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电阻式触摸屏原理及种类
2007/2/10 11:48:01    

由于不同类型触摸屏采用了不同的材料、技术及工作原理,也决定了触摸屏产品固有的特性。在材料科技和触摸技术没有发展出全新产品的当前,不同的应用场所,不同的应用人群,是决定采用哪种触摸技术产品的依据。因此,在设计触摸屏时要先确定应用的范围以及需求,包括触摸屏的尺寸以及分辨率等。根据要求选择用电容式还是电阻式触摸屏,然后就要达到一定的信噪比和线性度来保证最后触摸屏的性能。

在触摸屏领域,目前主要有八种不同的技术──电阻式(resistive)、表面电容式(surface capacitive)、投射电容式(projected capacitive)、表面声波式(surface acoustic wave)、光学影像式(optics imaging)、红外线式(infrared)、折射式(bending wave)及数字转换式(active digitizer)。同时,愈来愈多创新触摸屏技术仍在研发中,主要技术来源包含:N-trig、索尼、夏普、三星、东芝、松下显示器公司等。

不过,目前市场依然没有十全十美的触摸屏产品,比较流行的四种触摸屏分别是:电容式、红外线式、五线电阻式及表面声波式。

其中,电阻式触摸屏(resistive touch screen)是市场上最常用的触摸屏技术,也是手机触摸屏领域的主导产品。由于该技术的平均销售价格低,它占总体触摸屏市场销售额的比例只有52%。尽管它不是非常耐用,而且透射性也不好,但它的价格低,而且对手指及笔触比较敏感,所以最近几年仍然是出货量最高的触摸屏技术。

电阻屏需在屏幕表面(多为强化玻璃)分别涂上两层ITO透明氧化金属导电层。最外面一层ITO涂层纯粹作导电体,第二层ITO则经过精密网络附上横直两个方向的电压场,两层ITO间以细小的透明隔离点隔开。当手指接触屏幕,两层ITO导电层出现一个接触点,控制器便同时检测电压及电流计算出触摸的位置。

电阻式触摸屏的ITO涂层比较薄且容易脆断,涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度,ITO外虽多加一层薄塑料保护层,但依然容易被锐利对象所破坏;且由于经常被触动,表层ITO使用一定时间后会出现细小裂纹,甚至变型,如其中一点的外层ITO受破坏而断裂,便失去作为导电体的作用,触摸屏的寿命并不长久。但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污秽影响,性能较红外线式及表面场波式触摸屏为佳。

电阻式触摸屏有四种:4线式触摸屏、8线式触摸屏、5线式触摸屏、6线式触摸屏。

(1)4线屏

这是最基本的作法,也是当今90%触摸屏工厂的设计主流,因为将触摸屏X、Y轴的线路直接拉出来,透过触摸屏控制器转换,可读到用户触摸的位置。4线式的设计最好是用在小尺寸产品上,小尺寸指的是10.4"以下的尺寸,因为触摸屏是通过表面电阻的阻值与电压计算触摸的位置,表面电阻可能会因为环境或其它原因的缘故产生老化现象,在小尺寸的触摸屏上不易被使用者感觉出来,4线式触摸屏会是一个很好的选择。

(2)8线屏

8线式触摸屏则是可以弥补4线屏设计和大尺寸时可能出现的问题,所以8线式触摸屏在每一边上设计了一条“感应线”,若表面电阻发生老化现象可以靠感应线发出信号,经控制器计算,立刻调整回正常情况,所以8线式的设计对10.4"以上的尺寸是一项最好的设计。

(3)5线屏

5线式设计是指X、Y轴皆放在底层玻璃上,上面的导电薄膜只是条感应线,这种设计只能用在大尺寸上,因为四边的线路区域要比8线式的线路宽。一般5线式的触摸屏价格比4线式和8线式要高。

在所有电阻触摸屏中,5线屏是最可靠和使用寿命最长的。依赖先进的判定技术和材料技术,提供长达5年的保质期。主要特点包括:
. 定位精确:通过采用最新专利设计方案的5线电阻触摸屏,具有最高的触摸精确度。任何外部环境的变化,无需对触摸屏进行重新校验。与其它5线产品不同,无需通过查表和拟合曲线来进行非线性修正。它最精确稳定的设计,保证了可以从原始数据获得精确的结果。
. 超高耐久度:增强型防刻划硬膜使5线电阻触摸屏,获得无与伦比的防护能力,即便是在最严酷的工业环境下,也经得起考验。经过测试表明,5线电阻触摸屏上任何一点可使用次数可达3500万次,是4线电阻产品耐久度的10倍以上,非常适合经常使用的场合。
. 应用介质广泛:灵活多样的人性化触摸输入方式,可以使用多种触摸输入方式触动触摸屏,包括手指、指甲、笔尖、带手套的手和信用卡等,仍能保持良好的触摸感觉,适合各种使用环境和应用人群。
. 无漂移操作:采用先进的玻璃基板处理技术,可以进行长期无漂移操作,非常稳定和持久。
. 线性设计:由于采用线性技术,5线电阻触摸屏具有无与伦比的精度。任何一个控制器可以和其它触摸屏互换。

(4)6线屏

6线式是在5线式的设计再加上一条“地线(Grounding)”。因此,任何种类的产品都是有等级之分的,就像我们买衣服有便宜的也有贵的,触摸屏也是,它有玩具级、商业级、工业级、车用级、军用级,我们设计产品一定要找符合我们要求的触摸屏级别,不能单单考虑价格是否便宜。

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