觸摸屏技術(shù)原理深析
發(fā)布時間：2019-08-02 09:52:19來源：
觸摸屏技術(shù)原理深析
包含5個基本種類的觸摸屏的大量生產(chǎn)和電腦在國民生活中的深入直接刺激著觸摸屏銷售額的增長，如今觸摸屏已經(jīng)滲透到了幾乎每一個可以想象得到的應(yīng)用領(lǐng)域，系統(tǒng)設(shè)計師們越來越迫切想知道究竟哪一類觸摸屏比較適合他們的系統(tǒng)配置和應(yīng)用。
觸摸屏的這5個基本種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏,表面聲波技術(shù)觸摸屏、紅外線掃描技術(shù)觸摸屏、矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏。這是從技術(shù)原理上對觸摸屏的分類，矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏己退出歷史舞臺；電容觸摸屏曾在國內(nèi)風(fēng)行過一段時間，但由于技術(shù)原理上難以解決漂移的問題，在國內(nèi)也曾遇到了銷售困難。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點，而用戶也知道不可能所有的應(yīng)用場合都是某一類觸摸屏比較適合。要想挑選比較適合的，關(guān)鍵就要了解每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點：
觸摸屏技術(shù)原理介紹
觸摸屏是比較方便、簡單、自然的輸入手段，完全不懂電腦的人可以上來就操作電腦。用戶看著顯示內(nèi)容，想選什么就簡單地用手觸摸一下。通過觸漠屏，人們可以盡情的游暢于您的應(yīng)用軟件，查詢他們感興趣的信息。
既然觸摸屏是比較適合信息查詢的輸入設(shè)備，各發(fā)達國家都積極的進行者觸摸屏的研制開發(fā)，猶如PC從286、386發(fā)展到奔騰機一樣，觸摸屏也從低檔向高檔發(fā)展，從紅外線式、電阻式走到電容感應(yīng)式，現(xiàn)在發(fā)展到了表面聲波觸摸屏和五線電阻觸摸屏。性能越來越可靠，技術(shù)越來越先進，如美國的EloTouch表面聲波觸摸屏，安裝的是一塊沒有任何貼膜覆層的純玻璃，撇是從清晰度還是從耐用程度上都昭示著觸摸屏成熟產(chǎn)品時代的到來。
本章主要對目前國內(nèi)市場上的表面聲波觸摸屏、電阻觸摸屏、電容感應(yīng)觸摸屏、紅外線觸摸屏的技術(shù)逐一作詳盡的介紹。盡管在95年初就傳來了海外著名TPIS紅外觸摸屏停產(chǎn)的消息，但是在短時間內(nèi)，國內(nèi)各路兵馬還將以價位均衡實力，在國內(nèi)的市場上并存一段時期(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址：www.cntjjp.com.cn
觸摸屏的這5個基本種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏,表面聲波技術(shù)觸摸屏、紅外線掃描技術(shù)觸摸屏、矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏。這是從技術(shù)原理上對觸摸屏的分類，矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏己退出歷史舞臺；電容觸摸屏曾在國內(nèi)風(fēng)行過一段時間，但由于技術(shù)原理上難以解決漂移的問題，在國內(nèi)也曾遇到了銷售困難。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點，而用戶也知道不可能所有的應(yīng)用場合都是某一類觸摸屏比較適合。要想挑選比較適合的，關(guān)鍵就要了解每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點：
觸摸屏技術(shù)原理介紹
觸摸屏是比較方便、簡單、自然的輸入手段，完全不懂電腦的人可以上來就操作電腦。用戶看著顯示內(nèi)容，想選什么就簡單地用手觸摸一下。通過觸漠屏，人們可以盡情的游暢于您的應(yīng)用軟件，查詢他們感興趣的信息。
既然觸摸屏是比較適合信息查詢的輸入設(shè)備，各發(fā)達國家都積極的進行者觸摸屏的研制開發(fā)，猶如PC從286、386發(fā)展到奔騰機一樣，觸摸屏也從低檔向高檔發(fā)展，從紅外線式、電阻式走到電容感應(yīng)式，現(xiàn)在發(fā)展到了表面聲波觸摸屏和五線電阻觸摸屏。性能越來越可靠，技術(shù)越來越先進，如美國的EloTouch表面聲波觸摸屏，安裝的是一塊沒有任何貼膜覆層的純玻璃，撇是從清晰度還是從耐用程度上都昭示著觸摸屏成熟產(chǎn)品時代的到來。
本章主要對目前國內(nèi)市場上的表面聲波觸摸屏、電阻觸摸屏、電容感應(yīng)觸摸屏、紅外線觸摸屏的技術(shù)逐一作詳盡的介紹。盡管在95年初就傳來了海外著名TPIS紅外觸摸屏停產(chǎn)的消息，但是在短時間內(nèi)，國內(nèi)各路兵馬還將以價位均衡實力，在國內(nèi)的市場上并存一段時期(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址：www.cntjjp.com.cn
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1．表面聲波觸摸屏
本文以美國E1o TouchSystems公司的E1oTouch表面聲波觸摸屏為例。
表面聲波，超聲波的一種，在介質(zhì)（例如玻璃或金屬等剛性材料）表面進行淺層傳播的機械能量波。表面聲波性能穩(wěn)定、易于分析，并且在橫波傳遞過程中具有非常尖銳的頻率特性，近年來在無損探傷、造影和濾波器方向上發(fā)展非常成熟。
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或是等離子顯示器屏幕的前面。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃，區(qū)別于別類觸摸屏技術(shù)是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(fā)射換能器，右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45度角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。
以Y軸為例,發(fā)射換能器把由控制器產(chǎn)生的5MHz的電信號轉(zhuǎn)換為超聲波能量發(fā)出。換能器基座的設(shè)計使得它具有較狹窄的方向角向左傳播聲表面膠能量，在傳遞過程中，又被底邊的45度反射條紋向上反射成屏幕表面豎直方向的均勻面?zhèn)鞑ィ缓笥直簧线叺姆瓷錀l紋向右聚成線傳播至Y軸接收換能器，并比較終轉(zhuǎn)為電信號回傳給控制器。
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(dāng)手指觸摸屏幕時, 手指吸收了一部分聲波能量,而控制器則偵測到接收信號在某一時刻上的衰減,由此可計算出觸摸點在Y軸上的位置,同樣的原理可以得到觸摸點在X軸的位置。(見圖2）,除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的X、Y坐標外,表面聲波觸摸屏還響應(yīng)其獨有的第三軸Z軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一旦確定, 控制器就把他們傳給主機。因為表面盧波技術(shù)非常穩(wěn)定，而表面聲波觸摸屏的控制器靠測量衰減時刻在時間軸上的位置來計算觸摸位置，所以表面聲波觸摸屏非常穩(wěn)定，精度也非常高，目前表面聲波技術(shù)觸摸屏的精度通常R4096×4096。
表面聲波觸摸屏的優(yōu)勢主要有：壽命比較長（美國權(quán)威的電子工程師雜志的報告是：同一位置觸摸5干萬次無故障），屬于半永久性的產(chǎn)品,極好的防刮性，透光率（＞92％）和清晰度比較高，保持清晰透亮的圖像質(zhì)量,沒有色彩失真,這些優(yōu)點來源于它的觸摸屏是沒有任何貼膜和覆層的純玻璃，并且不象有覆層玻璃的觸摸屏在邊角遭受壓力時內(nèi)部應(yīng)力不可預(yù)測的可能在某處集中，因此,純玻璃的觸摸屏安裝風(fēng)險小;此外,表面聲波觸摸屏技術(shù)絕對沒有漂移，安裝后無須再進行校準，直接采用迪卡爾直角坐標系,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換無失真。
前面提到，表面聲波觸摸屏還具有第三軸Z軸，也就是壓力軸響應(yīng),這是因為用戶觸摸屏幕的力量越大，接收信號波形上的衰減缺口也就越寬越深。在所有觸摸屏中只有表面聲波觸摸屏具有能感知觸摸壓力這個性能，有了這個功能，每個觸摸點就不僅僅是有觸摸和無觸摸的兩個數(shù)字開關(guān)狀態(tài)，而是成為能感知力的一個模擬量值的開關(guān)了。這個功能非常有用，比如在多媒體信息查詢軟件中，一個按鈕就能控制動畫或者影像的括放速度。
表面聲波觸摸屏的上述特性和其它類觸摸屏的比較參見表1,可以比較看出它較大的優(yōu)越性，尤其是能承受各種粗暴的觸摸比較適合面對公共場所的觸摸屏應(yīng)用，公共場所恨有破壞性而又不能派專人看護，因此，一定要選擇耐用的觸摸屏。
2.電阻技術(shù)觸摸屏:
電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層叫ITo的透明導(dǎo)電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層導(dǎo)電層（ITO或鎳金）,在兩層導(dǎo)電層之間有許多細小（小于于分之一英寸）的透明隔離點把它們隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時，兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了一個接觸，控制器偵測到這個接通并計算出X、Y軸的位置，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的比較基本原理。
電阻觸摸屏的結(jié)構(gòu)及模擬量電阻屏的原理
電阻觸摸屏的兩層ITOI作面必須是完整的，在每個工作面的兩條邊線上各涂一條銀膠，一端加5V電壓，一端加0V，就能在工作面的一個方向上形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。在偵測到有觸摸后，立刻A／D轉(zhuǎn)換測量接觸點的模擬量電壓值，根據(jù)它示IJ5V陶比例公式就能計算出觸摸點在這個方向上的位置。
在此有必要提一下兩種透明的導(dǎo)電涂層村抖:①ITO,氧化鋼,弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個埃（埃＝10米）以下時會突然變得透明，透光事為80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到80%。但有遺憾是ITO在這個厚度下非常脆,容易折斷產(chǎn)生裂紋。 ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料,實際上電阻和1容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。②鎳金涂層,五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性極好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是成本較為高昂，鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因為它導(dǎo)電性太好，不直作精密電阻測量，而且金屬不易做到厚度非常均勻。
第一代四繡碴肋沏啪兩層ITOI作面工作時都加上5V到0V的均勻電壓分布場：一個工作面加豎直方向的,一個工作面加水平方向的。引線至控制8總共需要四根電纜。因為四線電阻觸摸屏靠外的那層塑膠及ITO涂層被經(jīng)常觸動，一段時間后外層薄薄的ITo涂層就會有了細小的裂紋，顯然，導(dǎo)電工作面一旦有了裂紋，電流就會繞之而過，工作而上的電壓場分布也就不可能再均勻，這樣，在裂紋附近觸摸屏漂移嚴重，裂紋增多后，觸摸屏有些區(qū)域可能就再也觸摸不到了。
四線電阻觸摸屏的基層大多數(shù)是有機玻璃，不僅存在透光率低、風(fēng)化、老化的問題，并且存在安裝風(fēng)險，這是因為有機玻璃剛性差，安裝時不能捏邊上的銀膠,以免薄薄的ITO和相對厚實的銀膠脫裂，不能用力壓或拉觸摸屏,以免神斷ITO層。有些四線電阻觸摸屏安裝后顯得不太平整就是因為這個原因。
ITO是無機物，有機玻璃是有機物，有機物和無機物是不能良好結(jié)合的，時間一長就容易剝落。如果能夠生產(chǎn)出曲面的玻璃板，玻璃是無機物，能和ITO非常好的結(jié)合為導(dǎo)電玻璃，那電阻觸摸屏的壽命不是能夠大大延長嗎？
第二代五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層使用的就是這種導(dǎo)電玻璃,不僅如此，五線電阻技術(shù)把兩個方向的電壓場通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上,我們可以簡單的理解為兩個方向的電壓場分時加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來當(dāng)作純導(dǎo)體,有觸摸后靠既檢測內(nèi)層ITO接觸點電壓又檢測導(dǎo)通電流的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏內(nèi)層ITO需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條,至控制器總共需要5根電纜。因為五線電阻屏的外層鎳金導(dǎo)電層不僅延展性好，而且只作導(dǎo)體,只要它不斷成兩半，就仍能繼續(xù)完成作為導(dǎo)體的使命，而身負重任的內(nèi)層1TO直接與基層玻璃結(jié)合為一體成為導(dǎo)電玻璃，導(dǎo)電玻璃自然沒有了有機玻璃作基層的種種弊端，因此，五線電阻屏的使用壽命和透光率與四線電阻屏相比有了一個飛躍：五線電阻屏的觸摸壽命是3千5百萬次，四線電阻屏則是小于1百萬次，且五線電阻觸摸屏沒有安裝風(fēng)險，同時五線電阻屏的ITO層能做得更薄，因此透光率和清晰度更高，幾乎沒有色彩失真。
不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵、水汽和油污，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。電阻觸摸屏共同的缺點是因為復(fù)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(dǎo)致報廢。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關(guān)系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。
4.電容技術(shù)的觸摸屏：
電容技術(shù)的觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，比較外層是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。
當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。
電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏，當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比，參見表1和圖5，電容屏反光嚴重，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)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當(dāng)作一個電容器元件的一個電極使用，當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工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。我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對面積成正比，并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此，當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物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，這種情況尤為嚴重，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的誤動作。
電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng)，這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)。
電容屏更主要的缺點是漂移：當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時，環(huán)境電場發(fā)生改變時，都會引起電容屏的漂移，造成不準確。例如：開機后顯示器溫度上升回造成漂移：用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會漂移；70多公斤的小伙子校正的電容屏40公斤的小姐可能觸不動（兩個小姐握起手來就行）；電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移，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?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足，環(huán)境電勢面（包括用戶的身體）雖然與電容觸摸屏離得較遠，卻比手指頭面積大的多，他們直接影響了觸摸位置的測定。此外，理論上許多應(yīng)該線性的關(guān)系實際上卻是非線性，如：體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電流量的變化是非線性的關(guān)系，電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點，漂移后控制器不能察覺和恢復(fù)，而且，4個A/D完成后，由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標系上的X、Y坐標值的計算過程復(fù)雜。由于沒有原點，電容屏的漂移是累積的，在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準。
在美國的賭場中曾發(fā)生過這樣的事故：當(dāng)時的賓果機安裝的都是電容觸摸屏，有一位客人財運很好引來了許多旁觀的看客，卻沒想到此時由于環(huán)境電場的嚴重改變，電容觸摸屏失效了?此家賭場后來全改為用表面聲波觸摸屏挽回了聲譽，但從這個事情上可以反映出電容觸摸屏技術(shù)原理的先天不足。
電容觸摸屏比較外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個小洞就會傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層，電容屏就不能正常工作了。(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址：www.cntjjp.com.cn 電話：0371- 56700815 手機：15515598858 )
5、紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。通常紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個外框，靠藏在外框中的電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置，
安裝紅外觸摸屏的方法非常簡單，只要用膠或雙面膠將這個框架固定在顯示器前面即可。大多數(shù)紅外觸摸屏的控制器直接設(shè)計在藏在框架中的電路板上，也有紅外觸摸屏把控制器設(shè)計在單獨的小盒中。控制器通過鍵盤接口或者串行口直接與主機通信，走鍵盤接口的紅外觸摸屏用戶甚至可以直接讀取鍵盤口發(fā)來的觸摸屏數(shù)據(jù)而無需任何驅(qū)動程序。
紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對營數(shù)目決定，因此分辨率較低，市場上主要為32x32、40X32。
原來紅外觸摸屏的主要缺點是因依靠紅外光線工作而對光照環(huán)境因素比較敏感，在光照變化較大時會誤判甚至死機。國內(nèi)第二代抗光干擾型的紅外觸摸屏推出后，第二代紅外觸摸屏已經(jīng)較好的克服了這個弱點，但紅外觸摸屏畢竟是通過紅外光線工作，只能承受有限的光干擾，因此在使用環(huán)境上有一定的限制。
紅外觸摸屏另外一個主要缺點是框架：它不美觀豪華，破壞顯示器原來的外形；它要求框架內(nèi)側(cè)是紅外濾色片；此外，這個框架不可能結(jié)實，根據(jù)返修情況看，紅外觸摸屏的框架比較容易遭到破壞。
1．表面聲波觸摸屏
本文以美國E1o TouchSystems公司的E1oTouch表面聲波觸摸屏為例。
表面聲波，超聲波的一種，在介質(zhì)（例如玻璃或金屬等剛性材料）表面進行淺層傳播的機械能量波。表面聲波性能穩(wěn)定、易于分析，并且在橫波傳遞過程中具有非常尖銳的頻率特性，近年來在無損探傷、造影和濾波器方向上發(fā)展非常成熟。
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或是等離子顯示器屏幕的前面。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃，區(qū)別于別類觸摸屏技術(shù)是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(fā)射換能器，右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45度角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。
以Y軸為例,發(fā)射換能器把由控制器產(chǎn)生的5MHz的電信號轉(zhuǎn)換為超聲波能量發(fā)出。換能器基座的設(shè)計使得它具有較狹窄的方向角向左傳播聲表面膠能量，在傳遞過程中，又被底邊的45度反射條紋向上反射成屏幕表面豎直方向的均勻面?zhèn)鞑ィ缓笥直簧线叺姆瓷錀l紋向右聚成線傳播至Y軸接收換能器，并比較終轉(zhuǎn)為電信號回傳給控制器。
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(dāng)手指觸摸屏幕時, 手指吸收了一部分聲波能量,而控制器則偵測到接收信號在某一時刻上的衰減,由此可計算出觸摸點在Y軸上的位置,同樣的原理可以得到觸摸點在X軸的位置。(見圖2）,除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的X、Y坐標外,表面聲波觸摸屏還響應(yīng)其獨有的第三軸Z軸坐標,也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理是由接收信號衰減處的衰減量計算得到。三軸一旦確定, 控制器就把他們傳給主機。因為表面盧波技術(shù)非常穩(wěn)定，而表面聲波觸摸屏的控制器靠測量衰減時刻在時間軸上的位置來計算觸摸位置，所以表面聲波觸摸屏非常穩(wěn)定，精度也非常高，目前表面聲波技術(shù)觸摸屏的精度通常R4096×4096。
表面聲波觸摸屏的優(yōu)勢主要有：壽命比較長（美國權(quán)威的電子工程師雜志的報告是：同一位置觸摸5干萬次無故障），屬于半永久性的產(chǎn)品,極好的防刮性，透光率（＞92％）和清晰度比較高，保持清晰透亮的圖像質(zhì)量,沒有色彩失真,這些優(yōu)點來源于它的觸摸屏是沒有任何貼膜和覆層的純玻璃，并且不象有覆層玻璃的觸摸屏在邊角遭受壓力時內(nèi)部應(yīng)力不可預(yù)測的可能在某處集中，因此,純玻璃的觸摸屏安裝風(fēng)險小;此外,表面聲波觸摸屏技術(shù)絕對沒有漂移，安裝后無須再進行校準，直接采用迪卡爾直角坐標系,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換無失真。
前面提到，表面聲波觸摸屏還具有第三軸Z軸，也就是壓力軸響應(yīng),這是因為用戶觸摸屏幕的力量越大，接收信號波形上的衰減缺口也就越寬越深。在所有觸摸屏中只有表面聲波觸摸屏具有能感知觸摸壓力這個性能，有了這個功能，每個觸摸點就不僅僅是有觸摸和無觸摸的兩個數(shù)字開關(guān)狀態(tài)，而是成為能感知力的一個模擬量值的開關(guān)了。這個功能非常有用，比如在多媒體信息查詢軟件中，一個按鈕就能控制動畫或者影像的括放速度。
表面聲波觸摸屏的上述特性和其它類觸摸屏的比較參見表1,可以比較看出它較大的優(yōu)越性，尤其是能承受各種粗暴的觸摸比較適合面對公共場所的觸摸屏應(yīng)用，公共場所恨有破壞性而又不能派專人看護，因此，一定要選擇耐用的觸摸屏。
2.電阻技術(shù)觸摸屏:
電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層叫ITo的透明導(dǎo)電層,上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層導(dǎo)電層（ITO或鎳金）,在兩層導(dǎo)電層之間有許多細小（小于于分之一英寸）的透明隔離點把它們隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時，兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了一個接觸，控制器偵測到這個接通并計算出X、Y軸的位置，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的比較基本原理。
電阻觸摸屏的結(jié)構(gòu)及模擬量電阻屏的原理
電阻觸摸屏的兩層ITOI作面必須是完整的，在每個工作面的兩條邊線上各涂一條銀膠，一端加5V電壓，一端加0V，就能在工作面的一個方向上形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。在偵測到有觸摸后，立刻A／D轉(zhuǎn)換測量接觸點的模擬量電壓值，根據(jù)它示IJ5V陶比例公式就能計算出觸摸點在這個方向上的位置。
在此有必要提一下兩種透明的導(dǎo)電涂層村抖:①ITO,氧化鋼,弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個埃（埃＝10米）以下時會突然變得透明，透光事為80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到80%。但有遺憾是ITO在這個厚度下非常脆,容易折斷產(chǎn)生裂紋。 ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料,實際上電阻和1容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。②鎳金涂層,五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性極好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是成本較為高昂，鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因為它導(dǎo)電性太好，不直作精密電阻測量，而且金屬不易做到厚度非常均勻。
第一代四繡碴肋沏啪兩層ITOI作面工作時都加上5V到0V的均勻電壓分布場：一個工作面加豎直方向的,一個工作面加水平方向的。引線至控制8總共需要四根電纜。因為四線電阻觸摸屏靠外的那層塑膠及ITO涂層被經(jīng)常觸動，一段時間后外層薄薄的ITo涂層就會有了細小的裂紋，顯然，導(dǎo)電工作面一旦有了裂紋，電流就會繞之而過，工作而上的電壓場分布也就不可能再均勻，這樣，在裂紋附近觸摸屏漂移嚴重，裂紋增多后，觸摸屏有些區(qū)域可能就再也觸摸不到了。
四線電阻觸摸屏的基層大多數(shù)是有機玻璃，不僅存在透光率低、風(fēng)化、老化的問題，并且存在安裝風(fēng)險，這是因為有機玻璃剛性差，安裝時不能捏邊上的銀膠,以免薄薄的ITO和相對厚實的銀膠脫裂，不能用力壓或拉觸摸屏,以免神斷ITO層。有些四線電阻觸摸屏安裝后顯得不太平整就是因為這個原因。
ITO是無機物，有機玻璃是有機物，有機物和無機物是不能良好結(jié)合的，時間一長就容易剝落。如果能夠生產(chǎn)出曲面的玻璃板，玻璃是無機物，能和ITO非常好的結(jié)合為導(dǎo)電玻璃，那電阻觸摸屏的壽命不是能夠大大延長嗎？
第二代五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層使用的就是這種導(dǎo)電玻璃,不僅如此，五線電阻技術(shù)把兩個方向的電壓場通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上,我們可以簡單的理解為兩個方向的電壓場分時加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來當(dāng)作純導(dǎo)體,有觸摸后靠既檢測內(nèi)層ITO接觸點電壓又檢測導(dǎo)通電流的方法測得觸摸點的位置。五線電阻觸摸屏內(nèi)層ITO需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條,至控制器總共需要5根電纜。因為五線電阻屏的外層鎳金導(dǎo)電層不僅延展性好，而且只作導(dǎo)體,只要它不斷成兩半，就仍能繼續(xù)完成作為導(dǎo)體的使命，而身負重任的內(nèi)層1TO直接與基層玻璃結(jié)合為一體成為導(dǎo)電玻璃，導(dǎo)電玻璃自然沒有了有機玻璃作基層的種種弊端，因此，五線電阻屏的使用壽命和透光率與四線電阻屏相比有了一個飛躍：五線電阻屏的觸摸壽命是3千5百萬次，四線電阻屏則是小于1百萬次，且五線電阻觸摸屏沒有安裝風(fēng)險，同時五線電阻屏的ITO層能做得更薄，因此透光率和清晰度更高，幾乎沒有色彩失真。
不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵、水汽和油污，它可以用任何物體來觸摸,可以用來寫字畫畫，比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用。電阻觸摸屏共同的缺點是因為復(fù)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(dǎo)致報廢。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對于五線電阻觸摸屏來說沒有關(guān)系,而對四線電阻觸摸屏來說是致命的。
4.電容技術(shù)的觸摸屏：
電容技術(shù)的觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，比較外層是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保護層,夾層ITO涂層作為工作面,四個角上引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。
當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。
電容觸摸屏的透光率和清晰度優(yōu)于四線電阻屏，當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比，參見表1和圖5，電容屏反光嚴重，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)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當(dāng)作一個電容器元件的一個電極使用，當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工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。我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對面積成正比，并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此，當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物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，這種情況尤為嚴重，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的誤動作。
電容屏的另一個缺點用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng)，這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì)。
電容屏更主要的缺點是漂移：當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時，環(huán)境電場發(fā)生改變時，都會引起電容屏的漂移，造成不準確。例如：開機后顯示器溫度上升回造成漂移：用戶觸摸屏幕的同時另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會漂移；70多公斤的小伙子校正的電容屏40公斤的小姐可能觸不動（兩個小姐握起手來就行）；電容觸摸屏附近較大的物體搬移后回漂移，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?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足，環(huán)境電勢面（包括用戶的身體）雖然與電容觸摸屏離得較遠，卻比手指頭面積大的多，他們直接影響了觸摸位置的測定。此外，理論上許多應(yīng)該線性的關(guān)系實際上卻是非線性，如：體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電流量的變化是非線性的關(guān)系，電容觸摸屏采用的這種四個角的自定義極坐標系還沒有坐標上的原點，漂移后控制器不能察覺和恢復(fù)，而且，4個A/D完成后，由四個分流量的值到觸摸點在直角坐標系上的X、Y坐標值的計算過程復(fù)雜。由于沒有原點，電容屏的漂移是累積的，在工作現(xiàn)場也經(jīng)常需要校準。
在美國的賭場中曾發(fā)生過這樣的事故：當(dāng)時的賓果機安裝的都是電容觸摸屏，有一位客人財運很好引來了許多旁觀的看客，卻沒想到此時由于環(huán)境電場的嚴重改變，電容觸摸屏失效了?此家賭場后來全改為用表面聲波觸摸屏挽回了聲譽，但從這個事情上可以反映出電容觸摸屏技術(shù)原理的先天不足。
電容觸摸屏比較外面的矽土保護玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個小洞就會傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層，電容屏就不能正常工作了。(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網(wǎng)址：www.cntjjp.com.cn 電話：0371- 56700815 手機：15515598858 )
5、紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。通常紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個外框，靠藏在外框中的電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置，
安裝紅外觸摸屏的方法非常簡單，只要用膠或雙面膠將這個框架固定在顯示器前面即可。大多數(shù)紅外觸摸屏的控制器直接設(shè)計在藏在框架中的電路板上，也有紅外觸摸屏把控制器設(shè)計在單獨的小盒中。控制器通過鍵盤接口或者串行口直接與主機通信，走鍵盤接口的紅外觸摸屏用戶甚至可以直接讀取鍵盤口發(fā)來的觸摸屏數(shù)據(jù)而無需任何驅(qū)動程序。
紅外觸摸屏的分辨率由框架中的紅外對營數(shù)目決定，因此分辨率較低，市場上主要為32x32、40X32。
原來紅外觸摸屏的主要缺點是因依靠紅外光線工作而對光照環(huán)境因素比較敏感，在光照變化較大時會誤判甚至死機。國內(nèi)第二代抗光干擾型的紅外觸摸屏推出后，第二代紅外觸摸屏已經(jīng)較好的克服了這個弱點，但紅外觸摸屏畢竟是通過紅外光線工作，只能承受有限的光干擾，因此在使用環(huán)境上有一定的限制。
紅外觸摸屏另外一個主要缺點是框架：它不美觀豪華，破壞顯示器原來的外形；它要求框架內(nèi)側(cè)是紅外濾色片；此外，這個框架不可能結(jié)實，根據(jù)返修情況看，紅外觸摸屏的框架比較容易遭到破壞。