触摸屏的原理和分类
触摸屏
触摸屏作为一种特殊的计算机外设，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询，领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等；它的使用与推广大大方便了人们查阅和获取各种信息。
触摸屏的基本原理：用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS232串行接口）送到CPU，从而确定输入的信息。
触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸屏检测装置两个部分：
触摸屏控制器从触摸屏检测装置上接收触摸信息，并将它装换成触点坐标，再送给CPU，同时接收CPU发来的命令并加以执行。
触摸屏检测装置一般安装在显示器的前端，主要是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。
操作方法
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电阻触摸屏 结构： 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，基层外表面有一层透明的表面层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮塑料层；基层内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小的透明隔离点把他们隔开绝缘。（小于0.0001英寸）。 作用原理： 当手指触摸屏幕时，平常绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，侦测层的电压由零变为非零，这种接通状态被控制器侦测后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得到触摸点Y轴的坐标，同理得出X轴的坐标。 电阻触摸屏的关键在于材料。 电阻触摸屏根据引出线多少分为4线、5线、6线等多线电阻触摸屏。 优缺点： 电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽，它可以用任何物体来触摸，比较适合工业控制领域。 缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料，不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。
- 02
红外线触摸屏 结构： 红外线触摸屏安装简单，只需在显示器上加上光点距框架。 光点距框架的四边排列了红外线发射管和接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。 作用原理： 用户用手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机即可即时算出触摸点的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触屏操作。 优缺点： 红外线触摸屏价格便宜，安装容易、能较好的感应轻微触摸和快速触摸。不受电流电压和静电干扰，适合恶劣的环境条件。 但是由于红外线触摸屏主要依靠红外线感应动作，抗光性干扰差，而且不防水，怕污垢，任何细小的外来物都会引起误差。
- 03
电容触摸屏 结构： 电容触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。此外，在附加的触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低压交流电场。 作用原理： 用户触摸屏幕时，由于人体电场，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，而其强弱与手指及电极的距离的成正比，位于触摸屏后的控制器便会算出电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。 优缺点： 电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效的防止外在环境因素给触摸屏造成的影响，如屏幕沾有污秽、尘埃或油渍等，电容触摸屏依然能准确算出触摸位置。 电容触摸屏反光严重，而且电容技术的四层复合触摸屏对各波长的透光率不均匀，存在色彩失真的问题。电容触摸屏在原理上把人体当做一个电容元件的一个电极来使用，当有导体靠近ITO工作面会耦合出足够容值的电容，流走的电流引起误动作。
- 04
表面声波触摸屏 结构： 表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示屏幕的前面。这块玻璃平板是强化玻璃，没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接受换能器，玻璃屏的周边则刻有45度由疏到密间隔非常精密的反射条纹。 作用原理： 发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转换成声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射向上方均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给x轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。 当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同的途径到达接收换能器，走最右边的最晚到达，走最左边的最晚到达，早到达和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，接收信号集合了所以在x轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在x轴上，最远的比最近的多走了两倍x轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是x轴坐标。 发射信号和接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指触摸时，x轴途径手指部位向上走得声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标，控制器分析得到接收信号的衰减并由缺口的位置判定x轴坐标。之后y轴同样过程判定y轴坐标。 表面声波触摸屏还响应第三轴坐标，也就是能感知用户触摸压力的大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一但确定，控制器就把它们传给主机。 优缺点： 表面声波触摸屏特点抗暴；反应速度快，它是所有触摸屏中最快的；性能稳定；自动识别干扰物；具有第三轴压力轴等。 缺点是触摸屏表面的灰尘和泥土会阻挡表面的声波的传递。
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近场成像触摸屏 近场成像（Near field imaging,NFI）,传感机构是中间有一层透明金属氧化物导电层（ITO）的两块层压玻璃。 在导电层施加一个交流信号，从而在屏幕表面形成一个静电场。 当有手指接触到屏幕的时候，静电场就会受到干扰。 而与之配套的影像处理控制器可以探测到这个干扰信号及其位置并把相应的坐标参数传给操作系统。 近场成像触摸屏非常耐用，灵敏度好。但就是价格贵。