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一、概述
如今很多的電子設備，不論是工業級還是消費級都需要人機界面，例如車載導航儀、廣告一體機、POS機、平板電腦、手持終端儀器、智能牆壁開關、醫療美容儀器等，都配備了觸控顯示器。因此，我們有必要了解一些關於觸摸屏的基本知識。
二、電阻屏與電容屏
電阻觸屏俗稱“軟屏”，多用於Windows Mobile系統的手機；
電容觸屏俗稱“硬屏”，如iPhone和G1等機器採用這種屏質的。
1、室內可視效果
兩者通常很好。
2、觸摸敏感度
1、電阻觸屏，需用壓力使屏幕各層發生接觸，可以使用手指，哪怕帶上手套、指甲、觸筆等進行操作。支持觸筆在亞洲市場很重要，手勢和文字識別在哪裏都被看重。
2、電容觸屏，來自帶電的手指表層最細微的接觸也能激活屏幕下方的電容感應系統。非生命物體、指甲、手套無效。手寫識別較爲困難。
3、精度
1、電阻觸屏，精度至少達到單個顯示像素，用觸筆時能看出來。便於手寫識別，有助於在使用小控制元素的界面下進行操作。
2、電容觸屏，理論精度可以達到幾個像素，但實際上會受手指接觸面積限制。以至於用戶難以精確點擊小於1cm2的目標。
4、成本
1、電阻觸屏，很低廉。
2、電容觸屏，不同廠商的電容屏價格比電阻屏貴10%到50%。這點額外成本對旗艦級產品無所謂，但可能會讓中等價位手機望而卻步。
5、多點觸摸可行性
1、電阻觸屏，不可能，除非重組電阻屏與機器的電路連接。
2、電容觸屏，取決於實現方式以及軟件，已在G1的技術演示以及iPhone上實現。G1的1.7T版本已經可以實現瀏覽器的多點觸摸特性。
6、抗損性
1、電阻觸屏，電阻屏的根本特性決定了它的頂部是柔軟的，需要能夠按下去。這使得屏幕非常容易產生劃痕。電阻屏需要保護膜以及相對更頻繁的校準。有利的方面是，使用塑料層的電阻觸屏設備總體上更不易損，更不容易摔壞。
2、電容觸屏，外層可以使用玻璃。這樣雖然不至於堅不可摧，而且有可能在嚴重衝擊下碎裂，但玻璃應對日常碰擦和污跡更好。
7、清潔
1、電阻觸屏，由於可以使用觸筆或指甲進行操作，更不容易在屏幕上留下指紋、油漬和細菌。
2、電容觸屏，要用整個手指進行觸摸，但玻璃外層更容易清潔。
8、環境適應性
1、電阻觸屏，具體數值不得而知。但有證據表明使用電阻屏的Nokia 5800可以在-15°C至+45°C的溫度下正常工作，對溼度也沒什麼要求。
2、電容觸屏，典型的操作溫度在0°至35°之間，需要至少5%的溼度（工作原理所限）
9、陽光下可視效果
1、電阻觸屏，通常很糟，額外的屏幕層面反射了大量陽光。
三、觸摸屏的種類
1、紅外線式觸摸屏（Infrared）
紅外線觸摸屏原理很簡單，只是在顯示器上加上光點距架框，無需在屏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，在屏幕表面形成一個紅外線網。用戶以手指觸摸屏幕某一點，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。紅外觸摸屏不受電流、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，由於只是在普通屏幕增加了框架，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，且分辨率較低。
2、電容式觸摸屏（Surface capacitive）
電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，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。
電容式觸摸屏在觸摸屏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。用戶觸摸屏幕時，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，位於觸摸屏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。電容觸摸屏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摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。
電阻式觸摸屏利用壓力感應進行控制。其主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的複合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作爲基層，表面塗有一層透明的金屬氧化物(ITO) 導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防劃傷的塑料層(其內表面也塗有一層ITO塗層),在他們之間有許多細小的（大約1/1000英寸）透明間隔點把兩層ITO導電層隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，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爲非零，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軸座標，同理得出X軸的座標，這就是所有電阻技術觸摸屏共同的最基本原理。
3、電阻技術觸摸屏（Resistive touch）
電阻類觸摸屏的關鍵在於材料科技。常用的透明導電塗層材料有：
① 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，透光率爲80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到80％。ITO是所有電阻技術觸摸屏及電容技術觸摸屏都用到的主要材料，實際上電阻和電容技術觸摸屏的工作面就是ITO塗層。
② 鎳金塗層，五線電阻觸摸屏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爲了延長使用壽命，但是工藝成本較爲高昂。鎳金導電層雖然延展性好，但是隻能作透明導體，不適合作爲電阻觸摸屏的工作面，因爲它導電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分佈層，只能作爲探層。
1)、四線電阻觸摸屏
觸摸屏附着在顯示器的表面，與顯示器相配合使用，如果能測量出觸摸點在屏幕上的座標位置，則可根據顯示屏上對應座標點的顯示內容或圖符獲知觸摸者的意圖。其中電阻式觸摸屏在嵌入式系統中用的較多。電阻觸摸屏是一塊4層的透明的複合薄膜屏，最下面是玻璃或有機玻璃構成的基層，最上面是一層外表面經過硬化處理從而光滑防刮的塑料層，中間是兩層金屬導電層，分別在基層之上和塑料層內表面，在兩導電層之間有許多細小的透明隔離點把它們隔開。當手指觸摸屏幕時，兩導電層在觸摸點處接觸。 觸摸屏的兩個金屬導電層是觸摸屏的兩個工作面，在每個工作面的兩端各塗有一條銀膠，稱爲該工作面的一對電極，若在一個工作面的電極對上施加電壓，則在該工作面上就會形成均勻連續的平行電壓分佈。當在X方向的電極對上施加一確定的電壓，而Y方向電極對上不加電壓時，在X平行電壓場中，觸點處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來，通過測量Y+電極對地的電壓大小，便可得知觸點的X座標值。同理，當在Y電極對上加電壓，而X電極對上不加電壓時，通過測量X+電極的電壓，便可得知觸點的Y座標。
四線電阻觸摸屏的缺陷：
電阻觸摸屏的B面要經常被觸動，四線電阻觸摸屏的B面採用ITO，我們知道，ITO是極薄的氧化金屬，在使用過程中，很快就會產生細小的裂紋，而裂紋一旦產生，原流經該處的電流被迫繞裂紋而行，本該均勻分佈的電壓隨之遭到破壞，觸摸屏就有了損傷，表現爲裂紋處點不準。隨着裂紋的加劇和增多，觸摸屏慢慢就會失效，因此使用壽命不長是四線電阻觸摸屏的主要問題。
2)、五線電阻觸摸屏
五線電阻技術觸摸屏的基層把兩個方向的電壓場通過精密電阻網絡都加在玻璃的導電工作面上，我們可以簡單的理解爲兩個方向的電壓場分時工作加在同一工作面上、而外層鎳金導電層只僅僅用來當作純導體，有觸摸後分時檢測內層 ITO 接觸點X和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏內層 ITO 需四條引線，外層只作導體僅僅一條，觸摸屏的引出線共有5條。五線電阻觸摸屏的另一個專有技術是通過精密的電阻網絡來校正內層 ITO 的線性問題：由於導電鍍膜有可能厚薄不均勻而造成電壓不均勻分佈。
電阻屏性能特點：
① 它們都是一種對外界完全隔離的工作環境，不怕灰塵、水汽和油污。
② 可以用任何物體來觸摸，可以用來寫字畫畫，這是它們比較大的優勢。
③ 電阻觸摸屏的精度只取決於A/D轉換的精度，因此都能輕鬆達到 2048*2048，比較而言，五線電阻比四線電阻在保證分辨率精度上還要優越，但是成本代價大，因此售價非常高。
五線電阻觸摸屏的改進：
首先五線電阻觸摸屏的A面是導電玻璃而不是導電塗覆層，導電玻璃的工藝使得A面的壽命得到極大的提高，並且可以提高透光率。其次五線電阻觸摸屏把工作面的任務都交給壽命長的A面，而B面只用來作爲導體，並且採用了延展性好、電阻率低的鎳金透明導電層，因此，B面的壽命也極大的提高。
五線電阻觸摸屏的另一個專有技術是通過精密的電阻網絡來校正A面的線性問題：由於工藝工程不可避免的有可能厚薄不均而造成電壓場不均勻分佈，精密電阻網絡在工作時流過絕大部分電流，因此可以補償工作面有可能的線性失真。
五線電阻觸摸屏是目前最好的電阻技術觸摸屏，最適合于軍事、醫療、工業控制領域使用。
4、表面聲波觸摸屏（surface acoustic wave）
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。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃，區別於其它觸摸屏技術是沒有任何貼膜和覆蓋層。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發射換能器，右上角則固定了兩個相應的超聲波接收換能器。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摸屏電纜送來的電信號轉化爲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爲電信號。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摸屏幕時，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座標，控制器分析到接收信號的衰減並由缺口的位置判定X座標。之後Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y座標。除了一般觸摸屏都能響應的X、Y座標外，表面聲波觸摸屏還響應第三軸Z軸座標，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。
表面聲波觸摸屏不受溫度、溼度等環境因素影響，分辨率極高，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。屏幕表面或接觸屏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。
四、相關文檔
電阻式觸摸屏原理.pdf：http://download.csdn.net/detail/luckydarcy/9674972