95

触摸屏的主要种类及结构介绍

2019/1/29

  随着计算机技术的发展和普及,在20世纪90年代初,出现了一种全新的人机交互技术,利用这种技术,用户只需要在显示屏上的图标或文字上轻轻一点,计算机就能按照我们的指示进行相关的各种操作,完全摆脱了键盘和鼠标的束缚,使人机交互更为直截了当,这种技术就是日新月异的触摸屏技术。
  和PC从286、386发展到奔腾机一样,触摸屏的技术也经历了从低档向高档发展的历程,从1974开始出现世界上最早的电阻式触摸屏以来,随着科技的发展和应用需求的增长,各种触摸技术相继诞生以适应各种行业和层次的应用。如今,已经形成了商业化的触摸屏技术包括:电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波(SAW)技术触摸屏等,并已广泛应用到了手机、平板电脑、零售业、公共信息查询、多媒体信息系统、医疗仪器、工业自动控制、娱乐与餐饮业、自动售票系统、教育系统等许多领域。
  目前,市场上已经商业化的触摸屏的种类主要有以下几种[1-5],它们分别是:电阻式(模拟电阻式和数字电阻式)、电容式(表面电容式和投射电容式)、红外式、声波式(表面声波式和弯曲声波式)、光学成像式、In-cell结构式、On-cell结构式、电磁共振式、组合式及其它。它们又可以分为两类,一类需要ITO,比如前两种触摸屏,另一类的结构中不需要ITO,比如后几种触摸屏。
  ITO是铟锡氧化物的英文缩写,它是一种透明的导电体。通过调整铟和锡的比例、沉积方法、氧化程度以及晶粒的大小,可以调整这种物质的性能。薄的ITO材料透明性好,但是阻抗高;厚的ITO材料阻抗低,但是透明性会变差。
  如今,在手机、平板电脑等产品领域,应用53DOI:10.16009/j.cnki.cn13-1295/tq.2012.01.010最为广泛的是使用ITO材料的电阻式触摸屏和电容式触摸屏。其中又以电阻式触摸屏较为普遍,这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在它们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。

  控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作,这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。根据引出线数的多少,又可以分为四线、五线、六线、八线等类型,其典型的结构示意图如图1[6]。

电容式触摸屏的构造[7-9]主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,在触摸屏的四边均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场。当触摸屏幕时,由于人体电场的存在,手指与导体层间会形成一个耦合电容,四边电极发出的电流会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成正比,位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃设计,不但能保护导体及感应器,更能有效地防止外在环境因素对触摸屏造成的影响,就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍,电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。图2是投射式电容触摸屏的典型结构示意图[6]。


本文由安徽触摸一体机整理编辑。