觸摸屏技術及其性能研究

崔勇

摘要：觸摸屏的誕生取代了傳統的機械化按鍵，并且能夠與顯示屏相連從而帶來更好的影像效果，是如今最為便捷的輸入設備技術，能夠大大提升人機交互效果，在手機、平板電腦、教育系統等眾多領域中有著廣泛應用。目前市場上已經成功商用的觸摸屏技術眾多，文章則主要針對觸摸屏技術展開研究，且對現階段的市場進展進行分析。

關鍵詞：觸摸屏;技術研究;市場進展

隨著計算機和多媒體應用技術的不斷發展，觸摸屏作為一種附加在顯示器表面的透明介質，以其易于使用、堅固耐用、反應迅速、節省空間等優點，被廣泛應用于電腦、手機等媒體工具。通過觸摸屏技術的利用，運用手指觸碰顯示屏中的界面就能實現對電腦或者手機等媒介的操作，大大簡化了輸入和運用程序，真正實現“零距離”互動操作。未來，觸摸屏技術將會進一步得到調整和改進，結合互聯網和多媒體系統，賦予更豐富的職能。

1 基本技術特性

1.1 透明性能

觸摸屏是由多層的復合薄膜構成，透明性能的好壞，直接影響到觸摸屏的視覺效果。衡量觸摸屏透明性能，不僅要從其視覺效果來衡量，還應該包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度等 4 個特性。

1.2 絕對坐標定位系統

觸摸屏是一種絕對坐標系統，其特點就是當前定位坐標與上一次定位坐標沒有關系，觸摸屏在物理上是一套獨立的坐標定位系統，每次觸摸的數據通過校準，直接轉化為屏幕上的坐標。不管在什么情況下，觸摸屏這套坐標體系對同一點的輸出數據都是穩定的。不過，它并不能保證每一次對同一點觸摸的采樣都相同，即不能保證絕對坐標定位，這就是所謂的漂移問題。

1.3 檢測觸摸并定位

各種形式的觸摸屏，都是依靠各自的傳感器來檢測觸摸并定位的，也有的觸摸屏本身就是一套傳感器。不同的定位原理及不同的傳感器，決定了觸摸屏不同的反應速度、可靠性、穩定性和壽命。

2 性能及特點分析

2.1 電阻式觸摸屏

電阻式觸摸屏技術將其區域物理位置轉換為平面坐標電壓，具有完全的隔絕性能，能夠阻擋外界的污漬、粉塵、水汽，而且任何介質都可以觸摸操控。但需要注意的是，電阻式觸摸屏復合薄膜外層使用材料為塑料，如果用力過猛或者利器，容易造成觸摸屏損傷。電阻式觸摸屏主要包括四線、五線甚至還有七線和八線電阻式觸摸屏，四線解析度高、反應速度快、穩定性強，主要適用于室內公共場所和用戶家庭;五線是四線的升級版，在四線的基礎上進一步提升了同位置的觸摸次數，適用于各大公共場所LCD模塊。

2.2 電容式觸摸屏

電容式觸摸屏技術是一塊四層復合玻璃屏，其內表面和夾層均涂有一層ITO，最外層是一薄層汐土玻璃保護層，將夾層ITO涂層作為工作面、內層ITO作為屏蔽層，從4個角上引出4個電極，利用人體的電流感應進行工作，在日常工作和生活中十分常見。電容式觸摸屏具有分辨率高、透光性好的特點，增加了更為絕緣的介質，可以有效滿足廣場、道路、體育館等公共場所的需求。電容式觸摸屏的操作以人體作為電極，如果有導體接近與界面產生足夠大的電容時會引起電容式觸摸屏自動操作的錯誤反應。如果外界的溫度、濕度、電磁出現改變時，會影響電容式觸摸屏的操作穩定性，造成數據顯示的不準確，適用于電磁干擾少和要求不高的環境使用，并注意定期進行調整和校準。

2.3 紅外線式觸摸屏

紅外線式觸摸屏是由裝在觸摸屏外框上的紅外線發射和接收感測元件構成，在觸摸屏表面上形成紅外線探測網，任何觸摸物體可改變觸摸點上的紅外線而實現觸摸屏操作，與表面聲波觸控式具有相似性。紅外線式觸摸屏和觸摸屏使用的透明擋板材料沒有關聯性，在實踐應用過程中，對良好透光性能的擋板進行抗反光處理，能夠呈現完美的視覺效果，并且不受電流、電壓和靜電等因素的限制。當然，紅外線式觸摸屏由于受到紅外線發射管體積的影響，無法發射高密度的紅外線，因而其分辨率不高，影響觸摸屏的清晰度。而且，受外界環境特別是光線的影響，紅外線式觸摸屏的準確性會降低，適用于較為惡劣的外部環境和無強光線干擾的公共場所。

2.4 表面聲波觸摸屏

表面聲波是一種沿介質表面傳播的機械波，表面生波觸摸屏通過利用表面生波技術，以聲波發射器作為一種高頻發射波跨越屏幕表面，如果手指觸及屏幕則觸點聲波被阻止，進而確定坐標位置。表面聲波觸摸屏具有非常高的穩定性和準確性，由于其采取的是三維坐標操控，相較于傳統的觸摸屏技術增加了壓力軸響應，通過對接收信號的強弱度進行計算反應。將壓力軸響應用于表面聲波觸摸屏技術中，觸摸屏中每一個觸摸位置不僅包括有觸摸和無觸摸兩種觸摸狀態，而且從整體上形成觸摸感應。表面聲波不受溫度、濕度、光線等因素干擾，具有極高的分辨率和穩定性，透光性能強、反應敏捷性好，持久耐用，適用于公共平臺、單位機構等辦公場所。

3 觸摸屏技術的發展方向分析

3.1 中大尺寸多點觸摸技術的應用

多點觸控能夠實現多人同時使用，該種技術特別適合應用在繪圖、工程設計、影像處理領域中，利用手中的電容筆，即可進行簽名、標記與繪圖，這就有效拓展了觸摸屏的使用領域。實際上，該種技術在10年前就已經投入研發，在2007年，蘋果公司展示了透射式電容技術的多點觸控功能，帶來了觸摸屏技術的發展新風尚。目前，多點觸控技術已經逐步發展成熟，在多個領域得到了應用，在下一階段，這項技術將會朝著自由化的方向發展。

3.2 混合式觸控技術

在社會的發展下，人們對于觸控技術的操作也提出了更高的要求，單一傳統的觸控技術很難滿足人們的操作要求，在這一背景下，混合式觸控技術誕生，該種技術就是在一塊觸控面上，采用兩種以上的觸控方式，補充傳統觸控技術的不足。這種技術可以對不同的壓力度產生感應，在檢測到閾值之后，就可以激活敏感部分，得到相應的結果。

綜上所述，當前市面上的觸摸屏存在電容式、電阻式、紅外式等多種技術類型，其中電容式觸摸屏的技術應用已成為主流。同時，通過分析現階段觸摸屏技術的市場進展，目前內嵌式方式依舊是主流，不過隨著柔性OLED屏幕的興起，外掛式觸摸屏技術方案或將得到很大的發展前景。

參考文獻

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[2]李現鵬.電子產品之觸摸屏技術淺析[J].電腦迷，2018，000（032）：107.