對於觸控螢幕幕技術，可能大多數讀者並不陌生，在銀行的自助繳費系統和ATM櫃員機、捷運站和著名景點遍布的自動售票機和多媒體終端上都廣泛使用了觸控螢幕幕。在iPhone之前，任天堂公司曾經在自己的遊戲機“任天堂DS”和“任天堂DS Lite”上也套用了觸控螢幕幕技術，通過用筆塗畫，用戶可以實現對遊戲的操縱，比如“撫摸”螢幕上的小狗等等。受益於觸控螢幕技術的進步
，早期的觸摸感測器不能識別多點、靈敏度差以及透光率太低等問題都已經被輕鬆解決。隨著MID、上網本和高端智慧型手機的發展，帶有觸控螢幕幕的設備數量正在以前所未有的速度增長。根據DisplaySearch的統計，2008年全球觸控面板模組的產值達到了36億美元，到2015年則將達到90億美元，年均複合增長率高達14%。觸摸設備的飛速發展，離不開技術的不斷研發進步。本期CHIP將向您深入介紹觸控螢幕幕技術，並概述它的最新進展。
基本介紹
- 中文名：熱感應觸控螢幕
- 分類：電阻式、電容式和紅外式
- 套用：捷運站、atm機等
- 特點：飛速發展
觸控螢幕分類,區別,
觸控螢幕分類
電阻式觸控螢幕
電阻式觸控螢幕是一種多層的複合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，內表面塗有一層透明的ITO（氧化銦）導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑膠層，它的內表面也塗有一層ITO，在兩層導電層之間有許多細小的透明絕緣子把它們隔開。當手指接觸螢幕使之凹陷時，兩層ITO導電層之間出現一個接觸點，感測器偵測到接通點後，由積體電路進行A/D轉換，並得到觸摸點的Y軸和X軸的坐標。根據引出線數多少，電阻式觸控螢幕分為四線式、五線式、八線式等種類，有的基層直接使用導電玻璃或者有機導電薄膜。
熱感應觸控螢幕
熱感應觸控螢幕電阻式觸控螢幕的價格比較低廉，能在較為惡劣的環境下工作，並且利於大規模生產，因此成為發展最早、用途最為廣泛的觸控螢幕。目前全球生產的觸控螢幕中，電阻式觸控螢幕占90%以上。在手機領域，電阻式觸控螢幕也有套用，比如此前廣受歡迎的HTC Touch Diamond等等。不過，電阻式觸控螢幕較大的缺點是不能實現多點同時觸摸，這也限制了它在高端智慧型手機和遊戲機中的套用。
電容式觸控螢幕
電容式觸控螢幕又可以細分為表面式和投射式兩種，表面式電容觸控螢幕多用於ATM機和街機等大型設備，而投射式電容觸控螢幕多用於手機。電容式觸控螢幕是在玻璃螢幕上鍍有一層透明的薄膜導體層，在導體層外再附加了一塊保護玻璃，由於在觸控螢幕四邊鍍有狹長的電極，因此在導電體內形成了一個低電壓交流電場。當用戶觸控螢幕幕時，由於人體電場的原因，手指與導體層間形成一個耦合電容，四邊電極發出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位於觸控螢幕幕後的處理器便會根據電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置。投射式電容觸控螢幕則更進一步將表面分為許多個小的單元，每個單元都擁有獨立的引線。當手指觸控螢幕幕時，根據電容的變化，感測器和處理晶片可以“繪製”出電容量的變化圖，從而實現多點觸控。
電容式觸控螢幕的雙層結構能保護導體及感測器，更有效地防止環境因素對觸控螢幕造成影響，就算螢幕沾有污穢、塵埃或油漬，依然可以準確算出觸摸位置。台灣Higgstec公司曾展示了它的電容式觸控螢幕在沸水中煮過仍可正常工作。不過，電容式觸控螢幕的成本較高，而且不易實現手寫輸入。隨著高端智慧型手機，特別是iPhone這樣支持多點觸摸的智慧型手機的流行，電容式觸控螢幕的出貨量出現了飛速增長。僅僅在2007年，用於手機的電容式觸控螢幕就出貨2350萬片。據日本富士凱美萊總研集團預計，在今年年內，用於手機的電容式觸控螢幕出貨量將超過電阻式觸控螢幕，達到5000萬片，是2006年的大約8倍。除了數量上升外，電容式和電阻式觸控螢幕的價格在2007～2008年度內也分別下降了23%和30%，更促進了觸控螢幕的普及。
紅外式觸控螢幕
紅外式觸控螢幕分為光感應型和熱感應型。光感應型由裝在觸控螢幕外框上的紅外線發射與接收感測元件構成，在框的四邊排列了紅外線發射管及接收管，在螢幕表面形成一個紅外線網。用戶以手指觸控螢幕幕某一點，便會擋住經過該位置的兩條紅外線，感測器即可算出觸摸點位置。因為紅外觸控螢幕不受電流、電壓和靜電干擾，所以適宜某些惡劣的環境條件。它安裝方便、不需要任何控制器，可以用在各檔次的設備上。不過，由於只是在普通螢幕上增加了框架，因此在使用過程中架框四周的紅外線發射管及接收管很容易損壞，而且由於框線部分必須嵌入受光及發光元件，因此會使得框線部分增粗，不利於機身的輕薄化。
熱感應型紅外觸控螢幕的用途更廣泛一些，它是靠感應手指的熱輻射紅外線工作的。不過，它僅僅能檢測到熱的物體，如果寒冬在室外使用的話，由於手指溫度太低，它很有可能出現被“凍住”而失靈的情況。使用熱感應型紅外式觸控螢幕的手機也有一些，比如三星的滑蓋手機SGH-E900和SGH-U600。
聲波識別式觸控螢幕
聲波識別式觸控螢幕包括聲脈衝識別觸控螢幕和表面波識別觸控螢幕，通過識別表面連續或脈衝聲波的變化來確定觸摸位置。它由觸控螢幕、聲波發生器、反射器和聲波接收器組成，觸控螢幕部分只是一塊純粹的強化玻璃，沒有任何貼膜和覆蓋層。玻璃屏的對角各安裝了垂直和水平方向的超音波發射器和相應的超音波接收器。超音波發射器能沿著螢幕表面傳送高頻超音波，當手指觸及螢幕時，觸點上的聲波波形即發生變化，由此確定坐標位置。如果在CRT等堅固表面上使用的話，甚至不需要玻璃基板，直接將CRT表面當作基板即可。聲波識別觸控螢幕不受溫度、濕度等環境因素影響；解析度高，無論用筆、指甲或手指肚都可以識別；有極好的防刮性，壽命長；透光率高，能保持清晰透亮的圖像質量；沒有漂移，只需安裝時一次校正，而且有第三軸（即壓力軸）回響。它適合在公共場所的POS機、售貨亭等處使用。
電磁感應式觸控螢幕
電磁感應觸摸技術是較早套用於攜帶型IT產品的技術，它的特徵是需要一支“筆”，而不是手指。這支筆能夠發射電磁波，通過接收裝置感應到筆在螢幕上方的位置，就可進行定位。在其它觸控螢幕的精度問題尚未解決時，早期的PDA、電子詞典與手寫板等都使用了這種方式。直到今天，電磁感應式觸控螢幕還在手機和平板電腦上發揮作用。電磁感應式觸控螢幕造價低，結構簡單，利於手寫輸入文字，還可以和其它觸控螢幕集成在一起，因此廣受歡迎。比如惠普TouchSmart TX2平板電腦就採用了電磁感應+電容式觸控螢幕，電磁感應筆進行手寫輸入，電容式觸摸則主要用於圖形界面操作。聯想ThinkPad X200T也有類似的電磁感應+多點觸摸的型號，此外很多GPS、上網本和MID也同樣擁有電磁感應式觸控螢幕。
區別
電容式觸控螢幕與傳統的電阻式觸控螢幕有很大區別。電阻式觸控螢幕在工作時每次只能判斷一個觸控點，如果觸控點在兩個以上，就不能做出正確的判斷了，所以電阻式觸控螢幕僅適用於點擊、拖拽等一些簡單動作的判斷。而電容式觸控螢幕的多點觸控，則可以將用戶的觸摸分解為採集多點信號及判斷信號意義兩個工作，完成對複雜動作的判斷。
使用兩根手指的拉伸、換位即可在螢幕上完成諸如放大、旋轉這樣趣味十足的操作，這在電容式觸控螢幕出現之前，幾乎是不可想像的。
電阻式觸控螢幕工作原理
在分析電容式觸控螢幕原理之前，我們先來了解一下電阻式觸控螢幕的工作原理。
電阻式觸控螢幕主要是利用壓力感應進行控制。它的構成是顯示屏及一塊與顯示屏緊密貼合的電阻薄膜屏。這個電阻薄膜屏通常分為兩層，一層是由玻璃或有機玻璃構成的基層，其表面塗有透明的導電層；基層外面壓著我們平時直接接觸的經過硬化及防刮處理的塑膠層，塑膠層內部同樣有一層導電層，兩個導電層之間是分離的。當我們用手指或其他物體觸控螢幕幕的時候，兩個導電層發生接觸，電阻產生變化，控制器則根據電阻的具體變化來判斷接觸點的坐標並進行相應的操作。
電容式觸控螢幕工作原理
電阻式觸控螢幕不同，電容式觸控螢幕是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸控螢幕的感應屏是一塊四層複合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各塗有一層導電層，最外層是一薄層矽土玻璃保護層。當我們用手指觸摸在感應屏上的時候，人體的電場讓手指和和觸控螢幕表面形成一個耦合電容，對於高頻電流來說，電容是直接導體，於是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分從觸控螢幕的四角上的電極中流出，並且流經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。
電容式觸控螢幕的優勢
1.操作新奇。電容式觸控螢幕支持多點觸控，操作更加直觀、更具趣味性。
2.不易誤觸。由於電容式觸控螢幕需要感應到人體的電流，只有人體才能對其進行操作，用其他物體觸碰時並不會有所相應，所以基本避免了誤觸的可能。
3.耐用度高。比起電阻式觸控螢幕，電容式觸控螢幕在防塵、防水、耐磨等方面有更好的表現。
電容式觸控螢幕的缺點
1.精度不高。由於技術原因，電容式觸控螢幕的精度比起電阻式觸控螢幕還有所欠缺。而且只能使用手指進行輸入，在小螢幕上還很難實現辨識比較複雜的手寫輸入。
2.易受環境影響。溫度和濕度等環境因素髮生改變時，也會引起電容式觸控螢幕的不穩定甚至漂移。例如用戶在使用的同時將身體靠近螢幕就可能引起漂移，甚至在擁擠的人群中操作也會引起漂移。這主要是由於電容式觸控螢幕技術的工作原理所致，雖然用戶的手指距離螢幕更近，但螢幕附近還有很多體積遠大於手指的電場同時作用，這樣就會影響到觸摸位置的判斷。
3.成本偏高。此外，當前電容式觸控屏在觸控板貼附到LCD面板的步驟中還存在一定的技術困難，良品率並不高，所以無形中也增加了電容式觸控屏的成本。
