触摸屏技术

集成触摸屏功能的平板显示系统的设计(2)

05月04日

分类：触摸屏技术

3. 选择合适的触摸屏技术

一旦决定采用触摸屏界面，下一步就要确定哪种触摸屏技术最合适。常见的触摸屏技术包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外扫描触摸屏或表面声波（SAW）触摸屏，这些技术的特性比较见表。选择时需要考虑的参数包括：工作环境、光学性能、LCD尺寸、透射率或透明度、期望寿命、防刮伤的能力、校准稳定性、选择手指触摸还是用触摸笔（手指触摸是否可带手套？）、防反射处理（针对强光条件）、触摸屏面板和控制器的成本。

通过将铟锡氧化物（ITO）镀膜玻璃与PET薄膜像三明治似地夹在一起，可构建一个电阻式触摸屏（图3）。玻璃提供机械稳定性，而PET则充当把两层ITO连接起来的柔性介质。印在玻璃上的微小分隔点把各层隔离开，并通过调节隔离点的尺寸、高度和密度，精确控制触摸屏的性能。隔离点的密度决定了触摸屏的触发方式，比如，是采用低密度的手指操作还是较高密度的触摸笔操作。

图3：通过将铟锡氧化物（ITO）镀膜玻璃与PET薄膜像三明治似地夹在一起，可构建一个电阻式触摸屏。

在从工业领域到消费领域的各种应用中，电阻式触摸屏是最流行的触摸屏技术。这种压敏型触摸屏技术具有多种功能，也是最具有成本效益和易用性的触摸屏技术之一。通常，电阻式触摸屏的价格比较便宜，但缺点是光透射率一般不超过86%（尽管也有透射率更高的产品），而且电阻层的前表面对尖锐物和腐蚀性化学制品的抵御能力较差。电阻式触摸屏不受灰尘或水等外界污染物的影响,而且由于它们的密封度可达到NEMA 4/4X标准，所以大部分的主要人机界面制造商都采用了这项技术。

举例来说，在患者监视和医疗设备控制的医疗应用中，用户必须戴着手套直接操作（不使用外部指点设备）触摸屏。为满足这种应用要求，设计工程师可以把一个4线电阻式触摸传感器集成到显示器中，该显示器选用了大小为12.1英寸（对角线）、亮度为400尼特、带SVGA分辨率、具有高对比度且带有LVDS接口的有源矩阵LCD。

与电阻式触摸面板一样，采用SAW技术的LCD可以利用任何类型的指向装置（例如手指或触摸笔）。SAW触摸屏具有杰出的防刮伤能力和校准稳定性（无漂移）、透光性好（92%），而且几乎不存在物理磨损问题。SAW触摸屏技术广泛用于游戏、办公自动化和室内自助服务亭（例如ATM）应用，但缺点是极易受到灰尘和其它微粒的污染。在面向公众的信息亭类应用中，还存在另外一些污染的威胁，例如，雨水、雪或着粘到触摸屏上的口香糖块等将阻断触摸屏传感器前方的声波传输模式，从而降低触摸屏的操作性能。

电容式触摸屏采用带有氧化锌涂覆层（已用微小电流进行了充电）的玻璃基底。当导电性触摸笔或手指接触到屏幕表面时，它将产生电容性耦合，从触摸点处吸取电流，这样，触摸屏控制器可依此确定触摸点的X坐标和Y坐标。电容式触摸屏的玻璃基底的防刮能力很强、透光性好，用其构造的触摸屏系统可达到NEMA 4/4X防护标准。但这项技术要求采用某种类型的导电性指向装置，而对戴手套的手指或非导电性装置没有反应，因此它不适合在工业应用和洁净室环境中使用。

红外扫描触摸屏（也称为IR触摸屏）技术利用红外发射器-接收器，在离屏幕表面的一小段距离上投射出一个不可见的光网格。当光束被阻断时，接收器上的信号缺失被检测出来，并转换成触摸屏的X/Y坐标。图4阐述了这种技术的工作方式。红外扫描触摸屏技术通常使用在信息亭、游戏、零售、卫生保健和工业人机界面（HMI）等应用中。它十分耐磨损，不受灰尘、水和其它污染物的影响（非常适用于室外的公共信息亭显示器），且没有校准漂移。不过，这种技术的应用是有限制的，它无法检测微小的指点区域，因此不适于对分辨率要求很高的、要求捕获签名的应用（如POS机）。红外扫描触摸屏的分辨率确实达不到防止签名失真所要求的精度，因为红外扫描要从一个光束切换到另一个光束。

4. 选择控制板

在选择控制板时需考虑：是采用串行接口（RS-232）、USB还是PS/2，将触摸控制器与计算机主板上的CPU连接起来？

如果触摸控制器和触摸传感器离主机有一段距离，那么这个距离将影响对接口方式的选择。例如，串行接口最多可支持50英尺的距离，而USB接口一般仅支持约16英尺的距离。但是，采用串行接口的触摸控制器必须采用外部供电方式（需要一个5V或12V的直流电源），而采用USB接口的控制器可以从主机系统的USB端口直接获取电源。