看到很多朋友都手持Android手機(jī),甚至有些人都混上了iphone,心里不免頓生羨慕之情。不過羨慕歸羨慕,筆者畢竟還是一個(gè)學(xué)生嘛。但是筆者對(duì)觸摸屏產(chǎn)生了較深的興趣。因此,筆者查了很多有關(guān)觸摸屏的資料。筆者相信,我們即將迎來觸摸屏為依托的多樣化生活,這是因?yàn)橛|摸屏是集信息顯示、處理、通信和控制于一體的綜合信息系統(tǒng),在工程控制和商業(yè)服務(wù)等領(lǐng)域你都能看到它的身影。當(dāng)然,這是后話,咱們還是先看看觸摸屏吧。
百度百科是這樣定義觸摸屏的——觸控屏(Touch panel)又稱為觸控面板,是個(gè)可接收觸頭等輸入訊號(hào)的感應(yīng)式液晶顯示裝置,當(dāng)接觸了屏幕上的圖形按鈕時(shí),屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動(dòng)各種連結(jié)裝置,可用以取代機(jī)械式的按鈕面板,并借由液晶顯示畫面制造出生動(dòng)的影音效果。
筆者認(rèn)為,說的明白一些,Touch panel是一種加在顯示器表明的一種透明的介質(zhì),通過我們用手指觸摸該介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的查詢和輸入,從而能夠大大簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的輸入方式,實(shí)現(xiàn)一種零距離操作。
觸摸屏大致分為四類:表面聲波觸摸屏、電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏和紅外線式觸摸屏。當(dāng)然有些地方將觸摸屏分為五類,但是由于矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺(tái),而且我看到的很多資料上也已經(jīng)不再提這類觸摸屏了,所以此處我也不再提了。我想,大家對(duì)電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏或多或少是有耳聞的,因?yàn)槲覀兇蟛糠钟|摸屏手機(jī)上所使用的觸摸屏就是使用的這兩類。我們先來談?wù)劚砻媛暡ㄓ|摸屏吧。
表面聲波就是超聲波的一種,它是在介質(zhì)表面進(jìn)行淺層傳播的機(jī)械能量波。其性能穩(wěn)定,并在橫波傳遞中具有非常尖銳的頻率特性。表面聲波觸摸屏工作時(shí)(以Y軸為例),發(fā)射換能器會(huì)把由控制器產(chǎn)生的5MHz電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波能量發(fā)出。換能基座的設(shè)備使得它具有比較狹窄的方向角向左傳播聲表面波能量,在傳遞過程中又會(huì)被底邊的45°反射條紋向上反射成屏幕表面豎直方向的均勻面?zhèn)鞑ィ缓笥直簧线叺姆瓷錀l紋向右聚成線傳播至Y軸接收換能器,并最終轉(zhuǎn)化為電信號(hào)回送給控制器。
當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí),手指會(huì)吸收一部分的聲波能量,而控制器則偵測(cè)到接收信號(hào)在某一時(shí)刻上的衰減,則此時(shí)便可計(jì)算出觸摸點(diǎn)在Y軸的位置,同理,也能得出觸摸點(diǎn)在X軸的位置。除此之外,表面聲波觸摸屏能夠感應(yīng)到第三個(gè)軸——Z軸。它是由接收信號(hào)衰減出的衰減量計(jì)算得到的。這個(gè)功能是非常有用的,可以作為一個(gè)模擬量的開關(guān)。可是有一點(diǎn)比較重要,表面聲波觸摸屏的觸摸部分是玻璃平板,安裝在CRT、LED、LCD或其他屏幕的前面,沒有任何的貼膜和覆蓋層。
我們?cè)趤碚f說紅外線式觸摸屏。這種觸摸屏安裝簡(jiǎn)單,只需要為顯示器裝上光點(diǎn)框架即可。這個(gè)光點(diǎn)框架的四邊排列了紅外線發(fā)射管及接收管,在屏幕表面形成了一張紅外線網(wǎng),當(dāng)我們用手指觸摸某一點(diǎn)時(shí),便會(huì)擋住經(jīng)過改點(diǎn)位置的兩束紅外線,這樣就可以確定觸摸點(diǎn)的位置。
就電阻式觸摸屏來說,它是由一層玻璃作為基層,表面涂有一層ITO透明導(dǎo)電層,上面在覆蓋一層光滑防刮的塑料層作為保護(hù)層,在保護(hù)層的內(nèi)表面在涂有一層導(dǎo)電層。換句話說,電阻式觸摸屏就是一種多層的復(fù)合薄膜。在這兩層導(dǎo)電層之間是有許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)絕緣,并在兩層ITO工作面的邊線上形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。當(dāng)我們用手指觸摸屏幕時(shí),壓力使兩層導(dǎo)電層在接觸點(diǎn)的位置有了一個(gè)接觸,控制器檢測(cè)到這個(gè)接觸,立刻進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,測(cè)量接觸點(diǎn)的模擬電壓值,根據(jù)這個(gè)電壓值和5V電壓值的比例公式就能計(jì)算出觸摸點(diǎn)的X軸和Y軸的坐標(biāo)。當(dāng)然,在電阻式觸摸屏上,我們是可以使用防刮屏的觸摸筆的。
對(duì)于電容式觸摸屏而言,我們需要知道,電容式觸摸屏是由一個(gè)模擬感應(yīng)器和一個(gè)雙向智能控制器組成的。模擬感應(yīng)器是一塊四層復(fù)合玻璃屏,它的內(nèi)表面和夾層各涂有一種ITO透明導(dǎo)電層。另外,在它的最外層用0.0015mm厚的矽土玻璃作為保護(hù)層。夾層ITO作為工作層,在它的各角上各引出一個(gè)電極,內(nèi)層ITO作為屏蔽層,用來保護(hù)良好的工作環(huán)境。在觸摸屏工作時(shí),感應(yīng)器邊緣的電極產(chǎn)生分布的電壓場(chǎng),由于人體電場(chǎng)的緣故,當(dāng)用手指觸摸屏幕時(shí),手指和觸摸屏幕的工作面之間形成耦合電容,因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號(hào),因此手指會(huì)吸走一個(gè)很小的電流,分別從四個(gè)角上的電極中流出。