觸摸屏技術

集成觸摸屏功能的平板顯示系統的設計(2)

05月04日

分類：觸摸屏技術

3. 選擇合適的觸摸屏技術

一旦決定采用觸摸屏界面，下一步就要確定哪種觸摸屏技術最合適。常見的觸摸屏技術包括電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外掃描觸摸屏或表面聲波（SAW）觸摸屏，這些技術的特性比較見表。選擇時需要考慮的參數包括：工作環境、光學性能、LCD尺寸、透射率或透明度、期望壽命、防刮傷的能力、校準穩定性、選擇手指觸摸還是用觸摸筆（手指觸摸是否可帶手套？）、防反射處理（針對強光條件）、觸摸屏面板和控制器的成本。

通過將銦錫氧化物（ITO）鍍膜玻璃與PET薄膜像三明治似地夾在一起，可構建一個電阻式觸摸屏（圖3）。玻璃提供機械穩定性，而PET則充當把兩層ITO連接起來的柔性介質。印在玻璃上的微小分隔點把各層隔離開，并通過調節隔離點的尺寸、高度和密度，精確控制觸摸屏的性能。隔離點的密度決定了觸摸屏的觸發方式，比如，是采用低密度的手指操作還是較高密度的觸摸筆操作。

圖3：通過將銦錫氧化物（ITO）鍍膜玻璃與PET薄膜像三明治似地夾在一起，可構建一個電阻式觸摸屏。

在從工業領域到消費領域的各種應用中，電阻式觸摸屏是最流行的觸摸屏技術。這種壓敏型觸摸屏技術具有多種功能，也是最具有成本效益和易用性的觸摸屏技術之一。通常，電阻式觸摸屏的價格比較便宜，但缺點是光透射率一般不超過86%（盡管也有透射率更高的產品），而且電阻層的前表面對尖銳物和腐蝕性化學制品的抵御能力較差。電阻式觸摸屏不受灰塵或水等外界污染物的影響,而且由于它們的密封度可達到NEMA 4/4X標準，所以大部分的主要人機界面制造商都采用了這項技術。

舉例來說，在患者監視和醫療設備控制的醫療應用中，用戶必須戴著手套直接操作（不使用外部指點設備）觸摸屏。為滿足這種應用要求，設計工程師可以把一個4線電阻式觸摸傳感器集成到顯示器中，該顯示器選用了大小為12.1英寸（對角線）、亮度為400尼特、帶SVGA分辨率、具有高對比度且帶有LVDS接口的有源矩陣LCD。

與電阻式觸摸面板一樣，采用SAW技術的LCD可以利用任何類型的指向裝置（例如手指或觸摸筆）。SAW觸摸屏具有杰出的防刮傷能力和校準穩定性（無漂移）、透光性好（92%），而且幾乎不存在物理磨損問題。SAW觸摸屏技術廣泛用于游戲、辦公自動化和室內自助服務亭（例如ATM）應用，但缺點是極易受到灰塵和其它微粒的污染。在面向公眾的信息亭類應用中，還存在另外一些污染的威脅，例如，雨水、雪或著粘到觸摸屏上的口香糖塊等將阻斷觸摸屏傳感器前方的聲波傳輸模式，從而降低觸摸屏的操作性能。

電容式觸摸屏采用帶有氧化鋅涂覆層（已用微小電流進行了充電）的玻璃基底。當導電性觸摸筆或手指接觸到屏幕表面時，它將產生電容性耦合，從觸摸點處吸取電流，這樣，觸摸屏控制器可依此確定觸摸點的X坐標和Y坐標。電容式觸摸屏的玻璃基底的防刮能力很強、透光性好，用其構造的觸摸屏系統可達到NEMA 4/4X防護標準。但這項技術要求采用某種類型的導電性指向裝置，而對戴手套的手指或非導電性裝置沒有反應，因此它不適合在工業應用和潔凈室環境中使用。

紅外掃描觸摸屏（也稱為IR觸摸屏）技術利用紅外發射器-接收器，在離屏幕表面的一小段距離上投射出一個不可見的光網格。當光束被阻斷時，接收器上的信號缺失被檢測出來，并轉換成觸摸屏的X/Y坐標。圖4闡述了這種技術的工作方式。紅外掃描觸摸屏技術通常使用在信息亭、游戲、零售、衛生保健和工業人機界面（HMI）等應用中。它十分耐磨損，不受灰塵、水和其它污染物的影響（非常適用于室外的公共信息亭顯示器），且沒有校準漂移。不過，這種技術的應用是有限制的，它無法檢測微小的指點區域，因此不適于對分辨率要求很高的、要求捕獲簽名的應用（如POS機）。紅外掃描觸摸屏的分辨率確實達不到防止簽名失真所要求的精度，因為紅外掃描要從一個光束切換到另一個光束。

4. 選擇控制板

在選擇控制板時需考慮：是采用串行接口（RS-232）、USB還是PS/2，將觸摸控制器與計算機主板上的CPU連接起來？

如果觸摸控制器和觸摸傳感器離主機有一段距離，那么這個距離將影響對接口方式的選擇。例如，串行接口最多可支持50英尺的距離，而USB接口一般僅支持約16英尺的距離。但是，采用串行接口的觸摸控制器必須采用外部供電方式（需要一個5V或12V的直流電源），而采用USB接口的控制器可以從主機系統的USB端口直接獲取電源。