觸摸是人類最簡單、最本能的共有行為之一。隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增,觸摸屏以其易于使用、堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點,使得系統(tǒng)設計師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有具有相當大的優(yōu)越性。觸摸屏應用范圍非常廣闊,主要是公共信息的查詢(如電信局、稅務局、銀行、電力等部門的業(yè)務查詢)、城市街頭的信息查詢等,以及應用于領導辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學、房地產(chǎn)預售等。
觸摸屏出現(xiàn)在中國市場上至今只有短短的幾年時間,這個新的多媒體設備還沒有為許多人接觸和了解,包括一些正打算使用觸摸屏的系統(tǒng)設計師,還都把觸摸屏當作可有可無的設備。事實上,觸摸屏是一個使多媒體信息或控制改頭換面的設備,它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設備。
觸摸屏技術共涉及五個部分:觸摸感應器、顯示器、控制器、軟件驅(qū)動程序、PC。其中,觸摸感應器包括電容型、電阻型、表面聲波型、WAV型等;顯示器是可以安裝感應器的陰級射線管(CRT)、LCD或等離子顯示器;控制器可以使感應器像其它外設一樣工作;軟件驅(qū)動程序用來實現(xiàn)控制器和計算機操作系統(tǒng)之間的通信并協(xié)助控制器對輸入進行識別;與觸摸屏相連計算機(通常為PC)可以運行終端用戶在訪問時選擇的選項。當然,軟件應用程序也是必不可少的,它使您能夠針對特定應用開發(fā)新的或定制已有的觸控應用程序。
一、概述
所謂觸摸屏,從市場概念來講,就是一種人人都會使用的計算機輸入設備,或者說是人人都會使用的與計算機溝通的設備。不用學習,人人都會使用,是觸摸屏最大的魔力,這一點無論是鍵盤還是鼠標,都無法與其相比。人人都會使用,也就標志著計算機應用普及時代的真正到來。
從技術原理角度來講,觸摸屏是一套透明的絕對定位系統(tǒng),首先它必須保證是透明的,因此它必須通過材料科技來解決透明問題,像數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關,它們都不是觸摸屏;其次它是絕對坐標,手指摸哪就是哪,不需要第二個動作,不像鼠標,是相對定位的一套系統(tǒng),我們可以注意到,觸摸屏軟件都不需要光標,有光標反倒影響用戶的注意力,因為光標是給相對定位的設備用的,相對定位的設備要移動到一個地方首先要知道現(xiàn)在在何處,往哪個方向去,每時每刻還需要不停的給用戶反饋當前的位置才不致于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標定位的觸摸屏來說都不需要;再其次就是能檢測手指的觸摸動作并且判斷手指位置,各類觸摸屏技術就是圍繞“檢測手指觸摸”而八仙過海各顯神通的。
(1)透明
觸摸屏的第一個特征:透明,它直接影響到觸摸屏的視覺效果。透明有透明的程度問題,紅外線技術觸摸屏和表面聲波觸摸屏只隔了一層純玻璃,透明可算佼佼者,其它觸摸屏這點就要好好推敲一番,“透明”在觸摸屏行業(yè)里,只是個非常泛泛的概念,我們知道,很多觸摸屏是多層的復合薄膜,僅用透明一點來概括它的視覺效果是不夠的,它應該至少包括四個特性:透明度、色彩失真度、反光性和清晰度,還能再分,比如反光程度包括鏡面反光程度和衍射反光程度,只不過我們的觸摸屏表面衍射反光還沒到達CD盤的程度,對用戶而言,這四個度量已經(jīng)基本夠了。
先說透明度和色彩失真度,首先提醒大家,我們看到的彩色世界包含了可見光波段中的各種波長色,在沒有完全解決透明材料科技之前,或者說還沒有低成本的很好解決透明材料科技之前,多層復合薄膜的觸摸屏在各波長下的透光性還不能達到理想的一致狀態(tài)。因此,通過觸摸屏看到的圖象不可避免的與原圖象產(chǎn)生了色彩失真,靜態(tài)的圖象感覺還只是色彩的失真,動態(tài)的多媒體圖象感覺就不是很舒服了,色彩失真度也就是圖中的最大色彩失真度自然是越小越好。平常所說的透明度只是平均透明度,當然是越高越好。
反光性,主要是指由于鏡面反射造成圖象上重疊身后的光影,如人影、窗戶、燈光等。反光是觸摸屏帶來的負面效果,越小越好,它影響用戶的瀏覽速度,嚴重時甚至無法辨認圖象字符,反光性強的觸摸屏使用環(huán)境受到限制,現(xiàn)場的燈光布置也被迫需要調(diào)整。大多數(shù)存在反光問題的觸摸屏都提供另外一種經(jīng)過表面處理的型號:磨砂面觸摸屏,也叫防眩型,價格略高一些,防眩型反光性明顯下降,適用于采光非常充足的大廳或展覽場所,不過,防眩型的透光性和清晰度也隨之有較大幅度的下降。
清晰度,有些觸摸屏加裝之后,字跡模糊,圖象細節(jié)模糊,整個屏幕顯得模模糊糊,看不太清楚,這就是清晰度太差。清晰度的問題主要是多層薄膜結構的觸摸屏,由于薄膜層之間光反復反射折射而造成的,此外防眩型觸摸屏由于表面磨砂也造成清晰度下降。清晰度不好,眼睛容易疲勞,對眼睛也有一定傷害,選購觸摸屏時要注意判別。
(2)絕對坐標系統(tǒng)
觸摸屏是絕對坐標系統(tǒng),要選哪就直接點那,與鼠標這類相對定位系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是一次到位的直觀性。絕對坐標系的特點是每一次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(tǒng),每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標,這樣,就要求觸摸屏這套坐標不管在什么情況下,同一點的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的,如果不穩(wěn)定,那么這觸摸屏就不能保證絕對坐標定位,點不準,這就是觸摸屏最怕的問題:漂移。技術原理上凡是不能保證同一點觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的觸摸屏都免不了漂移這個問題,目前有漂移現(xiàn)象的只有電容觸摸屏。
(3)檢測觸摸并定位
觸摸屏的第三個特性:檢測觸摸并定位,各種觸摸屏技術都是依靠各自的傳感器來工作的,甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。觸摸屏的傳感器方式還決定了該觸摸屏如何識別多點觸摸的問題,也就是超過一點的同時觸摸怎么辦?有人觸摸時接著旁邊又有人觸摸怎么辦?這是觸摸屏使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,我認為最理想的方式是:超過一點的同時觸摸誰也不判斷,一直等到多點觸摸移走,有人觸摸接著又有人觸摸應該是分先后都判斷,當然是技術上可能的話。
二、觸摸屏的種類
按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì),我們把觸摸屏分為四種,它們分別為電阻式(四線和五線)、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點。
1、電阻屏
電阻式觸摸屏有四線屏和五線電阻屏,其關鍵在于導電層ITO材料。四線電阻屏在表面保護涂層和基層之間覆著兩層透明導電層ITO(ITO:氧化銦,弱導電體),兩層分別對應X、Y軸,它門之間用細微透明絕緣顆粒絕緣,當觸摸時產(chǎn)生的壓力使兩導電層接通,由于電阻值的變化而得到觸摸的X、Y坐標。
2、電容屏
電容屏表面涂有透明電導層ITO,電壓連接到四角,微小直流電散部在屏表面,形成均勻之電場,用手觸屏時,人體作為耦合電容的一極,電流從屏四角匯集形成耦合電容的另一極,通過控制器計算電流傳到碰觸位置的相對距離得到觸摸的坐標。
3、紅外屏
紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框,電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時,手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線,因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作。
4、表面聲波屏
聲波屏的三個角分別粘貼著X、Y方向的發(fā)射和接收聲波的換能器,四個邊刻著反射表面超聲波的反射條紋。當手指或軟性物體觸摸屏幕,部分聲波能量被吸收,于是改變了接收信號,經(jīng)過控制器的處理得到觸摸的X、Y坐標。
表面聲波觸摸屏特點清晰度較高,透光率好。高度耐久,抗刮傷性良好(相對于電阻、電容等有表面度膜)。反應靈敏。不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響,分辨率高,壽命長(維護良好情況下5000萬次);透光率高(92%),能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量;沒有漂移,只需安裝時一次校正;有第三軸(即壓力軸)響應,目前在公共場所使用較多。
表面聲波屏需要經(jīng)常維護,因為灰塵,油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面,都會阻塞觸摸屏表面的導波槽,使波不能正常發(fā)射,或使波形改變而控制器無法正常識別,從而影響觸摸屏的正常使用,用戶需嚴格注意環(huán)境衛(wèi)生。必須經(jīng)常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔,并定期作一次全面徹底擦除。
三、觸摸屏的工作原理
為了操作上的方便,人們用觸摸屏來代替鼠標或鍵盤。工作時,我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標或菜單位置來定位選擇信息輸入。
觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器。而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標,再送給CPU,它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì),我們把觸摸屏分為四種,它們分別為電阻式、電容感應式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點,要了解那種觸摸屏適用于那種場合,關鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術的工作原理和特點。
1、電阻屏
這種觸摸屏利用壓力感應進行控制。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏,這是一種多層的復合薄膜,它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層,表面涂有一層透明氧化金屬(透明的導電電阻)導電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層,它的內(nèi)表面也涂有一層涂層,在他們之間有許多細小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層導電層隔開絕緣。
當手指觸摸屏幕時,兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸,電阻發(fā)生變化,在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號,然后送觸摸屏控制器?刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出(X、Y)的位置,再根據(jù)模擬鼠標的方式運作,這就是電阻技術觸摸屏的最基本的原理。
電阻類觸摸屏的關鍵在于材料科技,常用的透明導電涂層材料有:
(1)ITO,氧化銦,弱導電體,特性是當厚度降到1800埃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涂層。
(2)鎳金涂層,五線電阻觸摸屏的外層導電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料,外導電層由于頻繁觸摸,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,不適合作為電阻觸摸屏的工作面,因為它導電率高,而且金屬不易做到厚度非常均勻,不宜作電壓分布層,只能作為探層。
(1)電阻式觸摸屏分類
電阻式觸摸屏常見的有四線屏和五線屏。其中,四線電阻模擬量技術的兩層透明金屬層工作時每層均增加5V恒定電壓:一個豎直方向,一個水平方向,總共需四根電纜。
五線電阻屏的基層把兩個方向的電壓場通過精密電阻網(wǎng)絡都加在玻璃的導電工作面上,我們可以簡單的理解為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,有觸摸后分時檢測內(nèi)層ITO接觸點X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏內(nèi)層ITO需四條引線,外層只作導體僅僅一條,觸摸屏得引出線共有5條。
不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境,不怕灰塵和水汽,它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫,比較適合工業(yè)控制領域及辦公室內(nèi)有限人的使用。電阻觸摸屏共同的缺點是因為復合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導致報廢。不過,在限度之內(nèi),劃傷只會傷及外導電層,外導電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。
(2)五線電阻屏技術
五線電阻技術是目前最可靠、快速、先進的觸摸技術,具有可靠性高、耐久性、和理想的壽命。
五線電阻觸摸屏的最底層,即貼在陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)之上的,是一片涂有均勻?qū)щ姴牧?ITO(Indium Tin Oxide,氧化錫)的玻璃板(ITO Glass);最表層是一層聚酯薄膜(ITO Film),其內(nèi)側鍍有金屬導電涂膜ITO,外側有強化涂膜的結構。ITO薄膜緊密地懸浮在上,鍍有ITO的面相對,兩層中間被微小、透明的絕緣“分割點”隔開。
在待命狀態(tài)下,玻璃上的四條線會送出+5伏特電流。ITO薄膜上的電壓值為0。ITO薄膜上的電壓值持續(xù)地由A/D轉(zhuǎn)換器做轉(zhuǎn)換。且由控制卡上的CPU監(jiān)控著。當屏幕被觸碰時,薄膜與玻璃上的ITO接觸通電,薄膜上的l條線會送出該點的電壓,微處理器偵測到后,進行下述的轉(zhuǎn)換:
(1)微處理器首先供給X軸+5V,并將Y軸接地,當觸碰時,上的電壓值,ADC將電壓值數(shù)字化,計算出x軸的坐標位置。
(2)接下來.微處理器供應給Y軸+5V,并捋x軸接地,當觸碰吋,薄膜會送出該點在Y軸的電壓值,ADC將電壓值數(shù)字化,計算出Y軸的坐標位置。
(3)利用底層基板進行X和Y軸測量,柔軟表層的作用是僅僅作為一個測量電壓的探針。
這就意味著觸摸屏能夠保持連續(xù)工作,即便表層的導電涂層不均勻.采用該技術的結果是觸摸屏可以精確、持久、穩(wěn)定可靠的測量和無漂移的工作。因此,五線電阻觸摸屏耐用度比四線電阻產(chǎn)品提高lO倍以上,高于4H的表面硬度,即使表面損壞,仍然可以完美操作的特征,單點的觸摸次數(shù)更超越一般業(yè)界的觸摸次數(shù)標準,在產(chǎn)品耐用度上絕對經(jīng)得起考驗。
在諸加液體溢出和潑撕情況下,潮濕的環(huán)境中以及徹底沖洗等不利環(huán)境下具有良好的密封性能,使屏幕能很好地防止被污染.它們在免沖洗操作情況下的壽命為3500萬次觸摸。
2、電容屏
電容技術觸摸屏是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復合玻璃屏,玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO,最外層是一薄層硅土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極,內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。
當手指觸摸在金屬層上時,由于人體電場,用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容,對于高頻電流來說,電容是直接導體,于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏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。
電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏,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,電容技術的四層復合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻,存在色彩失真的問題,由于光線在各層間的反射,還造成圖像字符的模糊。
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,當有導體靠近與夾層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,電容值雖然與極間距離成反比,卻與相對面積成正比,并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)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(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)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(zhì)。
電容屏更主要的缺點是漂移:當環(huán)境溫度、濕度改變時,環(huán)境電場發(fā)生改變時,都會引起電容屏的漂移,造成不準確。例如:開機后顯示器溫度上升會造成漂移:用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移,你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因?qū)儆诩夹g上的先天不足,環(huán)境電勢面(包括用戶的身體)雖然與電容觸摸屏離得較遠,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系實際上卻是非線性,如體重不同或者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系,電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點,漂移后控制器不能察覺和恢復,而且,4個A/D完成后,由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標系上的X、Y坐標值的計算過程復雜。由于沒有原點,電容屏的漂移是累積的,在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準。
電容觸摸屏最外面的硅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(nèi)表面ITO層,電容屏就不能正常工作了。
3、紅外線屏
紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框,電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時,手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線,因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作。
早期觀念上,紅外觸摸屏存在分辨率低、觸摸方式受限制和易受環(huán)境干擾而誤動作等技術上的局限,因而一度淡出過市場。此后第二代紅外屏部分解決了抗光干擾的問題,第三代和第四代在提升分辨率和穩(wěn)定性能上亦有所改進,但都沒有在關鍵指標或綜合性能上有質(zhì)的飛躍。但是,了解觸摸屏技術的人都知道,紅外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾,適宜惡劣的環(huán)境條件,紅外線技術是觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢。采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障,如單一傳感器的受損、老化,觸摸界面怕受污染、破壞性使用,維護繁雜等等問題。紅外線觸摸屏只要真正實現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高分辨率,必將替代其它技術產(chǎn)品而成為觸摸屏市場主流。
過去的紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對管數(shù)目決定,因此分辨率較低,市場上主要國內(nèi)產(chǎn)品為32*32、40*32,另外還有說紅外屏對光照環(huán)境因素比較敏感,在光照變化較大時會誤判甚至死機。最新的技術第五代紅外屏的分辨率取決于紅外對管數(shù)目、掃描頻率以及差值算法,分辨率已經(jīng)達到了1000*720,至于說紅外屏在光照條件下不穩(wěn)定,從第二代紅外觸摸屏開始,就已經(jīng)較好的克服了抗光干擾這個弱點。
第五代紅外線觸摸屏是全新一代的智能技術產(chǎn)品,它實現(xiàn)了1000*720高分辨率、多層次自調(diào)節(jié)和自恢復的硬件適應能力和高度智能化的判別識別,可長時間在各種惡劣環(huán)境下任意使用。并且可針對用戶定制擴充功能,如網(wǎng)絡控制、聲感應、人體接近感應、用戶軟件加密保護、紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?
原來媒體宣傳的紅外觸摸屏另外一個主要缺點是抗暴性差,其實紅外屏完全可以選用任何客戶認為滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能,這是其他的觸摸屏所無法效仿的。
4、表面聲波屏
表面聲波是超聲波的一種,在介質(zhì)(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機械能量波。通過楔形三角基座(根據(jù)表面波的波長嚴格設計),可以做到定向、小角度的表面聲波能量發(fā)射。表面聲波性能穩(wěn)定、易于分析,并且在橫波傳遞過程中具有非常尖銳的頻率特性,近年來在無損探傷、造影和退波器方向上應用發(fā)展很快,表面聲波相關的理論研究、半導體材料、聲導材料、檢測技術等技術都已經(jīng)相當成熟。
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。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(fā)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。
以右下角的X-軸發(fā)射換能器為例:發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f,然后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?zhèn)鬟f,聲波能量經(jīng)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?yōu)殡娦盘枴?
當發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后,聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達接收換能器,走最右邊的最早到達,走最左邊的最晚到達,早到達的和晚到達的這些聲波能量迭加成一個較寬的波形信號,不難看出,接收信號集合了所有在X軸方向歷經(jīng)長短不同路徑回歸的聲波能量,它們在Y軸走過的路程是相同的,但在X軸上,最遠的比最近的多走了兩倍X軸最大距離。因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形迭加前的位置,也就是X軸坐標。
發(fā)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(jīng)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并由缺口的位置判定X坐標。之后Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐標。
除了一般觸摸屏都能響應的X、Y坐標外,表面聲波觸摸屏還響應第三軸Z軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機。
四、觸摸屏,智能終端的標志
從紅外屏、四線電阻屏到電容屏,現(xiàn)在又發(fā)展到聲波觸摸屏、五線電阻觸摸屏,性能越來越可靠,技術越來越先進。而且隨著各行業(yè)應用特點的不同,以前被忽視了的紅外屏電容屏,經(jīng)過工藝改造,重又獲得了新生。
如今,無論你是在商場購物,還是在銀行存取款,或者大家都離不開的手機,觸摸屏已經(jīng)成為信息終端智能化的標志。隨著觸摸屏技術的發(fā)展,這種以簡化操作為特征的技術將成為信息產(chǎn)品的主要輸入方式。