能触摸，则可能是触摸屏坏了请更换触摸屏。 　　如果是电容触摸屏可进行如下检修： 　　3.触摸屏响应时间很长 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，用手指触摸显示器屏幕后，需要较长的时间才有反应。 　　[故障分析处理] 　　这有可能是触摸屏上粘有移动的水滴，只需用一块干的软布进行擦拭即可。还有可能是主机档次太低，如时钟频率过低，如属于这种情况，最好能更换主机。 　　4.触摸屏局部无响应 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，用手指触摸显示器屏幕后，局部地方无响应。 　　[故障分析处理] 　　这有可能是触摸屏反射条纹局部被覆盖，可用一块干的软布进行擦拭干净。也有可能是触摸屏反射条纹局部被硬物刮掉，将无法修复。 　　5.触摸屏正常但电脑不能操作 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，经试验其本身一切正常，但接上主机后，电脑不能操作。 　　[故障分析处理] 　　这有可能是在主机启动装载触摸屏驱动程序之前，触摸屏控制卡接收到操作信号，只需重新断电后，再启动计算机即可。也有可能是触摸屏驱动程序版本过低，需要安装最新的驱动程序。 　　6.安装驱动程序后第一次启动触摸屏无响应 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，安装驱动程序后第一次启动触摸屏便无响应。 　　[故障分析处理] 　　首先确认触摸屏线路连接是否正确，如不正确，应关机后正确地连接所有线路。然后检查主机中是否有设备与串口资源冲突，检查各硬件设备并调整它们，例如某些网卡安装后默认的IRQ为3，与COM2的IRQ冲突，此时应将网卡的IRQ改用空闲未用的IRQ。 　　7.使用一段时间后触摸无反应 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，开机后正常使用一段时间后便无反应。 　　[故障分析处理] 　　1）检查在Wlndows 9x的“显示器节能设置”中是否设置了关闭硬盘。方法是在桌面单击鼠标右键，选择“属性”命令，再从对话框中选择“屏幕保护程序”选项卡，单击“设置”按钮，将参数设置为除“电源方案”为“始终打开”外，其余均为“从不”。 　　2）某些应用场合，由于接地性能欠佳，会因为控制盒外壳布满了大量的静电，从而影响控制盒内部的工作电场，导致触摸逐渐失效。此时用一根导线将控制盒外壳接地，重新启动即可。 　　3）由于表面声波触摸屏工作时在触摸屏的表面布满了声波，如果长期不擦触摸屏，导致灰尘积累过多，阻挡了波的反射条纹，会造成触摸屏不能正常工作。对于触摸显示器可用干净的名片或纸币透过显示器前罩与触摸屏的缝隙轻轻将四周反射条纹上的灰尘擦去，然后重新启动计算机。对于触摸一体机可打开显示器的前罩，用干净的毛巾将四周反射条纹上的灰尘擦去，然后再重新启动计算机。 　　4）许多触摸一体机触摸屏控制盒采用从一体机电源取电的方式而非从主机取电，所以还应检查一体机电源5V输出是否正确，有时瞬间电流过大，致使熔丝被烧，此时需更换熔丝。 　　8.触摸屏点击精度下降 　　[故障现象] 　　一台触摸屏，其点击精度下降，光标很难定位。 　　[故障分析处理] 　　1）运行触摸屏校准程序。（开始--设置--控制面板--声波屏---Caliberate按钮）。 　　2） 如果是新购进的触屏，请试着将驱动删掉，然后将主机断电5秒钟开机重新装驱动。 　　3）如果上面的办法不行，则可能是声波屏在运输过程中的反射条纹受到轻微破坏，无法完全修复，你可以反方向（相对与鼠标偏离的方向）等距离偏离校准靶心进行定位。 　　4）如果声波屏在使用一段时间后不准，则可能是屏四周的反射条纹或换能器上面被灰尘覆盖，如果您使用的是我公司KA型机柜，您可以打开上盖用一块干的软布蘸工业酒精或玻璃清洗液清洁其表面，再重新运行系统，注意左上，右上，右下的换能器不能损坏。然后断电重新启动计算机并重新校准。 　　5）触摸屏表面有水滴或其它软的东西粘在表面，触摸屏误判有手触摸造成表面声波屏不准，将其清除即可

故障总结

通用类型

　　1、上电无反应 　　主板逆变器部分损坏 　　2、上电烧保险 　　逆变器烧坏 　　三极管D667击穿 　　3、上电蓝屏，通电十分钟后屏幕变为蓝屏 　　主板CPU坏 　　主板LCD负压太低，LCD负压为0，主板故障 　　4、屏幕偏黑 　　对比度问题 　　5、通讯时有时无 　　通讯电缆接触不良造成通讯不良 　　6、触摸失灵，有时白屏 　　触摸面板故障 　　7、黑屏，死屏 　　逆变器烧坏 　　上电即烧保险，主板故障； 　　液晶故障，主板亦烧损； 　　主板电源部分损坏； 　　主板故障，出现大电流烧损； 　　背光灯不亮主板逆变器故障； 　　逆变器受保护引起上电黑屏； 　　液晶故障，触摸面板损坏； 　　8、触控正常，主板程序无反应 　　主板故障，更换主板 　　9、触摸不良，触摸失灵；操作灵敏度不够 　　触摸电阻异常 　　银浆线电阻无穷大 　　更换触摸面板 　　客户程序问题 　　10、电源烧损 　　电源三极管被大电流击穿 　　更换主板 　　11、主板液晶元件均被严重腐蚀，上电无任何显示 　　客户环境恶劣造成文本元件损坏， 　　12、PWR灯不亮，其他一切正常 　　重新接好PWR灯信号线OK 　　13、双串口无法通讯 　　错用软件所致 　　14、主板松动 　　触摸面板固定支脚断裂 　　用强力胶粘合 　　15、485串口通讯不良 　　更换IC后仍无法通讯，主板故障 　　16、触摸屏上电无反应 　　主板逆变器部分烧毁 　　17、TP1、TP2对地短路，CPU烧损 　　18、通讯不良 　　串口针脚歪斜，接触不良导致无法通讯 　　调整针脚位置 　　误用软件所致 　　19、画面不能切换 　　面板表面有裂痕导致触摸不良 　　20、触摸死机，客户误用软件

表面声波触摸屏

　　故障一：触摸偏差 　　现象1：手指所触摸的位置与鼠标箭头没有重合。 　　原因1：安装完驱动程序后，在进行校正位置时，没有垂直触摸靶心正中位置。 　　解决1：重新校正位置。 　　现象2：部分区域触摸准确，部分区域触摸有偏差。 　　原因2：表面声波触摸屏四周边上的声波反射条纹上面积累了大量的尘土或水垢，影响了声波信号的传递所造成的。 　　解决2：清洁触摸屏，特别注意要将触摸屏四边的声波反射条纹清洁干净，清洁时应将触摸屏控制卡的电源断开。 　　故障二：触摸无反应 　　现象：触摸屏幕时鼠标箭头无任何动作，没有发生位置改变。 　　原因：造成此现象产生的原因很多，下面逐个说明： 　　1、表面声波触摸屏四周边上的声波反射条纹上面所积累的尘土或水垢非常严重，导致触摸屏无法工作； 　　2、触摸屏发生故障； 　　3、触摸屏控制卡发生故障； 　　4、触摸屏信号线发生故障； 　　5、计算机主机的串口发生故障； 　　6、计算机的操作系统发生故障； 　　7、触摸屏驱动程序安装错误。 　　解决： 　　1、观察触摸屏信号指示灯，该灯在正常情况下为有规律的闪烁，大约为每秒钟闪烁一次，当触摸屏幕时，信号灯为常亮，停止触摸后，信号灯恢复闪烁。 　　2、如果信号灯在没有触摸时，仍然处于常亮状态，首先检查触摸屏是否需要清洁；其次检查硬件所连接的串口号与软件所设置的串口号是否相符，以及计算机主机的串口是否正常工作。 　　3、运行驱动盘中的COMDUMP命令，该命令为DOS下命令，运行时在COMDUMP后面加上空格及串口的代号1或2，并触摸屏幕，看是否有数据滚出。有数据滚出则硬件连接正常，请检查软件的设置是否正确，是否与其他硬件设备发生冲突。如没有数据滚出则硬件出现故障，具体故障点待定。 　　4、运行驱动盘中的SAWDUMP命令，该命令为DOS下命令，运行程序时，该程序将寻问控制卡的类型、连接的端口号、传输速率，然后程序将从控制卡中读取相关数据。请注意查看屏幕左下角的X轴的AGC和Y轴的AGC数值，任一轴的数值为 255时，则该轴的换能器出现故障，需进行维修。 　　5、安装完驱动程序后进行第一次校正时，注意观察系统报错的详细内容。“ 没有找到控制卡”、“触摸屏没有连接”等，根据提示检查相应的部件。如：触摸屏信号线是否与控制卡连接牢固，键盘取电线是否全部与主机连接等。 　　6、如仍无法排除，请专业人员维修。

与触控板的区别

　　触摸屏（touchscreen）是绝对定位设备。 　　触控板（touchpad）是相对定位设备。 　　触摸屏是以显示屏为参照的绝对定位设备，其给出的数据是绝对坐标的。像ipad，iphone之类的面板都集成有触摸屏。触摸屏在HID设备类当中，是属于touch事件的设备。 　　触控板是不以显示屏为参照的相对定位设备，其给出的数据是相对坐标数据。比如笔记本上的触摸板。触摸板在HID设备类当中，是属于mouse事件的设备，其工作时通常操作系统上会显示出光标，其工作方式类似于鼠标。

发展趋势

　　触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术，因而受到各国的普遍重视，并投入大量的人力、物力对其进行研发，新型触摸屏不断涌现。 　　1、触摸笔：利用触摸笔进行操作的触摸屏类似白板，除显示界面、窗口、图 标外，触摸笔还具有签名、标记的功能。这种触摸笔比早期只提供选择菜单用的 光笔功能大大增强。 　　2、触摸板：触摸板采用了压感电容式触摸技术，屏幕面积最大。它由三部分组成：最底层是中心传感器，用于监视触摸板是否被触摸，然后对信息进行处理；中间层提供了交互用的图形、文字等；最外层是触摸表层，由强度很高的塑 料材料构成。当手指点触外层表面时，在1 / 1000s 内就可以将此信息送到传感 器，并进行登录处理。除与PC兼容外，还具有亮度高、图像清晰、易于交互等特点，因而被应用于指点式信息查询系统（如电子公告板），收到了非常好的效果。 　　3、触摸屏：可用于在演播室使用触摸屏点评系统，简单讲就是输入和输出合 二为一，不再需要机械的按键或滑条，显示屏就是人机接口。整个触摸屏系统由LCD、触摸屏、触摸屏控制器、主CPU、LCD 控制器构成。多点触摸屏控制器是触 摸屏模组的核心，触摸屏控制器是采用PSoC（可编程系统芯片）技术，PSoC是集成了可编程模拟和数字外围以及 MCU 核的混合信号阵列，所以 PSoC 的灵活性、可编程性、高集成度等特性被广泛应用于触摸屏控制器。现在搭建的触摸屏 幕有32、46 和 70 英寸，支持1080p FullHD 分辨率，无需任何额外设置就可以支持多点触摸控制，可以纵向或横向摆放。更为方便的是，它采用标准的 HDMI、FireWire和USB 接口，插上电源并连接Mac、Linux或Windows PC即可开始使用。 　　触摸屏技术的发展趋势，具有专业化、多媒体化、立体化和大屏幕化等特点。 随着信息社会的发展，人们需要获得各种各样公共信息，以触摸屏技术为交互窗 口的公共信息传输系统，通过采用先进的计算机技术，运用文字、图像、音乐、解说、动画、录像等多种形式，直观、形象地把各种信息介绍给人们，给人们带 来极大的方便。我们相信，随着技术的迅速发展，触摸屏对于计算机技术的普及 利用将发挥重要的作用。输入手下触屏但是同样全键盘输入，触摸屏没有物理按键效率高，原因在于：输入法需要定位手指的位置，比如双手操作电脑键盘时，左手食指中指定位在F键，右手中指定位在J键，而触摸屏无法像按键的凸点或者输入感觉定位，难以形成高效的盲打。 　　触摸屏本身点击没有物理按键精准，触摸屏点击目标区域没有真正点击到目标区域， 偏向目标正中心的下方。无论是单手和双手输入，触摸屏本身误点击的概率高。在虚拟键盘这样按键密集型的区域，每个按键的可点击区域有限，误点击的概率更高。 　　.点击时没有按键那样明确的触感反馈，由于手指点击会遮住按钮，iPhone的按钮被点击时会放大的视觉反馈。 　　.手指移动范围较大，按键手机输入时手指局限于按键内，而触摸屏输入和切换输入框时手指还在非虚拟按键区域和按键区域切换。输入中文时，并不是像英文那样点击按键之后字符立即上屏，会显示拼音串选择需要的汉字再上屏，手指需要点击备选词。 　　触摸屏没有组合键，输入数字和符号需要切换面板。 　　移动输入光标需要精准点击或者借助于放大镜，物理按键可以直接使用方向键切换光标，对于修改错误字符操作产生不便。 　　常规触摸屏中文拼音输入过程可以分为以下步骤： 　　1、输入字母，键盘提供字母输入建议。比如输入声母w，可以组合韵母“a、u”等高亮显示，但是这只是全拼有效，对于简拼没有意义。简拼输入时只输入拼音的第一码，在输入词组时合理运用简拼可以大大提高输入速度，缺点是容易出现重码。 　　2、已输入字母组成字母串，智能切词并显示候选词。单个候选词是根据字母中词库中匹配，词组短语和长句需要计算汉字组合的概率。用户在使用输入法也是训练不断更新的过程，使用时间越长，词库越符合个人的输入习惯。词库更新的方法有： 　　1）单个字母或者全拼匹配候选词的顺序调整。比如输入“hao”，第一个候选词“好”被选择的概率更大，但用户多次选择“号”，那么“号”可能会被调整为第一个候选词。初始化词库可能由字典、常用短文、文章和网络用语等分别提取而成，候选词、汉字组合以及联想词的概率可以从词库中计算得出，更为复杂的长句输入需要分析汉语的语言习惯。 　　2）用户可以调整词库中字词候选的概率，也可以自定义词组，对本没有联系的单词建立关联，俗称自造词。比如输入“nima”，用户手动输入“尼玛”，下次再输入同样字母时就会变为候选词。电脑端计算更为智能，分两次输入“尼”和“玛”，有可能根据输入的先后顺序组成词组。 　　3）由网络和群体用户会对原有的默认词库的“新陈代谢”。如果多数用户输入了“尼玛”的概率超出一定概率并成为流行词，可以将该词汇更新到所有用户的词库当中。当词库的几个来源产生更新时，也会影响词库，比如网络上出现的热门事件“郭美美”。