爲了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠标或鍵盤。工(gōng)作時，我(wǒ)(wǒ)們必須首先用手指或其它物(wù)體(tǐ)觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然後系統根據手指觸摸的圖标或菜單位置來定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受後送觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并将它轉換成觸點坐标，再送給CPU，它同時能接收CPU發來的命令并加以執行。
觸摸屏的主要類型
按照觸摸屏的工(gōng)作原理和傳輸信息的介質，我(wǒ)(wǒ)們把觸摸屏分(fēn)爲四種，它們分(fēn)别爲電阻式、電容感應式、紅外(wài)線式以及表面聲波式。每一(yī)類觸摸屏都有其各自的優缺點，要了解那種觸摸屏适用于那種場合，關鍵就在于要懂得每一(yī)類觸摸屏技術的工(gōng)作原理和特點。下(xià)面對上述的各種類型的觸摸屏進行簡要介紹一(yī)下(xià)：
1、 電阻式觸摸屏
這種觸摸屏利用壓力感應進行控制。電阻觸摸屏的主要部分(fēn)是一(yī)塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一(yī)種多層的複合薄膜，它以一(yī)層玻璃或硬塑料平闆作爲基層，表面塗有一(yī)層透明氧化金屬(透明的導電電阻)導電層，上面再蓋有一(yī)層外(wài)表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的内表面也塗有一(yī)層塗層、在他們之間有許多細小(xiǎo)的(小(xiǎo)于1/1000英寸)的透明隔離(lí)點把兩層導電層隔開(kāi)絕緣。 當手指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸，電阻發生(shēng)變化，在X和Y兩個方向上産生(shēng)信号，然後送觸摸屏控制器。控制器偵測到這一(yī)接觸并計算出(X，Y)的位置，再根據模拟鼠标的方式運作。這就是電阻技術觸摸屏的最基本的原理。 電阻類觸摸屏的關鍵在于材料科技，常用的透明導電塗層材料有：
A、ITO，氧化铟，弱導電體(tǐ)，特性是當厚度降到1800個埃(埃=10-10米)以下(xià)時會突然變得透明，透光率爲80%，再薄下(xià)去(qù)透光率反而下(xià)降，到300埃厚度時又(yòu)上升到80%。ITO是所有電阻技術觸摸屏及電容技術觸摸屏都用到的主要材料，實際上電阻和電容技術觸摸屏的工(gōng)作面就是ITO塗層。
B、鎳金塗層，五線電阻觸摸屏的外(wài)層導電層使用的是延展性好的鎳金塗層材料，外(wài)導電層由于頻(pín)繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是爲了延長使用壽命，但是工(gōng)藝成本較爲高昂。鎳金導電層雖然延展性好，但是隻能作透明導體(tǐ)，不适合作爲電阻觸摸屏的工(gōng)作面，因爲它導電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分(fēn)布層，隻能作爲探層。
1.1四線電阻屏
四線電阻模拟量技術的兩層透明金屬層工(gōng)作時每層均增加5V恒定電壓：一(yī)個豎直方向，一(yī)個水平方向。總共需四根電纜。 特點：高解析度，高速傳輸反應。 表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學處理。 具有光面及霧面處理。 一(yī)次校正，穩定性高，永不漂移。
1.2五線電阻屏
五線電阻技術觸摸屏的基層把兩個方向的電壓場通過精密電阻網絡都加在玻璃的導電工(gōng)作面上，我(wǒ)(wǒ)們可以簡單的理解爲兩個方向的電壓場分(fēn)時工(gōng)作加在同一(yī)工(gōng)作面上，而外(wài)層鎳金導電層隻僅僅用來當作純導體(tǐ)，有觸摸後分(fēn)時檢測内層ITO接觸點X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏内層ITO需四條引線，外(wài)層隻作導體(tǐ)僅僅一(yī)條，觸摸屏得引出線共有5條。 特點：解析度高，高速傳輸反應。 表面硬度高，減少擦傷、刮傷及防化學處理。 同點接觸3000萬次尚可使用。 導電玻璃爲基材的介質。 一(yī)次校正，穩定性高，永不漂移。 五線電阻觸摸屏有高價位和對環境要求高的缺點
1. 3電阻屏的局限
不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一(yī)種對外(wài)界完全隔離(lí)的工(gōng)作環境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物(wù)體(tǐ)來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較适合工(gōng)業控制領域及辦公室内有限人的使用。電阻觸摸屏共同的缺點是因爲複合薄膜的外(wài)層采用塑膠材料,不知(zhī)道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個觸摸屏而導緻報廢。不過,在限度之内，劃傷隻會傷及外(wài)導電層，外(wài)導電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關系,而對四線電阻觸摸屏來說是緻命的。
2、 電容式觸摸屏
2.1電容技術觸摸屏
是利用人體(tǐ)的電流感應進行工(gōng)作的。電容式觸摸屏是是一(yī)塊四層複合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夾層各塗有一(yī)層ITO，最外(wài)層是一(yī)薄層矽土玻璃保護層,夾層ITO塗層作爲工(gōng)作面,四個角上引出四個電極，内層ITO爲屏蔽層以保證良好的工(gōng)作環境。 當手指觸摸在金屬層上時，由于人體(tǐ)電場，用戶和觸摸屏表面形成以一(yī)個耦合電容，對于高頻(pín)電流來說，電容是直接導體(tǐ)，于是手指從接觸點吸走一(yī)個很小(xiǎo)的電流。這個電流分(fēn)從觸摸屏的四角上的電極中(zhōng)流出，并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離(lí)成正比，控制器通過對這四個電流比例的精确計算，得出觸摸點的位置。
2.2電容觸摸屏的缺陷
電容觸摸屏的透光率和清晰度優于四線電阻屏，當然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴重，而且，電容技術的四層複合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻，存在色彩失真的問題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。 電容屏在原理上把人體(tǐ)當作一(yī)個電容器元件的一(yī)個電極使用，當有導體(tǐ)靠近與夾層ITO工(gōng)作面之間耦合出足夠量容值的電容時，流走的電流就足夠引起電容屏的誤動作。我(wǒ)(wǒ)們知(zhī)道，電容值雖然與極間距離(lí)成反比，卻與相對面積成正比，并且還與介質的的絕緣系數有關。因此，當較大(dà)面積的手掌或手持的導體(tǐ)物(wù)靠近電容屏而不是觸摸時就能引起電容屏的誤動作，在潮濕的天氣，這種情況尤爲嚴重，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以内或身體(tǐ)靠近顯示器15厘米以内就能引起電容屏的誤動作。 電容屏的另一(yī)個缺點用戴手套的手或手持不導電的物(wù)體(tǐ)觸摸時沒有反應，這是因爲增加了更爲絕緣的介質。 電容屏更主要的缺點是漂移：當環境溫度、濕度改變時，環境電場發生(shēng)改變時，都會引起電容屏的漂移，造成不準确。例如：開(kāi)機後顯示器溫度上升會造成漂移：用戶觸摸屏幕的同時另一(yī)隻手或身體(tǐ)一(yī)側靠近顯示器會漂移;電容觸摸屏附近較大(dà)的物(wù)體(tǐ)搬移後回漂移，你觸摸時如果有人圍過來觀看也會引起漂移;電容屏的漂移原因屬于技術上的先天不足，環境電勢面(包括用戶的身體(tǐ))雖然與電容觸摸屏離(lí)得較遠，卻比手指頭面積大(dà)的多，他們直接影響了觸摸位置的測定。此外(wài)，理論上許多應該線性的關系實際上卻是非線性，如：體(tǐ)重不同或者手指濕潤程度不同的人吸走的總電流量是不同的，而總電流量的變化和四個分(fēn)電流量的變化是非線性的關系，電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐标系還沒有坐标上的原點，漂移後控制器不能察覺和恢複，而且，4個A/D完成後，由四個分(fēn)流量的值到觸摸點在直角坐标系上的X、Y坐标值的計算過程複雜(zá)。由于沒有原點，電容屏的漂移是累積的，在工(gōng)作現場也經常需要校準。 電容觸摸屏最外(wài)面的矽土保護玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物(wù)的敲擊，敲出一(yī)個小(xiǎo)洞就會傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中(zhōng)傷及内表面ITO層，電容屏就不能正常工(gōng)作了。
3、紅外(wài)線式觸摸屏
紅外(wài)觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外(wài)線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外(wài)觸摸屏在顯示器的前面安裝一(yī)個電路闆外(wài)框，電路闆在屏幕四邊排布紅外(wài)發射管和紅外(wài)接收管，一(yī)一(yī)對應形成橫豎交叉的紅外(wài)線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外(wài)線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。任何觸摸物(wù)體(tǐ)都可改變觸點上的紅外(wài)線而實現觸摸屏操作。 早期觀念上，紅外(wài)觸摸屏存在分(fēn)辨率低、觸摸方式受限制和易受環境幹擾而誤動作等技術上的局限，因而一(yī)度淡出過市場。此後第二代紅外(wài)屏部分(fēn)解決了抗光幹擾的問題，第三代和第四代在提升分(fēn)辨率和穩定性能上亦有所改進，但都沒有在關鍵指标或綜合性能上有質的飛躍。但是，了解觸摸屏技術的人都知(zhī)道，紅外(wài)觸摸屏不受電流、電壓和靜電幹擾，适宜惡劣的環境條件，紅外(wài)線技術是觸摸屏産品最終的發展趨勢。采用聲學和其它材料學技術的觸屏都有其難以逾越的屏障，如單一(yī)傳感器的受損、老化，觸摸界面怕受污染、破壞性使用，維護繁雜(zá)等等問題。紅外(wài)線觸摸屏隻要真正實現了高穩定性能和高分(fēn)辨率，必将替代其它技術産品而成爲觸摸屏市場主流。 過去(qù)的紅外(wài)觸摸屏的分(fēn)辨率由框架中(zhōng)的紅外(wài)對管數目決定，因此分(fēn)辨率較低，市場上主要國内産品爲32x32、40X32，另外(wài)還有說紅外(wài)屏對光照環境因素比較敏感，在光照變化較大(dà)時會誤判甚至死機。這些正是國外(wài)非紅外(wài)觸摸屏的國内代理商(shāng)銷售宣傳的紅外(wài)屏的弱點。而最新的技術第五代紅外(wài)屏的分(fēn)辨率取決于紅外(wài)對管數目、掃描頻(pín)率以及差值算法，分(fēn)辨率已經達到了1000X720，至于說紅外(wài)屏在光照條件下(xià)不穩定，從第二代紅外(wài)觸摸屏開(kāi)始，就已經較好的克服了抗光幹擾這個弱點。 第五代紅外(wài)線觸摸屏是全新一(yī)代的智能技術産品，它實現了1000*720高分(fēn)辨率、多層次自調節和自恢複的硬件适應能力和高度智能化的判别識别，可長時間在各種惡劣環境下(xià)任意使用。并且可針對用戶定制擴充功能，如網絡控制、聲感應、人體(tǐ)接近感應、用戶軟件加密保護、紅外(wài)數據傳輸等。 原來媒體(tǐ)宣傳的紅外(wài)觸摸屏另外(wài)一(yī)個主要缺點是抗暴性差，其實紅外(wài)屏完全可以選用任何客戶認爲滿意的防暴玻璃而不會增加太多的成本和影響使用性能，這是其他的觸摸屏所無法效仿的。
4、表面聲波觸摸屏
4.1 表面聲波
表面聲波，超聲波的一(yī)種，在介質(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機械能量波。通過楔形三角基座(根據表面波的波長嚴格設計)，可以做到定向、小(xiǎo)角度的表面聲波能量發射。表面聲波性能穩定、易于分(fēn)析，并且在橫波傳遞過程中(zhōng)具有非常尖銳的頻(pín)率特性，近年來在無損探傷、造影和退波器方向上應用發展很快，表面聲波相關的理論研究、半導體(tǐ)材料、聲導材料、檢測技術等技術都已經相當成熟。 表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分(fēn)可以是一(yī)塊平面、球面或是柱面的玻璃平闆，安裝在CRT、LED、LCD或是等離(lí)子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下(xià)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收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。
4.2 表面聲波觸摸屏工(gōng)作原理
以右下(xià)角的X-軸發射換能器爲例： 發射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信号轉化爲聲波能量向左方表面傳遞，然後由玻璃闆下(xià)邊的一(yī)組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面傳遞，聲波能量經過屏體(tǐ)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，接收換能器将返回的表面聲波能量變爲電信号。 當發射換能器發射一(yī)個窄脈沖後，聲波能量曆經不同途徑到達接收換能器，走最右邊的最早到達，走最左邊的最晚到達，早到達的和晚到達的這些聲波能量疊加成一(yī)個較寬的波形信号，不難看出，接收信号集合了所有在X軸方向曆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(dà)距離(lí)。因此這個波形信号的時間軸反映各原始波形疊加前的位置，也就是X軸坐标。 發射信号與接收信号波形 在沒有觸摸的時候，接收信号的波形與參照波形完全一(yī)樣。當手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物(wù)體(tǐ)觸摸屏幕時，X軸途經手指部位向上走的聲波能量被部分(fēn)吸收，反應在接收波形上即某一(yī)時刻位置上波形有一(yī)個衰減缺口。 接收波形對應手指擋住部位信号衰減了一(yī)個缺口，計算缺口位置即得觸摸坐标 控制器分(fēn)析到接收信号的衰減并由缺口的位置判定X坐标。之後Y軸同樣的過程判定出觸摸點的Y坐标。除了一(yī)般觸摸屏都能響應的X、Y坐标外(wài)，表面聲波觸摸屏還響應第三軸Z軸坐标，也就是能感知(zhī)用戶觸摸壓力大(dà)小(xiǎo)值。其原理是由接收信号衰減處的衰減量計算得到。三軸一(yī)旦确定，控制器就把它們傳給主機。
4.3表面聲波觸摸屏特點
清晰度較高，透光率好。高度耐久，抗刮傷性良好(相對于電阻、電容等有表面度膜)。反應靈敏。不受溫度、濕度等環境因素影響，分(fēn)辨率高，壽命長(維護良好情況下(xià)5000萬次);透光率高(92%)，能保持清晰透亮的圖像質量;沒有漂移，隻需安裝時一(yī)次校正;有第三軸(即壓力軸)響應，目前在公共場所使用較多。 表面聲波屏需要經常維護，因爲灰塵，油污甚至飲料的液體(tǐ)沾污在屏的表面，都會阻塞觸摸屏表面的導波槽，使波不能正常發射，或使波形改變而控制器無法正常識别，從而影響觸摸屏的正常使用，用戶需嚴格注意環境衛生(shēng)。必須經常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一(yī)次全面徹底擦除。
表面聲波屏
聲波屏的三個角分(fēn)别粘貼着X，Y方向的發射和接收聲波的換能器(換能器：由特殊陶瓷材料制成的，分(fēn)爲發射換能器和接收換能器。是把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信号轉化爲聲波能和由反射條紋彙聚成的表面聲波能變爲電信号。)，四個邊刻着反射表面超聲波的反射條紋。當手指或軟性物(wù)體(tǐ)觸摸屏幕，部分(fēn)聲波能量被吸收，于是改變了接收信号，經過控制器的處理得到觸摸的X，Y坐标。
四線電阻屏
四線電阻屏在表面保護塗層和基層之間覆着兩層透明電導層ITO(ITO：氧化铟，弱導電體(tǐ)，特性是當厚度降到1800個埃(埃=10-10米)以下(xià)時會突然變得透明，再薄下(xià)去(qù)透光率反而下(xià)降，到300埃厚度時透光率又(yòu)上升。是所有電阻屏及電容屏的主要材料。)，兩層分(fēn)别對應X，Y軸，它門之間用細微透明絕緣顆粒絕緣，當觸摸時産生(shēng)的壓力使兩導電層接通，由于電阻值的變化而得到觸摸的X，Y坐标。
五線電阻屏
五線電阻屏的基層之上覆有把X，Y兩方向的電壓場加在同一(yī)層的透明電導層ITO，最外(wài)層鎳金導電層(鎳金導電層：五線電阻觸摸屏的外(wài)層導電層使用的是延展性好的鎳金塗層材料，外(wài)導電層由于頻(pín)繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是爲了延長使用壽命。)隻用來作純導體(tǐ)，當觸摸時，用分(fēn)時檢測接觸點X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。内層ITO需四條引線，外(wài)層一(yī)條，共5根引線。
電容屏
電容屏表面塗有透明電導層ITO，電壓連接到四角，微小(xiǎo)直流電散部在屏表面，形成均勻之電場，用手觸屏時，人體(tǐ)作爲耦合電容一(yī)極，電流從屏四角彙集形成耦合電容另一(yī)極，通過控制器計算電流傳到碰觸位置的相對距離(lí)得到觸摸的坐标 。
紅外(wài)屏
紅外(wài)觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外(wài)線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。紅外(wài)觸摸屏在顯示器的前面安裝一(yī)個電路闆外(wài)框，電路闆在屏幕四邊排布紅外(wài)發射管和紅外(wài)接收管，一(yī)一(yī)對應形成橫豎交叉的紅外(wài)線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外(wài)線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置。任何觸摸物(wù)體(tǐ)都可改變觸點上的紅外(wài)線而實現觸摸屏操作。
