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1.1電阻式觸控技術(shù)工作原理

由電阻觸摸屏的側(cè)面結(jié)構(gòu)剖視圖看出，見圖2，它是由一層玻璃作為基層，玻璃表面涂有一層ITO透明導(dǎo)電層，上面在覆蓋一層很薄的有彈性的PET薄膜，在PET的內(nèi)表面也涂有一層ITO導(dǎo)電層，在這兩層ITO導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小的透明隔離點，使得兩ITO導(dǎo)電層絕緣。手指觸摸按壓的表面是一個硬涂層，用以保護(hù)下面的PET層。當(dāng)我們用手指按壓屏幕時，PET薄膜會向下彎曲，并使得下面的兩層ITO涂層能夠相互接觸并在該點使上下層電路導(dǎo)通。

在實際工作中，在兩層ITO工作面的四周邊緣各加裝兩條導(dǎo)電線路，經(jīng)控制器分別于兩端各設(shè)定一直流電壓，為兩個工作面分別構(gòu)建一個均勻的電場，形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。如圖4a所示，當(dāng)我們用手指觸摸屏幕時，壓力使兩層導(dǎo)電層在接觸點的位置有了電路導(dǎo)通，電阻發(fā)生了變化，利用電阻分壓原理，產(chǎn)生了模擬電壓信號，即觸摸傳感器工作將壓力感應(yīng)轉(zhuǎn)換為電壓信號，見圖4b，該信號由控制器處理，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，測量出接觸點的模擬電壓值VMEAS，再根據(jù)這個電壓值和VREF電壓值的比例公式就能計算出觸摸點的X軸和Y軸的坐標(biāo)，從而確定觸摸點的具體位置進(jìn)而向主機(jī)請求輸入響應(yīng)，由主機(jī)負(fù)責(zé)執(zhí)行完成用戶操作。

1.2電阻式觸控特點、種類和應(yīng)用

電阻式觸摸屏上下兩層采用貼合密封，信號的產(chǎn)生是在夾層中間，所以它可以不受塵埃、水、污物的影響，精確度高，反應(yīng)靈敏，工作穩(wěn)定性高。

在圖4a中，A或B面兩個邊緣的條形電極稱為感應(yīng)線，根據(jù)觸摸屏上的感應(yīng)線數(shù)量，電阻式觸摸屏可再分為三大類，分別是4線、5線和8線。4線觸摸屏的條形電極安裝在兩個不同的導(dǎo)電電阻層（X+、X-在同一層，Y+、Y-另一個電阻層上），即如該圖所示；5線觸摸屏只在底層上有圓形電極（X+、X-、Y+和Y-），頂層用于在觸摸過程中測量電壓，電場電壓只施加在底層上。

8線觸摸屏的工作原理與4線觸摸屏相似。只是給每一條線增加一個參考電壓線，所以后的總線數(shù)達(dá)到8條。新增的4條線分別用于給原來的4條線提供參考電壓。

因為成本低廉，觸摸感應(yīng)算法簡單，4線觸摸屏被廣泛用于低端消費電子產(chǎn)品。 5線和8線觸摸屏主要用于昂貴的醫(yī)療設(shè)備和重要的工業(yè)控制器。

2.電容式觸控技術(shù)

電容式觸摸屏與傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏有很大區(qū)別。電阻式觸控屏幕需靠施力將二塊ITO接觸在一起；而電容式觸摸屏只要用指腹輕輕碰觸書寫即可，同時能進(jìn)行多點觸控。

2.1電容式觸控技術(shù)工作原理

電容式觸控屏可以簡單地看成是由四層復(fù)合屏構(gòu)成的屏體：外層是玻璃保護(hù)層，接著是ITO導(dǎo)電層，第三層是不導(dǎo)電的玻璃屏，內(nèi)的第四層也是ITO導(dǎo)電層。其中，內(nèi)導(dǎo)電層是屏蔽層，屏蔽內(nèi)部電氣信號，中間的導(dǎo)電層是感應(yīng)工作層，在其四個角或四條邊上引出四個電極，負(fù)責(zé)觸控點位置的感應(yīng)。

工作時在導(dǎo)電層內(nèi)部建立一個低電壓高頻交流電場，當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指和工作面形成一個耦合電容（0.1～2個pF單位微小的感應(yīng)電容），對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，就會有一定量的電荷轉(zhuǎn)移到人體，產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流。這個電流從工作面的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個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電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置，完成輸入請求。電容屏的工作示意圖如圖5所示。

2.2電容式觸控特點、種類和應(yīng)用

基于電容式觸控屏的結(jié)構(gòu)和工作原理，此類觸摸屏特點鮮明。電容觸摸屏的雙玻璃使得透光性較高，防塵、防水、耐磨等方面較好，耐用度高。

電容觸控屏技術(shù)分為兩種：表面電容技術(shù)和投射電容技術(shù)。

表面電容技術(shù)，即它的架構(gòu)相對簡單，采用一層ITO 玻璃為主體，外圍至少有四個電極，在玻璃四角提供電壓，在玻璃表面形成一個均勻的電場，檢測出觸控坐標(biāo)的位置。因為它采用了一個同質(zhì)的感應(yīng)層，而這種感應(yīng)層只會將觸控屏上任何位置感應(yīng)到的所有信號匯聚成一個更大的信號，此類架構(gòu)決定了表面電容式技術(shù)無法實現(xiàn)多點觸控功能。

投射電容技術(shù)仍是以電容感應(yīng)為主，但相較于表面電容式觸摸屏，投射電容式觸摸屏采用多層ITO 層，形成矩陣式分布，以X 軸、Y軸交叉分布做為電容矩陣，當(dāng)手指觸碰屏幕時，可通過X、Y軸的掃描，檢測到觸碰位置電容的變化，進(jìn)而計算出手指之所在。基于此種架構(gòu)，投射電容可以做到多點觸控操作。

電容式觸摸屏以支持多點觸摸和識別迅速在消費便攜式終端設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，電容式觸摸屏的應(yīng)用也不會僅僅是現(xiàn)有的手機(jī)、隨身影音播放器等產(chǎn)品。

五、未來的觸控技術(shù)

從1974開始出現(xiàn)早的電阻式觸摸屏以來，觸摸屏的技術(shù)經(jīng)歷了從低檔向高檔發(fā)展的歷程，應(yīng)用范圍也較多體現(xiàn)在工業(yè)控制和消費電子產(chǎn)品上。觸摸屏技術(shù)未來的主要發(fā)展方向可以由技術(shù)和應(yīng)用這兩方面來介紹。

在應(yīng)用層面上發(fā)展多觸點觸摸技術(shù)，提高使用效率；另外還提出了混合式觸控技術(shù)和觸覺反饋技術(shù)的概念，前者旨在在一塊觸控面上采用兩種或者兩種以上的觸控識別技術(shù)，達(dá)到多種觸控技術(shù)之間實現(xiàn)優(yōu)劣互補(bǔ)的目的，后者在可以為人們帶來便捷的操作方式和良好的視覺效果的同時， 給用戶一個觸覺反饋。

在技術(shù)層面，觸摸屏與平板顯示器FPD產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步結(jié)合已經(jīng)成為必然。內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)觸控技術(shù)要利用多種技術(shù)將觸摸傳感器與顯示器件融為一體，對相關(guān)器件的設(shè)計和制造都會提出更大的變革，雖然目前還沒有實現(xiàn)商業(yè)化，但是這種結(jié)構(gòu)的觸控技術(shù)仍然是未來觸控技術(shù)的發(fā)展方向。

六、結(jié)束語

觸控技術(shù)是集光學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科技術(shù)于一體的技術(shù)，為用戶提供便捷、穩(wěn)定和精確的人機(jī)交互操作方式是新技術(shù)追求的動力，伴隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人們的日常生活已經(jīng)接入“觸”手可及的后信息化時代。