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液晶觸摸屏的工作原理

發布時間:2020-06-18


觸摸屏作為一種特殊的計算機外設,是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式,是極富吸引力的全新多媒體交互設備。

觸摸屏在我國的應用范圍非常廣闊,主要是公共信息的查詢,領導辦公、工業控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學、房地產預售等;它的使用與推廣大大方便了人們查閱和獲取各種信息。


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觸摸屏的基本原理:用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏時,所觸摸的位置(以坐標形式)由觸摸屏控制器檢測,并通過接口(如RS232串行接口)送到CPU,從而確定輸入的信息。

觸摸屏系統一般包括觸摸屏控制器(卡)和觸摸屏檢測裝置兩個部分:

觸摸屏控制器從觸摸屏檢測裝置上接收觸摸信息,并將它裝換成觸點坐標,再送給CPU,同時接收CPU發來的命令并加以執行。

觸摸屏檢測裝置一般安裝在顯示器的前端,主要是檢測用戶的觸摸位置,并傳送給觸摸屏控制卡。

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電阻觸摸屏 結構:

電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復合薄膜,由一層玻璃或有機玻璃作為基層,基層外表面有一層透明的表面層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮塑料層;基層內表面也涂有一層透明導電層,在兩層導電層之間有許多細小的透明隔離點把他們隔開絕緣。(小于0.0001英寸)。

作用原理:

當手指觸摸屏幕時,平常絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸點,因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場,偵測層的電壓由零變為非零,這種接通狀態被控制器偵測后,進行A/D轉換,并將得到的電壓值與5V相比即可得到觸摸點Y軸的坐標,同理得出X軸的坐標。

電阻觸摸屏的關鍵在于材料。

電阻觸摸屏根據引出線多少分為4線、5線、6線等多線電阻觸摸屏。

優缺點:

電阻觸摸屏是一種對外界完全隔離的工作環境,不怕灰塵和水汽,它可以用任何物體來觸摸,比較適合工業控制領域。

缺點是因為復合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導致報廢。

紅外線觸摸屏 結構:

紅外線觸摸屏安裝簡單,只需在顯示器上加上光點距框架。

光點距框架的四邊排列了紅外線發射管和接收管,在屏幕表面形成一個紅外線網。

作用原理:

用戶用手指觸摸屏幕某一點,便會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,計算機即可即時算出觸摸點的位置。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現觸屏操作。

優缺點:

紅外線觸摸屏價格便宜,安裝容易、能較好的感應輕微觸摸和快速觸摸。不受電流電壓和靜電干擾,適合惡劣的環境條件。

但是由于紅外線觸摸屏主要依靠紅外線感應動作,抗光性干擾差,而且不防水,怕污垢,任何細小的外來物都會引起誤差。

電容觸摸屏 結構:

電容觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層,再在導體層外加一塊保護玻璃,雙玻璃設計能徹底保護導體層及感應器。此外,在附加的觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,在導電體內形成一個低壓交流電場。

作用原理:

用戶觸摸屏幕時,由于人體電場,手指與導體層間會形成一個耦合電容,四邊電極發出的電流會流向觸點,而其強弱與手指及電極的距離的成正比,位于觸摸屏后的控制器便會算出電流的比例及強弱,準確算出觸摸點的位置。

優缺點:

電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器,更有效的防止外在環境因素給觸摸屏造成的影響,如屏幕沾有污穢、塵?;蛴蜐n等,電容觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。

電容觸摸屏反光嚴重,而且電容技術的四層復合觸摸屏對各波長的透光率不均勻,存在色彩失真的問題。電容觸摸屏在原理上把人體當做一個電容元件的一個電極來使用,當有導體靠近ITO工作面會耦合出足夠容值的電容,流走的電流引起誤動作。

表面聲波觸摸屏 結構:

表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板,安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示屏幕的前面。這塊玻璃平板是強化玻璃,沒有任何貼膜和覆蓋層。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發射換能器,右上角則固定了兩個相應的超聲波接受換能器,玻璃屏的周邊則刻有45度由疏到密間隔非常精密的反射條紋。

作用原理:

發射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉換成聲波能量向左方表面傳遞,然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射向上方均勻面傳遞,聲波能量經過屏體表面,再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給x軸的接收換能器,接收換能器將返回的表面聲波能量變為電信號。

當發射換能器發射一個窄脈沖后,聲波能量歷經不同的途徑到達接收換能器,走最右邊的最晚到達,走最左邊的最晚到達,早到達和晚到達的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號,接收信號集合了所以在x軸方向歷經長短不同路徑回歸的聲波能量,它們在Y軸走過的路程是相同的,但在x軸上,最遠的比最近的多走了兩倍x軸最大距離。因此這個波形信號的時間軸反映各原始波形疊加前的位置,也就是x軸坐標。

發射信號和接收信號波形在沒有觸摸的時候,接收信號的波形與參照波形完全一樣。當手指觸摸時,x軸途徑手指部位向上走得聲波能量被部分吸收,反應在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個缺口,計算缺口位置即得觸摸坐標,控制器分析得到接收信號的衰減并由缺口的位置判定x軸坐標。之后y軸同樣過程判定y軸坐標。

表面聲波觸摸屏還響應第三軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力的大小值。其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一但確定,控制器就把它們傳給主機。

優缺點:

表面聲波觸摸屏特點抗暴;反應速度快,它是所有觸摸屏中最快的;性能穩定;自動識別干擾物;具有第三軸壓力軸等。

缺點是觸摸屏表面的灰塵和泥土會阻擋表面的聲波的傳遞。



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