觸控螢幕的現況及發展趨勢

觸控螢幕是一種與顯示器配合使用的座標定位系統，作為一種簡單且方便的輸入設備，其應用越來越廣泛。隨著平面顯示器的快速發展，觸控螢幕與液晶顯示器（LCD）的組合應用日益普及，其中，個人數位助理（IPDA）、高級影印機、車載導航等領域的需求尤為旺盛，特別是支援手寫筆輸入的PDA，其應用前景十分廣闊。

1.普通觸控螢幕

1.1 電阻式觸控螢幕 電阻式觸控螢幕的主要部件為緊密貼合在顯示器表面的四層透明複合薄膜，其結構如圖1所示。同一位置對應不同的輸出電壓。控制器接收由類比數位轉換器（ADC）轉換的電壓數據，並計算觸控點的位置（x，Y）。根據圖1所示的電阻式觸控螢幕結構，遊標會定位到觸控位置。這就是電阻式觸控螢幕的基本原理。電阻式觸控螢幕的關鍵在於材質技術。常用的透明導電塗層材料包括氧化銦錫（ITO）和鎳金塗層。

1.1.1 四線電阻篩

四線電阻式觸控螢幕的兩個透明IT0導電層工作時，每層施加5V恆定電壓：一個垂直方向，一個水平方向，總共需要四條電纜。其特點是價格低廉、觸控靈活、不受污垢、灰塵、水或光照影響，且四線電阻式觸控螢幕定位穩定性高，無漂移。四線電阻式觸控螢幕應用廣泛，在四種觸控螢幕中，它是唯一一款採用專用驅動晶片ADS7843的觸控螢幕。因此，四線電阻式觸控螢幕的低功耗是其在PDA、手機和其他便攜式設備中廣泛應用的重要因素。

1.1.2 電阻屏蔽的局限性

電阻式觸控螢幕複合膜的外層由塑膠材質製成。用力過猛或用尖銳物體觸碰都可能刮傷觸控屏，導致其損壞。即使是輕微的刮痕也會使四線電阻式觸控螢幕徹底報廢，而對於五線電阻式觸控屏，只要其外層導電層沒有碎裂成小塊，且內層沒有損壞，即可正常工作。

1.1.3 五線電阻篩

五線電阻式觸控螢幕的底層將電壓施加到玻璃的導電工作面上，而外層導電層僅用作純導體。當使用者觸摸螢幕時，系統透過時分複用偵測內層ITO接點的X軸和Y軸電壓值來測量觸控點的位置。它具有高解析度和快速響應的特點。表面硬度高，與四線電阻式觸控螢幕相比，耐用性大幅提升，同一點可承受3000萬次觸控。表面鎳金導電層具有很強的抗損傷能力，即使出現刮痕也能正常使用。同時，五線電阻式觸控螢幕的透光率也優於四線電阻式觸控螢幕，但價格也更高。

1.2 電容式觸控螢幕

電容式觸控螢幕採用真空鍍膜技術，在玻璃螢幕的內表面和中間層塗覆一層IT0塗層，外層為玻璃保護層，中間層的IT0塗層則作為工作面。當使用者觸摸金屬層時，由於人體電場的作用，使用者與觸控螢幕表面之間會形成耦合電容。手指在接觸點會吸收微弱電流。此電流從觸控螢幕四個角的電極分流，電流大小與手指到四個角的距離成正比。控制器計算四個電流的比例，從而確定觸控點的位置。電容式觸控螢幕可完全貼合在顯示器上，不易損壞；電容式觸控螢幕可採用黏合墊的黏合方式，具有防水功能，且這種觸控螢幕具有高解析度、靈敏響應、觸感好、防水防塵、防曬等特性，非常適合在惡劣環境下使用。電容式螢幕的工作原理決定了觸控物件必須是導體，如果用戴著手套的手或非導電物體觸摸，則不會有任何反應。

1.3 表面聲波觸控螢幕

當使用者觸摸螢幕時，原本分離的兩層導電層在觸控點處連接。 1.3.1 表面聲波觸控螢幕結構 表面聲波觸控螢幕玻璃板的四個邊緣刻有45°由稀疏到密集的精密反射條紋。玻璃螢幕的左上角和右下角分別固定有垂直和水平的超音波發射換能器，右上角固定有兩個對應的超音波接收換能器，用於接收經反射條紋兩次反射的超音波訊號。 1.3.2 表面聲波觸控螢幕的特點 表面聲波觸控螢幕非常穩定，不受溫度、濕度等環境因素的影響，使用壽命長（5000萬次觸控），透光率高，清晰度高，無色彩失真和漂移，安裝後無需校準，具有優異的耐觸摸性，能夠承受各種粗暴觸摸。由於表面聲波觸控螢幕直接採用直角座標系，資料轉換無失真，精確度極高，最高可達 4096 × 4096 像素 f4l。然而，表面聲波觸控螢幕需要經常清潔和維護，因為螢幕邊緣的灰塵、油漬甚至雨水都會阻礙觸控螢幕聲波的正常反射，或導致波形改變，使接收器無法正常識別；觸控螢幕上的大水滴、油漬等會被觸控螢幕誤判為觸控點，造成故障。

1.4 紅外線觸控螢幕

1.4.1 紅外線觸控螢幕的工作原理 紅外線觸控螢幕是在顯示器表面安裝一個帶有紅外線發射管和紅外線接收管的電路板框架。當使用者觸摸螢幕時，手指會阻擋穿過該位置的紅外線，光訊號的變化會引起光電偵測電路輸出變化的電訊號，透過處理該電訊號即可定位螢幕上觸控點的位置。任何對紅外線光不透明的物體都會引起紅外線透射，從而實現觸摸定位。

1.4.2 紅外線觸控螢幕的發展趨勢 紅外線觸控螢幕的優點在於其完全透明，不影響顯示清晰度，不受電流、電壓和靜電幹擾，適用於惡劣的電磁工作環境。然而，紅外線觸控螢幕的工作原理也導致了一些不可避免的應用缺陷。目前，紅外線觸控螢幕技術的發展主要圍繞兩個方向：一是採用新型感測器實現觸控螢幕功能（iv），二是改進現有觸控螢幕技術的缺陷並增強其應用功能。紅外線觸控螢幕的發展主要體現在解析度和抗光幹擾性能的提升。同時，多點觸控等應用功能的擴充也為觸控螢幕帶來了更豐富的功能。

2.結論

隨著資訊社會的發展，人們需要獲取各種各樣的資訊。以觸控螢幕為互動視窗的資訊傳輸系統採用先進的電腦技術，運用文字、圖像、音樂、解說、動畫、影片等多種形式，直觀地生動地向人們傳遞各種訊息，極大地便利了人們的獲取。觸控螢幕的發展呈現出多功能、多樣化和大螢幕化的發展趨勢。可以預見，隨著觸控螢幕技術的快速發展，觸控螢幕的應用領域將越來越廣，效能也將越來越好。