触摸屏技术与触摸点坐标技术的应用

触摸屏是市场增长的刺激、思维的更新必然创造出的新的多媒体交互设备,符合稳定、准确、高速的效率. 它的应用大大简化了计算机输入模式,手指轻触即能操作计算机,查询资料,分析数据,优化方案,选择决策,预测未来.   触摸屏赋予了多媒体系统崭新的面貌,极富吸引力. 多媒体技术层出不穷,双双比翼,为现代人提供更好的方便需求.

触摸屏技术主要就是快速准确地处理随机触摸点坐标的技术,一旦立即解决这一首要问题,剩下的问题就与鼠标作用过程相同.目前成熟的触摸屏技术有4 种,即红外线式、五线电阻式、表面声波式、电容式,其原理分述如下：

  红外线式触摸屏

在屏幕前框架的左边( y 轴) 和下边( x 轴) 分别装有红外线发射管,各自的对边又装有对应的接收管 ,管的排列密度与其分辨率有关.工作时在屏幕前形成纵横交叉的红外线矩阵,用户的手指触摸点将阻挡经过该点的横竖两方向的红外线,通过接收管,计算机便由此参数计算出触摸点的位置,再执行对计算机的操作目的.

红外触摸屏的矩阵电路及微处理器控制电路都装在屏前的框架内,并通过键盘接口直接与主机通讯,不需独立电源. 其价格低,安装简易,但由于发射、接收管排列有限,分辨率不高,且怕外界红外光的干扰及不防水防尘、框架易碎等缺点, 主要应用于室内站台等简单操作的地方.

  表面声波技术触摸屏

该技术为美国技术, 它是利用机械超声波矩阵波面的动态传播在显示屏上进行触点定位的.

在显示屏左上角和右下角分别固定有垂直向下发射和水平向左发射的超声波换能发射器.其各自同方向的屏边及对边都刻有45°用于反射波导向的由疏到密间隔非常精密的反射条纹(其参数与波长有关) . 沿着对边传导波的末端--—即显示屏的右上角又分别对应安装着超声波x 轴y 轴接收换能器. 工作时,由表面声波屏的控制器产生5. 53MHz 的高频电信号送经换能发射器分别发出相互垂直的超声波,形成动态超声波矩阵波面,当这一工作面上有触点时将吸收通过该点的声能,换能器接收到这一改变后通知控制器确定出该触点的坐标值[2 ] .目前,表面声波触摸屏独一无二的突出特点是,它能感知第三轴( z 轴) 坐标. 由于其分辨率、精度和稳定性非常高,能对手指触点的压力大小产生的信号衰减量分辨清晰,故可轻松得到数据. 这一自由度值可用于特殊控制,如医用三维立体断层扫描仪中对连续深层图象的浏览和选择等.

表面声波屏由于没有氧化金属涂层,其清晰度非常好;它的强化玻璃屏有很高的防刮擦能力,但怕其它频率很近和倍频的超声、强声和振动,也怕屏幕的污染,故适合室内办公室、研究室等范围.

  电容技术触摸屏

其结构最为简单. 它是在紧贴显示屏前的双夹层玻璃中涂有一层透明的氧化、金属导体层,四角引出四个电极受控于控制器. 通过引线,夹层导体中有高频电流流动. 由于人体电场的存在, 触摸点手指与屏幕内涂层构成一个微小的耦合电容,而高频电流对于通过小电容是很容易的. 这样, 对称四电极上的高频电流通过触点小电容被分流. 这个被破坏了对称的变化量由控制器侦测到. 由于流入四电极的电流与手指触点到四角的距离成反比,故可计算出触点坐标值.

电容技术触摸屏灵敏度极高, 能感知轻微快速的触碰(响应时间最快为3ms) ,所以它不怕污染和带手套触摸等,但它怕外界强电场干扰.

触摸屏技术在中国出现时间虽然不长,但它的普及应用速度却大大超过世界发达国家,颇受喜爱,有极可观的发展前景,这与中国过去经济不发达英语、计算机普及缓慢的国情,和当前中国经济高速腾飞增长地迫切需要是分不开的. 占世界人口1/4 以上的这样一个大市场,尤其是城市,无论宾馆、商场、交易厅、机场、码头和地铁等人流拥挤的公共区,还是科技教育、人事组织、工商管理、企业财会、党政管理、行政业务等都有大量需求.

微机触摸屏技术使用对年龄的覆盖面很宽,例如,为培下一代的高素质起点,发展幼教事业,激发和诱导幼儿及青少年学习科学知识的兴趣;普及兴办老年大学,以及老一代在岗领导人使用现代化管理手段都有一定意义.

就地域性覆盖面来说,农村和边远山区,落后地区及边疆海岛,凡有经济增长的点域,都渐行微机触摸技术的管理模式来支持交流和发展.