????? 隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們越來越多地談到觸摸屏,，因為觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備,，它是目前最簡單、方便,、自然的而且又適用于中國多媒體信息查詢國情的輸入設(shè)備,，觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快,、節(jié)省空間,、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術(shù),，我們用戶只要用手指輕輕地指碰計算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機(jī)操作,，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)極大方便了那些不懂電腦操作的用戶,。這種人機(jī)交互方式,。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備,。觸摸屏在我國的應(yīng)用范圍非常廣闊,，主要有公共信息的查詢，如電信局,、稅務(wù)局,、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢,；城市街頭的信息查詢,；此外還可廣泛應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制,、軍事指揮,、電子游戲、點歌點菜,、多媒體教學(xué),、房地產(chǎn)預(yù)售等，將來,，觸摸屏還要走入家庭,。隨著城市向信息化方向發(fā)展和電腦網(wǎng)絡(luò)在日常生活中的滲透,，信息查詢都會以觸摸屏——顯示內(nèi)容可觸摸的形式出現(xiàn)。本文提供一些有關(guān)觸摸屏的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)知識,，希望這些內(nèi)容能對廣大用戶有所用處,。

?????? 基本技術(shù)
?????? 一、觸摸屏的工作原理
????? 為了操作上的方便,，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤,。工作時，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來定位選擇信息輸入,。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面,，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器,；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息,，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)，再送給CPU,，它同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行,。

?????? 二、觸摸屏的主要類型
???? 從技術(shù)原理來區(qū)別觸摸屏,，可分為五個基本種類：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏,、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏,、紅外線技術(shù)觸摸屏,、表面聲波技術(shù)觸摸屏。其中矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺,。觸摸屏紅外屏" title="外屏">外屏價格低廉,，但其外框易碎，容易產(chǎn)生光干擾,，曲面情況下失真,；電容屏" title="電容屏">電容屏設(shè)計理論好，但其圖象失真問題很難得到根本解決,；電阻屏的定位準(zhǔn)確,，但其價格頗高，且怕刮易損,。表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷,，清晰抗暴，適于各種場合,，缺憾是屏表面的水滴,、塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍,，甚至不工作。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì),，我們把觸摸屏分為四種,，它們分別為電阻式、紅外線式,、電容感應(yīng)式以及表面聲波式,，下面筆者就對上述的各種類型的觸摸屏進(jìn)行簡要介紹：

????? 1、電阻式觸摸屏
????? 電阻觸摸屏" title="電阻觸摸屏">電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜,，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層,，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層（OTI，氧化銦）,，上面再蓋有一層外表面硬化處理,、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層OTI,，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點把它們隔開絕緣,。當(dāng)手指接觸屏幕，兩層OTI導(dǎo)電層出現(xiàn)一個接觸點,，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場,，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇悖刂破鱾蓽y到這個接通后,，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,，并將得到的電壓值與5V相比，即可得觸摸點的Y軸坐標(biāo),，同理得出X軸的坐標(biāo),，這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少,，分為四線,、五線等多線電阻觸摸屏。五線電阻觸摸屏的A面是導(dǎo)電玻璃而不是導(dǎo)電涂覆層,，導(dǎo)電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高,，并且可以提高透光率。

?????? 電阻式觸摸屏的OTI涂層比較薄且容易脆斷,，涂得太厚又會降低透光且形成內(nèi)反射降低清晰度,，OTI外雖多加了一層薄塑料保護(hù)層，但依然容易被銳利物件所破壞,；且由于經(jīng)常被觸動,，表層OTI使用一定時間后會出現(xiàn)細(xì)小裂紋，甚至變型,，如其中一點的外層OTI受破壞而斷裂,，便失去作為導(dǎo)電體的作用,，觸摸屏的壽命并不長久。但電阻式觸摸屏不受塵埃,、水,、污物影響。

?????? 這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制,。它用兩層高透明的導(dǎo)電層組成觸摸屏,，兩層之間距離僅為2.5微米。當(dāng)手指按在觸摸屏上時,，該處兩層導(dǎo)電層接觸,，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號,，然后送觸摸屏控制器,。這種觸摸屏能在惡劣環(huán)境下工作，但手感和透光性較差,，適合配帶手套和不能用手直接觸控的場合,。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技，常用的透明導(dǎo)電涂層材料有：
A,、ITO，氧化銦,，弱導(dǎo)電體,，特性是當(dāng)厚度降到1800個埃（埃＝10-10米）以下時會突然變得透明，透光率為80％,，再薄下去透光率反而下降,，到300埃厚度時又上升到80％。ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料,，實際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層,。
B、鎳金涂層,，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料,，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命,，但是工藝成本較為高昂,。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體,，不適合作為電阻觸摸屏的工作面,，因為它導(dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻,，不宜作電壓分布層,，只能作為探層,。

?????? 2、電容式觸摸屏
?????? 電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃,，雙玻璃設(shè)計能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器。

????? 電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,，在導(dǎo)電體內(nèi)形成一個低電壓交流電場,。用戶觸摸屏幕時，由于人體電場,，手指與導(dǎo)體層間會形成一個耦合電容,，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比,，位于觸摸屏幕后的控制器便會計算電流的比例及強(qiáng)弱,，準(zhǔn)確算出觸摸點的位置。電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器,，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響,，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n,，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。

?????? 電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì),。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時,，觸點的電容就會發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化,，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息,。由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化,，故其穩(wěn)定性較差,，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。該種觸摸屏適用于系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試階段,。

????? 3,、紅外線式觸摸屏
????? 該觸摸屏由裝在觸摸屏外框上的紅外線發(fā)射與接收感測元件構(gòu)成，在屏幕表面上,，形成紅外線探測網(wǎng),，任何觸摸物體可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作。紅外觸摸屏不受電流,、電壓和靜電干擾,，適宜某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點是價格低廉,、安裝方便,、不需要卡或其它任何控制器,，可以用在各檔次的計算機(jī)上。此外,，由于沒有電容充放電過程,，響應(yīng)速度比電容式快，但分辨率較低,。

????? 紅外線觸摸屏原理很簡單,，只是在顯示器上加上光點距架框，無需在屏幕表面加上涂層或接駁控制器,。光點距架框的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管,，在屏幕表面形成一個紅外線網(wǎng)。用戶以手指觸摸屏幕某一點,，便會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線,，計算機(jī)便可即時算出觸摸點位置。因為紅外觸摸屏不受電流,、電壓和靜電干擾,，所以適宜某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點是價格低廉,、安裝方便,、不需要卡或其它任何控制器，可以用在各檔次的計算機(jī)上,。不過,，由于只是在普通屏幕增加了框架，在使用過程中架框四周的紅外線發(fā)射管及接收管很容易損壞,。

????? 4、表面聲波觸摸屏
????? 表面聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波,。該種觸摸屏由觸摸屏,、聲波發(fā)生器、反射器和聲波接受器組成,，其中聲波發(fā)生器能發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面,，當(dāng)手指觸及屏幕時，觸點上的聲波即被阻止,，由此確定坐標(biāo)位置,。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響,，分辨率極高,，有極好的防刮性，壽命長（5000萬次無故障）,；透光率高（92%）,，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量,；沒有漂移，只需安裝時一次校正,；有第三軸（即壓力軸）響應(yīng),，最適合公共場所使用。表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面,、球面或是柱面的玻璃平板,，安裝在CRT、LED,、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面,。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強(qiáng)化玻璃，區(qū)別于其它觸摸屏技術(shù)是沒有任何貼膜和覆蓋層,。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器,，右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋,。?

?????? 三．觸摸屏三個基本技術(shù)特性
???? 1．透明性能
觸摸屏是由多層的復(fù)合薄膜構(gòu)成,，透明性能的好壞直接影響到觸摸屏的視覺效果。衡量觸摸屏透明性能不僅要從它的視覺效果來衡量,，還應(yīng)該包括透明度,、色彩失真度、反光性和清晰度這四個特性,。

???? 2．絕對坐標(biāo)系統(tǒng)

　　我們傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是一種相對定位系統(tǒng),，只和前一次鼠標(biāo)的位置坐標(biāo)有關(guān)。而觸摸屏則是一種絕對坐標(biāo)系統(tǒng),，要選哪就直接點哪,，與相對定位系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)別。絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的特點是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒有關(guān)系,，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準(zhǔn)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo),，不管在什么情況下，觸摸屏這套坐標(biāo)在同一點的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的,。不過由于技術(shù)原理的原因,，并不能保證同一點觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的，不能保證絕對坐標(biāo)定位,，點不準(zhǔn),，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。對于性能質(zhì)量好的觸摸屏來說,，漂移的情況出現(xiàn)的并不是很嚴(yán)重,。

????? 3．檢測與定位
????? 各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應(yīng)速度,、可靠性,、穩(wěn)定性和壽命。
幾種常用觸摸屏的特性比較表見下列匯總表
常用觸摸屏特性比較表

????? 四,、觸摸屏的常見問題
???? 由于觸摸屏大多數(shù)放置在公共場所或大廳中,，供各位普通用戶使用，而這些用戶使用水平可能差別很大,，這就很難保證觸摸屏在使用過程中不會出現(xiàn)問題,，在這里，現(xiàn)將一些常見問題介紹一下：
???
?1,、與硬件相關(guān)的問題

??? 觸摸屏一般用串口" title="串口">串口進(jìn)行信號的傳輸,，從PS/2端口取信號，而TPS屏幕是從主機(jī)電源直接取電,。如果指示燈不亮,，說明沒有取到信號，控制盒上的PS/2線可能壞了,。如果燈亮著,，但依舊不閃，說明控制盒壞了,，因此我們必須更換控制盒,。如果更換控制盒還是不行，有可能是屏幕被壓得太緊,，需要將四周的螺絲稍微松一下,，因為觸摸屏是由特殊材料組成，它本身不太容易損壞,。

???? 如果串口是壞的或被禁用,，將導(dǎo)致驅(qū)動程序無法安裝，因為安裝驅(qū)動時,，會自動尋找串口,。即使能夠安裝，也會出現(xiàn)鼠標(biāo)不動或無法定位,。最好不要用串口鼠標(biāo)來判斷串口的好壞，可能串口9根針對它們來說各自用的方式不一樣,。如果屏幕被壓著,，或者地線沒有接好，會導(dǎo)致無法定位,。如果出現(xiàn)有些區(qū)域無法點擊或反應(yīng)遲緩,，有可能是灰塵影響，需拆開外殼來除去灰塵。

????? 2,、與軟件相關(guān)的問題
????? 軟件問題主要是指驅(qū)動程序的安裝,，一臺主機(jī)上不要安裝兩種或兩種以上的觸摸屏驅(qū)動程序，否則將導(dǎo)致無法使用,。

????? 3,、其他相關(guān)問題
????? 更換顯示分辨率、調(diào)整屏幕大小和第一次安裝時都有會出現(xiàn)單擊不準(zhǔn)或漂移,，需啟動應(yīng)用程序中自帶的定位程序重新定位,，定位盡量用比較細(xì)的筆或指尖進(jìn)行定位，這樣比較準(zhǔn),。應(yīng)用程序中還包括調(diào)出鼠標(biāo)右鍵,、設(shè)置拖、拉式以及觸摸屏硬件信息等,。
　???? 觸摸產(chǎn)品技術(shù)展望
????? 無論你是在商場購物,，還是在銀行存取款，觸摸式的自動服務(wù)器為你提供了方便快捷的服務(wù),，這就是我們所說的觸摸屏,。可在幾年前,，這一新東西還非常少見,，在業(yè)內(nèi)也沒有觸摸行業(yè)的說法。經(jīng)過多年來的發(fā)展,，觸摸屏的功能已從原先簡單的查詢導(dǎo)覽發(fā)展成為集業(yè)務(wù)查詢上網(wǎng)于為一體的觸摸查詢" title="觸摸查詢">觸摸查詢一體機(jī),，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的郵電、商場到遍布各個行業(yè)眾多領(lǐng)域,。

?????? 猶如PC從286,、386發(fā)展到奔騰機(jī)一樣，觸摸屏經(jīng)歷了從低檔向高檔發(fā)展的歷程,。從紅外屏,、四線電阻屏到電容屏，現(xiàn)在又發(fā)展到聲波觸摸屏,、五線電阻觸摸屏,，性能越來越可靠，技術(shù)越來越先進(jìn),。而且隨著各行業(yè)應(yīng)用特點的不同,，以前被忽視了的紅外屏電容屏，經(jīng)過工藝改造,，重又獲得了新生,。LCD平板顯示技術(shù)的發(fā)展使得紅外屏的優(yōu)勢凸顯出來,，金融、證券等行業(yè)用戶對此青睞有嘉,。

????? 由于各種技術(shù)的觸摸屏各具優(yōu)缺點,，而且設(shè)計的難度不同，各種屏的使用有了一定的時間先后,。以國內(nèi)應(yīng)用來說,，最先投入使用的是日本公司紅外屏，其后是電阻屏,、電容屏和聲波屏,。日本的MINATO公司改進(jìn)紅外屏的光干擾問題，將分辨率提高到977*737,，國內(nèi)生產(chǎn)的紅外屏存在的問題是分辨率低,，只有64*48。另外前面也提到了,，LCD應(yīng)用的擴(kuò)大,，LCD技術(shù)和紅外屏技術(shù)結(jié)合，完全滿足了紅外屏對平面的要求,，使得紅外屏重獲生機(jī),。電阻屏的缺點是透光率差，表面易損,。早期臺灣PONICS公司等的四線電阻屏易損問題經(jīng)改進(jìn)用鍍膜來解決,，但分辨率低，只有1024*768,，使用范圍受一定影響,。美國ELO公司推出的五線電阻屏在材質(zhì)上有了大改進(jìn)，完全采用鋼化玻璃為基體,，擯棄了四線電阻屏的多層結(jié)構(gòu),，使透光率大大提高，表層防暴性能也有所增強(qiáng),，分辨率達(dá)4096*4096,，完全適合作IE瀏覽器等高清晰度的要求。電容屏考慮失真的問題,，也采用鍍膜技術(shù),，一定程度上克服了怕刮易損的缺點。聲波屏的優(yōu)點是明顯的,，但水滴灰塵的影響問題不解決,，使用大受影響，改進(jìn)的方法是加防塵條,，或者在軟件方面增加對污物的監(jiān)控,，準(zhǔn)確識別出有效的操作和污物之間的區(qū)別。

????? 目前國內(nèi)在觸摸技術(shù)發(fā)展方面主要是應(yīng)用在整機(jī)技術(shù)上,。1996年,，太古公司推出了擁有自主產(chǎn)權(quán)的觸摸查詢一體機(jī)KIOSK，成為國內(nèi)第一家,、全球第13家KIOSK制造商,。隨后觸摸產(chǎn)品廠商也紛紛推出了各自的觸摸查詢一體機(jī)，各自擁有造型工藝,。

???? 技術(shù)的發(fā)展也包括應(yīng)用軟件技術(shù)的成熟,。觸摸查詢離不開觸摸查詢軟件，太古公司開發(fā)出國內(nèi)第一個觸摸瀏覽軟件TouchWeb,，這使得國內(nèi)的觸摸行業(yè)不再僅僅停留在搬箱子的角色上,。而且隨著應(yīng)用軟件方面的進(jìn)步，相繼推出了公共信息查詢系統(tǒng)和金融,、郵政,、城市信息港摸信息終端KIOSK應(yīng)用系統(tǒng)等，也使得觸摸產(chǎn)品的應(yīng)用范圍從簡單的查詢擴(kuò)大到集查詢業(yè)務(wù)上網(wǎng)于一體,，行業(yè)范圍從公共事業(yè),、政府到事業(yè)單位、一般企業(yè),，甚至個人的掌上電腦,，都是觸摸產(chǎn)品的天地。

????? 綜觀IT信息產(chǎn)品的發(fā)展,，離不開兩個基本要素：市場容量和價格,。價格降低會產(chǎn)生一定的量的提升，但如果沒有實實在在的市場基礎(chǔ),，產(chǎn)品的普及,、技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展都無從談起。

?????? 觸摸產(chǎn)品由于早期給人的印象僅是信息的查詢,，對行業(yè)用戶來說只是可有可無的形象工程,，必然影響市場容量。目前各觸摸廠商們都在改進(jìn)其產(chǎn)品的功能,，加大了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的份量,。譬如，銀行的KIOSK一體機(jī)已經(jīng)加入了微型打印機(jī),、讀卡器等設(shè)備,，功能上吸收了銀行的補登存折、轉(zhuǎn)帳等業(yè)務(wù),，使得系統(tǒng)不在僅僅停留于業(yè)務(wù)介紹和形象宣傳,。這一改動顯然是有效的,，銀行系統(tǒng)對這類一體機(jī)需求旺盛，連專注于銀行業(yè)務(wù)設(shè)備的南天公司都開發(fā)出了類似的一體機(jī)產(chǎn)品,。目前一體機(jī)已出現(xiàn)自助售票系統(tǒng),，應(yīng)用到鐵路公路的售票業(yè)務(wù)，這一進(jìn)展是否預(yù)示著一體機(jī)會走上ATM機(jī)或者自動售賣機(jī)的路子還不明確,。由于觸摸產(chǎn)品對開放式環(huán)境的適應(yīng)性,，商業(yè)系統(tǒng)對銷售網(wǎng)絡(luò)及形象宣傳的考慮，ATM和自動售賣機(jī)暫時無法替代KIOSK一體機(jī),，不過業(yè)務(wù)型的一體機(jī)確定無疑是一種方向,。

?????? 在價格方面的進(jìn)步主要來自于觸摸屏技術(shù)和觸摸軟件的發(fā)展。由于目前各類屏各具優(yōu)缺點,，應(yīng)用范圍,、應(yīng)用規(guī)模俱受制約，用戶可能只考慮使用的方便及壽命,，生產(chǎn)商們卻必須不斷推陳出新,，將更高性能更低價格的產(chǎn)品供應(yīng)給用戶。新的技術(shù)產(chǎn)生需要大量的積累,，改造原有技術(shù)是目前的主流,。就象紅外屏的新生一樣，聲波屏的改進(jìn)已經(jīng)有了一個可喜景象,，由于聲波屏能產(chǎn)生對壓力的感受,，無形中增加了控制手段，對屏功能的擴(kuò)展十分有利,，應(yīng)用范圍因此大大拓展,。成熟的軟件會使用戶享受到兩種優(yōu)點：功能完善和低廉價格。隨著產(chǎn)品在各行業(yè)應(yīng)用市場的推進(jìn),，對行業(yè)應(yīng)用的理解不斷強(qiáng)化,，系統(tǒng)將越來越合體，而價格由于投入的遞減將下降,。

????? 觸摸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂不容忽視,，這將有利于規(guī)模發(fā)展和合理競爭，對價格的優(yōu)化極有幫助,。而各行業(yè)用戶也需在目前條件下,，縮減不必要的特殊要求，降低生產(chǎn)商的研發(fā)成本,，加強(qiáng)在軟件應(yīng)用體系上的投入力度,，使硬件產(chǎn)品化和規(guī)模化程度提高,，應(yīng)用系統(tǒng)水平提升,，真正達(dá)到方便所有人,，也方便行業(yè)用戶的目標(biāo)