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知识路径： > 多媒体信息显示、发布及搜索技术 > 多媒体信息显示技术 > 触摸屏技术 >
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总体答错率：15%
知识难度系数： 
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相关知识点：38个
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随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越多地谈到触摸屏，触摸屏作为一种新兴的输入设备，是目前最简单、方便、自然的输入设备，触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地指碰计算机显示屏上的图符或文字，就能实现对主机的操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术极大地方便了那些不懂计算机操作的用户。
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触摸屏的应用范围非常广泛，主要有公共信息的查询，如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询；办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌、点菜、多媒体教学、房地产预售等。将来，触摸屏还会走入家庭。随着城市向信息化方向发展和计算机网络在日常生活中的渗透，信息查询都会以触摸屏——显示内容可触摸的形式出现。
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触摸屏（touch screen）又称触控屏、触控面板，是一种可接收触头等输入信号的感应式液晶显示装置，当接触屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用来取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种新兴的输入设备，是目前最简单、方便、自然的人机交互方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。配合识别软件，触摸屏还可以实现手写输入。
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为了操作方便，人们用触摸屏代替鼠标或键盘。工作时，必须首先用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单的位置定位信息输入。
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触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成，触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，然后将相关信息传送至触摸屏控制器。触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再传送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。当手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口、USB等）传送到主机。目前，触摸屏已经由单点触屏发展到多点触屏。
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根据屏幕表面定位原理的不同，可以把触摸屏技术分为声学脉冲识别（APR）技术、表面声波（SAW）技术、电容式触摸屏技术和电阻式触摸屏技术。
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声学脉冲识别技术是一个全新且独特的感觉触控技术，它结合了表面声波技术及红外线触控技术，具有良好的光学性能及优秀的耐久性和稳定性。
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APR以一种简单的声音辨识方式测量玻璃上被接触的点的位置。声学脉冲识别触摸屏由一个玻璃显示器涂层或其他坚硬的基板组成，背面安装了4个压电传感器。压电传感器安装在可见区域的两个对角上，通过一根弯曲的电缆连接到控制卡。
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当用户触摸屏幕时，手指或者触笔在玻璃上拖动会发生碰撞或摩擦，于是就产生了声波。声波辐射离开接触点传向传感器，按声波的比例产生电信号。在控制卡中放大这些信号，然后转换为数字数据流，然后与事先记录的玻璃上每个位置的声音列表相比较，光标位置立即被更新到触摸位置，因为它们与事先记录的录音不吻合，所以APR的设计可以忽略四周的噪声。
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APR对水和其他污染物具有很好的抵御性，它还可以被分成不同尺寸的触摸屏，从适合PDA使用的小尺寸触摸屏到42英寸显示器使用的大尺寸触摸屏，在签字时可以很好地排除手掌导致的误触控问题。
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表面声波是超声波的一种，是一种沿介质表面传播的机械波。表面声波触摸屏由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接收器组成，如下图所示。触摸屏部分可以是平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于其他触摸屏技术的是，它没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射器，右上角则固定了两个相应的超声波接收器。玻璃屏的四个周边则刻有45°、由疏到密精密间隔的反射条纹。
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表面声波的触摸屏内有一个对X轴和Y轴的有发送和接收功能的压电传感器。压电控制器发送电信号至发射传感器，并在玻璃的表面将信号转换成超声波。通过反射器阵列，这些波将覆盖整个触摸屏。反射器收集和控制这些波至接收传感器，将它们转换成电信号，并对每个轴重复这个过程。用户触摸时吸收了传播的波的一部分，同时把接收到的X和Y坐标的信号与存储的数字分布图相比较，从而识别变化并计算出坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还能响应Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力的大小值，其原理是根据接收信号衰减处的衰减量而计算得到的。三轴一旦确定，控制器就把它们传送给主机。
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表面声波触摸屏的清晰度较高、抗刮伤良好、反应灵敏、不受温度和湿度等环境的影响、分辨率高、寿命长。其主要缺点是受灰尘、水滴、油污等的影响，需要定期清洁反射阵列，适合在POS机、售货亭等公共场所使用。
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电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO（氧化铟锡），最外层是一薄层的矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，在四个角上引出四个电极，在导电体内形成一个低电压交流电场，内层ITO为屏蔽层，以保证良好的工作环境。
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当触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层之间会形成一个耦合电容，四个电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离呈正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确计算出触摸点的位置。电容触摸屏的四层复合玻璃不但能保护导体及感应器，更能有效地防止外在环境因素对触摸屏造成的影响，哪怕屏幕沾有污渍、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确地算出触摸位置。
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电容式触摸屏反光严重，而且电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层之间的反射，还有可能造成图像字符的模糊。电容式触摸屏的另一个缺点是当用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为引入了更为绝缘的介质。
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电阻式触摸屏是利用触摸屏表面随着所受压力的变化产生屏幕凹凸变形而引起的电阻变化，从而实现精确定位的触摸屏技术。触摸屏屏体部分是一块多层复合薄膜，其中底层为玻璃或有机玻璃，第二层为隔层，第三层为多元树脂表层，表面还涂有一层透明的导电层（OTI，氧化铟），上面再覆盖一层外表面经硬化处理、光滑防刮的塑料层。
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当用手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点互相接触，控制器侦测到这个接触后便进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得到触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻式触摸屏共同的基本原理。
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电阻式触摸屏对外界完全隔离，不怕灰尘、水汽和油污；可以用任何物体触摸，可以用来写字、画画，这是其比较大的优势；电阻式触摸屏的精度只取决于A/D转换的精度，因此其精度能轻松达到4096×4096。
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