电容式触摸屏

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电容式触摸屏范文第1篇

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关键词：传感器；电容式触摸屏；微控制器；电阻式触摸屏

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.10.003

触摸屏无处不在！尽管检测触摸动作的方法已经发展了数年时间，但直到最近它们才又恢复了生机，因为一些老技术得到重新开放和重生（我正在研究光学触摸）。触摸屏正不断进入到我们的家庭和日常消费类设备中。为什么这么说？看看运行安卓系统的最新、最伟大的数码相机吧。除玩“愤怒的小鸟”游戏以外，您还可以用它们照相。噢，您想要外出旅游吧！不管这些新应用是如何变得普遍流行的，当您拿出您的消费类显微镜观察牛排被油炸过后发出嘶嘶声的原因，并对其进行分析时，您就会明白新技术所带来的这些巨大进步。

凭借其巨大的出货量与其一年一次的变化，移动市场大大拓展和发展了触摸屏控制技术。毫无疑问，对于广大消费者而言，触摸屏技术迈出的第一步是电阻式触摸技术。它的手写功能为文字输入带来了一种全新的方法。在今天的社会中，手写输入已经和知道如何“正确”地在星巴克点单一样，成为您社会地位的无言象征。如果您不知道这种技术，那么您就过时了。电阻式触摸技术曾在移动市场占有“王座”的地位，直到最近才被其新出现的“篡位者”打败：电容式触摸 （cap touch） 屏控制。最初使用时，这种技术为一种专有技术，但之后越来越多的公司看到了它的好处，开始屈身致力于这种技术的开发工作。那么，它有什么特别之处呢？让我们来深入研究电容式触摸技术及其成熟过程和各种版本情况。

第一次实现的电容式触摸一次只能识别一个触摸动作。毕竟，这正是电阻式触摸屏所能实现的。那么，为什么我们需要同时多点触摸呢？这种单一固有电容仅监控一个检测通道的接地电容值。当人们渴望拥有多点触摸时，一种新的方法出现了。在这种情况下，表面电容或者仅固有电容形成幻影效应（请参见图1）

为了解决这个问题，我们使用互电容概念来监控每排和列之间组合的电容值。这种方法让系统拥有更高的精确度，但是搜索数从算数搜索变为几何搜索。现在比较排数*列数和排数+列数（参见图2）。

这些基本的触摸检测系统，演化出了手势识别、对象拒绝和其它功能。最初，这些功能要求更多的功耗，因此触摸设计人员使用现有微控制器，并对必要模拟工具进行一些改进，以应对开发工作。他们可能完成了工作，但这是最为有效的方法吗？未必。经常有人告诉我，您不必最优秀，只需比竞争者好便可。

谈及人生安全时，就会讲到从众心理。但在商界，随大流并不总是能让您获得成功。新技术和新方法总是层出不穷。就电容式触摸屏而言，使用集成微控制器可以实现您的目标，但付出的代价是什么呢？集成FLASH和RAM会推高功耗和资金成本。另外，使用触摸屏的系统通常都已经集成了某种嵌入式控制器，用于满足完成触摸计算或者复杂触摸识别的要求。实际上，研究今天的市场发展趋势就可以发现，应用处理器正在塑造其自有专用触摸引擎。为什么会出现这种情况呢？

原因是系统优化。为什么要使用冗余元件呢，因为这样可以：1）节省资金；2）减少对便携式设备充电的次数。换句话说，你可以与朋友拥有更长的通话时间，或者多看一部电影。因此，触摸屏控制器公司们开始纷纷跟进。它们研究特殊需求，开发出基于模拟前端（AFE）的投射电容式触摸屏控制器。

当开启使用嵌入式微控制器和使用数字状态机（或基于AFE的设计）的触摸IC时，会出现什么情况呢？

图3使用应用处理器（淡灰色）的平均功耗，对比使用嵌入式MCU（3a：深灰色）的触摸IC以及使用数字状态机（3b：红色）基于触摸IC的AFE工作模式的功耗

图3表明，应用处理器运行时两种方法都有噪声，但是，如果我们关闭应用处理器的结果如何呢？

这里是一个完全不同的情况。现在出现的是数量级的差异：

我们从功耗的角度，为您说明了只能使用基于AFE解决方案的合理性。您是否在想，如果没有MCU，你将更加依赖于应用处理器，这样会不会让其负担过大呢？下面让我们来看看，是否会出现这种情况。

电容式触摸屏范文第2篇

触摸屏系统一般包括两个部分：触摸检测装置和触摸屏控制器。触摸检测装置安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器，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，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

随着科技的进步，触摸屏技术也经历了从低档向高档逐步升级和发展的过程。根据其工作原理，其目前一般被分为四大类：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏和表面声波触摸屏。

1　电阻式触摸屏

电阻触摸屏的屏体部分是一块多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有―层透明的导电层(ITO膜)，上面再盖有一层外表面经过硬化处理、光滑防刮的塑料层。它的内表面也涂有一层ITO，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。当手指接触屏幕时，两层ITO发生接触，电阻发生变化，控制器根据检测到的电阻变化来计算接触点的坐标，再依照这个坐标来进行相应的操作。电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线等类型。五线电阻触摸屏的外表面是导电玻璃而不是导电涂覆层，这种导电玻璃的寿命较长，透光率也较高。

电阻式触摸屏的ITO涂层若太薄则容易脆断，涂层太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度。由于经常被触动，表层ITO使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，因此其寿命并不长久。

电阻式触摸屏价格便宜且易于生产，因而仍是人们较为普遍的选择。四线式、五线式以及七线、八线式触摸屏的出现使其性能更加可靠，同时也改善了它的光学特性。

2 电容式触摸屏

电容式触摸屏的四边均镀上了狭长的电极，其内部形成一个低电压交流电场。触摸屏上贴有一层透明的薄膜层，它是一种特殊的金属导电物质。当用户触摸电容屏时，用户手指和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指会吸走一个很小的电流，这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，即可得出接触点位置。

电容触摸屏的双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影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。但由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，其稳定性较差，往往会产生漂移现象。

尽管不像电阻式应用那么广，电容式触摸屏也是受欢迎的供选类型。这类设备精确、反应快，尺寸稍大时也有较高分辨率，更耐用(抗刮擦)，因而适合用作游戏机的触摸屏。而且，新出现的近场成像技术改良了电容式触摸屏的性能，减弱了在它和电阻式触摸屏中可能出现的漂移现象。

3　红外线式触摸屏

红外触摸屏的四边排布了红外发射管和红外接收管，它们一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指会挡住经过该位置的横竖两条红外线，控制器通过计算即可判断出触摸点的位置。

红外触摸屏也同样不受电流、电压和静电干扰，适宜于某些恶劣的环境。其主要优点是价格低廉、安装方便，可以用在各档次的计算机上。此外，由于没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨率较低。

4　表面声波触摸屏

表面声波是超声波的一种，它是在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计)，可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性，近年来在无损探伤、造影和退波器等应用中发展很快。

这种触摸屏的显示屏四角分别设有超声波发射换能器及接收换能器，能发出一种超声波并覆盖屏幕表面。当手指碰触显示屏时，由于吸收了部分声波能量，使接收波形发生变化，即某一时刻波形有一个衰减缺口，控制器依据衰减的信号即可计算出触摸点位置。

表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长(5000万次无故障)，透光率高(92％)，能保持清晰透亮的图像，没有漂移，只需安装时一次校正，有第三轴(即压力轴)响应，最适合公共场所使用。

表面声波触摸屏易受水滴、灰尘的影响，改进的方法是加防尘条，或者增加对污物的监控，准确识别出有效的操作和污物之间的区别。另外，由于声波屏能感受压力，无形中增加了控制手段，对屏功能的扩展十分有利，其应用范围因此而大大拓展。

触摸屏的基本技术

1 绝对坐标系统

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，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。

2 定位

各种触摸屏都是依靠传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。它们各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性，稳定性和寿命。各类触摸屏的技术特性如表1所示。

触摸屏的性能比较

电阻式触摸屏工作在与外界完全隔离的环境中，它不怕灰尘，水气和油污，可以用任何物体来触摸，比较适合工业控制领域使用。缺点是由于复合薄膜的外层采用塑料，太用力或使用锐器触摸可能划伤触摸屏。

电容式触摸屏的分辨率很高，透光率也不错，可以很好地满足各方面的要求，在公共场所常见的就是这种触摸屏。不过，电容式触摸屏把人体当作电容器的一个电极使用，当有导体靠近并与夹层ITOZ作面之间耦合出足够大的电容时，流走的电流就会引起电容式触摸屏的误动作：另外，戴着手套或手持绝缘物体触摸时会没有反应，这是因为增加了绝缘的介质。

红外线触摸屏是靠测定红外线的通断来确定触摸位置的，与触摸屏所选用的透明挡板的材料无关(有一些根本就没有使用任何挡板)。因此，选用透光性能好的挡板，并加以抗反光处理，可以得到很好的视觉效果。但是，受到红外线发射管体积的限制，不可能发射高密度的红外线，所以这种触摸屏的分辨率不高。另外，由于红外线触摸屏依靠红外感应来工作，外界光线变化，如阳光或室内灯等均会影响其准确度。

表面声波技术非常稳定，而且表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以其精度非常高。表面声波触摸屏还具有 第三轴(z轴)，也就是压力轴一通过计算接收信号衰减处的衰减量可得到用户触摸屏幕的力量大小，最多可分为2 5 6级力度。力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深，在所有的触摸屏中，只有表面声波触摸屏具有感知触摸压力的性能。

应用场合

根据对触摸屏的结构、原理和性能特点的分析，不同触摸屏的适用场合如下所示。

四线电阻触摸屏：不怕灰尘、油污和光电干扰，怕划伤是其主要缺陷。适用于有固定用户的公共场所，如工业控制现场，办公室、家庭等。

五线电阻触摸屏：极好的灵敏度和透光度，较长的使用寿命，不怕灰尘，油污和光电干扰，适用于各类公共场所，尤其适用于要求精密的工业控制现场等。

电容感应触摸屏：由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差，往往会产生漂移现象。怕电磁场干扰、漂移，不易在工业控制场所和有干扰的地方使用。可使用于要求不太精密的公共信息查询：需要经常校准、定位。

红外线感应触摸屏：分辨率较低，但不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件：适用于无红外线和强光干扰的各类公共场所、办公室以及要求不是非常精密的工业控制现场。

表面声波触摸屏，纯玻璃材质、透光性最好、使用寿命长、抗划伤性好，适用于未知用户的各类公共场所。但怕长时间的灰尘积累和油污的浸染，所以使用于环境干净的场所更好。否则，需要定期的清洁服务。

发展趋势

触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术。世界各国对此普遍给予重视，并投入大量的人力物力进行研发，新型触摸屏不断涌现。

触摸笔：利用触摸笔进行操作的触摸屏类似白板，除显示界面、窗口、图标外，触摸笔还具有签名、标记的功能。这种触摸笔比早期只提供选择菜单的光笔功能大大增强。

电容式触摸屏范文第3篇

传统的电阻式触摸板在检测到手指或触控笔时，柔软的透明顶层被下压后，接触到下方的导电材料层，之后触碰到感应式电容屏幕，其本身没有移动的部件。实际上，感应式电容感应硬件从上到下依次为玻璃材质的顶层、x与Y轴的元件以及覆盖在玻璃基板上的氧化铟锡(ITO)绝缘层。一些感应器供应商推出的单层感应器，内含x与Y轴感应器和小型桥接器于一单层ITO之中。当手指或其他导体靠近屏幕时，就会在感应器和手指之间产生电容。虽然这一电容(约为0.5SpF)相对于系统其他电容(约为20pF)较小，不过仍有几种技巧可以测量出此电容。其中一种技巧就是运用赛普拉斯半导体公司开发的TrueToueh元件，快速给电容充电，再通过泄漏电阻来测量放电时间。

这种全玻璃的触摸表面，在整个屏幕上带给用户光滑流畅的触感。终端产品制造商亦偏爱玻璃屏，因为玻璃屏幕让终端产品拥有线条美丽的工业设计感，并能为触摸检测提供良好的电容式信号。不过，归根结底，触摸板的外观只是原因之一，而其运作模式也相当重要。要想用触摸屏实现出色的性能，首先需要了解一些关键的参数。

精确度一一精确度是指“触摸屏预定义区域上的最大定位误差，以实际手指位置和报告手指位置之间的直线距离为单位来衡量”。

精确度是通过模拟手指或机械手指来测量的。首先把手指放在面板的确切位置上，然后将实际手指位置与报告手指位置进行比较。精确度极为重要。用户希望系统能够正确定位手指。电阻式触摸屏的最大缺陷之一就是精确度低且精确度会随时间的推移逐渐减弱。而电容式触摸屏的高精确度使虚拟键盘以及无需触控笔的手写辨识等新型应用成为现实。例如，图1显示一个结构不完整的触摸板数据，显示手指位置有游移的现象，然而模拟手指实际上是进行直线的移动。

手指间距――手指间距的定义是“触摸屏控制器可以报告的两个手指放在触摸屏上时手指中心之间的最小距离”。手指间距测量方法，是将两个模拟或机械手指置于面板上并对向运动，直至系统报告两个手指为一个手指为止。有些触摸屏供应商规定手指间距为边缘至边缘的距离，有些则规定为中心点之间的距离。10mm机械手指的10mm手指间距，意味着有双手指触摸到触摸屏，或是手指间距为10mm，实际情况根据触摸屏控制器的规格定义而定。

若没有良好的手指间距，就无法设计出真正的多点触摸解决方案。手指间距对虚拟键盘尤为重要，因为这种情况下屏幕上的两个手指间距通常很短。

响应时间――响应时间的定义是“触摸屏上手指接触时间和触摸屏控制器生成中断信号之间的时间”。测量方法是以电子刺激、模拟手指动作、或者向面板上物理移动模拟手指。响应时间非常重要，因为它直接影响用户在屏幕上移动手指的速度，进行“平移”或“轻弹”等操作，以及用手指或笔在屏幕上书写。响应时间缓慢的触摸板，会有短暂停顿和检测不到移动动作的情况。触摸屏的响应时间是系统响应时间的组成部分，其中包括：

・x／Y轴向扫描：触摸控制器扫描和测量感应器上电容变化所需的时间。

・手指检测：比较触摸板上的电容变化和预定义的“手指阈值”。若变化幅度超过手指阈值；就会检测到手指的触摸。

・手指位置：根据多个感应器得到的结果进行推算，确定手指的确切位置。

・手指跟踪：当感应器上放置多个手指，每个手指必须正确识别并分配唯一的标识符。

・中断延迟：主机上中断显示和中断服务之间的延迟。大多数系统中，中断延迟都小于100μs。

・通信：一般系统在400kHz时使用I2c，或在1MHz时使用SPI接口与主机通信。

有几种方法可用来缩短响应时间，关键在于触摸控制器IC的智能化程度。如比较有创意的方法，仅需扫描部分屏幕即可检测到手指位置，一旦检测手指后，就能快速扫描，计算出手指实际的“位置”，从而节约功耗和时间。另一种方法就是并行处理，即使用不同的硬件同步进行扫描、手指处理和通信。采用高度优化的算法进行手指检测、手指定位和手指ID，能缩短处理时间，进而缩短响应时间。

刷新率――手指出现在触摸屏时，触摸屏数据两个相连帧在数据缓冲中保持可用的时间。刷新率偏低会导致动作抖动，移动线路也会变成不连续的线段，而不是流畅的曲线。如果触摸板的刷新率较高，就能提供更多数据点，可实现平滑或完整的形状或动作轨迹。高刷新率还能改进手势的解译功能。赛普拉斯的TrueTouch等智能触摸屏控制器产品可根据系统要求调节刷新率。绘画或手写应用需要高刷新率，而手机拨号键盘只需在按钮按下或释放时中断主机即可。

平均功耗――触摸系统的平均功耗包括控制器IC的扫描时间、处理时间、通信时间和休眠时间等因素，也包括主机处理器接收和解译触摸数据等因素。

功耗似乎是一个简单的性能参数：测量设备使用的电流，再乘以电压，就推算出功耗。在触摸板的功耗方面，需要更复杂的计算公式，因为不同使用模式会产生不同功耗。手机的待机时间取决于触摸屏的“待机”或“深度休眠”模式消耗的电流。即便触摸屏在工作状态下，也能采用几种不同模式，如“触摸唤醒(WOT)”、“触摸”和“面颊检测”等。如在一个5分钟的通话中，正在搜索或输入电话号码时，手机可能切换至触摸模式达10秒，之后再切换至提醒通话时的WOT模式或面颊检测模式。即便发送文本短信(SMS)时，仍是混合WOT模式和实际手指接触，控制器IC会根据用户的输入和思考间隙在休眠模式和工作模式之间切换。

如果不考虑上述功耗模式，可能会被系统节电性的宣传所迷惑。在几乎所有情况下，触摸屏90％-99％的时间都处于“面颊检测”模式和“触摸唤醒”模式。一些系统甚至在手指接触面板时也允许用户自行设定处理时间和休眠时间的比例。如果系统只需报告“手指在相同位置保持不动”，那么就无需高达200Hz的刷新率。为了开发高性能触摸屏，必须运用休眠模式的低功耗系统，同时搭配创造的休眠和唤醒模式。

系统设计人员在设计电容式触摸屏系统时还必须考虑一些其他重要因数。

手指电容――是指手指与单一感应器元件之间测量到的电容。测量手指电容时，是用真实手指而不是金属的机械手指，以确保测得符合实际状况的数据。影响CF的因素包括覆盖上层的透镜厚度及覆盖透镜材料的介电常数。

系统固有噪声电平――是指电容到数字转换器输出端所测量到噪声，是数据转换器输入(电容)值。

信噪比(SNR)――是指感应器测量到的手指信号除以观察到的噪声测量值。这不仅是一个结合上述两项数值的重要缩写名词，但我们必须认识到，要想设计出高效的触摸板，系统必须能够容纳、调适及滤除移动系统中的寄生噪声。为了观察高信号数和极少的噪声数，应该针对触摸功能考虑采用准确的模拟前端元件。

赛普拉斯的TrueTouch系列等可编程解决方案能为噪声过滤提供出色的机制。赛普拉斯的PSoC可编程模拟器件经过再配置，可整合持续一段时间内的信号，藉此滤除噪声。不同的信号频率，包括扩频和伪随机频率都能用来避免电磁干扰(EMI)。标准的数字滤波器能移除1～2位信号抖动或提供类似于IIR的低通滤波器。智能数字滤波器可删除相对于面板附近区域检测到的样本不正常的样本。智能滤波器仅受限于系统设计人员的创意。图3显示了器件的固有噪声电平及检测到的触摸行为，在本例中，SNR为5。

电容式触摸屏范文第4篇

很明显，触控技术不但是显而易见的未来趋势，而且正在高速走向普及。因此作为触控操作得以实现的硬件基础，触摸屏的相关技术和产品当然也值得关注。接下来我们要干的事情，就是参观工厂生产线，看看触摸屏是怎样一步步“炼成出炉”的。

触摸屏（电容屏）生产流程

很荣幸，我们参观了德普特集团位于赣州的触摸屏生产工厂。现在，让我们来一起看看，电容屏是如何一步步从原料变成正式产品的。

什么是触摸屏？

首先要说明的是，触摸屏不是带触控功能的显示屏。也就是说，触摸屏不是显示屏，它是位于显示屏之外提供触控功能的独立部件。绝大多数支持触控操作的产品，包括手机和平板在内，都是在显示屏之外再附加一层触摸屏。在提供触控功能的同时，触摸屏还可以起到保护显示屏的作用。现在的市场上只有极少数的手机和平板产品在显示屏上直接提供了触控功能，例如苹果iPhone　5和OPPO　Find　5，分别采用了In-cell和OGS两种触摸屏技术，它们的触摸屏和显不屏已经融为一体。

根据工作原理不同，触摸屏分为电阻式、电容式、红外式、声波识别式和电磁感应式等类别。目前最常见的触摸屏是电容式，它被广泛应用在手机和平板上，支持触摸功能的笔记本电脑触摸屏也大多是这种模式。电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化在X轴和Y轴的坐标来确定触摸位置获得信息。

电容屏的结构大致分为三个部分：Cover　Lens面板、Sensor功能片和FPC线路板。Cover　Lens兼具外观件和电容介质双重功能，Sensor的功能是收集电容信号，FPC则用于将Sensor上的信号线连接到控制芯片。具体来说，如果是目前常见的G+G结构（即双层玻璃）电容屏，那么它就由玻璃盖板（Cover　Lens）和玻璃Sensor两块玻璃组成，二者之间夹带FPC电路板并通过OCA光学胶进行贴合。

电容式触摸屏范文第5篇

关键词：触摸屏；触摸屏控制器；触摸屏检测装置

中图分类号：TP316 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 (2011) 18-0000-01

Talking on Touch Screen Work Principle and Structure

Sun Fucai

(Harbin Vocational&Technical College of Electrical Engineering,Harbin 150081,China)

Abstract:This paper introduces the various types of touch-screen structure,working principle and characteristics.

Keywords:Touch screen;Touch screen controller;Touch screen detection device

一、引言

伴随着数字化技术和网路技术的发展，人们对于多媒体信息数据的查询与日俱增，也就越来越多的接触到触摸屏。利用这种技术，用户只要用手指轻轻地触摸设备显示屏幕上面的图形或者是文字就可以直接来实现对主机的操作，这种技术大大的方便了那些不懂电脑操作的用户。可你对触摸屏了解多少呢？

二、触摸屏的种类与原理

触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。其中，触摸屏控制器（卡）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，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行：触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。

（一）电阻触摸屏。电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、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，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，这种接通状态被控制器侦测到后，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，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

（二）红外线触摸屏。红外线触摸屏安装简单，只需在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。用户以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，电脑便可即时算出触摸点的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外线式触摸屏价格便宜、安装容易、能较好地感应轻微触摸与快速触摸。但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，外界光线变化，如阳光、室灯等均会影响其准确度。而且红外线式触摸屏不防水和怕污垢，任何细小的外来物都会引起误差，影响其性能，不适宜置于户外和公共场所使用。

（三）电容式触摸屏。电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重，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，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。我们知道，电容值虽然与极间距离成反比，却与相对面积成正比，并且还与介质的绝缘系数有关。因此，当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作，在潮湿的天气，这种情况尤为严重，手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。

（四）表面声波触摸屏。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。

工作原理以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。

表面声波触摸屏一个特点是抗暴，因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力（表面声波触摸屏可以发展到直接做在CRT表面从而没有任何"屏幕"），因此非常抗暴力使用，适合公共场所。表面声波第二个特点反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。表面声波第三个特点是性能稳定，因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高。

参考文献：