触摸屏的触控原理是什么

触摸屏的触控原理是什么？触摸屏技术作为现代电子设备的重要组成部分，已经深刻改变了我们的生活方式和工作方式。从智能手机到平板电脑，从自动取款机到医疗设备，触摸屏无处不在。本文将详细介绍触摸屏的触控原理，包括其基本原理、主要类型、工作原理以及应用场景。

触摸屏的基本原理

触摸屏是一种人机交互设备，通过对屏幕表面的触摸操作实现与设备的交互。触摸屏的基本原理是感应用户的触摸动作，将物理位置转换为电信号，再由设备处理这些信号，实现人机交互。触摸屏系统一般由触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置两个部分组成。触摸屏控制器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，它也能接收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。

触摸屏的主要类型

触摸屏技术主要分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式四种类型，每种类型的触摸屏都有其独特的工作原理和应用场景。

电阻式触摸屏

电阻式触摸屏是最早应用的一种触控技术。其原理是在触摸表面上覆盖一层导电薄膜，当手指触摸到屏幕时，触摸点会产生一个微小的电流，从而改变薄膜上各个电极之间的电压。通过测量这些电压的变化，系统可以确定触摸点的位置。电阻式触摸屏由上下两层导电玻璃或导电膜组成，当触摸屏被按压时，上下导电层接触，形成电阻。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料，不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。不过，在限度之内，划伤只会伤及外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系，而对四线电阻触摸屏来说是致命的。

电容式触摸屏

电容式触摸屏是目前主流的触摸技术。它使用了透明导电材料构成的电容层作为触摸面板的表面。当手指接触到触摸屏时，人体会带有微小电荷，这会导致电容层的电荷分布发生变化。触摸屏上的电极会感应到这种变化，通过测量电荷的分布来确定触摸点的位置。电容触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，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。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素给触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。

红外线触摸屏

红外线触摸屏是一种基于红外线技术的人机交互显示装置。在屏幕边缘布置红外线发射和接收装置，当手指触摸屏幕时，阻挡部分红外线，从而确定触摸位置。红外线触摸屏安装简单，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，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。早期观念上，红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，外界光线变化，如阳光、室内射灯等均会影响其准确度。而且红外线式触摸屏不防水和怕污垢，任何细小的外来物都会引起误差，影响其性能，不适宜置于户外和公共场所使用。

表面声波触摸屏

表面声波触摸屏通过在玻璃表面添加超声波发射器和接收器来实现触摸的检测。当触摸屏被触摸时，超声波信号被干扰，从而确定触摸位置。表面声波触摸屏利用声波在玻璃表面的传播，通过检测声波的衰减来确定触摸位置，具有高透明度和耐用性。

触摸屏的应用场景

触摸屏技术已经广泛应用于各个领域，包括消费电子、医疗设备、公共信息终端、教育和培训等领域。

消费电子

智能手机和平板电脑是触摸屏技术最广泛的应用场景。这些设备采用了电容式触摸屏，具有高灵敏度和多点触控功能，用户可以通过手指滑动、点击、缩放等操作来实现各种功能。

医疗设备

触摸屏技术也被广泛应用于医疗设备中，如医疗监护仪和诊断设备等。触摸屏的直观操作和易清洁特性使其成为医疗设备的理想选择。

公共信息终端

自动取款机、售票机、信息查询机等公共信息终端也广泛使用了触摸屏技术。通常采用电阻式或红外线触摸屏，具有耐用性强、抗干扰能力强的特点，适合在公共场所使用。

教育和培训

电子白板和互动教学设备等教育和培训领域也应用了触摸屏技术。触摸屏的直观操作和互动性提高了教学效果和学习体验。

触摸屏的未来趋势

随着触摸屏技术的不断创新和进步，未来触摸屏将变得更加智能和灵活。例如，采用更先进的触摸技术，如压力感应、手势识别等，为用户提供更加自然和直观的交互体验。此外，触摸屏也可能与其他技术结合，如增强现实（AR）和虚拟现实（VR），创造出全新的应用场景和用户体验。触摸屏技术的发展将继续推动社会的进步和创新，为人们带来更加便捷和智能的生活方式。

结语

触摸屏技术作为现代科技的重要组成部分，已经深刻改变了我们的生活方式和工作方式。通过了解触摸屏的工作原理、发展历程、应用场景以及未来趋势，我们可以更好地认识和利用这项技术，享受科技带来的便利和乐趣。未来，随着触摸屏技术的不断创新和进步，相信会有更多令人惊喜的应用出现，为人类社会的发展注入新的活力。