电阻技术触摸屏

1 电阻屏基本原理

  电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面配合非常好的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层秀明的导电层,上面再盖有一层外表硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,平常绝缘的两层导电层在触摸点位置就有了一个接触,控制器侦测到这个接通后,其中一面导电层接通У轴方向的5Ⅴ均匀电压场,另一导电层将接触点的电压引至控制卡进行A/D转换,得到电压值后与5Ⅴ相比即可得触摸点的у轴坐标,同理得出Χ轴的坐标,这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。(见图)

2 电阻屏技术剖析

  两种透明的导电涂层材料:①ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(1埃=10的负10次方米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。②镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料,目的是为了延长使用寿命,但是成本较为昂贵。镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触摸屏的工作面,因为它导电性太好,不宜作精密电阻测量,而且金属不易做到厚度非常均匀。

 

电阻技术工作原理图1

电阻技术工作原理图2

3 四线电阻技术

  四线电阻技术触摸屏的两层导电层都是ITO,在每层的两边缘各涂一条氧化银胶,一端加5Ⅴ电压,一端加0Ⅴ,即能在工作面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。四线电阻触摸屏的两层ITO工作面工作时都加上5Ⅴ到0Ⅴ的均匀电压分布场,触摸屏的引出线共有4条,四线电阻由此得名。见图。当A面加竖直方向的电压场时,B面作为测量触摸点电压的探头;B面加水平方向的电压时,A面作探头。

4 五线电阻技术
  五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上、而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后分时检测内层ITO接触点X和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线,外层只作导体仅仅一条,触摸屏的引出线共有5条。

  五线电阻触摸屏的另一个专有技术是通过精密的电阻网络来校正内层ITO的线性问题:由于导电镀膜有可能厚薄不均匀而造成电压不均匀分布。

(5)电阻屏性能特点
  ★它们都是一种对外界完全隔离的工作环境,不怕灰尘、水汽和油污
  ★可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画,这是它们比较大的优势
  ★电阻触摸屏的精度只取决于A/D转换的精度,因此都能轻松达到4096*4096


 
红外线技术触摸屏

(1) 基本原理  红外线触摸屏,一般是在显示器屏幕的前面安装一个外框,外框里有电路板,在X、Y方向有排布均匀的红外发射管和红外接收管,--对应形成横竖交叉的红外线矩阵。当有触摸时,手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线,由控制器判断出触摸点在屏幕的位置(如图示)。

红外触摸屏可用手指、笔或任何能阻挡光线的物体来触摸。红外触摸屏赖以工作的红外光栅矩阵显然要求在同一平面上,因此,红外屏真正感应的触摸的工作面距离显示器屏幕有一定的间隔,在球面显示器上使用尤其明显。

(2) 红外屏技术剖析  

★红外屏控制器   

大多数红外触摸屏的控制器直接设置在框架中的电路板上,也有的红外触摸屏把控制器设计在单独的小盒中,控制器通过键盘接口或者串行口直接与主机通信,走键盘接口的红外触摸屏用户甚至可以直接读取键盘口发来的触摸屏数据而无需任何驱动程序。

★红外屏的分辨率   

红外触摸屏的物理分辨率由框架中能容纳的红外管数目决定,因此分辨率较低,过去市场上主要为32*32、40*32等,最大可达50*40,软件倍增后可达99*79。现在红外屏的分辨率已有较大提高,最大分辨率可达到1000*720左右。

★技术剖析   

红外触摸屏靠多对红外发射和接收管来工作,红外管的性能和寿命都比较可靠,任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物,不过红外线触摸屏使用传感器数目将近100对或更多,并且共用外围电路,这就要求传感器不仅本身性能好,还要求将近100对(或更多)的红外二极管"光-电阻特性"和"结电容"都保持一致。实际应用中,万一有哪一对出现故障,可以在上电自检过程中发现并在此后加以忽略,靠邻近的红外线代替,由于每一对红外线?quot;监管"约6mm左右(或更窄)的窄带,而手指通常在15mm左右粗细,用户是察觉不到的。但如果生产过程中没有对红外发射管进行老化测试,没有很好的质量管理体系,将近100对(或更多)的传感器,很快就不是一对两对"掉队"的问题了,总体寿命也就难以保证。  

红外屏赖以工作的是红外线矩阵,矩阵上多点的Х、У坐标能组合出平方倍多的触摸点,见图,A、B两点和C、D两点对红外屏来说是相同的效果,无法分辨哪一点触摸是真正的触摸点,怎样处理?目前市场上的红外屏对多点触摸常见的处理不管是否连续,要麽不判断,要麽判断为左上角,即图中不管是A、B还是C、D,都判断为C点。真正技术过硬的红外屏应该是对坐标连续的多点触摸判断取中点,即判断为大物体的触摸,而对不连续的多点触摸不予判断。

(3)红外线触摸屏“进化史”