紅外線技術(shù)觸摸屏

改變觸點(diǎn)上的紅外線實(shí)現(xiàn)操作的一種觸摸屏紅外線技術(shù)觸摸屏01工作原理技術(shù)難點(diǎn)市場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)發(fā)展前景適用比較目錄0305020406基本信息紅外線技術(shù)觸摸屏（InfraredTouchScreenTechnology）由裝在觸摸屏外框上的紅外線發(fā)射與接收感測(cè)元件構(gòu)成，在屏幕表面上，形成紅外線探測(cè)，任何觸摸物體可改變觸點(diǎn)上的紅外線而實(shí)現(xiàn)觸摸屏操作。紅外線式觸控屏的實(shí)現(xiàn)原理與表面聲波式觸控相似，它使用的是紅外線發(fā)射與接收感測(cè)元件。這些元件在屏幕表面形成紅外線探測(cè)，觸控操作的物體（比如手指）可以改變觸點(diǎn)的紅外線，進(jìn)而被轉(zhuǎn)化成觸控的坐標(biāo)位置而實(shí)現(xiàn)操作的響應(yīng)。在紅外線式觸控屏上，屏幕的四邊排布的電路板裝置有紅外發(fā)射管和紅外接收管，對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。工作原理工作原理紅外觸摸屏工作原理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(guò)不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測(cè)并定位用戶(hù)的觸摸。如圖《紅外觸摸屏工作原理》所示，這種觸摸屏是在顯示器的前面安裝一個(gè)外框，外框里設(shè)計(jì)有電路板，從而在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。每掃描完一圈，如果所有的紅外對(duì)管通達(dá)，綠燈亮，表示一切正常。當(dāng)有觸摸時(shí)，手指或其它物就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎紅外線，觸摸屏掃描時(shí)發(fā)現(xiàn)并確信有一條紅外線受阻后，紅燈亮，表示有紅外線受阻，可能有觸摸，同時(shí)立刻換到另一坐標(biāo)再掃描，如果再發(fā)現(xiàn)另外一軸也有一條紅外線受阻，黃燈亮，表示發(fā)現(xiàn)觸摸，并將兩個(gè)發(fā)現(xiàn)阻隔的紅外對(duì)管位置報(bào)告給主機(jī)，經(jīng)過(guò)計(jì)算判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。紅外線技術(shù)觸摸屏紅外觸摸屏產(chǎn)品分外掛式和內(nèi)置式兩種。外掛式的安裝方法非常簡(jiǎn)單，是所有觸摸屏中安裝最方便的，只要用膠或雙面膠將框架固定在顯示器前面即可。安圖電子外掛觸摸屏還可通過(guò)掛鉤與顯示器固定，方便拆卸不留痕跡。

技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)特點(diǎn)紅外線觸紅外線技術(shù)觸摸屏摸屏技術(shù)特點(diǎn)紅外觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)是可用手指、筆或任何可阻擋光線的物體來(lái)觸摸。紅外觸摸屏缺點(diǎn)是在球面顯示器上使用時(shí)感覺(jué)不好，這是因?yàn)橘?lài)以工作的紅外光柵矩陣顯然要求保證在同一平面上，因此，真正感應(yīng)觸摸的工作平面距離弧形的顯示器屏幕有較大的間隔，尤其在邊角，但是這個(gè)缺點(diǎn)在平面顯示器上不存在，比如液晶顯示器?？梢哉f(shuō)在平面顯示器上使用，紅外觸摸屏具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。紅外線探測(cè)技術(shù)利用同一波長(zhǎng)的紅外發(fā)射管、紅外接收管(簡(jiǎn)稱(chēng)紅外對(duì)管)就能得到簡(jiǎn)單的紅外線探測(cè)方法：只要有物體阻擋住紅外對(duì)管之間的連線，接收信號(hào)就急劇下降，因此紅外線可以探測(cè)物體的阻擋，在防盜系統(tǒng)、自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)、計(jì)數(shù)器等系統(tǒng)上廣泛應(yīng)用。紅外線若是短距離應(yīng)用，根據(jù)接收信號(hào)的衰減程度還可探知阻擋程度，這就是所謂的模擬方式，模擬方式在接收端采用密集的接收管陣列，還可用于造影成像;為防止干擾，紅外探測(cè)還可采用脈沖方式，即紅外發(fā)射管發(fā)射一個(gè)固定頻率的信號(hào)，而接收方只對(duì)這一頻率進(jìn)行檢測(cè)，脈沖方式抗干擾能力非常強(qiáng)。脈沖方式如果在工作頻率上調(diào)制信號(hào)，還可用于數(shù)字通信，這就是大名鼎鼎的紅外線通訊，家用電器的遙控、電腦的紅外通信、甚至是當(dāng)今最快的光纖通信，都緣于此。紅外通信對(duì)人體沒(méi)有影響，兼又發(fā)射距離短沒(méi)有空間污染，當(dāng)今備受青睞。本章立意觸摸屏，不神游其它，但是從這一家族興旺，也可以看出紅外觸摸屏前途遠(yuǎn)大。技術(shù)難點(diǎn)技術(shù)難點(diǎn)環(huán)境光因素，紅外接收管有最小靈敏度和最大光照度之間的工作范圍，但是觸摸屏產(chǎn)品卻不能限制使用范圍，從黑暗的歌廳包房到海南島高強(qiáng)度陽(yáng)光下的戶(hù)外使用，作為產(chǎn)品，它必須適應(yīng)?？焖贆z測(cè)，紅外觸摸屏一般尺寸最少也有64套紅外對(duì)管，也就是說(shuō)至少要求在0.4毫秒內(nèi)就要完成一條紅外線的檢測(cè)。周?chē)姆瓷?、折射、干擾，紅外發(fā)射管有一個(gè)發(fā)射角，接收管有較大范圍的接收角，如果周?chē)瓷涞揭欢ǔ潭龋銜?huì)發(fā)現(xiàn)手指放在什么地方也阻擋不住信號(hào)。要解決這些問(wèn)題，選擇模擬方式最大的好處是可以分析提高觸摸屏的分辨率，但是抗干擾能力比不上脈沖方式；選擇脈沖方式雖然抗干擾能力強(qiáng)，但是存在脈沖方式在接收方需要一個(gè)響應(yīng)過(guò)程時(shí)間的問(wèn)題，而觸摸屏卻要求極快的速度，因此要在自適應(yīng)電路、單片機(jī)軟件、模具設(shè)計(jì)、透光材料選擇等幾個(gè)方面要有技術(shù)突破。紅外觸摸屏靠多對(duì)紅外發(fā)射和接收對(duì)管來(lái)工作，紅外對(duì)管性能和壽命都比較可靠，任何阻擋光線的物體都可用來(lái)作觸摸物，不過(guò)紅外觸摸屏使用傳感器數(shù)目將近100對(duì)，并且共用外圍電路，這就要求傳感器不僅本身性能好，還要求將近100對(duì)的紅外二極管“光-電阻特性”和“結(jié)電容”都保持一致。實(shí)際應(yīng)用中，萬(wàn)一有哪一對(duì)出現(xiàn)故障，可以在上電自檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)并在此后加以忽略，靠鄰近的紅外線代替，由于每一對(duì)紅外線只“監(jiān)管”約6mm左右的窄帶，而手指通常在15mm左右粗細(xì)，用戶(hù)是察覺(jué)不到的。發(fā)展前景發(fā)展前景長(zhǎng)期以來(lái)，觸摸屏市場(chǎng)處于五彩紛呈的局面，采用不同技術(shù)的觸摸屏適應(yīng)了不同的應(yīng)用環(huán)境，紅外觸摸技術(shù)只是其中的一種，有自身的優(yōu)勢(shì)和不足。業(yè)內(nèi)人士對(duì)紅外觸摸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)極為鐘情，對(duì)其不足之處也非常清楚，并做出了不懈的努力進(jìn)行改進(jìn)。紅外觸摸技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入第五代。從其表現(xiàn)出來(lái)的一些特性來(lái)看，極有可能從各種觸摸技術(shù)之中脫穎而出，成為觸摸屏市場(chǎng)的弄潮兒。早期紅外觸摸屏出現(xiàn)于1992年，分辨率只有32×32。第一代紅外觸摸技術(shù)分辨率低、易受環(huán)境干擾而誤動(dòng)作，而且要求在一定的遮光環(huán)境中使用。由于這些局限性，致使紅外觸摸屏一度曾經(jīng)淡出市場(chǎng)。第二代紅外觸摸屏于1994年推出，分辨率達(dá)到64×64，改善了抗光干擾性能，可以適應(yīng)大多數(shù)室內(nèi)環(huán)境。第三代紅外觸摸屏1997年推出，分辨率達(dá)到320×240，可以在室外非陽(yáng)光直射的環(huán)境中使用；第四代紅外觸摸屏的主要貢獻(xiàn)是提高了分辨率，達(dá)到了800×600，于1998年推出。從紅外觸摸屏的發(fā)展歷程來(lái)看，主要的進(jìn)步是沿著提高分辨率和對(duì)強(qiáng)光干擾環(huán)境適應(yīng)能力兩個(gè)方面進(jìn)行的，但基本上沒(méi)有克服產(chǎn)品壽命短、器件特性參數(shù)容易漂移等問(wèn)題。近期推出的第五代紅外觸摸技術(shù)，不僅將分辨率提高到了1000×720，抗強(qiáng)光干擾性能提高到太陽(yáng)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。第五代紅外觸摸采用概率函數(shù)器件冗余分布的指導(dǎo)思想，工作環(huán)境下壽命大于7年。這就是說(shuō)，當(dāng)配套的顯示器達(dá)到壽命終結(jié)的時(shí)候，觸摸屏本身仍然是正常工作的。市場(chǎng)應(yīng)用市場(chǎng)應(yīng)用實(shí)際上，已經(jīng)可以用第五代觸摸屏這樣一個(gè)單一設(shè)備作為完整的人機(jī)界面平臺(tái)，取代鼠標(biāo)、書(shū)寫(xiě)板甚至鍵盤(pán)。從應(yīng)用的層面看，觸摸屏不應(yīng)該僅僅作為一個(gè)將觸摸位置轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)信息的簡(jiǎn)單設(shè)備，而應(yīng)該作為一個(gè)完整的人機(jī)界面系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。第五代紅外觸摸屏就是依據(jù)這樣的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)內(nèi)置的處理器和完善的驅(qū)動(dòng)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品概念的提升。因此，新的紅外觸摸技術(shù)會(huì)對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)造成非常重大的影響。第一，第五代紅外觸摸屏極有可能脫穎而出，打破聲波屏、電阻屏、電容屏、紅外屏幾分天下的格局。最有可能出現(xiàn)的情況是，紅外屏占據(jù)80%以上的主流市場(chǎng)，電阻屏和電容屏鎖定在4英寸以下的應(yīng)用領(lǐng)域，而聲波屏將被逐漸淘汰。第二，第五代紅外觸摸屏有望打破國(guó)外廠商長(zhǎng)期占據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的局面，以更好的質(zhì)量和較低的價(jià)格將美國(guó)和日本的觸摸屏產(chǎn)品從中國(guó)市場(chǎng)清除出去。但是，我國(guó)臺(tái)灣省的一些廠商將會(huì)以五線電阻觸摸屏在移動(dòng)產(chǎn)品市場(chǎng)占有重要地位。第三，通過(guò)充分利用產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，加大國(guó)際市場(chǎng)運(yùn)作力度，第五代紅外觸摸屏可以在國(guó)際市場(chǎng)上與國(guó)外產(chǎn)品一爭(zhēng)高低。但應(yīng)該注意到，第五代紅外觸摸屏的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)能夠保持的時(shí)間是有限的，國(guó)外廠商的研發(fā)力度歷來(lái)不容忽視，單一產(chǎn)品技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)可能