影響選擇觸摸屏技術的各種因素

 

可以用各種方式實現(xiàn)觸摸屏,。除了成本之外,，技術方面的選擇取決于以下幾個因素：

 

性能：性能包括諸如速度、靈敏度,、精確度,、分辨率、拖動,、Z軸,、雙/多觸摸方式，視差角度和校準的穩(wěn)定性,。

 

輸入靈活性：輸入靈活性參數(shù)影響著人機交互的方式,，諸如手套,、手套材料,、指甲、觸筆,，手寫識別和獲取簽名,。

 

環(huán)境：環(huán)境因素為溫度、濕度,、耐化學性,、耐劃傷、防飛濺/液滴,、高度,、車內(nèi)安裝,、沖擊、振動,，斷裂性和防打破的安全性,。

 

電氣和機械性能：電氣和機械性能需要涵蓋功率、浮動接地,、靜電放電（ESD）,、電磁干擾（EMI），尺寸大小,，曲率等

 

光學：影響技術選擇的光學特性包括透光率,、清晰度，色彩純度和反射

觸摸屏技術的類型

 

根據(jù)上面所述的各種因素,，主要觸摸屏技術可分為以下幾種類型：

 

電阻式：從目前的推廣應用來看,，電阻式觸摸屏是占主導地位的觸摸技術。它由玻璃面板,，銥錫氧化物（ITO）電阻涂層組成,，并帶有導電涂層的護板，沿著邊緣有銀色的總線條,。兩個層之間用絕緣小點隔開,。觸摸屏幕時，護板彎曲與玻璃上的涂膜相接觸（圖1）,。

 

圖1：電阻式觸摸技術,。

 

該控制器可選擇驅(qū)動玻璃層和+5 V的護板，并讀取源于護板和玻璃層產(chǎn)生的電壓,，根據(jù)被測量層中的壓降來確定X和Y坐標,。該技術需要四線 – 前面提到的總線條，這被稱為4線電阻式觸摸屏技術,。

 

由于護板的不斷彎曲,，造成ITO涂膜中有微小的裂縫。會使4線電阻式觸摸屏技術的線性度和精確度變差,，環(huán)境變化也會造成精度的漂移,。

 

已經(jīng)用不斷改進的5，6,，7和8線電阻式觸摸屏來消除這些影響,。

 

聲學脈沖識別（APR）式：APR由一個玻璃顯示器涂層或其他堅硬的基板組成，背面安裝了4個壓電傳感器,。該傳感器安裝在可見區(qū)域的兩個對角上,，通過一根彎曲的電纜連接到控制卡。用戶觸摸屏幕時,，手指或者觸筆和玻璃之間的拖動發(fā)生了碰撞或摩擦,，于是就產(chǎn)生了聲波,。波輻射離開接觸點傳向傳感器，按聲波的比例產(chǎn)生電信號,。在控制卡中放大這些信號,，然后轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)流。比較數(shù)據(jù)與事先存儲的聲音列表來確定觸摸的位置,。APR設計成能夠消除環(huán)境的影響和外部的聲音,，因為這些因素與存儲的聲音列表不匹配。

 

表面聲波（SAW）式：SAW觸摸屏是由一個針對X和Y軸的有發(fā)送和接收的壓電傳感器的玻璃涂層,。該控制器發(fā)送電信號至發(fā)射傳感器,，并在玻璃的表面內(nèi)將信號轉(zhuǎn)換成超聲波。通過反射器陣列,，這些波覆蓋整個觸摸屏,。對面的反射器收集和控制這些波至接收傳感器，將他們轉(zhuǎn)換成電信號,。對每個軸重復這個過程,。用戶觸摸時吸收了傳播的波的一部分。 接收到的對應X和Y坐標的信號與存儲的數(shù)字分布圖相比較,，從而識別變化并計算出坐標,。

 

電容式：電容式觸摸屏技術可以進一步細分為表面電容式和投射電容式。表面電容式技術是在玻璃面板上涂有相同的導體,。圍繞面板邊緣的電極在整個導電層平均分配低電壓,，建立一個相同的電場。觸摸時就會從各個角上得到電流,。該控制器測量從各個角上獲得的電流比,，從而計算出觸摸的位置。

 

投射電容式觸摸屏由兩個玻璃保護層之間的傳感器網(wǎng)格微細線組成,。部件可以放置于用戶安裝的材料后面,，包括防暴的厚達18毫米的玻璃。觸摸時,，手指和傳感器之間構(gòu)成了電容,。從改變的傳感器柵格的電氣特性就可計算出觸摸位置。

 

紅外/光學式：高分辨率紅外（IR）技術使用一個圍繞顯示器的小框,，上面有表面安裝的LED,，對邊有光感受器,，紅外透明邊框隱藏在后面,。該控制器連續(xù)發(fā)送LED，以此來構(gòu)建一個紅外光掃描網(wǎng)格,。觸摸時就會阻擋每個軸上的一束或多束紅外光,，這樣就可確定相應的X,，Y坐標。

 

上述主要的觸摸屏技術的突出優(yōu)點和典型應用總結(jié)在表1之中,。

 

表1：不同觸摸技術的優(yōu)點和應用

 

液晶觸摸屏控制中的可編程邏輯

 

對于觸摸技術的類型,、顯示器的類型和顯示器制造商，液晶顯示器的接口往往是不同的,。對設備的設計人員而言,，常常難以在其產(chǎn)品線上選擇一個顯示控制器芯片以適應所有不同的顯示器。越來越多從事設計配有觸摸屏液晶面板的人機界面（HMI）系統(tǒng)集成的設計人員轉(zhuǎn)向使用可編程邏輯器件,，以實現(xiàn)他們所需的靈活性?，F(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）技術使得系統(tǒng)架構(gòu)師一次就能夠確定人機界面控制器的架構(gòu)，同時能夠擴展到整個產(chǎn)品系列,，可采用不同的微控制器,、CPU，液晶面板以滿足各種應用,。 FPGA技術還可以很容易實現(xiàn)高性能的矢量圖形,，以及用單芯片與現(xiàn)實世界接口。

 

萊迪思的LCD - Pro是專門為基于FPGA的高級觸摸屏視頻圖形控制器而設計的,，為系統(tǒng)設計者提供單個人機界面結(jié)構(gòu),，加速產(chǎn)品的上市，并大大節(jié)省了開發(fā)成本,。與現(xiàn)有的IP配合在一起,，LCD – Pro簡化了設計，設計人員能夠更快的推出新產(chǎn)品,，從而適應新興市場的要求,，而不需要重新設計平臺。