1、下面介绍触摸屏、电阻式触摸屏、红外触摸屏、电容式触摸屏、声表面波触摸屏的原理。

2、【触摸屏】触摸屏是什么意思？介绍了触摸屏的原理和四种分类。

3、触摸屏的原理及四种分类介绍

(资料图)

4、一、触摸屏的原理

5、触摸屏的基本原理是，当手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，触摸位置(以坐标的形式)被触摸屏控制器检测到。

6、并通过接口(如RS-232串口)发送给CPU，从而确定输入信息。

7、

8、触摸屏系统通常包括触摸屏控制器(卡)和触摸检测设备。其中，触摸屏控制器(卡)的主要功能是接收来自触摸点检测装置的触摸信息，并转换成接触坐标。

9、然后发送给CPU，CPU也可以接收并执行CPU发送的命令：触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传输给触摸屏控制卡。

10、第二，触摸屏的类型

11、触摸屏一般分为电阻式触摸屏、红外触摸屏、电容式触摸屏和表面声波触摸屏。

12、1.电阻式触摸屏

13、电阻式触摸屏的屏体是与显示器表面相匹配的多层复合膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有透明导电层，透明导电层上覆有光滑耐刮的塑料层，塑料层的外表面经过硬化处理，其内表面也涂有透明导电层。

14、在两个导电层之间有许多微小的(小于千分之一英寸)透明隔离点来隔离它们。

15、当手指触摸屏幕时，通常相互绝缘的两个导电层在触摸点发生接触。因为导电层之一连接到Y轴方向上的5V均匀电压场，所以检测层的电压从零变为非零。在控制器检测到该连接状态后，

16、经过A/D转换后，通过与5V的电压值比较，可以得到触摸点的Y轴坐标，同样的方法可以得到X轴坐标，这是所有电阻式触摸屏通用的最基本原理。

17、电阻式触摸屏的关键在于材料技术。电阻屏根据引出线的数量分为四线、五线、六线等多线电阻式触摸屏。电阻式触摸屏在钢化玻璃表面分别镀有两层OTI透明金属氧化物导电层，

18、最外层的OTI涂层作为导体，第二层的OTI通过精密的网络在水平和垂直两个方向上附加5V到0V的电压场，两层的OTI由微小的透明隔离点隔开。

19、当手指触摸屏幕时，两层OTI导电层之间会有一个接触点。电脑同时检测电压和电流并计算触摸位置，响应速度为10-20 ms。

20、五线电阻式触摸屏的外导电层由延展性好的镍金涂层材料制成。因为经常接触，所以使用延展性好的镍金材料，目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本比较高。虽然镍-金导电层具有良好的延展性，但它只能用作透明导体。

21、不适合作为电阻式触摸屏的工作面，因为它的导电性很高，金属的厚度不容易很均匀，所以不适合作为电压分布层，只适合作为探索层。

22、电阻式触摸屏是完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽。它可以被任何物体触摸，用于书写和绘图，适用于工业控制领域和办公室中的有限人员。

23、电阻式触摸屏的共同缺点是，复合膜外层为塑料材质，不太了解或者用尖锐的工具触摸的人可能会刮伤整个触摸屏，导致报废。但是，在该限度内，划痕只会损坏外导电层。

24、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

25、2 红外线触摸屏

26、红外线触摸屏安装简单，只需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。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。用户以手指触摸屏幕某一点，

27、便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，电脑便可即时算出触摸点的位置。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，

28、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，

29、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。

30、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，

31、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 ，

32、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 * 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。

33、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，

34、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，

35、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，

36、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。

37、红外线式触摸屏价格便宜、安装容易、能较好地感应轻微触摸与快速触摸。但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，外界光线变化，如阳光、室内射灯等均会影响其准确度。而且红外线式触摸屏不防水和怕污垢，

38、任何细小的外来物都会引起误差，影响其性能，不适宜置于户外和公共场所使用。

39、3 电容式触摸屏

40、电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。

41、此外，在附加的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。用户触摸屏幕时，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，

42、而其强弱与手指及电极的距离成正比，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。电容触摸屏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给触摸屏造成影响，

43、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。

44、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，

45、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，

46、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，

47、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，

48、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。

49、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，

50、你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，

51、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，

52、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，

53、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，

54、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。

55、4 表面声波触摸屏

56、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。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，

57、区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。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。

58、玻璃屏的四个周边则刻有 45 度角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

59、工作原理以右下角的 X- 轴发射换能器为例：

60、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，

61、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。

62、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，

63、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。

64、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。

65、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，

66、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。

67、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。

68、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，

69、控制器就把它们传给主机。

70、表面声波触摸屏一个特点是抗暴，因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，

71、触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力（表面声波触摸屏可以发展到直接做在 CRT 表面从而没有任何 " 屏幕 " ），因此非常抗暴力使用，适合公共场所。

72、表面声波第二个特点反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。

73、表面声波第三个特点是性能稳定，因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，

74、目前表面声波技术触摸屏的精度通常是 40964096 256 级力度。

75、表面声波触摸屏的第四个特点是控制卡能知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。因为：我们的手指触摸在 4096 4096 256 级力度的精度下，

76、每秒 48 次的触摸数据不可能是纹丝不变的，而尘土或水滴就一点都不变，控制器发现一个 " 触摸 " 出现后纹丝不变超过三秒钟即自动识别为干扰物。

本文到此结束，希望对大家有所帮助。