电容式触摸屏十篇

电容式触摸屏篇1

摘要：在苹果iPhone和LG普拉达手机触摸屏成功运用的激励下，投射电容式触摸屏可以很好地被各种应用所采用。下文是这项技术的概述以及在您的产品中如何决定用哪种类型的投射电容式触摸屏。

关键词：投射电容式触摸屏；电容式触摸屏；触摸屏

中图分类号：TN141文献标识码：A

Touch the Future: Projected-Capacitive Touch Screens Reach for New Markets

John Feland

（Synaptics, Inc.,Santa Clara,CA,U.S.A）

Abstract: Spurred by successful implementation in devices such as the Apple iPhone and the LG Prada phone, projective-capacitive touch screens seem poised for mass adoption in various applications.Here is an overview of the technology and how to decide which type of projective-capacitance touch screen to use in your product.

Keywords: projective-capacitance touch screen ；capacitive touch screen；touch screen

2007年3月LG普拉达手机(见图1(a))以及随后2007年6月的苹果iPhone、2007年9月的iPOD触摸屏、2007年10月的三星Yepp YP-P2等产品(见图2（b）)的发行向世界传递了一个信号，即透明投射电容式触摸屏已经做好被大量应用的准备。在2007年之前，透明投射电容式技术只是一项具有很小影响力的小生境技术。

据估计2006年投射电容式触摸屏在全世界的总销售额低于2,000万美元；但是随着此类触摸屏技术的发展，逐渐开辟出了通向各种平台的道路，消费类电子厂商通过多媒体市场采用这项技术，来改变终端用户的体验，使得2008年销售额增为原来的5倍。

在各公司探索这项日渐成熟的技术，并应用于他们产品的时候，一些问题也产生了，例如：哪种投射电容式传感器适合我的应用，什么是玻璃和塑料衬底之间的交替使用。以上这些问题，还有一些其它问题将在下文进行介绍。

图1 LG普拉达手机（a）和三星Yepp YP-P2媒体播放机（b）是采用投射电容式触摸屏的首批消费类电子产品中的两个

图2 自我电容触摸屏工作过程示意图

1电容触摸屏

主要有两种类型的触摸屏采用电容传感作为主要输入方法：表面式电容和投射式电容。表面电容触摸屏采用一层铟锡氧化物（ITO），至少有四个电极。当一个接地的物体靠近时，例如手指，这些电极能够感应表面电容的变化。3M微触公司（3M Micro-Touch）作为该技术的最主要供应商之一，这种方法很长一段时间被用在信息亭触摸屏上。

但是表面电容式触摸屏有一些局限性，它只能识别一个手指或者一次触摸。另外，考虑到电极的尺寸，对于小尺寸屏幕（如那些用在手持式平台上的屏幕）是不切实际的。

传感器利用触摸屏电极发射出的静电场线称为投射电容式触摸屏。一般用于投射电容传感技术的电容类型有两种：自我电容和交互电容。

自我电容又称绝对电容，是最广为采用的一种方法。它把被感觉的物体作为电容的另一个极板。该物体在传感电极和被传感电极之间感应出电荷，从而被感觉到。所测量的电荷存储在结果电容耦合中。图2表示了上述原则是如何工作的。

交互电容又叫做跨越电容，它是通过相邻电极的耦合产生的电容。当被感觉物体靠近从一个电极到另一个电极的电场线时，交互电容的改变被感觉到，从而报告出位置。在汽车应用中交互电容传感器作为传导性传感器被广泛用作汽油调节。

数百万种自我电容方法在人们日常生活的位置传感中被采用。例如当今的笔记本电脑上触摸输入板到处存在。最典型的笔记本电脑触摸输入板采用X×Y的传感电极阵列形成一个传感格子。当手指靠近触摸输入板时，在手指和传感电极之间产生一个小量电荷。采用特定的运算法则处理来自行、列传感器的信号来确定被传感物体(此处指的就是手指)的位置。

在上述两种类型的投射电容式传感器中，传感电容可以按照一定方法设计，以便在任何给定时间内都可以探测到触摸，该触摸不仅局限于一根手指，也可以是多根手指。

不透明投射电容式传感器可以用在很多设备上，如触摸输入板和投射电容式触摸屏，其操作的基本原理是一样的。其不同之处在于传感器电极的材料、传感器衬底、制造方法，以及方法堆栈中的很多问题。触摸输入板可以用不透明材料制造，如采用金属或者传感领域的碳基电极。投射电容式触摸屏必须是透明的，因此，经常用与基于电阻式触摸屏的透明导体相同的材料来制造，例如ITO。

但是，与电阻式触摸屏不同，投射电容式触摸屏不需要层与层之间的空气间隔，或者不需要令任何层变形，因此，传感器可以采用坚硬的玻璃或者塑料衬底。投射电容式和电阻式触摸屏构造的关键不同之处是有关ITO的要求，投射电容式触摸屏的ITO是作为后一层定型在前一层上，而不是像电阻式触摸屏一样采用连续的膜淀积。虽然增加了工艺复杂程度，但是考虑到采用投射电容式触摸屏的好处，还是非常值得的。

例如，Synaptics在媒体播放器的清除键传感器上采用新奇的金刚石模式。X轴方向的传感器形成一层，Y轴方向的传感器形成另外一层，然后加上接地层或者保护层来完成，如图3所示。

图3 Synaptics用于清除键传感器上的金刚石模式

在玻璃和塑料衬底的选择上并没有明显区别。都可以层积在塑料或者玻璃镜头（屏幕保护）上，这些取决于原始设备制造商的产品设计。玻璃相对厚点、重点、贵点，但是整体坚硬些，可以潜在地降低设备其余地方的成本。玻璃比塑料的透射系数高，尽管两种材料都比同尺寸的电阻式触摸屏高。塑料传感器相对薄些，并且比较容易层压在产品镜头上（因为把柔性材料层压在硬性材料层上比层压两层硬性材料容易些）。既然制造方法类似，玻璃和塑料衬底都可以用来制造自我电容触摸屏和交互电容触摸屏。

大部分传感器供应商采用连续同一批溅射工艺在衬底上刻蚀ITO图形。

3M微触摸公司于2007年宣布了卷对卷制造投射电容传感器的可能性。过去，虽然刻蚀这种图形的技术已非常成熟，但是会引起触摸屏表面的反射系数有所不同，当光线划过表面时会造成图形可见。最近获得的反射系数更加匹配，而且传感器图形几乎不可见。

表面电容式触摸屏在小尺寸生产时具有实际的局限性，而投射电容式触摸屏在大尺寸时具有局限性。

传感器电极必须离得足够近，这样手指可以影响至少两个电极的电场线从而确定手指的位置。同样地，伴随着屏幕尺寸的增大传感器电极的数目也需要按照相应的几何比增大。随着投射电容式触摸屏尺寸的增大，需要发送回控制器的传感器电极的数目会迅速增加，同样迫使传感器的非活动边框扩大。有一些窍门可以制造大尺寸投射电容式触摸屏，但是这些设计到目前为止并没有在真实产品中得到验证。

2控制器是关键

如果没有控制器，传感器只是一片没有作用的塑料或者玻璃。与每一个物品上的（从应用处理机到MP3解码芯片）的电阻式触摸屏控制器的增殖性和综合性相比，投射电容式触摸屏仍然需要专门的芯片来驱动传感器，以及解码一根手指或多根手指在触摸屏上的位置。

Synaptics在市场上接受清理键模块的途径是采用自我电容技术，该技术是从已经使用的数百万笔记本触摸输入板借鉴来的。Synaptics控制器使用的传感设计是这样的，先测验X轴上的每一个传感器轨迹，随后测验Y轴上的每一个感器轨迹，找出每一个轴上的最大电容点。这种技术可以屏蔽同度噪音，如湿度、温度的变化或者外界噪声源（比如60Hz的线性噪声）。

苹果公司在iPhone和iPod触摸屏中采用的是交互电容技术。Apple/Broadcom控制器使用的传感设计是刺激Y轴上的每一条线，一次刺激一条。对于每一条Y轴线，控制器测量该条线和每一条X轴线处的交点电容。结果就是无论什么映像都是正在触摸700X-Y交点处的表面。但是，这种技术相对于自我电容技术对环境噪声非常敏感。到目前为止，以上的控制器供应商名单中并没有用于已的产品，所以并不知道他们采用什么技术。

3丰富的手势调色板

一般来说，要是想推动投射电容式触摸屏被广泛采用，首先要使丰富的手势调色板成为可能。原始设备制造商产品发展组的用户体验和用户界面设计者们非常渴望这种新能力。直觉手势的运用为减少当今用户设备的复杂度提供了巨大希望。

人们常常会问这样一个问题，手势处理会在那里发生呢？手势可以在四个地方进行处理和解码：在触摸屏控制器中，在独立CPU或DPS中，在主机CPU触摸屏驱动器中或者在主机CPU正在运行的应用设备中。在玻璃衬底和塑料衬底的对比问题中，并没有绝对的答案，每一种结构都各有优劣。在苹果iPhone中，触摸屏芯片是由两块独立的芯片组成：一个Broadcom模拟处理器，用来处理从传感器传过来的原始模拟信号，将他们转变成由多个X、Y点坐标值组成的数据流；另一芯片是NXP(飞利浦)ARM-7 CPU用来将数据流解码为相应的手势指示。在苹果iPod触摸屏中，上述两块芯片联合成一片芯片，又叫做改进型Broadcom芯片，包括了模拟和数字内核。苹果公司选择独立CPU处理手势而非主机CPU的一个原因是这样可以确保快速的对手势作出反应。iPhone一共包括五、六个独立的ARM内核，所以很显然整个产品架构是分布式计算。

在三星Yepp YP-P2媒体播放机中Synaptics采用了一种不同的方法。媒体播放机的功能比智能电话简单很多，因此媒体播放机一般只有一个CPU，这样限制了可能的手势处理选择的范围。三星Yepp YP-P2媒体播放机采用Synaptics ChiralMotion手势作为仔细寻找各种应用的主要方法。（ChiralMotion是一种智能化虚拟滚动手势，允许用户通过改变手指运动弧线的速度和半径来控制滚动的方向和速度。）触摸屏控制器从触摸屏输出一种由单个X和Y点坐标值组成的数据流。ChiralGesture识别发生在主机CPU正在运行的触摸屏驱动器上。驱动器向用户界面通报用户意图，这样用户界面应用可以满足用户在播放机的其余应用上穿梭触摸，这样不仅美观而且使用简单。

结 论

对于未来的掌上设备而言，投射电容式触摸屏是最有前途的交互作用方法。更薄，更稳健，比电阻式更清晰，支持多手指手势应用，推动工业设计一体化，这样看来下一代触摸屏很可能会广泛应用。可利用选择自我电容、交互电容、底玻璃，底平板塑料、底曲面塑料等的多种组合为原始设备制造商在如何结合这项日渐成熟的技术方面提供了巨大的弹性。

我们已经看到很多掌上设备制造商关于投射电容式触摸屏的实验，不仅可以通过他们的设计来识别，还可以通过用户的体验来识别。我们期待市场上这类成功产品尽快上市。

电容式触摸屏篇2

关键词：手机触摸屏；电容器；感应电流

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.209

0 引言

科技日新月异的今天，手机早已成为人们日常生活中不可或缺的一部分，街头小巷到处可见低头族。而触摸屏作为手机的核心部分，又有多少人知道其工作原理呢？在强烈好奇心的驱动下，我查阅了一些相关文献资料，对其有了初步的了解，下面便为大家介绍一下。

原来，触屏式手机的屏幕经历了由电阻式触屏到电容式触摸屏的发展。1997年，摩托罗拉推出的PalmPilot掌上电脑，是最早采用电阻式触摸屏的，它利用压力感应进行工作，当手指或其他物体触压屏幕时，压力感应传感器可将位置信号传送至CPU，从而确定触点的位置[1]。它的性能稳定，工作环境与外界完全隔离，因此受外界灰尘、天气等不良因素影响较小，其缺点是在工作时每次只能响应一个触控点，当触控点在两个以上，就不能做出正确的判断了[2，3]。2007年3月，LG率先了Prada多点触摸手机，同年6月，苹果开始出售iPhone电容式全屏多点触摸手机，采用电容式触摸屏，一时惊艳四方，宣告手机进入从单点到多点触摸的新时代。顾名思义，电容式触摸屏主要结构就是电容器。我们知道电容器就是容纳电荷的器件，由两个电极以及它们之间的介电材料构成，其主要工作原理便是“充电”、“放电”。

电容式触摸屏是将人体或大地视为一个电极进行工作的（由于人体与大地相连，人体可以看做是一个电极）。根据其结构和工作原理不同，可将其分为表面式电容屏和投射式电容屏，投射式电容屏又分为自容式和互容式两种。

1 表面式电容屏

表面式电容屏的结构由外至里主要由四层组成：玻璃保护层、导电层（材料为ITO）、玻璃层、导电层（ITO）。ITO是铟锡氧化物的英文缩写，它是一种透明的导电体[4]。最内层导电层有着屏蔽的作用，确保良好稳定的工作环境，中间的导电层是整个触屏的工作面，充当一个电极。工作面上接有高频交流电场，当人的手指触摸到屏幕时，人体与导电层以及绝缘的玻璃层构成一个电容。由于电容可以导通高频电流阻挡低频电流，因此对于高频电流来说，可将电容视为导体。于是会有一部分电荷从手指转移到人体。流失走的电荷会从屏幕四个角的电极补充进来，形成电流，经过这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置[5]。表面式电容屏的缺点是每次只能对一个触点做出反应，如若同时进行两个及以上触点的操控，电容式触摸屏将不能确定触点的位置，从而无法正常工作。此外，环境温度、湿度、电场的改变都会引起电容屏的漂移，扰乱对触点位置的判断。

2 投射式电容屏

投射式电容屏又分为自容式和互容式两种。自容式电容是指电极与地构成的电容，称为自我电容。在玻璃表面的ITO经过化学方法蚀刻，制成横向与纵向的电极阵列，这些横纵交错的电极分别与大地构成电容，如图1（a）所示。当用手指触摸电容屏时，相当于并联一个电容到电路中去，从而导致在屏体电容量增加。在触摸屏幕前后，探测器探测到电容量的变化，以此确定触摸点的坐标位置。自电容式触摸屏需要校准，存在“鬼点”效应，无法实现真正的多点触摸。生活中最典型的实例便是笔记本电脑触摸输入板。

如图1（b）所示，当人手碰到触摸屏时，电极和地之间的电容由原来的Cp变为CP+2CF，显然增大了[6]。

交互式电容是用ITO制作横向与纵向电极，如图2所示，它不同于自容式屏的是在横向和纵向的ITO电极交叉处会形成电容，也就是说横向电极和纵向电极分别构成了电容的两级。当手指与电容屏接触时，将影响触点附近两个电极间的耦合，从而改变这两个电极之间的电容量。探测器探测到电容量在触摸前后的变化，会确定触摸点的位置。互电容式触摸屏无需校准，可以避免“鬼点”效应，实现真正的多点触摸，并且它的工作不受外界温度、湿度、手指湿润程度等影响，不会产生“漂移”现象。苹果公司的产品iPhone和iPod Touch的触摸屏便是采用了交互式电容技术[7]。

了解了电容式触摸屏的工作原理之后，我知道了电容式触摸屏是利用人体的感应电流进行工作的，根据此原理我用锡箔纸包裹棉签棒自制了一个电容笔，手握电容笔触压电容屏幕，可以很好的操作手机。

触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术[8]。如此将理论知识与实际应用结合起来，使得我对手机触摸屏的工作原理有了更加深刻的理解，同时，在这个过程当中我更感受到物理的神奇魔力。

参考文献：

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[5]高燕.触摸屏应用技术基础[J].现代营销，2010（10）：86-87.

[6]石峰.应用于触摸控制芯片的流水线 ADC 研究与设计[D].华南理工大学，2013.

[7]游荣鑫，王彦涵.浅谈投射式电容触摸屏设计[J].现代显示， 2011（09）：30-33.

电容式触摸屏篇3

关键词：触摸屏 现状 发展趋势 市场

1 概述

现今在各种电子产品市场中，移动电话、平板电脑、个人数字助理、MP3/MP4等便携式电子产品，以及电脑家用电器等都在逐渐开始使用触摸屏作为用户和电子设备数据沟通的界面。触摸屏作为一种定位和输入设备，用户在使用时可以对显示的物件进行触摸、拖拽和手势等操控，这样使人机交互变得更加简单、直观和人性化，同时也符合电子产品轻薄化的发展趋势。触摸屏正在取代鼠标、键盘等传统输入设备，成为电子产品的重要组成部件。

2 触摸屏技术发展现状

2.1 电阻式触摸屏 电阻式触摸屏结构为上下两层镀有导电功能的透明ITO（铟锡氧化物）膜，两片膜间设有空气层间隙，当屏幕处于未被按压的状态时，上下膜不接触，触摸屏处于未导电状态，而当操作者以指尖或笔尖压按屏幕时，上下膜发生形变接触导电，再通过侦测X轴和Y轴电压变化值定位出触控点的坐标，完成屏幕的触按处理机制。一般电阻式触摸屏为4线结构，随着技术发展逐渐出现5线、6线与8线等多种类型，线数越多，可侦测的精密度越高，电阻屏的性能也就越优异。电阻屏具有结构简单、成本较低，制造方法成熟等优点，曾经是市场的主流技术，得到广泛的应用。但是电阻屏功耗大、寿命较短、易出现检测点漂移，特别是不支持多点触控，已不能满足触控技术的发展和人们的需要，其地位目前已被电容式触摸屏取代。

2.2 电容式触摸屏 电容式触摸屏技术分为表面电容式和投射式两种。表面电容式触摸屏的原理是利用电场感应方式感测屏幕表面。其面板是一片均匀镀刻的ITO层，面板的四角各有一条输出线与控制器连接在一起，使用时触摸屏表面会有一个电场，如果接地的物体触碰到屏表面，面板表面的电场就会发生电荷的转移，通过侦测这个电荷的转移就可以准确的定位触碰点的坐标。表面电容式触摸屏具有使用透光率高、寿命长、但是不支持多点触控、分辨率低，目前主要应用于大尺寸户外用触摸屏，如各类公共信息和服务平台。

投射电容式触摸屏原理是借助电极发射出的静电场线来感应的。投射电容技术包括自我电容和交互电容两种，它们的投射电容式传感器中，传感电容在设计中遵循了相关的方法，在规定的时间内就能侦测到触摸，该触摸与以往不同的就是不仅能识别出单指，还能识别多根手指。自2009年以来，美国苹果公司生产的iPhone、iPad为其赢得了良好的效益，推动了投射式电容屏技术不断走向繁荣，没用多长时间内就取代了电阻式触摸屏，现在已经是市场上应用最多的触控技术。

2.3 红外线式触摸屏 红外式触摸屏原理是在X，Y方向上设置一定数量的红外线矩阵来侦测定位用户的触摸。红外触摸屏在正面位置安装一个电路板外框，外框四边排布红外线发射管和接收管，发射管和接收管一一对应成垂直的矩阵。触摸屏幕时，触摸物体就会阻挡该位置的横竖两条红外发射线，相对应位置就不能接收到红外线，就可以定位出触摸点在屏幕的位置。红外线式触摸屏优点是透光率高、抗干扰能力强、触控稳定性高，缺点是红外触摸屏的准确度易受环境光线变化的干扰。目前先进的红外线式触摸屏寿命得到大幅提高，在对手指移动轨迹进行跟踪时，相关要求规定的精度、平滑度、跟踪速度都能实现，可以进行手写识别输入，还能很好的转换成图像轨迹。红外式触摸屏主要是在没有强光线干扰的公共场所、办公室或者是不需要精密要求的工业控制场所中使用。

2.4 声波式触摸屏 声波式触摸屏包括两种：表面声波式触摸屏和弯曲声波式触摸屏。表面声波式触摸屏是利用声波定位的一种触控技术。触摸屏四角设置有发射和接收声波的传感器，当手指触摸屏幕时，手指吸收部分声波能量，传感器就可以侦测信号在衰减，由此计算出触摸点的位置。表面声波触摸屏技术比较稳定，具有很高的精度，除了可以响应X和Y坐标外，还能响应第三轴z轴坐标，也就是压力轴响应。表面声波触摸屏的透光率好，耐用性强，反应灵敏，寿命长，不影响图像质量，一般在办公室、机关单位等环境比较清洁的公共场所使用。弯曲声波式触摸屏是一种声音脉冲识别技术。弯曲式的声波在沿基板内部传播，因此弯曲声波式触摸屏可以排除衣物、灰尘和昆虫等环境因素造成的误识别。目前弯曲式触摸屏主要应用于中大尺寸的信息亭、金融设备等。

3 触摸屏市场前景

根据市场研究机构Displaysearch调查，投射式电容触控技术在2010年正式超越电阻式触控技术，成为产值比重最高的触控面板技术。Displaysearch数据显示，2009年触控面板的出货量和产值达到6.07亿片、43.32亿美元，2010年成长到8亿片、61.77亿美元，2011年因平板电脑也采用投射式电容触控面板，使出货量和产值提高到9.87亿片、76.46亿美元，2012年达11.61亿片、89亿美元，2013年13.41亿片、101.46亿美元，2014年15.38亿片、113.31亿美元，2015年17.35亿片、124亿美元，2009年到2015年以年复合增长率25%的速度成长。

4 触摸屏发展趋势

4.1 多点触控技术 2007年以来，美国苹果公司iPad、iPhone系列产品能够在激烈的市场竞争中获得巨大的成功，就是因为采用的投射式电容式触摸屏可支持多点触控，给用户带来了更加丰富的触控体验，开启了多点触控技术应用的新风潮。多点触控技术已经从最初的仅支持2点缩放，逐渐发展实现3指滚动、4指拨移、5指以上触控式别以及多重输入方式等。今后多点触控技术将向更细致的屏幕物件操控以及更具自由度的方向发展。

4.2 内嵌式触摸屏结构 当前触摸屏采用后道贴合的工艺将显示模块和触控模块整合为一体，这种结构成为外挂式。外挂式结构简单，易于规模化生产，但是外挂式结构在厚度上难以控制的更为轻薄。不符合触摸屏产品越来越轻薄化的发展方向。所以，我们现在要研究的主要是内嵌式结构触摸屏，他可以将触控模块嵌入显示模块内，这样两个模块就会合在一起，不再是一种相对独立的关系。与传统的外挂式结构相比较，内嵌式结构有其自身的优势：ITO玻璃层数变少了，透光率变得更高，也越来越轻薄，不用再进行触摸屏模组和TFT模组的后道贴合，提高良品率、触摸屏组与TFT模组同时生产，减少部件的运输费用。

4.3 混合式触控技术 目前虽然存在多种类型的触控技术，但是每种技术都存在难以解决的“先天缺陷”。为解决这一问题，近年来开始研究混合式触控技术，即在一块触摸屏中同时使用多种触控技术，达到消除单一触控技术存在的缺陷问题。目前有报道电容/电阻式混合触摸屏，该屏有效的解决了电阻屏不支持多点触控和电容屏不支持手写的问题。现在我们需要更高的触控技术，从当前对触控技术的要求来看，单一的触控技术显得落后了，在未来的发展中，混合式触控技术将占据优势地位。

4.4 触觉反馈技术 现在有文献报道的触觉反馈技术研究还比较少。美国Immersion公司发明的“Force-feedback”技术主要是借助机械马达来振动，包括模拟跳动、物体掉落和阻尼运动等触觉效果；Senseg公司的“E-sense”技术是借助生物电场的原理产生触觉反馈。通过这一技术能够得到更好的触觉反馈效果，因此触觉反馈技术将会是触控技术发展的一个重要方向。

5 总结

触摸屏控技术主要分为电阻式、电容式、红外式和声波式触摸屏四种，其中电容式触摸屏是目前市场的主流，预计到2015年电容式触摸屏的产值将会达到124亿美元。未来触摸屏技术将向多点触控、内嵌式结构、混合式触控技术和触觉反馈技术四个方向发展。

参考文献：

[1]严盈富.触摸屏与PLC入门[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[2]Jong-Kwon Lee，Sang-Soo Kim，yong-In Park，et al.In-cell adaptive touch technology for a flexible e-paper display[J].solid-state electronics，2011（56）：159-162.

电容式触摸屏篇4

除了变得更大，触摸屏还有另外一些事情要做。

在三星Galaxy S4手机的评测视频里，玩家可以用一个叉子或者一个饮料瓶底、甚至是另外一部手机边缘，点在手机屏幕上进行上下左右移动和操作；而在诺基亚最新系列Lumia920/820的会上，这家公司的高级副总裁、Lumia系列主管Kevin Shields戴着手套在使用手机时，也引发了台下不小的轰动。

诺基亚将这种戴着手套也能操作触摸屏的技术称为“Super Sensitive Touch”（超敏感触摸屏），它能够识别手套、皮肤，甚至是指甲的命令，在寒冷的地方带着手套也一样可以准确识别出手指的动作。

这是一家名为Synaptics的美国公司提供的技术支持。正是基于Synaptics开发的ClearPad Series 3传感器技术，诺基亚和三星的最新手机都在触摸屏方面有了至少可以拿出来说一说的新卖点。

它体现出了触摸屏技术的一些新进展：显示屏幕集成传感器、抗干扰能力更强。“我们需要一些特殊的算法来跟踪、检测戴手套的手指，之后进行相应的开发和测试”。Synaptics公司智能显示屏事业部高级副总裁及总经理Kevin Barber也这样告诉《第一财经周刊》。

就在两三年前，“能够戴着手套操作触摸屏手机”还是一种设想，触控不够灵敏也一度被视为触摸屏手机的缺陷。而在解决这些自身的诸多技术难点上，触摸屏花的时间既不算太长，也不算太短。

1971年，美国人Sam Hurst发明了世界上第一个触摸传感器，被视为触摸屏技术发展的开端。

当时Sam Hurst在肯塔基大学任教，每天都要处理大量的图形数据，这令他感到焦头烂额。他开始琢磨怎样提高工作效率，之后制作出了最早的触摸传感器。这种触摸传感器被命名为“AccuTouch”。1973年，这项技术还被美国《工业研究》杂志评选为当年100项最重要的新技术产品之一。

不久之后，Sam Hurst成立了自己的公司，并和西门子公司合作，不断完善这项技术。这个时期的触摸屏技术主要被美国军方采用。直到1982年，Sam Hurst的公司在美国一次科技展会上展出了33台安装了触摸屏的电视机，普通用户才第一次亲手“摸”到这种屏幕。

从1990年代起，触摸屏技术开始在民间获得了不小的发展。那时的触摸屏主要以电阻式触摸屏为主，被广泛应用在任天堂的DS掌上游戏机、PDA等产品上。1999年，IBM还联合贝尔公司，了世界上第一个配备触摸屏的移动电话“Simon”。

电阻式触摸屏的基本结构是“薄膜+玻璃”。在触摸操作时，薄膜下层的涂层会与玻璃上层的涂层接触，其中电阻发生变化，在X和Y两个方向上产生信号，并传送到触摸屏控制器。

除了功耗大、寿命较短以外，这种电阻式触摸屏很容易出现检测点漂移的情况，而最致命的是不支持多点触控。当然，那个时候还不能用这种触摸屏完成诸如玩游戏这样的复杂操作。

在这个时候，一些公司开始发展更完善的电容式触摸屏技术。与电阻式触摸屏相比，电容式触摸屏依赖覆盖在屏幕上的多个电极工作。最早出现的是“表面式”电容触摸屏，只要最少四个电极，就能感受到手指带来的电容变化，但该技术需要的电极尺寸很大，屏幕很难做小，只被用在信息亭等大型设备上。

2007年，苹果开始在第一代iPhone手机上采用“投射式”电容触摸屏技术，它的电极排列更精密，引发了手机行业的一场革命。iPhone触摸屏的供应商是来自台湾的宸鸿（TPK）。TPK创始人江朝瑞最先带着这一技术拜访的公司其实是诺基亚，但这个技术没有被当时的诺基亚采用。

后来发生的我们都知道，触摸屏开始出现在越来越多的手机上。市场研究集团NPD DisplaySearch的报告说，在2011年的时候，电容式触摸屏已经替代了电阻屏，成为手机行业的主流技术。

诺基亚应用在Lumia系列手机上的“超敏感触摸屏”，现在成了这个领域的最新突破：它将传感器和显示屏融合在了一起。

过去，传统的手机触摸屏由从外向内四个部分组成，分别是盖板、非集成式传感器、显示屏、机身，其中传感器又是由感应器和传送器两个组件组成的，这两个组件共同负责处理手指按压屏幕时所产生的静电信号。在这种设计中，显示屏必须首先通过传送器，才能接收到感应器发出的信号。

而对于超敏感触摸屏，感应器和传送器的位置都发生了变化：传送器挪到了显示屏背部，而感应器直接放置在了显示屏上方，变成了显示屏的正面。

这个调整带来了两点好处。首先是节约电量，因为超敏感触摸屏不会像普通屏幕那样，由于分离式的传感器设计吸收了显示屏发出的一部分光，导致手机消耗额外电量；另一个更明显的变化是抗干扰能力的提升。

此前有其他介质，比如带着手套就无法操控电容屏，原因在于手套干扰了电场，使手指与触摸屏接触产生的电流受到影响，无法完成准确的触摸操控。现在通过传感器直接接触显示屏，帮助传感器捕捉更弱的触摸信号，比如来自指尖、手套和手帕的触摸信号，使“戴着手套操作触摸屏”成为了可能。

“目前提供给合作伙伴的解决方案，抗干扰能力已经比最早的产品提高了10倍。”Kevin Barber说。

这种将显示屏尽可能接近感应器的设计正在成为触摸屏行业的一大趋势，它主要被分为“In-cell”和“On-cell”两种模式，前者是在液晶面板内部直接嵌入触摸传感器，后者则是像“超敏感触摸屏”一样，在显示面板的上方安装传感器。

相比On-cell，In-cell将过去的两层屏幕变成了一层，它带来更薄的机身，也通过触摸层的整合减少了零部件数量。苹果iPhone5是最先采用了这种触摸屏技术的手机，只是将传感器直接嵌入显示屏的工艺还有些复杂，因此仍然面临产品合格率不够高的问题。所以On-cell技术屏幕先于In-cell在2010年就面世了，目前广泛用在了三星Super Amoled屏幕里。

使用了On-cell工艺的“超灵敏触控”也仍然还有改进的空间。由于屏幕过于灵敏，有时触碰屏幕时会滑开其他程序，或者手机不用放在口袋里时，高灵敏度也会自动触开手机解锁。

并不是所有厂商都从超灵敏的角度去尝试突破触摸屏领域的局限。索尼就在自己2012年的智能手机Xperia Sola上使用了悬浮触控技术（Floating Touch）。这项由索尼移动和Cypress Technologies联合研发的技术，也是业界最受关注的触摸屏技术之一。

从技术角度而言，浮空触屏技术是将两种类型的触摸屏——互电容（Mutual Capacitance）和自电容（Self-Capacitance）进行了结合。

索尼移动通信的相关人士表示，这一技术必须合理排列两种电容，并对触摸传感器的控制软件进行调整。如果软件太灵敏，就失去了精准度，无法实现传统的多点触控；而如果灵敏度不足，就感应不到在屏幕上空的“触控”操作。

自电容在早期的智能手机上比较常见。自电容的技术特点是感应信号强大，支持“靠近”屏幕上方、而不是直接接触屏幕的手指动作进行侦测。但自电容屏幕能感应的真实坐标有限，比如在四个坐标中，只会感应到其中的两个点，而另外两个则被称为“鬼点”，与电阻式触摸屏一样，它无法实现多点触摸。

互电容被广泛用于现在的主流智能手机。它在手指与两组电极交叉的地方形成电容，所有的横向和纵向交叉点上，每一个电容值的大小都可以得到识别和测量，计算出每个触摸点的真实位置。但互电容传感器的电场很小，以至于信号强度很低，无法感应到那些非常弱小的信号——这也是过去的触摸屏无法支持戴手套操作的原因，更不用说支持“浮空触控”了。

在结合了互电容与自电容之后，“浮空触屏”可以通过两种方式与人的手指进行互动：当手指在屏幕上方时使用自电容进行感应，而当手指接触屏幕时则使用精准度更高的互电容。这一技术目前还有一个最大的问题：当进行“浮空”操作时，它是没有办法实现多点触控的。不过Kevin Barber认为它仍然是一项令人兴奋的技术，它让应用程序设计师有了更多的发挥空间。

苹果也仍然在触摸屏技术上继续探索。这家公司还在今年2月6日获得了一个专利，一种利用太阳能的多点触摸面板技术。这种屏幕技术集成了太阳能电池面板、多点触摸传感器以及光线传感器，可以将太阳能转化为电能并储存进电池当中。

使触摸屏变得更薄、识别更准确，甚至有更多的操控方式和功能，看起来都是触摸屏技术接下来的发展方向。“灵敏度需要对材料科学、传感器建模与设计、模拟前端设计和图像处理算法有全面认识。”Kevin Barber说。

电容式触摸屏篇5

【关键词】触摸屏;种类;原理

1.触摸屏技术概况

我国是世界上重要的触摸屏生产和消费国家，越来越多的触摸屏应用于手机、PDA、客户终端查询机等系统。目前虽然我国的触摸屏生产已具规模，但是在生产实力和技术水平上与国外跨国公司仍存在差距。随着经济全球化的发展，特别是中国加入WTO以来，整个市场更趋国际化，近年来一些大型的跨国企业纷纷涌入中国市场，使国内本土企业面临残酷的竞争压力。为此，中国企业一方面需要通过高质量产品占领市场，另一方面需要通过技术创新扩大竞争实力。

为了能够保证产品的质量，提高生产效率，国内很多触摸屏厂商纷纷引进国外先进的加工制造技术，国内的很多研发机构也通过学习国外的先进技术研制出了性能更好的产品。

目前触摸屏应用较多的为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏和表面声波触摸屏等。

1.1 电阻式触摸屏

电阻触摸屏是利用压力感应进行控制操作，其屏体部分是一块与显示器表面相匹配的复合薄膜，该薄膜屏有多层，其中基层是一层玻璃或硬塑料平板，表面涂有透明氧化金属（氧化铟 ITO）作为导电层，在这层之上，覆盖一层经过硬化处理的塑料层，它的内表面也涂有导电层。这两层之间距离非常小，仅为2.5微米，中间有许多微小（小于1/1000英寸）的透明隔离点，这些隔离点使这两层材料绝缘隔开（如图1所示）。

图1 电阻触摸屏工作原理

如图1所示，当手指触摸屏幕时产生压力，使这两层之间的触摸点有了接触，因为其中一个导电层电阻发生变化，在Y轴方向得到5V电压，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器得到信号，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得到Y轴坐标，同理得到X轴位置，这就是电阻技术触摸屏的基本原理。

1.2 电容式触摸屏

电容式触摸屏是由四层复合玻璃屏组成，最外一层为矽土玻璃保护层，用来保护导体层和感应器，当屏幕上有尘土或油渍时，触摸屏依然能够正常工作。电容触摸屏内表面和夹层均涂有ITO，内层ITO的作用是为屏蔽层提供良好的工作环境，夹层中ITO层为工作面。四个电极分别从四个角导出，当手指触摸在屏幕时（图2），人体所带的电场通过手指和屏幕表面形成耦合电容，在高频电流的条件下，电容是直接导体，手指在接触点产生一个微小的电流，这个电流分别从四个角上输出，输出电流与触点到四角的距离成正比，控制器基于这四个电流量的计算，得出触摸点准确位置。

图2 电容式触摸屏工作原理

在电容触摸屏的技术中将人体作为其中一个元件使用，因此当用其他物体如带手套的手接触屏幕时，触摸屏不能做出相应反应，但是，每当有导体接近夹层ITO工作面，它们之间耦合电容超过一定值，导致触摸屏出现误差，在潮湿的环境里，这种情况更为严重。电容触摸屏最主要的缺点是漂移，当周围环境温度、湿度以及电场发生变化时，都能引起漂移造成误差。另外，由于电容触摸屏中四层复合触摸屏对不同波长的光所产生的透光率不同，易产生色彩失真的问题。

1.3 红外技术触摸屏

红外线式触摸屏的检测器是由红外发射管和红外接收管组成（如图3所示）。在显示器的四周，按照X，Y方向密布着红外线矩阵，发射管和接收管一一对应，纵横交错，当手指或物体触摸在屏幕上，将横竖两个方向的红外线遮挡住，主机可根据红外对管的（X，Y）值判断触摸点的精确位置。

图3 红外技术触摸屏工作原理

1.4 表面声波触摸屏

表面声波，顾名思义是一种沿介质表面传播的机械波。表面声波触摸屏是由四部分构成：声波发生器、声波接收器、反射器和触摸屏。

表面声波式触摸屏的屏幕是一块平面或曲面的玻璃，没有覆盖层或贴膜，置于LED或LCD之前。表面声波式触摸屏将竖直和水平两个方向的超声波发射换能器安装在玻璃屏幕的左上角和右下角，与之相对应，超声波接受换能器分别位于右上角和左下角（如图4所示），屏幕四边刻有45?角由疏到密间隔很小的反射条纹。当右下角的水平方向发射换能器工作时，控制器将5.53MHz的电信号传输到发射换能器中，通过发射换能器发出一个窄带脉冲，将电信号转化为500?m的声波信号向左方传递，下方的反射条纹将声波能量由屏幕表面均匀传输，再由上方的反射条纹将声波能量传输到X轴接收换能器，因为发射换能器位于左下角，所以在右边传播的声波信号比在左边传播的声波信号早到达接受换能器，所有到达的声波能量最终叠加成一个较宽的波形信号，接收换能器将表面声波能量转换为电信号。

图4 表面声波触摸屏工作原理

当没有物体触摸屏幕时，所接收信号的波形与参照波形保持一致;当有手指或其他物体触摸屏幕时，部分声波能量被吸走，在接收波形上出现一个衰减缺口，计算该缺口位置，即得出X轴位置，同理可得出Y轴位置。此外，表面声波触摸屏根据波形衰减量大小还能感知用户触摸屏幕压力大小，得出第三个参数（Z参数）。

1.5 光学触摸屏

光学触摸屏的工作原理如图5所示：在触摸屏顶部的左右两侧各安装了一个CCD摄像头，左侧CCD摄像头LED灯发射出光线，经过四周反射条反射，进入右上角的CCD摄像头中;同理，右上角的CCD摄像头发射的光线传入左侧的CCD摄像头中.密布的光线在触摸区域内形成一张光线网，经过多次反射的光线之间的空间在1mm以内。当触摸屏幕上某一点时，该点的射出光线和接收光线形成一个夹角（如图5所示），同时两端的CCD摄像头与这两条光线以及两个摄像头之间构成的直线形成另外两个夹角α和β，两个摄像头之间的距离是固定的，因此通过处理器的计算，就能得出该点的准确坐标，实现触摸反应。当采用多点触摸时，原理也是如此。

图5 光学触摸屏原理图

2.利用Wii遥控器实现多点触摸屏

Wii遥控器是日本任天堂公司一款游戏机手柄，它的顶端具有高分辨率红外照相传感器，能够快速地同时跟踪4点红外光源，拍照成像为1024768像素，该红外照相传感器的工作频率为100Hz，视野范围在-45?～+45? 以内，在其内部还有一个内置蓝牙设备。根据Wii遥控器的特性，将作为信号接收和信号输出设备其应用于触摸屏系统中。

图5

在该系统中，由贴片红外二极管作为系统的发光源，利用玻璃作为触摸屏，红外光在玻璃中发生全反射，玻璃表面有一个渐消失区，当用手指触摸玻璃表面时，红外光在触摸点反射至Wii遥控器顶端的红外摄像头中，Wii遥控器将此信号通过内置蓝牙传输到电脑，电脑显示其对应触摸点，从而实现触摸屏功能。试验结果显示，该系统可以同时对玻璃表面的四个触摸点做出正确判断。

3.结束语

本文简要介绍了几种常见的触摸屏技术，并提出一种新型触摸屏实现方案，将Wii遥控器应用于触摸屏技术中，该系统通过实验证明可以准确快速对4点触摸做出判断，相比于目前常见的触摸屏，该触摸屏成本较低，准确度高，对于未来的应用于更多行业具有很大意义。

参考文献

[1]S.J.Spencer，J.Klein，K.Minakata，V.Le，J.E.Bobrow，D.J.Reinkensmeyer.A Low Cost Parallel Robot and Trajectory Optimization Method for Wrist and Forearm Rehabilitation using the Wii， Biomedical Rototics and Biomecharonics，2008（8）869-874.

电容式触摸屏篇6

一、触摸时代

我们的生活方式以及消费习惯已经被一种新的交互形式所改变，这样的改变带来了全新的新渠道传播方式。人们一直以来对于电容式触摸技术的发展前景都是比较看好的，因为它具有相当高的精确度和灵敏度，它的成本虽然现在相对来说还是比较高的，但是可能会在实行推广之后，会有所下降。就好比四五年前的手机价格一直都很高，并且没有下降的趋势，但是现在回头仔细看看手机的价格，是很多人都可以接受的。所以，只要做好做大规模，电容式触摸屏的价格也就会在一定程度上有所下降。还有一个比较重要的原因是已经有一个非常成功的案例--苹果公司，苹果公司在资金上有很大的投入，并且将配套电容式触摸屏技术的应用软件进行改进，促使iphone成为了人们非常青睐的终端娱乐产品，相信若是需要研发其他两种触摸屏技术，同样也需要有大量的资金投入和长时间的研发过程，所以，我们应该对成功的例子上，使更多人能够享受到这一成果，并且同时进行研发，相信在不久的将来，会有更多、更强、更好、更新奇的触摸屏技术，配合强大的应用软件，不断呈现在我们面前。

现在"触摸"已经成为一种潮流，作为一种全新的体验和操作方式，绝大部分的手机用户都表示出很大的兴趣，但是真正能实现"触摸"操控的手机还是屈指可数的，大部分国产的手机触摸并不能带给人们操作的乐趣，所以真正意义上的"触摸"手机 并没有平民化，它们的价格大部分还是高高在上的所以现在手机市场应该尽快推广高端的触摸屏技术，使人们能够享受的起"触摸"的乐趣。相信消费者对于这一新奇体验的热情会随着价格的下降而强烈表现出来的。

二、触摸时代带给人们的便利生活--针对现在流行的iphone

之所以说触摸操作必将成为未来操作方式的主流，不仅仅是因为触摸操作对于一款产品在卖点和整体价值提升上所起的作用，更多的，触摸操作的意义在于非常实际的方面。它能够提升用户的操作效率，按压传统的物理按键不仅费力而且费时，尤其在进行大范围的菜单选择等操作时对用户的手指产生的压力非常明显，而触控操作可新闻以让用户的手指始终处在同一个平面当中，快速的移动和点选也不会产生疲劳感，同时让操作更加快速高效。另外，触摸操作对于产品本身来说也存在有使用寿命方面的优势，相比传统按键操作，触摸操作能够很好地控制产品损耗，减少故障率。当然，采用触摸显示屏设计的产品让设计师可以有更大的空间对产品本身进行设计和创意，让产品更加的时尚和具有魅力，迎合更多消费者们的口味。

伴随着号称"智能手机之王"的iphone以无可匹敌的态势，带着你想得到的、想不到的、实用的、有趣的各种功能出现在触手可得的身边时，当你真的开始尝试体验那种种神奇的"本领"，才会知道超过10万个应用程序、独特迅捷的网络体验真的不能只用一个"爽"字能概括。

8：00am--在音响效果直逼音箱的iphone闹铃声中起床。路上有点堵，用iphone读资讯。

现在的iphone手机可以打发我们的闲暇时间。在手机中有"重要事件提醒"，对于今天需要完成的工作和任务进行了确定。登上iphone内置的3G门户网站，只需轻轻一点，就可以浏览站内的手机资讯，了解到今天刚刚发生的大事小情，这种功能在我们平时的交际中会有很重要的作用。还可以再看看手机报、手机生活。到公司，打卡，开始工作。

9:00am--开始一天的工作。主管说要去旅游，用iphone探探路。

主管说如果本月任务完成的很出色的话，就会在下个月旅游。这个消息让人很兴奋，工作也就更为加倍的努力。可是答应家人要去旅游就不能去了，用iphone查一查有什么地方适合家人去玩，再看看iphone上的"航班管家"，找一下机票有什么打折的。

12:00am--午休时间就要休息一下，用iphone看一下经典电影。

现在很多年轻人都喜欢随手捧着手机看电影，iphone手机能够完全满足这样的需求，不仅在午休的时候可以得到足够的休息，而且还可以找到自己喜欢的事情打发时间。

在上述举例说明的几个时间点中，我们只举了其中触摸产品中的其中一种--iphone阐释出人们身边对于这种触摸产品的需求是越来越大，现在这种产品在不断地更新换代，人们对于触摸产品的认识也有了更广泛地空间。

三、触摸时代未来的发展

1、触摸屏同一了视觉和触觉，开启人机交互方式的革命

从电话机、办公设备、扬声器、数码相框、电视机控制键、远控器、GPS系统、汽车无钥控制，到医疗监控设备，触控设备随处可见。不管是在哪一个行业，或者是针对哪一种产品，任何一个应用中，甚至是每个价格点上，触控技术都在其中发挥着重要的作用。也可以说，触控技术不管是在什么样的状况下，都是不可或缺的。站在消费电子产品的角度上进行分析，怎么样才能设计出直观、便捷的控制体验，这在用户界面和设计界面中又是一个新的挑战。用户界面不仅要对使用者的视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等五种感官需求进行考虑，而且还要考虑到使用者需求对元件或系统的影响。

2、触摸屏的工作原理、主要类型及其尺寸的区分

为了能够更方便的进行操作，现在的鼠标或者键盘都被触摸屏所取代。在工作的时候，我们一定要用手指触摸安装在显示器前的触摸屏，然后系统就会根据手指触摸的图标或者菜单将其所选择的信息确定出来。触摸检测部件和触摸屏控制器是组成触摸屏的两个重要因素;显示器屏幕前面会安装触摸检测部件，用户触摸位置就是需要它来进行检测的，接受以后送至触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点对装置上接收的触摸信息进行检测，并且把它转变为触点坐标，再送给GPU，它同时能够对GPU发来的命令进行接受，并且予以执行。

电阻触摸屏，这种触摸屏利用压力感应进行控制。电容技术触摸屏，是对人体的电流感应进行利用，完成工作。红外线式触摸屏，是对X、Y方向上密布的红外线矩阵进行利用，对用户的触摸进行检测和定位。表面声波，，它是存在于超声波之中的一种，在介质表面浅层传播的机械能量波，通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计)，可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。

因为显示器领域不同尺寸的市场区隔很大，就拿现在的触摸屏市场来讲，将不同大小的尺寸作为依据，可以分为以下几点：小尺寸为4寸或者以下的。通常都是手机或者数字相机中使用，它的特色就是既轻便，又小巧;中小尺寸为5~9寸，通常都是GPS、掌上游戏机等中使用，消费性电子产品是其主打;中大尺寸为10~21寸，贸易或者产业是使用最多的地方，其中包括产业计算机等;大尺寸22寸以上，这种大小最多地是使用在公共场所的显示器中，通常是带有贸易和公益性质。

触摸屏是高科技产品中较为典型的一种，现在已经被广泛地应用在信息查询系统、便捷消费电子、手机、GPS等众多领域中，特别是中小尺寸的触摸屏。在功能上，触摸屏对电子产品的意义最为重大，个性化设计是它第二个特点。结合不同尺寸触摸屏的市场区分分析。事实上，中小尺寸是个性化设计只要针对的对象，在功能上的设计大部分都是大尺寸的。

3、电阻式触摸屏品质上有先天不足，就长远看来，无法改变电阻式和电容式之间的竞争格式

数字式和模拟式是电阻式触摸屏的两个种类，早期产品是数字式的，其分辨率有一定的限制，在对于分辨率要求不高的设备控制面板上，它运用的会比较多一些。模拟式可以全区域输进，分辨率要高于数字式很多，伴随着最近几年中材料技术的不断进步，数字式产品已经被基本取代了。模拟式触摸屏的基本机构就是上下两层ITO涂层，通常下部ITO基于玻璃。上部ITO基于PET film，两层中间有dot spacer隔开，上部film上还有一层保护层。工作时，触摸屏横向、纵向电路分别加启动电压，在触摸屏上不同位置点击时，会输出不同的电压，控制芯片根据读取到的电压值换算出点击的坐标。

4、中小尺寸触摸屏是未来增长点

电容式触摸屏篇7

多点触控技术主要应用于智能手机，iPad推出后，多点触控技术帮助平板电脑培育了市场。这项技术现在正在进入尺寸更大的台式机显示器、商用客机座椅后背的机上娱乐系统及更广泛的领域。

真正的触摸技术

iPhone问世前，大多数触摸屏使用压感电阻式触摸面板，用户在屏幕操作时，需要用手指实际按下，且每次只能跟踪一个手指位置。

苹果则选择了感应电容式技术，既能响应轻微触碰，还能在手指进入触摸表面上方的电场时感测手指，这项技术被称为邻近感应。感应电容式技术的触摸面板位于显示媒介（如液晶显示屏）上方，需要通过手指或特别设计的电容式光笔干扰电场；与电阻式设计不同的是，该技术不能识别普通光笔或其他无生命物体。

由于采用了玻璃触摸表面，感应电容式屏幕提供了比电阻式技术所用的塑料层更高的透明度，因而色彩更明亮、更坚固耐用，并允许触摸屏表面有划痕。

iPhone一代的重大创新是解决了如何跟踪两次同时触摸的动作，并由此开发出iPhone广为人知的几种手势：单指滑动、转动和开合手指。

最近，三星公司将多点触控技术成功地集成到了三星Galaxy S智能手机等设备的AMOLED屏幕，这项技术被称为Super AMOLED，将触摸传感器直接放在屏幕本身，而不再使用其他介质，这有助于做出更薄的显示屏。

急剧发展遭遇瓶颈

市场研究公司iSuppli的分析师Vinita Jakhanwal表示，今年智能手机市场将会遇到转折点，50%以上的设备会在感应电容式触摸屏或OLED触摸屏上使用多点触控。对多点触控技术来说，平板电脑是另一个快速发展的市场，iPad的成功和在今年消费电子展（CES）上的一大批新款平板电脑就是有力的佐证。

此外，配备双多点触控屏的笔记本电脑也即将面市，这类设计把物理键盘换成了第二块显示屏，可以用做虚拟键盘或用做扩展型屏幕。据悉，采用此设计的宏Iconia笔记本电脑将会在今年上半年上市。届时，笔记本电脑可以像书一样翻开，双屏幕并排显示页面内容，用户使用单指滑动手势即可翻页。

但惠普消费级台式机全球事业部的软件产品经理Ken Bosley表示，制造尺寸更大的多点触控显示屏困难重重。因为一旦尺寸比平板电脑的屏幕大得多，感应电容式技术的制造成本就变得很高昂。为了平衡成本，惠普TouchSmart系列台式机和笔记本电脑使用了光学多点触控技术――由装在屏幕边缘的两只摄像头负责确定触控坐标。

Bosley表示，多点触控使台式机的零售价增加了约150美元，又因为该技术仍被视作是键盘和鼠标的补充者而不是替代者，于是一些人认为多点触控用在台式机上是一种浪费；而另一些人则期望每一台触摸屏设备都支持多点触控，不管该设备是否需要。一个典型的例子是：尽管TouchSmart提供了虚拟键盘，但大多数人从来不用它。

触摸屏制造商Touch International的首席执行官Michael Woolstrom说，他的公司正与商业合作伙伴一起交付装在座椅后背的多点触控屏，准备今年年底之前取代空中客车客机目前采用的压感电阻式屏幕。他说：“多点触控成了决定用户体验的重要因素，用户都想使用挥动、开合手指等手势。”

触摸屏生产商Synaptics的技术战略师Andrew Hsu表示，垂直安装的触摸屏存在的一大问题是“大猩猩臂效应”――人们根本无法在手臂往外展开的姿势下长时间操作。Bosley说：“触摸屏存在许多耐用性问题，如果你想在垂直状态下正常使用，设备就不能摇晃或移动。”

惠普TouchSmart允许用户将屏幕后倾30度，从而在一定程度上缓解了这个问题，但在这个角度下使用触摸屏还是不太方便。Bosley表示，惠普的人机工程学研究表明，用户往往根据所用的应用程序来倾斜屏幕。比如玩纸牌游戏时，用户会将屏幕后倾，但此时用户往往不使用虚拟键盘，悬空的手臂很不舒服。

而在能以任意角度握持的智能手机和平板电脑上，用户能够更充分地利用多点触控技术以及使用虚拟键盘，因此这一市场的重点放在改善和增强多点触控体验上。

新应用面临爆发

多点触控系统的设计师们急于想在苹果率先开发出来的手势基础上增加更多手势。比如说，Synaptics就提供一套Scrybe手势，让系统设计师可以从公共手势库中选择所需的手势自行创建定制手势。

Hsu说：“你可以指定一种手势，使你一键登录亚马逊网站购买产品。”虽然Scrybe手势目前只面向笔记本电脑触控板，但Synaptics表示这项技术的应用范围有望扩大到触摸屏。

Swype也为Android及其他设备平台提供了一套手势，使用户只要在虚拟键盘上滑动手指即可进行输入，而GestureWorks的开源手势库则为Flash和Flex开发人员提供了200多种多点触控手势。

苹果也在竭力扩大其手势库，并测试了iOS 4.3测试版中新的单指滑动功能以及对最多5个手指的支持，不过该公司明确表示：它不打算将多点触控技术引入到台式机或笔记本电脑的垂直显示屏。

但惠普的Bosley认为，新的手势不如苹果普及的三种基本手势通用、直观。“我最近看了苹果的一项专利，它看起来就像北美式手语，非常难学。”他说：“我认为人们会使用适用于屏幕的标准而直观的手势，而不是重新学习一整套新手势。”

Swype的首席执行官Mike McSherry同意这个观点。他说：“让普通用户学习几十种手势是不切实际的。”他认为，手势将主要用于运行应用程序和导航浏览之类的操作。

而电容式触摸屏技术的邻近感应功能则意味着它不但能感测到屏幕表面上方X轴和Y轴方向的运动，还能感测到Z轴方向的运动――手指靠近触摸表面时，它就能感测得到。将来，邻近感应功能有望让触摸感应屏进入到三维世界――前提是触摸屏厂商懂得如何运用这项功能。

这项技术不但有望解读邻近手指的动作，还能解读手指所做的手势。比如说，用户向外张开手指时，触摸屏可能把这个手势解读成在屏幕上放大图像的命令。

Cypress半导体公司的触摸屏营销主管Trevor Davis说：“我们能感测到非常细小的电容变化，例如，我们可以感测到手臂挥动或拳头张开和闭合。”

不过，解读这类复杂的手势是个挑战。一方面，简单的“悬浮感测”应用程序已经在使用当中，比如贴近耳朵时会自动关闭的智能手机显示屏，或只有当用户的手靠近屏幕时才会发亮的戴尔SP2009W显示器LED按钮。

感测屏幕上方手指的存在是很容易的，Hsu说：“最大的问题在于尽量解读用户的意图。”感应电容式传感器不知道它们感测到的悬浮在表面上方的手指是不是有意放在那里，以及用户想要进行什么操作。

即使在特定的应用程序中，无法明确意图也会带来易用性方面的难题。Hsu说：“一旦你深入研究了所有的交互场景，邻近感测确实困难重重。”他表示，如今，邻近感应的惟一切实可行的用途就是简单的设备唤醒功能。

iSuppli的分析师Jérémie Bouchaud指出，邻近传感器在用做用户界面方面正在开展大量的研发工作，特别是用于汽车仪表板内的控制系统。开发人员正在研究一种三维手势――用户可以放大、缩小或移动地图，只要挥挥手就能将内容从画面的一侧“翻转”到另一侧；系统还能辨别挥动的是司机的手还是乘客的手，以确保交通安全。

对于使用光学输入而不是使用电容输入的尺寸更大的触摸屏，研究人员正在研究有望感测到离屏幕50厘米内的三维光学触摸技术。Bouchaud说：“这种类型的系统有望在两年内问世。”

此外，邻近感应还拥有感知手势之外的其他优点。Davis指出，智能手机制造商可以利用邻近感应技术，确定某设备在桌面上、在用户手中还是在用户膝盖上，从而相应调整无线电发射和风扇活动。

iSuppli分析师Rhoda Alexander说，目前多点触控控制技术已经集成到高档相机、汽车甚至家电设备中，还会逐步进入较低端机型。她指出，多点触控技术虽然很难内嵌到大屏幕电视机中，不过装有机电按钮的遥控器却可能让位于多点触控控制器和运行多点触控应用程序的智能手机，比如面向iPhone的L5遥控器。

惠普消费级台式机全球事业部的软件产品经理Ken Bosley表示，制造尺寸更大的多点触控显示屏困难重重。因为一旦尺寸比平板电脑的屏幕大得多，感应电容式技术的制造成本就变得很高昂。

电容式触摸屏技术的邻近感应功能不但能解读邻近手指的动作，还能解读手指所做的手势，有望让触摸感应屏进入到三维世界。

电容式触摸屏篇8

触摸屏看着一样,摸着不同

触摸屏实际主要有四种,我们常见的也就是电阻屏和电容屏。

目前市面上支持Windows 7多点触摸的屏幕有电阻和电容两种,显然后者要更好,判断方法只要看这种屏是不是配了指点笔,带上手套还能不能用就可以。至于为何触摸效果有好有坏那就要看软件设计的水平了,就像M8和iPhone的同为电容屏,但效果差得很远。

小提示:MP4选触摸式,还是按键式?

就目前很多MP4按键的表现,普遍偏硬,如果你用它来打游戏、看书、看漫画效果都不好,触摸式的效果明显更好,当然价格会更贵一些。而在手机使用上就要看每个人的习惯了,有的人就喜欢全键盘,毕竟发短信更习惯。

触摸屏贴膜好不好?

不管是买了新手机,还是新MP4,第一件事就是要给屏幕贴膜,不过有人说触摸屏贴膜并不好。

这种胡说八道的话完全可以无视,但要注意,选择的贴膜要好,而且还要注意贴膜时需要小心。很多人的膜都是在街边小贩处贴的,通常他们会用打火机给热缩膜加热,由于火机温度过高,一不小心就可能对屏幕造成损坏,尤其是在全包膜时更要小心。

Nokia多按键,山寨多触摸

触摸屏几乎已经一统山寨机市场,这是由于触摸屏与普通屏价格差别不大,大家又喜欢多点功能,于是山寨机基本都配上了触摸屏。

至于为什么翻盖和滑盖机很少出现在山寨机上,则是由于模具的成本过高,质量低的模具也要几万元,好的要十几万,甚至是百万级,所以翻盖和滑盖机多用在高仿机上,这些模具的来源是模具厂商提供的公版样式,然后给多家手机厂商使用,这样可以降低成本(明白为什么山寨机和高仿机都长得差不多了吧)。另外翻盖和滑盖机还增加了工序、对质量要求也高,所以全屏触摸和直板机几乎占领了山寨机市场。

电容式触摸屏篇9

摘要：

随着手机、平板电脑及可穿戴数码产品的不断发展，触屏玻璃的材料及制作加工技术也不断推陈出新。文章综述了触屏技术分类及触屏玻璃的发展现状，阐述了触屏玻璃的加工流程，分析了各种触摸屏玻璃精密加工技术的特点以及触摸屏玻璃精密磨削金刚石磨具的发展方向。

关键词：

触屏玻璃；精密加工技术；金刚石砂轮工具

0前言

触摸屏广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、电子书、游戏机等领域。近年来，随着智能手机、平板电脑、车载移动终端以及商业化信息查询系统等智能终端产品的普及推广，全球触摸屏产品和技术发展突飞猛进，产业规模不断提升。市场调研机构TrendForce的报告显示，2014年全球智能手机出货量达到11．67亿部，相比2013年增加了25．9％；2015年全球智能手机出货量为12．93亿部，同比增长10．3％；TrendForce预估2016年智能手机市场仍呈现饱和状态，年增长约7．3％，总出货量向14亿部迈进。触屏玻璃为了达到高强度的要求，多采用强化玻璃作为基板材质，强化玻璃切割加工难度较大，加工时容易产生崩边，而这些崩边又容易造成玻璃强度降低［1］，需要对触摸屏玻璃进行精密加工，因此对触屏玻璃精密加工技术与工具研究的进展进行总结讨论有着重要的意义。

1触摸屏技术

随着触摸屏在电子显示领域的广泛应用，触屏技术也在不断发展和提升。目前的触屏技术主要包括电阻式、表面音波、红外线、表面电容式、投射电容式等［2－3］。电阻式及电容式主要为中小尺寸应用技术。电阻式触摸屏是最早出现的触摸屏种类之一，其利用压力感应进行控制，由于其技术成熟且简单，并且具有价格优势，对一般厂商而言是最容易切入的触屏技术，但其存在透光率较低、耐久性较差等缺点；表面声波触摸屏是将一块不含有导电介质的普通玻璃屏安装在CRT、LCD或PDP等显示屏的前面，其主要特点是适应能力强，由于工作面是一层声波能量，表面声波触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力，因此适合在公共场合等环境较恶劣的条件下使用；表面电容式触摸屏的表面覆盖有一层导电膜，工作时当人或其它物体接触其表面时，电极就能接收到表面电荷的变化，从而确定接触点的位置；红外式触摸屏是利用X－Y方向上设置的红外线矩阵来检测并定位触摸点的，红外线式触摸屏价格便宜、安装容易、能较好地感应轻微触摸与快速触摸，但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，阳光、室灯等外界光线变化均会影响其准确度；表面电容触摸屏的寿命长，但是分辨率低且不能实现多点触控；投射式电容以蚀刻ITO制成，以触控时在X、Y交会处电容值的变化来判断触控的位置，具有较高耐用性、透光度、反应速度以及多点触控功能的优点。2007年以来苹果公司的iPhone、iPad系列产品取得的巨大成功，引发投射式电容屏开始了井喷式的发展，迅速取代电阻式触摸屏，成为现在市场主流的触控技术。

2触摸屏玻璃分类

触摸屏玻璃是触摸屏的重要组成部分，按照其用途的不同，可以分为盖板玻璃和基板玻璃。而按照屏幕面板材质的不同，则可以分为PET膜、钢化玻璃和蓝宝石玻璃。由于PET膜用于传统的电阻屏，故在下文不作详细介绍。

2．1触摸屏盖板玻璃

早期的触摸屏大多用于采用电阻式触摸屏技术的设备中，其盖板玻璃一般采用亚克力板或者是钠钙玻璃。但是其机械强度不高，表面抗划伤性和抗冲击性均较差，从而经常导致显示屏幕出现破损和表面变粗糙的情况。随着触摸屏在大众电子消费产品中的普及，电容式触摸屏应用得越来越广泛，对于触摸屏盖板的要求也随之提高。目前，触摸屏盖板玻璃多数采用高铝硅玻璃，其特点是硬度高，耐磨性好。市场上的高铝硅玻璃主要由外国企业生产，常见的牌号有美国康宁的Gorilla、日本旭硝子的Dragon－trail以及德国肖特的XensationCover等。国内对高铝硅玻璃盖板玻璃的研发起步较晚。成都光明光电目前推出了标号为MJB5的高强度玻璃，据相关信息显示，其比蓝宝石玻璃具有更高的强度。2014年，科立视材料科技有限公司研发了名为“下拉溢流法”的玻璃生产工艺，成功制造并量产0．4mm的高铝玻璃盖板，但是其生产的盖板玻璃是有碱配方，且不可以用于TFT玻璃基板。近年来，单片玻璃解决方案（OGS）以及玻璃薄膜电容（GF）成为触控面板厂研究的两大技术焦点。其中单片玻璃解决方案即在盖板玻璃上面制作传感器，节省了一片基板玻璃和一次贴合，触摸屏能够做得更薄且成本更低。OGS技术的兴起对触摸屏盖板提出了更高的要求，可以说盖板玻璃已成为电容式触控技术最关键的材料之一，而其加工技术将很大程度地影响其成品率和质量。

2．2触摸屏基板玻璃

触摸屏基板玻璃主要采用钠钙硅玻璃，其尺寸规格主要包括有1．1mm、0．7mm、0．5mm以及0．33mm等。国外厂家主要有美国康宁、日本旭硝子、电气硝子，国内的有南玻集团，河北东旭集团等。相对于触摸屏盖板玻璃，其技术门槛较低一些。由于钠钙硅玻璃的价格远低于高铝硅玻璃，虽然高铝硅玻璃的钢化效果要强于普通钠钙硅玻璃，但是其钢化后仍然能够达到一定的强度和保护效果，故出于降低成本考虑，许多厂家开始将普通钠钙硅玻璃作为中、低端触摸屏手机盖板使用。南玻集团采用新型的熔盐成分，对厚度为0．3～1．1mm、尺寸大于（300×300）mm的超薄平板玻璃进行化学钢化处理，处理后所得的化学钢化玻璃的表面应力平均值为300～450MPa，翘曲度低于0．2％，同时兼顾玻璃的可切割性和翘曲度，满足了显示器基板的使用要求。秦皇岛设计院针对显示屏玻璃的应用进行制备和性能研究，经过实验制备出的超薄玻璃化学钢化后表面压应力可达702MPa，已能满足液晶显示屏的要求。

2．3蓝宝石玻璃

2013年11月苹果公司消息称iPhone6可能使用蓝宝石玻璃作为手机面板。虽然后来iPhone6并没有采用蓝宝石玻璃，但却在其AppleWatch的显示屏上采用了。此后，蓝宝石玻璃便进入大众的眼球并受到广泛的关注。严格来说，蓝宝石玻璃一词是不确切的，因为采用的是蓝宝石晶体，而不是玻璃。蓝宝石是一种硬度达到9（莫氏硬度）的刚玉晶体，其硬度比知名手机面板玻璃Gorilla更高，其耐刮性能也更优于Gorilla。此外，蓝宝石的光泽度比玻璃好，化学稳定性和热稳定性也优于玻璃面板。但是蓝宝石生产工艺较复杂，特别是大尺寸蓝宝石手机屏幕制造成本较高，每块价格比玻璃面板提高近10倍。人工制备蓝宝石在1902年就开始进行研究，但大都是小尺寸的晶体。大尺寸蓝宝石在近年开始制备，并发展起来了多种方法，如热交换法、泡生法、温梯法以及针对泡生法进行改良的冷心放肩微量提拉法等。由于蓝宝石很硬，后期的研磨和抛光都非常困难，使得蓝宝石的成本很高。目前除了苹果手机屏幕采用蓝宝石玻璃外，国内也有数家手机制造商推出了蓝宝石屏幕手机。由于蓝宝石玻璃具有的优异性能，随着蓝宝石制备方法的改进，规模扩大，生产效率提高，价格有可能进一步下降，蓝宝石玻璃在未来的触屏面板领域将得到更广泛的应用。

3触摸屏玻璃加工技术

3．1触摸屏玻璃切割加工

在触摸屏的生产制造中，为了提高生产效率，通常是在一张大的玻璃上制作多个触摸屏。经过丝印后的大玻璃要通过切割分成多个触摸屏。切割是触屏玻璃加工的起始工序，其切割的质量直接影响后续加工的难易程度。目前常见的切割工艺有刀轮切割、水射流切割以及激光切割。刀轮切割也称为机械切割，是通过硬质合金或者金刚石的刀轮在一定压力下沿着玻璃滑动，在玻璃上形成一条深度和宽度一致的切口，然后进行裂断。刀轮切割技术成熟稳定、工艺简单、成本低；切割的质量主要取决于刀轮的品质［4］。但是刀轮切割也有着明显的局限，针对厚度小于1mm的玻璃使用刀轮切割是十分困难的，因为玻璃非常容易破碎；此外，刀轮加工后会在边缘区域留下显著的机械应力；随着触屏技术的不断发展，对触屏玻璃切割质量和切割成品率的要求非常严格，如用于平板显示方面的玻璃最薄已经达到0．4mm，有些应用于电子产品的玻璃甚至达到0．05mm。随着钢化玻璃的不断发展以及蓝宝石玻璃逐渐进入触屏领域，传统的刀轮切割在面对这些变化时，明显显得灵活性不足。水射流切割是将普通的水通过一个超高压加压器，然后通过通道直径为0．3mm的水喷嘴产生一道约3倍音速的水射流进行切割，若加入砂料增加其切割力，则几乎可以切割任意材料。使用水射流切割触摸屏玻璃与刀轮切割相比有着明显的优点：切割时不会产生裂痕，它可以切割厚度很薄的玻璃、能够灵活切割曲线、不需要进行磨边等二次加工，在切割过程中还可以减少飞尘，改善工作环境［5］。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、气化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹去熔融物质，从而实现将工件割开的目的。利用激光进行玻璃的切割可以使切割边缘光滑整齐，避免传统机械切割出现的微细裂纹，切割质量可以得到很大地提高［6］。并且激光能够很好的在薄触屏玻璃上面打孔或者开槽［7］。所以使用激光对触屏玻璃进行加工受到了行业的关注。目前，用于工业生产的玻璃切割设备主要由国外生产，如美国FononDSS公司用于平板显示方面的玻璃激光切割设备；德国Grenzebach公司的浮法玻璃在线激光切割设备；德国H2B公司的平板玻璃切割设备；德国Rofin针对玻璃、蓝宝石、陶片等透明易碎型材料推出的激光切割设备等。在国内，对于激光切割玻璃设备和工艺也有相关的研究。2014年大族激光研发的蓝宝石激光切割设备已量产并实现销售。理论研究方面，叶圣麟对激光切割液晶显示玻璃基片进行研究，其结果表明，增大光斑尺寸，可减少断面上的热影响区，提高切割质量；但光斑尺寸过大，会降低激光功率密度，增大输出功率［8］。焦俊科分析了单束和双束CO2激光热应力切割玻璃的切割效果，其结果表明相对于单束CO2激光切割的方法，利用双束CO2激光进行玻璃的切割，既可以保证切缝沿既定方向扩展又可以提高切面的光洁度，是一种比较理想的玻璃切割方法［9］。汪旭煌利用有限元软件ANSYS进行温度场数值计算，建立了激光切割液晶玻璃基板温度场的有限元模型，研究了激光功率和光斑直径对激光切割过程中温度场的影响，得到了温度分布与激光功率、光斑直径的关系［10］。

3．2触屏玻璃精密磨削加工

触屏玻璃的主要制造工艺包括切割、研磨，再经机械抛光研磨或化学强化，针对触摸屏玻璃切割后产生的玻璃边缘崩边，目前通常使用两种方法进行边缘缺陷的消除。一是机械加工法，如图1所示，使用金刚石砂轮进行精密磨削，消除崩边裂纹，降低亚表面损伤，提高表面质量；二是化学强化法，对切割后（或者精密磨削后存在表面缺陷）的强化玻璃基板（C圆角、R圆角、孔及边等）使用氢氟酸处理玻璃边缘，氢氟酸可以溶解掉玻璃表面的微观不平整，消除缺陷，此外氢氟酸还可以与玻璃产生六氟化硅填补玻璃的微观裂纹，但六氟化硅不稳定，易与水接触，接触后还会还原成有毒的氢氟酸。虽然化学强化法成本低，但面临着危害健康和环境保护的压力。因此业界也越来越重视精密磨削后玻璃的表面质量，这对金刚石精密磨削砂轮也提出了很大的挑战。

3．2．1电镀金刚石砂轮加工触屏玻璃工艺

电镀金刚石砂轮的制备原理是金刚石在弱酸性溶液中吸附H离子，在电场作用下向阴极缓慢移动，再辅助其它落砂方法，金刚石磨粒贴附在阴极（钢基体）表面时，Ni离子不断在阴极表面沉积，从而形成包裹金刚石磨粒的镀层［11］。电镀金刚石砂轮中金刚石磨粒、镀层与钢基体之间微观结构如图2所示。基于电镀原理，金刚石与镀层、镀层与钢基体之间的结合都是弱的机械镶嵌作用，因此砂轮在使用过程中金刚石磨粒受力、受热易脱落，导致砂轮寿命较短［12］。金刚石砂轮的寿命短导致CNC精密加工机床换刀次数频繁，会影响生产节奏，降低生产效率。使用电镀金刚石砂轮加工触屏玻璃的主要工艺包括：成型、开槽（孔）、倒边、精磨（抛）等。加工后表面质量对触屏玻璃的强度影响很大。基于目前电镀金刚石砂轮的磨削精度限制，为进一步提高触屏玻璃加工后的强度，还需要进行玻璃边缘的封胶强化，目的是使用树脂对玻璃加工表面微细缺陷（裂纹）进行封闭，缓解加工应力，因此目前电镀金刚石砂轮对触屏玻璃进行精密磨削还存在不足之处。

3．2．2烧结金刚石砂轮加工触屏玻璃工艺

烧结金刚石砂轮的金刚石的结合强度比电镀金刚石砂轮要高，而且成型性好，耐高温，导热性和耐磨性好，使用寿命长，能够承受较大的负荷［13］。但是，由于砂轮在烧结的过程中不可避免地存在着精度低的问题，因此需要对砂轮进行整形处理，这也增加了烧结金刚石砂轮的制造成本［14－15］。国内外学者针对金刚石砂轮的修整进行了大量的研究，主要的修整方法有电解修整法、电火花修整法以及复合修整法等［16］。电解修整法速度快，但整形精度不高；电火花修整法整形精度高，既可整形又可修锐，但整形速度较慢；复合修整法有电解电火花复合修整法、机械化学复合修整法等，修整效果较好，但系统较复杂，因此烧结型金刚石砂轮的修整问题仍然没有得到很好解决。由于烧结金刚石砂轮的使用寿命比电镀金刚石砂轮的长，在加工触屏玻璃时可以大大减少CNC精密加工机床换刀次数，从而提高生产效率。并且电镀金刚石砂轮存在不可忽略的环境问题，所以随着烧结金刚石砂轮制备工艺和修整技术的发展，在触屏玻璃加工领域，烧结金刚石砂轮将来很有可能会取代传统电镀金刚石砂轮。

3结语

目前，针对触屏玻璃进行深加工的电镀金刚石砂轮存在着寿命短，加工表面质量差等缺点，而性能较好的烧结或钎焊金刚石砂轮由于成本原因还未广泛使用，为满足不断扩大的触屏玻璃市场，一方面要对传统的加工工具和工艺进行提升，另一方面也要加大对新技术的研究和新工具的产业化推广。

参考文献：

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电容式触摸屏篇10

【关键词】电阻式触摸屏 坐标定位 C8051F

电阻式触摸屏具有分辨率高，灵敏度好，价格便宜，受环境影响小等优点，是工业控制系统中使用最多一种的触摸屏。将触摸屏与单片机接口，可以使系统的人机界面更加友好，操作更加快捷、方便。应用电阻式触摸屏，最先遇到的一个重要问题是如何准确、快速的定位触摸坐标，因此设计一个简单、实用的触摸屏坐标定位系统成为应用中需要解决的关键问题。

1 触摸屏坐标定位系统设计

本系统以AMT9532四线电阻式触摸屏与单片机接口。CPU选用高速SOC 单片机C8051F121。考虑到C8051F121芯片内集成了A/D转换器、电压比较器等功能部件，本系统采用触摸屏直接与单片机接口的方式，通过单片机内置的A/D转换器读取X方向和Y方向的电压值并通过I/O口的输出控制触摸屏电极电压的切换，系统结构图如图1所示。

要实现C8051F121单片机对坐标定位系统的控制，需要解决以下两大问题。第一，如何做到微功耗。第二，按压触摸屏时，如何产生中断。下面将逐一进行分析。

1.1 低功耗设计

在某点按压触摸屏时，上、下电阻层接通。如图2所示，V1端为直流电压3.3V输入，电流流过电阻R、二极管D、X方向电阻段R1和Y方向电阻段R4，最后通过电极Y-接地。

按压位置不同，接入回路的触摸屏电阻也随之改变，考虑到AMT9532触摸屏在X方向和Y方向的电阻值之和小于1K欧姆，在电路中接入阻值为100K欧姆的电阻，使得线路总阻值大约在100K～101K欧姆之间，此时不同的按压位置对线路总阻值的影响并不大，可以使回路电流I保持在33μA左右。

1.2 中断请求电路设计

本系统采用中断的方式处理按压位置的坐标计算，中断请求电路的设计如图2所示。V1端为直流电压3.3V输入，二极管D选用导通压降较小的锗管（导通压降约为0.2V），中断请求信号Vint从电阻R和二级管D之间引出，接入C8051F121单片机的片内比较器CP的输入端。

未按压触摸屏时，由于X方向上的电极X-处于悬空状态，X方向上的电阻层没有电流，因此，Vint处的电压约为V1的输入电压3.3V；有按压时，由于回路电流I约为33μA，触摸屏电阻上的压降小于33mV，此时，从Vint处读出的电压基本上等于二极管的导通压降0.2V。对比以上两种情况可见，触摸信号会使Vint处的电压产生一个下降沿，在本电路中正是通过这个下降沿触发中断。

为了使电路的性能更加可靠并充分利用C8051F121单片机的内部资源，在本系统中，由单片机内部的D/A转换器输出一个基准电压，把D/A转换器的输出与中断信号Vint接入单片机内部比较器的两个输入端，当Vint的值小于基准电压时，使比较器的输出触发中断。CPU响应后，先使V1端的输入电压清零，然后通过切换各电极电压来判定按压位置。

2 硬件实现

来自C8051F121CPU输出引脚的控制信号加到两片模拟多路开关的地址代码输入端，控制不同状态下加在各电极上的电压。由于多路模拟开关74VHC4052的驱动能力不够大，不足以提供触摸屏的工作电流，因此在触摸屏四个电极的电压输入端需接三极管以提高驱动能力。由于C8051F121单片机内部有两个8通道的AD转换器，足以提供4个通道将各电极电压通过AD转换器读出其实际值。

由于计算的数据均来自两个输出值的差，有效的消除了驱动电压变化以及三极管导通压降不一致等因素对运算结果的影响，确保了坐标定位的准确性，大大提高了系统的抗干扰能力。

3 结束语

在理解触摸屏控制原理的基础上，讨论了坐标定位系统设计过程中需要解决的问题并给出设计方法。此设计简单实用，成本低，在菜单式选择触摸屏等控制系统中能够方便、可靠地实现坐标定位功能，是触摸屏与单片机接口技术的一种创新。

参考文献

[1]朱维安，郑寿云，陈莉.电容触摸屏的坐标定位分析[J].电子测量技术，2009，32（05）：13-16.

[2]郑戍华，王向周，南顺成，王渝.电阻式触摸屏在智能仪表中的应用[J].仪表技术与传感器，2003（01）：35-37.

作者简介

刘隆吉（1985-），女，山东省淄博市人。硕士学位。现为青岛港湾职业技术学院讲师。主要研究方向为控制理论与控制工程。