触摸屏原理及结构。随着科技的飞速发展，触摸屏已经成为现代电子设备中不可或缺的一部分。它以其直观、便捷的操作方式，广泛应用于智能手机、平板电脑、自助终端、工业控制等多个领域。本文将详细介绍触摸屏的基本原理及其结构组成，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
触摸屏的基本原理
触摸屏的基本原理是，当用户用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，触摸的位置由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口、USB等）传送到CPU，从而确定输入的信息。触摸屏系统一般包括触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分。其中，触摸屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，同时能接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。
触摸屏的类型及原理
根据屏幕表面定位原理的不同，触摸屏技术可以分为多种类型，包括电阻式、电容式、红外式、表面声波式等。每种类型都有其独特的原理和优缺点。
电阻式触摸屏
电阻式触摸屏利用触摸屏表面随着所受压力的变化，产生屏幕凹凸变形而引起的电阻变化实现精确定位的触摸屏技术。按照实现原理不同，电阻式触摸屏分为四线和五线两类。触摸屏附着在显示器的表面，与显示器相配合使用，如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置，则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏，最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层，最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层，中间是两层金属导电层，分别在基层之上和塑料层内表面，在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面，在每个工作面的两端各涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极，若在一个工作面的电极对上施加电压，则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。当在X方向的电极对上施加一确定的电压，而Y方向电极对上不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来，通过测量Y+电极对地的电压大小，便可得知触点的X坐标值。同理，当在Y电极对上加电压，而X电极对上不加电压时，通过测量X+电极的电压，便可得知触点的Y坐标。
电阻式触摸屏的优点是屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好。但其缺点是复合薄膜的外层采用塑胶材料，容易受到划伤而导致报废。此外，电阻式触摸屏的透光率和清晰度相对较差。
电容式触摸屏采用电容感应技术，利用人体本身也是一个带电体的原理，通过手指与屏幕之间的电场变化来感应手指的动作。电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。此外，在附加的触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏幕时，由于人体电场、手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而其强弱与手指及电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。
电容式触摸屏的优点是高灵敏度、显示效果好、多点触控和节省空间。尤其是多点触控功能，让用户能够轻松地实现放大、缩小和旋转等手势操作。然而，电容式触摸屏也存在一些缺点，如容易受到环境电场变化的影响而产生漂移现象，以及在潮湿天气下容易误动作等。
红外式触摸屏
红外式触摸屏通过红外光栅变化检测触摸。它安装简单，只需在显示器上加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。用户以手指触摸屏幕某一点时，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，电脑便可即时算出触摸点的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。
红外式触摸屏的优点是抗污染性好，不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件。但其缺点是容易受到强光影响而产生误动作，且不防水和怕污垢，不适宜置于户外和公共场所使用。
表面声波式触摸屏
表面声波式触摸屏利用声波网格的变化来确定触摸位置。它由一个针对X和Y轴的有发送和接收的压电传感器的玻璃涂层组成。该控制器发送电信号至发射传感器，并在玻璃的表面内将信号转换成超声波。通过反射器阵列，这些波覆盖整个触摸屏。对面的反射器收集和控制这些波至接收传感器，将他们转换成电信号。对每个轴重复这个过程。接收到的对应X和Y坐标的信号与存储的数字分布图相比较，从而识别变化并计算出坐标。
表面声波式触摸屏的优点是精度高，且能感知用户触摸压力大小值。但其缺点是价格较高，且容易受到外界环境因素的影响。
触摸屏的结构组成
触摸屏的结构组成一般包括主板、液晶屏、触摸板、保护膜等部分。
主板
主板是控制液晶屏显示和接收触摸板信号用的，就相当于计算机的主板（或者说台式机的机箱）。它负责处理来自触摸板的信号，并将其转换为计算机可以识别的指令。
液晶屏
液晶屏就相当于计算机的显示器（或笔记本的显示屏），用来显示操作按钮或其他相关信息。它是用户与触摸屏进行交互的主要界面。
触摸板
触摸板是用来向主板输入信息用的，更确切地说，触摸板就和电脑的键盘是一样东西。它负责检测用户的触摸位置，并将相关信息传送给主板。
保护膜
保护膜是保护触摸面板用的，就和手机屏幕上的贴膜是一样的东西。它能够有效防止触摸面板受到划伤或污染，延长触摸屏的使用寿命。
触摸屏作为一种直观、便捷的人机交互方式，在现代电子设备中发挥着越来越重要的作用。本文详细介绍了触摸屏的基本原理、类型及原理以及结构组成，帮助读者更好地理解和应用这一技术。随着科技的不断进步，触摸屏技术也将不断发展和完善，为人们的生活和工作带来更多便利。
