觸屏

觸屏

觸屏就是用手去觸控螢幕幕,簡稱觸屏為了操作上的方便,人們用觸控螢幕來代替滑鼠或鍵盤工作時,我們必須首先用手指、手寫筆或可以代替手寫筆的其它軟材質物體觸摸安裝在顯示器前端的觸控螢幕。然後系統根據手指觸摸的圖示或選單位置來定位選擇信息輸入觸控螢幕由觸摸檢測部件和觸控螢幕控制器組成;觸摸檢測部件安裝在顯示器螢幕前面,用於檢測用戶觸摸位置,接受後送觸控螢幕控制器;而觸控螢幕控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,並將它轉換成觸點坐標,再送給CPU,它同時能接收CPU發來的命令並加以執行。 更好更快的方便人們的廣泛使用!

最初作用

觸屏技術最早用於軍事方面

1971年,在美國一所大學當講師的山姆·赫斯特在自家小作坊里製作出最早的觸控螢幕。當年,山姆因工作關係每天要處理大量圖形數據,因而不勝其煩,他想發明一種能提高工作效率的設備,通過把圖形放在平板上或者用筆在平板上施加壓力就能將圖像數據保存起來。於是就有了最早的觸控螢幕“AccuTouch”。1973年,美國《工業研究》雜誌將觸控螢幕技術評為“最重要的100項新技術產品”之一,並預言這種技術將得到廣泛運用。在這100項被看好的技術產品中,還有當時並不起眼如今同樣廣為套用的滑鼠和硬碟等。之後,山姆成立了自己的公司,並於西門子合作,開發了一系列用於軍事電子產品,如雷達和軍用監控裝備的觸控螢幕。直到1982年,山姆的公司在美國消費電子展覽會上展出了33台安裝了觸控螢幕的電視機,平民百姓才第一次親手“摸”到神奇的觸控螢幕,引起巨大轟動,目前,電容式觸控螢幕已成為現在科技市場上的主流螢幕,其套用非常廣泛!例如現在流行的ipad.iphone。

特點:

■ 對大多數的環境污染物有抗力。

■ 人體成為線路的一部分,因而漂移現象比較嚴重。

■ 帶手套不起作用。

■ 需經常校準。

■ 不適用於金屬機櫃。

■ 當外界有電感和磁感的時候,會使觸控螢幕失靈。

■當手機長時間在外面的時候,有必要用布擦乾淨螢幕,因為螢幕是最不乾淨的時候,會讓觸控螢幕失靈。

電容式觸控螢幕是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質。當手指觸摸在金屬層上時,觸點的電容就會發生變化,使得與之相連的振盪器頻率發生變化,通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。

功能分類

紅外線式觸屏

觸屏觸屏

紅外線觸控螢幕原理很簡單,只是在顯示器上加上光點距架框,無需在螢幕表面加上塗層或接駁控制器,光點距架框的四邊排列了紅外線發射管及接收管,在螢幕表面形成一個紅外線網用戶以手指觸控螢幕幕某一點,便會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,計算機便可即時算出觸摸點位置。紅外觸控螢幕不受電流電壓和靜電干擾,適宜某些惡劣的環境條件,其主要優點是價格低廉、安裝方便,不需要卡或其它任何控制器,可以用在各檔次的計算機上。不過,由於只是在普通螢幕增加了框架,在使用過程中架框四周的紅外線發射管及接收管很容易損壞,且解析度較低。

電容式觸屏

電容式觸控螢幕的構造主要是在玻璃螢幕上鍍一層透明的薄膜導體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器電容式觸控螢幕在觸控螢幕四邊均鍍上狹長的電極,在導電體內形成一個低電壓交流電場。用戶觸控螢幕幕時,由於人體電場,手指與導體層間會形成一個耦合電容,四邊電極發出的電流會流向觸點,而電流強弱與手指到電極的距離成正比,位於觸控螢幕幕後的控制器便會計算電流的比例及強弱,準確算出觸摸點的位置。電容觸控螢幕的雙玻璃不但能保護導體及感應器,更有效地防止外在環境因素對觸控螢幕造成影響,就算螢幕沾有污穢塵埃或油漬,電容式觸控螢幕依然能準確算出觸摸位置。

電容觸控螢幕的缺陷

電容觸控螢幕的透光率和清楚度優於四線電阻屏,當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴重,而且,電容技術的四層複合觸控螢幕對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由於光線在各層間的反射,還造成圖像字元的模糊。電容屏在原理上把人體當作一個電容器元件的一個電極使用,當有導體靠近和夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時,流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。我們知道,電容值雖然和極間距離成反比,卻和相對面積成正比,並且還和介質的的絕緣係數有關。因此,當較大面積的手掌或手持的導體物靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作,在潮濕的天氣,這種情況尤為嚴重,手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內或身體靠近顯示器15厘米以內就能引起電容屏的誤動作。電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導電的物體觸摸時沒有反應,這是因為增加了更為絕緣的介質。電容屏更主要的缺點是漂移:當環境溫度、濕度改變時,環境電場發生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確。例如:開機後顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸控螢幕幕的同時另一隻手或身體一側靠近顯示器會漂移;電容觸控螢幕附近較大的物體搬移後回漂移,您觸摸時假如有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因屬於技術上的先天不足,環境電勢面(包括用戶的身體)雖然和電容觸控螢幕離得較遠,卻比手指頭面積大的多,他們直接影響了觸摸位置的測定。此外,理論上許多應該線性的關係實際上卻是非線性,如:體重不同或手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的,而總電流量的變化和四個分電流量的變化是非線性的關係,電容觸控螢幕採用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點,漂移後控制器不能察覺和恢復,而且,4個A/D完成後,由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標繫上的X、Y坐標值的計算過程複雜。由於沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現場也經常需要校準。電容觸控螢幕最外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好,但是怕指甲或硬物的敲擊,敲出一個小洞就會傷及夾層ITO,不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。

電阻觸屏

觸控螢幕的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層複合薄膜,由一層玻璃或有機玻璃作為基層,表面塗有一層透明的導電層(OTI,氧化銦),上面再蓋有一層外表面硬化處理光滑防刮的塑膠層,它的內表面也塗有一層OTI,在兩層導電層之間有許多細小(小於千分之一英寸)的透明隔離點把它們隔開絕緣。當手指接觸螢幕,兩層OTI導電層出現一個接觸點,因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場,使得偵測層的電壓由零變為非零,控制器偵測到這個接通後,進行A/D轉換,並將得到的電壓值與5V相比,即可得觸摸點的Y軸坐標,同理得出X軸的坐標,這就是電阻技術觸控螢幕共同的最基本原理。電阻屏根據引出線數多少,分為四線五線等多線電阻觸控螢幕。五線電阻觸控螢幕的A面是導電玻璃而不是導電塗復層,導電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高,並且可以提高透光率。

電阻式觸控螢幕的OTI塗層比較薄且容易脆斷,塗得太厚又會降低透光且形成內反射降低清晰度,OTI外雖多加了一層薄塑膠保護層,但依然容易被銳利物件所破壞;且由於經常被觸動,表層OTI使用一定時間後會出現細小裂紋,甚至變型,如其中一點的外層OTI受破壞而斷裂,便失去作為導電體的作用,觸控螢幕的壽命並不長久但電阻式觸控螢幕不受塵埃水污物影響. 常用的透明導電塗層材料有:

A、ITO,氧化銦,弱導電體,特性是當厚度降到1800個埃(埃=10-10米)以下時會突然變得透明,透光率為80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度時又上升到80%。ITO是任何電阻技術觸控螢幕及電容技術觸控螢幕都用到的主要材料,實際上電阻和電容技術觸控螢幕的工作面就是ITO塗層。

B、鎳金塗層,五線電阻觸控螢幕的外層導電層使用的是延展性好的鎳金塗層材料,外導電層由於頻繁觸摸,使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命,但是工藝成本較為高昂。鎳金導電層雖然延展性好,但是只能作透明導體,不適合作為電阻觸控螢幕的工作面,因為他導電率高,而且金屬不易做到厚度很均勻,不宜作電壓分布層,只能作為探層。

表面聲波觸屏

表面聲波觸控螢幕的觸控螢幕部分可以是一塊平面球面或是柱面的玻璃平板,安裝在CRTLEDLCD或是等離子顯示器螢幕的前面。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃,區別於其它觸控螢幕技術是沒有任何貼膜和復蓋層。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超音波發射換能器,右上角則固定了兩個相應的超音波接收換能器,玻璃屏的四個周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋發射換能器把控制器通過觸控螢幕電纜送來的電信號轉化為聲波能量向左方表面傳遞,然後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傳遞,聲波能量經過屏體表面,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為電信號。發射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時候,接收信號的波形與參照波形完全一樣當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸控螢幕幕時,X軸途經手指部位向上走的聲波能量被部分吸收,反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口。接收波形對應手指擋住部位信號衰減了一個缺口,計算缺口位置即得觸摸坐標,控制器分析到接收信號的衰減並由缺口的位置判定X坐標,之後Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐標。除了一般觸控螢幕都能回響的XY坐標外,表面聲波觸控螢幕還回響第三軸Z軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機。

表面聲波觸控螢幕不受溫度濕度等環境因素影響,解析度極高,有極好的防刮性,壽命長(5000萬次無故障);透光率高(92%),能保持清晰透亮的圖像質量;沒有漂移,最適合公共場所使用。但表面感應系統的感應轉換器在長時間運作下,會因聲能所產生的壓力而受到損壞,一般羊毛或皮革手套都會接收部分聲波,對感應的準確度也受一定的影響。螢幕表面或接觸螢幕的手指如沾有水漬油漬污物或塵埃,也會影響其性能,甚至令系統停止運作

視網膜屏

這是蘋果公司部分移動產品使用的一種名為視網膜(Retina)螢幕的顯示技術。據蘋果表示,該視網膜螢幕是一種具備超高像素密度的液晶屏,它可以將960×640的解析度壓縮到一個3.5英寸的顯示屏內。也就是說,該螢幕的像素密度達到326像素/英寸(dpi)。稱之為“視網膜螢幕”,意在表達這已經超越了人類肉眼的辨別極限。由於其具有如此高的像素密度,因此螢幕顯示異常清晰、鮮活、銳利、驚艷,該螢幕解析度是現在普通電腦螢幕的數倍,代表了業界LCD顯示的最高水平。

觸屏手套

電容屏觸屏手機觸控原理大家可以百度一下,簡單說就是電容屏需要電流流過來確定點擊的位置,這就是手指觸屏的原理。像一般的手套是不會導電流的,所以是不能帶著它玩手機的,觸屏手套因為採用導電紗材質,具有電流功能,所以能夠玩咱的手機。註:電流是靜電流觸屏手套,簡單的說就是為觸屏手機設計的手套。這種觸屏手機必須是電容屏的手機,電阻屏的不行。

觸屏在汽車行業的作用

在汽車中控市場,Tesla Model S橫空出世,推出全觸屏中控帶給消費者顛復性體驗,並廣受歡迎,它對汽車行業的影響,類似於iPhone對手機行業的影響。 iPhone的出現,第一次把觸控螢幕帶入公眾的視野,顛復了消費者對手機的傳統體驗,並引起其他手機廠商紛紛仿效,加速觸屏手機的普及,帶動小尺寸觸屏市場走向繁榮。Tesla今天將重走iPhone的“老路”,推出全觸屏中控,勢必引起各家汽車廠商的重視。行業內的豪華品牌廠商不甘落後,以寶馬、賓士、奧迪為代表的廠商將率先推出中控全觸屏車型,迎接Tesla的挑戰。在寶馬、賓士、奧迪的帶動示範下,其他品牌廠商也紛紛嘗試推出相關全觸屏車型,加速了中控全觸屏車型的滲透率的提升,從而拉動大尺寸觸屏的需求。

優缺對比

優缺對比編輯

四線電阻屏

聲波屏

五線電阻屏

紅外屏

電容屏

價格(元)/片

較 高

較 高

壽命

3年

5年

3年

3年

2年

維護

2次/年

1次/年

防暴性

一般

一般

穩定性

較 高

一般

透明度

一般

一般

安裝形式

內置或外掛

內置或外掛

內置或外掛

外掛

內置

觸摸物

任何物體

手指、軟膠

任何物體

截 面

尖銳物不可

輸出解析度

4096×4096

4096×4096

4096×4096

977×737

4096×4096

抗強光干擾性

回響速度

<10ms

<10ms

<15ms

<20ms

<15ms

跟蹤速度

第二點速度慢

誤抬筆動作

一 般

感測器損傷影響

較 小

很 大

較 小

較 小

較 小

污物影響

沒 有

較 大

沒 有

較 大

較 大

漂移

沒 有

較 小

較 大

較 大

較 大

適用顯示器

純 平

純 平

均 可

純平最好

均 可

防水性

一般

一般

防電磁干擾

一般

一般

適用範圍

室內或室外

室內

室內或室外

室內

室內或室外

使用操作

為了能更好地幫助大家操作觸控螢幕,下面是一些操作方法和技巧:

如果在中途操作電容觸控螢幕時,重新改變了觸控螢幕的顯示器解析度或顯示模式,或者是自行調整了觸控螢幕控制器的刷新頻率後,感覺到游標與觸摸點不能對應時,都必須重新對觸控螢幕系統進行校準操作。

為了保證觸控螢幕系統的正常工作,除了要保證系統軟體的正確安裝之外,還必須記得在一台主機上不要安裝兩種或兩種以上的觸控螢幕驅動程式,這樣會容易導致系統運行時發生衝突,從而使觸控螢幕系統無法正常使用。

不要讓觸控螢幕表面有水滴或其它軟的東西粘在表面,否則觸控螢幕很容易錯誤認為有手觸摸造成表面聲波屏不準。另外在清除觸控螢幕表面上的污物時,您可以用柔軟的乾布或者清潔劑小心地從螢幕中心向外擦拭,或者用一塊乾的軟布蘸工業酒精或玻璃清洗液清潔觸控螢幕表面。如果用手或者其他觸摸物來觸摸表面聲波觸控螢幕時,觸控螢幕反應很遲鈍,這說明很有可能是觸控螢幕系統已經陳舊,內部時鐘頻率太低,或者是由於觸控螢幕表面有水珠在移動,要想讓觸控螢幕恢復快速回響,必須重新更換或者升級系統,或者用抹布擦乾觸控螢幕表面的水珠。如果用戶在操作觸控螢幕時,觸摸移動的方向是向左的,但系統的游標卻向右移動,出現這種故障可能是由於控制盒與觸控螢幕連線的接頭接反或觸控螢幕左右位置裝反,用戶只要將方向重新調換一下就好了。

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