触摸屏技术应用现状和未来发展

严辉

摘要：触摸屏促进了多媒体的发展，也充分体现了多媒体的优势，增强了多媒体的吸引力。该种人机交互模式十分便捷，在信息查询、办公和电子设备控制的支持下能够落实军事化管理的预期目标，展现其作用与价值。触摸屏技术也使得电脑一改以往的形象，全方位展现了电脑的优势。

关键词：触摸屏技术;现状;未来发展;信息查询;

基于市场的概念，触摸屏主要以触碰方式发送指令，也以键盘或鼠标为主要工具，属于典型透明板的一种。在了解其技术原理后发现，触摸屏是一种透明的能够进行定位的系统，无需光标，只要在显示屏上点击图表和文字，计算机便可接收到用户的指令，操作十分便捷。

1触摸屏技术的起源

1971年，世界上出现了第一台触摸传感器，尽管该仪器与现阶段常见的触摸屏存在明显不同，但是其依然被人们称为触摸屏技术的重要起源。当时，研发者是肯尼迪大学的教师，由于每天需要处理较多的图形数据，工作负担重，于是其将工作重点放在研究提高工作效率的有效方法上。而解决复杂的图形也成为最为重要的一环。他将自己的三间地下室改造为车间，分别用于木材加工、电子元件制造和零件装配，制造出了最初的触摸屏。

该触摸屏采取手工组装方式制造，一天仅可生产几台设备。1973年，该技术被评为当年100项最重要的新技术产品之一。随后，该教师便创建了自己的公司，与西门子公司创建合作关系。这一阶段，触摸屏技术在美国军方的应用最为广泛。1982年，他的公司在美国的科技展览会上共展出33台设有触摸屏的电视机，大众可亲自体验触摸屏。1991年，触摸屏引入中国，1996年，由我國自主研发的触摸屏自主一体机正式投产。

2触摸屏技术分类

2.1表面声波技术

表面声波技术能够在金属、玻璃等材料的表面完成机械能量波的传播，并通过声波处理实现定位触控，保证自身的稳定性。传递横波的过程中，频率特性较为显著，表面声波触摸屏的触屏部分即为玻璃平板，主要设置于等离子显示屏幕前，不需设置覆盖层，在表面触摸屏的日常作业中，可利用触摸屏电缆进行电信号的传播和发送，并将其转换成控制器所需的声波能量，也可根据实际向左或向右传递。之后再利用玻璃板的精密反射条纹，对声波能量加以反射，使其直观展现在表面上[1]。声波能量再通过屏体表面，随后利用上部的反射条文形成向右的线，传至X轴接收换能器，接收换能器可实现超声波能量向电信号的有效转化。

2.2电容式触摸屏技术

2.2.1表面电容式触摸屏

该技术主要利用电磁场感应模式对屏幕表面进行感应和检测处理，四角位置有设置输出线，该输出线与控制器连接。运行过程中，接地物体在触碰磁场触摸屏表面后会因为电磁场负荷的变化，使得位置发生改变或偏移，通过对表面电荷变化的了解和掌握，能够确定接触点所在位置。这种形式的触摸屏透光率较高，使用周期较长，分辨率较低，尺寸较大，当前主要应用在服务平台和公共信息展示之中。

2.2.2投射电容式触摸屏

这种技术由交互电容和自我电容构成。前者属于跨越电容，在电极耦合下产生，与自我电容均能够形成电容两级。所以在两者交叉作业中，可保持电容稳定。而在手指触摸电容后，两组电极间的电容量会随之发生变化。交互电容在检测过程中，纵向电极起到信号接收作用，横向电极的主要功能是发出信号，以此确定纵横电极交汇位置的电容值。自我电容属于绝对电容，感知的物体可作为电容之中极板的一端，会在传感电极和背传感电极之间形成强烈的感应电荷，增强感知效果。该作业是在电极发射静电基础上展开工作的。

2.3电阻式触摸屏技术

2.3.1四线电阻触摸屏工作原理

该触摸屏上线路是薄膜导电材料ITO层，下线路为玻璃或薄膜材料导电ITO，上线路和下线路共同构成触摸屏结构。如果触摸屏表面无任何压力，上下路线均处于开路状态下，这时在触摸屏表面上施加压力后，上下线路导通，控制器就可从下线路的导线层在坐标轴上施加一定的驱动压力，以上线路导电层内的探测指针作用，对坐标轴方向上运行的电压实行监测，从而计算出触电位置的坐标参数，之后通过对控制器的合理操作，转变施加电压的方向，确定触电的具体方位。

2.3.2五线电阻触摸屏工作原理

五线电阻触摸屏的结构与四线电阻式结构较为类似，内部均含有上下线路薄膜或玻璃导线层。差别在于五线电阻触摸屏的坐标轴驱动电压全部是通过下线路导电层作业提供的，上线路导线层多被应用在电压探针的侦测作业上，目的是确定上线路薄膜层是否存在损坏或刮伤情况，有无影响到触摸屏的正常作业[2]。相比之下，五线电阻触摸屏的使用寿命要长于四线电阻式。

2.4红外线式触摸屏技术

红外线式触摸屏技术是在光束阻断技术基础上，以设置光点距框架的方式完成红外线接收和发射的。该技术中会在光点距框架的四个边角设置红外线接收和发射管，在屏幕上构建红外线网，手指触摸后，借助红外线的遮挡，将收集到的光信号转换成电信号，传输到指定位置，达到触摸操作目的。

目前红外触摸屏分辨率国内以40×32、32×32这两种为主。第三代和第四

代的分辨率尽管得到了一定的提升，但是综合性能依然没有达到理想的水平。第五代红外屏分辨率与差值算法、红外对管数目和扫描频率有着十分紧密的联系，其分辨率可达1000×720，可在恶劣的环境下工作较长时间，在分辨率和稳定性上具有显著的优势。

3触摸屏的现状

触控技术是一项发展前景十分广阔的技术，苹果手机上应用触摸屏后，触摸屏的作用更为明显，苹果公司使触摸屏技术日益成熟，得到了广泛应用。触摸屏技术能够密切人们的交流和沟通，可应用在手机、电脑、平板、乃至大型多媒体领域。现如今，智能终端的类型越来越多。终端产品普及和推广过程中，世界各国的触控屏技术及产品日益成熟，触控屏行业规模不断扩大。

苹果高端手机对触摸屏的发展有着重要的带动作用，该技术发展的过程中，我国也成为全球电子设备制造基地。智能手机迅速发展的今天，触摸屏技术也随之进步，产生了多项重要特征[3]。依据2017年的市场调研结果，平板显示行业之中，触控型显示器是最为常见且应用最广的触控型显示器，是平板产品中不可或缺的一部分。而我国平板技术和平板产品也在不断发展，触摸屏技术取得了巨大进步。电脑和手机等多种新产品的应用，也扩大了触摸屏技术与产品的潜在市场，触摸屏市场需求激增。

2016年触控板的生产量超过了15亿，电脑平板和手机的出货量接近90%，这也充分证明我国触摸屏行业的迅速发展。另外，汽车上也开始应用触摸屏。当前，车载显示屏得到广泛应用，汽车安装显示屏已经尤为普遍，生产量呈显著上升趋势，显示屏产业向多领域发展。汽车行业中，电容屏的销售量超过了电阻屏，显示屏领域发生较大变化。

4触摸屏未来的发展趋势

近年来，电子消费品和娱乐产品越来越多的出现在大众生活当中，同时用户的个性化需求也明显增多，对触摸屏技术的集成触摸屏、触控模组和微型摄像头性能也提出了更高的要求。触摸屏技术组件问题若无法与光电子元器件产品结构及技术水平保持协调和平衡状态，则无法应对日益激烈的市场竞争，而且也会压缩技术的发展空间。

美国军方是首个将触摸屏技术应用于军事领域的主体，其借助触摸屏技术传达信息，以此操控军事用品，之后触摸屏便由军用逐渐向民用扩展。互联网的应用与普及促进了触摸屏技术的快速发展。触摸屏技术与互联网深度融合，同时也与网络相互影响，相互促进，推动了世界的发展与进步。再者，电容屏技术的形式也更加丰富，反应速度也更为迅速，更加耐用。

当前，触摸屏技术是十分重要的高科技行业，一方面可满足大众的通讯需求，另一方面也可实现手写功能。该技术在公共信息传播、数字加点应用和各类游戏中均发挥着重要的作用。触摸屏技术的应用与发展逐渐进入成熟期，其已经能够替代鼠标和键盘等传统的机械化设备。与传统的机械性输入设备相比，触摸屏的结构更为便捷，且输入的速度更快。人们仅需用手指触碰图案或按钮，便可操控主机，以此使人们更加方便、快捷地交流互动，这也使多媒体设备出现了很多新的特点，继续扩大电子产品的影响力。

5结束语

综上所述，触摸屏的发展促进了社会就业，且触摸屏技术完善中也出现了很多新型的技术形式，其在银行自动提款机、行车记录及家用电器之中均发挥着重要的作用。人们对于触摸屏的依赖性明显增强，触摸屏时代改变了人们的思维模式，人们的生活发生了翻天覆地的变化。在未来，触摸屏技术必将作用于更多领域，并为人类社会创造更多新的可能。

参考文献：

[1]樊晶，仵小曦，刘映宙，等.5G时代触摸屏盖板玻璃技术展望[J].玻璃，2020（9）：13-18.

[2]賈越，张晓红.浅谈触摸屏技术及其发展[J].轻松学电脑，2019，000（002）：1-1.

[3]曹坤.触控屏薄型化的专利技术发展分析[J].中国新通信，2019，21（04）：47-48.