觸摸屏知識簡介要點(diǎn)PPT課件

1、2.工作原理：工作原理： 為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行 第1頁/共24頁3.觸摸屏的應(yīng)用觸摸屏的應(yīng)用觸摸屏的應(yīng)用范圍非常廣闊： 1）公共信息的查詢：如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息

2、查詢。 2）領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。 3）消費(fèi)電子：如手機(jī)。第2頁/共24頁4.主要類型（技術(shù)原理）：主要類型（技術(shù)原理）：a.矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏（已退出歷史舞臺）b.電阻技術(shù)觸摸屏c.電容技術(shù)觸摸屏d.紅外線技術(shù)觸摸屏e.表面聲波技術(shù)觸摸屏第3頁/共24頁5.典型工藝流程典型工藝流程第4頁/共24頁 電阻技術(shù)觸摸屏電阻技術(shù)觸摸屏1.電阻屏的分類電阻屏的分類： 四線電阻屏，五線電阻屏，七線電阻屏，八線電阻屏。 其中四線電阻屏和五線電阻屏是我們的常見類型。 2.結(jié)構(gòu)和工作原理：結(jié)構(gòu)和工作原理：第5頁/共24頁 如圖1所示，電阻式觸摸屏基本上

3、是薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)，薄膜和玻璃相鄰的一面上均涂有ITO（納米銦錫金屬氧化物）涂層，ITO具有很好的導(dǎo)電性和透明性。當(dāng)觸摸操作時(shí)，薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO，經(jīng)由感應(yīng)器傳出相應(yīng)的電信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路送到處理器，通過運(yùn)算轉(zhuǎn)化為屏幕上的X、Y值，而完成點(diǎn)選的動作，并呈現(xiàn)在屏幕上。 第6頁/共24頁3. 四線觸摸屏四線觸摸屏 四線觸摸屏包含兩個(gè)阻性層。其中一層在屏幕的左右邊緣各有一條垂直總線，另一層在屏幕的底部和頂部各有一條水平總線，見圖2。 為了在X軸方向進(jìn)行測量，將左側(cè)總線偏置為0V，右側(cè)總線偏置為VREF(基準(zhǔn)電壓）。將頂部或底部總線連接到ADC（數(shù)字轉(zhuǎn)換器），當(dāng)頂層和底層相接觸

4、時(shí)即可作一次測量。 為了在Y軸方向進(jìn)行測量，將頂部總線偏置為VREF，底部總線偏置為0V。將ADC輸入端接左側(cè)總線或右側(cè)總線，當(dāng)頂層與底層相接觸時(shí)即可對電壓進(jìn)行測量。圖5顯示了四線觸摸屏在兩層相接觸時(shí)的簡化模型。對于四線觸摸屏，最理想的連接方法是將偏置為VREF的總線接ADC的正參考輸入端，并將設(shè)置為0V的總線接ADC的負(fù)參考輸入端。 第7頁/共24頁4.五線電阻屏五線電阻屏： 五線觸摸屏使用了一個(gè)阻性層和一個(gè)導(dǎo)電層。導(dǎo)電層有一個(gè)觸點(diǎn)，通常在其一側(cè)的邊緣。阻性層的四個(gè)角上各有一個(gè)觸點(diǎn)。如圖3. 為了在X軸方向進(jìn)行測量，將左上角和左下角偏置到VREF，右上角和右下角接地。由于左、右角為同一電壓，

5、其效果與連接左右側(cè)的總線差不多，類似于四線觸摸屏中采用的方法。 為了沿Y軸方向進(jìn)行測量，將左上角和右上角偏置為VREF，左下角和右下角偏置為0V。由于上、下角分別為同一電壓，其效果與連接頂部和底部邊緣的總線大致相同，類似于在四線觸摸屏中采用的方法。這種測量算法的優(yōu)點(diǎn)在于它使左上角和右下角的電壓保持不變。 但如果采用柵格坐標(biāo)，X軸和Y軸需要反向。對于五線觸摸屏，最佳的連接方法是將左上角(偏置為VREF)接ADC的正參考輸入端，將左下角(偏置為0V)接ADC的負(fù)參考輸入端。 第8頁/共24頁五線制電阻觸摸屏五線制電阻觸摸屏五線電阻式觸摸屏：五線觸摸屏的結(jié)構(gòu)與四線電阻式類似，也有下線路（玻璃或薄膜材

6、料）導(dǎo)電ITO層和上線路（薄膜材料）導(dǎo)電ITO層。第9頁/共24頁5. 電阻屏的優(yōu)勢和缺陷（五線電阻屏）電阻屏的優(yōu)勢和缺陷（五線電阻屏）： a.最可靠和使用壽命最長的電阻式觸摸屏，其質(zhì)保期為五年，是工業(yè)上最長的觸摸屏質(zhì)保期。 b.超群的觸摸定位精度。對于環(huán)境的變化，無需對觸摸屏進(jìn)行重新校驗(yàn)。 c.經(jīng)久耐用。手指，指尖，筆尖，帶手套的手和信用卡等觸摸，仍能保持良好的觸摸感覺。 d.高觸摸精度。五線電阻屏分辨率為4096*4096.是目前最高的觸摸點(diǎn)密度和分辨率。 e.精確的控制器方案。各種串行和USB通用串行總線控制器。這些控制器是業(yè)界觸摸響應(yīng)時(shí)間最快的控制器，并且具有優(yōu)良的可靠性。 f.無漂移

7、操作。 g.精確的線性設(shè)計(jì)。一次校驗(yàn)，永不漂移。第10頁/共24頁電容技術(shù)觸摸屏電容技術(shù)觸摸屏 普通電容式觸摸屏的感應(yīng)屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層導(dǎo)電層，最外層是一薄層矽土玻璃保護(hù)層。當(dāng)我們用手指觸摸在感應(yīng)屏上的時(shí)候，人體的電場讓手指和和觸摸屏表面形成一個(gè)耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。1.1.工作原理工作原理第11頁/共24頁電容觸摸屏電容觸摸屏l在電容式觸摸屏問世后多年，觸

8、摸屏都只能每次響應(yīng)一個(gè)觸點(diǎn)。一旦我們操控超過一個(gè)觸點(diǎn)，電容式觸摸屏就會因?yàn)闊o法定位而讓光標(biāo)錯(cuò)亂。 l 新式電容觸摸屏是從電容式觸摸按鍵經(jīng)過插值算法引申出來的一種觸摸屏檢測方法，可以支持多點(diǎn)觸摸。如Iphone使用的就是典型的電容觸摸感應(yīng)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。第12頁/共24頁l表面電容式 由一個(gè)普通的ITO層和一個(gè)金屬邊框，當(dāng)一根手指觸 摸屏幕時(shí)，從面板中放出電荷。感應(yīng)在觸摸屏的四角 完成，不需要復(fù)雜的ITO圖案l投射電容式（感應(yīng)電容式） 采用1個(gè)或多個(gè)精心設(shè)計(jì)的、被蝕刻的ITO層，這些ITO層通過蝕刻形 成多個(gè)水平和垂直電極l自感應(yīng)電容式l互感應(yīng)電容式2.2.電容觸摸屏分類電容觸摸屏分類第13頁/共

9、24頁3.3.電容屏的特點(diǎn)：電容屏的特點(diǎn)：a.a.由于電容隨溫度，濕度，或者接地情況的不同而變化，所以其穩(wěn)定性較差，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。 該種觸摸屏試用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段。b.色彩失真。雖然電容屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏，卻無法與表面聲波屏和五線電阻屏相比。而且，電容技術(shù)的四層符合觸摸屏對各種波長的透光率不均勻，所以會存在色彩失真問題。c.電容屏反光嚴(yán)重。由于光線在各層間的反射，會造成圖像字符的模糊。d.次品率相對電阻屏較高。 最外層極薄的玻璃，正常情況下防刮擦性能非常好，但工藝要求在真空下制造，這層極薄的玻璃有5%的概率碰上有破洞的產(chǎn)品。e.使用壽命相對電阻屏來說一般較短。第14頁/

10、共24頁4.4.電容屏和電阻屏的比較：電容屏和電阻屏的比較： a.a.電容屏能更好支持多點(diǎn)觸控電容屏能更好支持多點(diǎn)觸控 多點(diǎn)觸摸屏有別于傳統(tǒng)的單點(diǎn)觸摸屏，多點(diǎn)觸摸屏的最大特點(diǎn)在于可以兩只手，多個(gè)手指，甚至多個(gè)人，同時(shí)操作屏幕的內(nèi)容，更加方便與人性化。多點(diǎn)觸摸技術(shù)也叫多點(diǎn)觸控技術(shù)。與電阻屏相比電容觸屏比較容易實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸技術(shù)，目前多點(diǎn)觸控技術(shù)已在電容屏上基本實(shí)現(xiàn)。 b.電容屏造價(jià)更高電容屏造價(jià)更高 雖然電容屏擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是因?yàn)槠洳牧咸厥?、工藝精湛、其造價(jià)較高。當(dāng)然這也跟廠商的不同而不同，一般來說電容屏的價(jià)格也會比電阻屏貴15%到40%。這些額外成本對旗艦級產(chǎn)品可能影響較小，但是對于中、底等價(jià)

11、位智能手機(jī)確實(shí)高門檻，所以目前市場上的多數(shù)智能手機(jī)價(jià)格不菲，其中很多一部分原因是其使用了電容屏的緣故。 第15頁/共24頁5.5.總結(jié)：總結(jié)： 從客觀的角度來說電容電阻各有千秋，電容屏雖然在用戶體驗(yàn)是更勝一籌，但是因其價(jià)格原因，暫時(shí)不可能大范圍應(yīng)用，而電阻屏卻比較大眾化、比較實(shí)用些，因?yàn)榇蠖鄶?shù)國人還是比較喜歡用手寫輸入的，且電阻屏基本不受環(huán)境影響，造價(jià)低廉，還不容易損害，雖然說屏幕容易產(chǎn)生劃痕，但隨便買張手機(jī)屏幕保護(hù)膜就能解決，所以電阻屏還是早期智能機(jī)的主流觸屏材料，不過隨著時(shí)間的推移，電容屏已經(jīng)成為一個(gè)趨勢，現(xiàn)在越來越多的智能手機(jī)向多點(diǎn)電容式觸控技術(shù)方面發(fā)展 。第16頁/共24頁 紅外線技術(shù)

12、觸摸屏紅外線技術(shù)觸摸屏1.1.紅外觸摸屏的結(jié)構(gòu)和原理：紅外觸摸屏的結(jié)構(gòu)和原理： 紅外觸摸屏是利用X，Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外線發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)成橫豎交叉的紅外矩陣。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。外觸摸屏，是高度集成的電子線路整合產(chǎn)品。紅外觸摸屏包含一個(gè)完整的整合控制電路，和一組高精度、抗干擾紅外發(fā)射管和一組紅外接收管，交叉安裝在高度集成的電路板上的兩個(gè)相對的方向，形成一個(gè)不可見的紅外線光柵。內(nèi)嵌在控制電路中的智能控制系統(tǒng)持續(xù)地對二

13、極管發(fā)出脈沖形成紅外線偏震光束格柵。當(dāng)觸摸物體如手指等進(jìn)入光柵時(shí)，便阻斷了光束。智能控制系統(tǒng)便會偵察到光的損失變化，并傳輸信號給控制系統(tǒng)，以確認(rèn)X軸和Y軸坐標(biāo)值。 第17頁/共24頁圖片：圖片： 紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布X、Y方向上的紅外線矩陣，通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測并定位用戶的觸摸。 可見紅外線觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸檢測。第18頁/共24頁2.2.紅外屏的特點(diǎn)：紅外屏的特點(diǎn)：a.高度的穩(wěn)定性，不會因時(shí)間，環(huán)境的變化產(chǎn)生漂移。b.高度適應(yīng)性，不受電流，電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件 。防暴，防塵。c.高透光性，無中間介質(zhì)，最高可達(dá)100%d.使用壽命長，高度耐久，

14、不怕刮傷，觸控壽命也長。e.對觸摸體無特殊要求，觸摸無需力度。f.在XP系統(tǒng)下支持模擬2點(diǎn)，在Win7下支持真2點(diǎn)。g.支持USB，串口輸出。h.分辨率高 4096*4096i.操作系統(tǒng)兼容性好。第19頁/共24頁3.3.紅外屏的發(fā)展：紅外屏的發(fā)展：1.早起紅外屏出現(xiàn)于1992年，分辨率只有3232。第一代紅外屏技術(shù)分辨率低，易受環(huán)境干擾而誤動作，而且要求在一定的遮光環(huán)境中試用。由于這些局限性，致使紅外屏一度曾經(jīng)淡出市場2.第二代，1994年推出，分辨率達(dá)到6464，改善了抗光干擾性能，可以適應(yīng)大多數(shù)室內(nèi)環(huán)境。3.第三代，1997年推出，分辨率達(dá)到320240，可以在室外非陽光直射環(huán)境中使用。

15、4.第四代，1998年推出，主要貢獻(xiàn)是提高了分辨率，達(dá)到800600.5.近期推出的第五代，不僅將分辨率提高到了1000720，抗強(qiáng)光干擾性能提高到太陽直射環(huán)境亦可使用，更重要的是在產(chǎn)品壽命和免維護(hù)性能方面有了本質(zhì)的飛躍。6. 第六代觸摸屏為適應(yīng)windows7系統(tǒng)的要求，已支持多點(diǎn)觸摸。第20頁/共24頁 表面聲波技術(shù)觸摸屏表面聲波技術(shù)觸摸屏表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45

16、角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。 1.1.工作原理工作原理 第21頁/共24頁以右下角的X-軸發(fā)射換能器為例：發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f，聲波能量經(jīng)過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X-軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘?。?dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個(gè)窄脈沖后，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收換能器，走最右邊的最早到達(dá)，走最左邊的最晚到達(dá)，早到達(dá)的和晚到達(dá)的這些聲波能量疊加成一個(gè)較寬的波形信號 。發(fā)射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時(shí)候，接收信號的波形與參照波形完全一樣。當(dāng)手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時(shí)，X軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應(yīng)在接收波形上即某一時(shí)刻位置上波形有一個(gè)衰減缺口。 第22頁/共24頁2.2.表面聲波屏的特點(diǎn)