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智能手機的觸摸屏到底是什么原理?

2018-10-13 20:16:31 來源:國外網站推薦 - 由[國外網站大全]整理

手機是我們大家每天都離不開的東西,從十年前的功能機,到現在的全屏觸摸智能機,手機的發展離不開觸摸屏的進步,那么觸摸屏到底是什么原理呢?又是怎樣一步一步走到了今天呢?

智能手機的觸摸屏到底是什么原理?

觸摸屏是計算機的輸入設備,與能實現輸入的鍵盤和能點擊的鼠標不同,它能讓用戶通過觸摸屏幕來進行選擇。具有觸摸屏計算機所需的儲存空間不大,移動部分很少,而且能進行封裝。觸摸屏在使用起來比鍵盤和鼠標更為直觀,而且培訓成本也很低。
  所有的觸摸屏有3類主要元件:處理用戶選擇的傳感器單元、感知觸摸并定位的控制器、傳送觸摸信號到計算機操作系統的軟件設備驅動。觸摸屏傳感器有5種技術:電阻技術、電容技術、紅外線技術、聲波技術或近場成像技術。
  電阻觸摸屏通常包括一張柔性頂層薄膜,以及一層玻璃作為基層,并由絕緣點隔離。每一層的內表面涂層均為透明的金屬氧化物。電壓在每層隔膜都有一個差值。按壓頂層薄膜就會在各個電阻層之間形成電接觸信號。
  電容觸摸屏也由透明金屬氧化物作為涂層,與單層的玻璃表面相粘合。它不像電阻觸摸屏,任何觸摸都會形成信號,電容觸摸屏需要與手指直接觸摸,或與傳導鐵筆接觸。手指的電容,或是存儲電荷的能力,能吸收觸摸屏每一個角的電流,并且流經這4個電極的電流與手指到四角的距離成正比,從而得出觸摸點。
  紅外觸摸屏基于光線的中斷技術。它不是在顯示器表面前放置一個薄膜層,而是在顯示器周圍設置一個外框。外框有光線源,或發光二極管(LED),位于外框的一邊,而光線探測器或光電傳感器在另一邊,一一對應形成橫豎交叉的紅外線網格。當物體觸摸顯示屏時,無形的光線中斷,光電傳感器不能接受信號,從而確定觸摸信號。
  聲波傳感器中,傳感器安裝在玻璃屏幕的邊緣發送超聲波信號。超聲波穿過屏幕反射,由傳感器接受,而且接受到的信號減弱。在表面聲波信號中(surfaceacousticwave,SAW)中,光波穿過玻璃的表面;而導向聲波(guidedacousticwave,GAW)技術,聲波穿越玻璃。
  近場成像(NFI)觸摸屏,由兩個薄形玻璃層組成,中間是透明金屬氧化物涂層。在導點涂層施加一個交流信號,就在屏幕的表面產生一個電場。當手指,戴不戴手套均可,或者是其他導電鐵筆接觸傳感器,電場都產生擾動,從而得到信號。
  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、節省空間等優點,使得系統設計師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有相當大的優越性。
  觸摸屏出現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設計師,還都把觸摸屏當作可有可無的設備,從發達國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業正處在的階段來看,這種觀念還具有一定的普遍性。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,它賦予多媒體系統以嶄新的面貌,是極富吸引力的全新多媒體交互設備。發達國家的系統設計師們和我國率先使用觸摸屏的系統設計師們已經清楚地知道,觸摸屏對于各種應用領域的電腦已經不再是可有可無的東西,而是必不可少的設備。它極大地簡化了計算機的使用,即使是對計算機一無所知的人,也照樣能夠信手拈來,使計算機展現出更大的魅力。解決了公共信息市場上計算機所無法解決的問題。
  觸摸屏的主要3大種類是:電阻技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏、電容技術觸摸屏。每一類觸摸屏都有其各自的優缺點,要了解哪種觸摸屏適用于哪種場合,關鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術的工作原理和特點。
  電阻技術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,表面圖有一層透明氧化金屬(ITO氧化銦,透明的導電電阻)導電層,上面在蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內表面也涂有一層ITO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,控制器偵測到這一接觸并計算出(X,Y)的位置,再根據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。電阻屏自進入市場以來,就以穩定的質量,可靠的品質及環境的高度適應性占據了廣大的市場。尤其在工控領域內,由于對其環境和條件的高要求,更顯示出電阻屏的獨特性,使其產品在同類觸摸產品中占有90%的市場量,已成為市場上的主流產品。它最大的特點是不怕油污,灰塵,水。
  最新的第四代電阻技術觸摸屏與其他電阻屏產品不同之處在于:它以玻璃為基層板,使得透光率更高,反射折射率更適用于使用者。同時,均勻涂布玻璃板底層的導電層把吸附在觸摸屏上的靜電粒子通過地線卸載掉,保證了觸摸定位更準確、更靈敏,徹底解除帶電粒子過多引起的漂移現象、定位不準、反應速度緩慢、使它壽命更長(物理測定單點連續使用可達15年以上),并具備了免維護的能力,防刮傷度也得到極大提高。確實是一種品質卓越而價格合理的產品。

   表面聲波技術觸摸屏表面聲波技術是利用聲波在物體的表面進行傳輸,當有物體觸摸到表面時,阻礙聲波的傳輸,換能器偵測到這個變化,反映給計算機,進而進行鼠標的模擬。

  電容觸摸屏的特點:對大多數的環境污染物有抗力、人體成為線路的一部分,因而漂移現象比較嚴重;帶手套不起作用;需經常校準;不適用于金屬機柜;當外界有電感和磁感的時候,會使觸摸屏失靈。


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