触摸屏技术及其性能研究

崔勇

摘要：触摸屏的诞生取代了传统的机械化按键，并且能够与显示屏相连从而带来更好的影像效果，是如今最为便捷的输入设备技术，能够大大提升人机交互效果，在手机、平板电脑、教育系统等众多领域中有着广泛应用。目前市场上已经成功商用的触摸屏技术众多，文章则主要针对触摸屏技术展开研究，且对现阶段的市场进展进行分析。

关键词：触摸屏;技术研究;市场进展

随着计算机和多媒体应用技术的不断发展，触摸屏作为一种附加在显示器表面的透明介质，以其易于使用、坚固耐用、反应迅速、节省空间等优点，被广泛应用于电脑、手机等媒体工具。通过触摸屏技术的利用，运用手指触碰显示屏中的界面就能实现对电脑或者手机等媒介的操作，大大简化了输入和运用程序，真正实现“零距离”互动操作。未来，触摸屏技术将会进一步得到调整和改进，结合互联网和多媒体系统，赋予更丰富的职能。

1 基本技术特性

1.1 透明性能

触摸屏是由多层的复合薄膜构成，透明性能的好坏，直接影响到触摸屏的视觉效果。衡量触摸屏透明性能，不仅要从其视觉效果来衡量，还应该包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度等 4 个特性。

1.2 绝对坐标定位系统

触摸屏是一种绝对坐标系统，其特点就是当前定位坐标与上一次定位坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的数据通过校准，直接转化为屏幕上的坐标。不管在什么情况下，触摸屏这套坐标体系对同一点的输出数据都是稳定的。不过，它并不能保证每一次对同一点触摸的采样都相同，即不能保证绝对坐标定位，这就是所谓的漂移问题。

1.3 检测触摸并定位

各种形式的触摸屏，都是依靠各自的传感器来检测触摸并定位的，也有的触摸屏本身就是一套传感器。不同的定位原理及不同的传感器，决定了触摸屏不同的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。

2 性能及特点分析

2.1 电阻式触摸屏

電阻式触摸屏技术将其区域物理位置转换为平面坐标电压，具有完全的隔绝性能，能够阻挡外界的污渍、粉尘、水汽，而且任何介质都可以触摸操控。但需要注意的是，电阻式触摸屏复合薄膜外层使用材料为塑料，如果用力过猛或者利器，容易造成触摸屏损伤。电阻式触摸屏主要包括四线、五线甚至还有七线和八线电阻式触摸屏，四线解析度高、反应速度快、稳定性强，主要适用于室内公共场所和用户家庭;五线是四线的升级版，在四线的基础上进一步提升了同位置的触摸次数，适用于各大公共场所LCD模块。

2.2 电容式触摸屏

电容式触摸屏技术是一块四层复合玻璃屏，其内表面和夹层均涂有一层ITO，最外层是一薄层汐土玻璃保护层，将夹层ITO涂层作为工作面、内层ITO作为屏蔽层，从4个角上引出4个电极，利用人体的电流感应进行工作，在日常工作和生活中十分常见。电容式触摸屏具有分辨率高、透光性好的特点，增加了更为绝缘的介质，可以有效满足广场、道路、体育馆等公共场所的需求。电容式触摸屏的操作以人体作为电极，如果有导体接近与界面产生足够大的电容时会引起电容式触摸屏自动操作的错误反应。如果外界的温度、湿度、电磁出现改变时，会影响电容式触摸屏的操作稳定性，造成数据显示的不准确，适用于电磁干扰少和要求不高的环境使用，并注意定期进行调整和校准。

2.3 红外线式触摸屏

红外线式触摸屏是由装在触摸屏外框上的红外线发射和接收感测元件构成，在触摸屏表面上形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触摸点上的红外线而实现触摸屏操作，与表面声波触控式具有相似性。红外线式触摸屏和触摸屏使用的透明挡板材料没有关联性，在实践应用过程中，对良好透光性能的挡板进行抗反光处理，能够呈现完美的视觉效果，并且不受电流、电压和静电等因素的限制。当然，红外线式触摸屏由于受到红外线发射管体积的影响，无法发射高密度的红外线，因而其分辨率不高，影响触摸屏的清晰度。而且，受外界环境特别是光线的影响，红外线式触摸屏的准确性会降低，适用于较为恶劣的外部环境和无强光线干扰的公共场所。

2.4 表面声波触摸屏

表面声波是一种沿介质表面传播的机械波，表面生波触摸屏通过利用表面生波技术，以声波发射器作为一种高频发射波跨越屏幕表面，如果手指触及屏幕则触点声波被阻止，进而确定坐标位置。表面声波触摸屏具有非常高的稳定性和准确性，由于其采取的是三维坐标操控，相较于传统的触摸屏技术增加了压力轴响应，通过对接收信号的强弱度进行计算反应。将压力轴响应用于表面声波触摸屏技术中，触摸屏中每一个触摸位置不仅包括有触摸和无触摸两种触摸状态，而且从整体上形成触摸感应。表面声波不受温度、湿度、光线等因素干扰，具有极高的分辨率和稳定性，透光性能强、反应敏捷性好，持久耐用，适用于公共平台、单位机构等办公场所。

3 触摸屏技术的发展方向分析

3.1 中大尺寸多点触摸技术的应用

多点触控能够实现多人同时使用，该种技术特别适合应用在绘图、工程设计、影像处理领域中，利用手中的电容笔，即可进行签名、标记与绘图，这就有效拓展了触摸屏的使用领域。实际上，该种技术在10年前就已经投入研发，在2007年，苹果公司展示了透射式电容技术的多点触控功能，带来了触摸屏技术的发展新风尚。目前，多点触控技术已经逐步发展成熟，在多个领域得到了应用，在下一阶段，这项技术将会朝着自由化的方向发展。

3.2 混合式触控技术

在社会的发展下，人们对于触控技术的操作也提出了更高的要求，单一传统的触控技术很难满足人们的操作要求，在这一背景下，混合式触控技术诞生，该种技术就是在一块触控面上，采用两种以上的触控方式，补充传统触控技术的不足。这种技术可以对不同的压力度产生感应，在检测到阈值之后，就可以激活敏感部分，得到相应的结果。

综上所述，当前市面上的触摸屏存在电容式、电阻式、红外式等多种技术类型，其中电容式触摸屏的技术应用已成为主流。同时，通过分析现阶段触摸屏技术的市场进展，目前内嵌式方式依旧是主流，不过随着柔性OLED屏幕的兴起，外挂式触摸屏技术方案或将得到很大的发展前景。

参考文献

[1]赵海增，刘腾飞.电容式触摸屏技术综述[J].河南科技，2018.

[2]李现鹏.电子产品之触摸屏技术浅析[J].电脑迷，2018，000（032）：107.