電源模塊

電源模塊投射電容式觸摸屏利用的是觸摸屏電極發(fā)射出的靜電場(chǎng)線進(jìn)行感應(yīng)。投射電容傳感技術(shù)可分為兩種：自我電容和交互電容。

自我電容又稱絕對(duì)電容，電源模塊它把被感覺(jué)的物體作為電容的另一個(gè)極板，該物體在傳感電極和被傳感電極之間感應(yīng)出電荷，通過(guò)檢測(cè)該耦合電容的變化來(lái)確定位置。但是如果是單點(diǎn)觸摸，通過(guò)電容變化，在X軸和Y軸方向所確定的坐標(biāo)只有一組，組合出的坐標(biāo)也是的。如果在觸摸屏上有兩點(diǎn)觸摸并且這兩點(diǎn)不在同一X方向或者同一Y方向，在X和Y方向分別有兩個(gè)坐標(biāo)投影，則組合出4個(gè)坐標(biāo)。顯然，只有兩個(gè)坐標(biāo)是真實(shí)的，另外兩個(gè)就是俗稱的“鬼點(diǎn)”。因此，自我電容屏無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸。

交互電容又叫做跨越電容，它是通過(guò)相鄰電極的耦合產(chǎn)生的電容，當(dāng)被感覺(jué)物體靠近從一個(gè)電極到另一個(gè)電極的電場(chǎng)線時(shí)，交互電容的改變會(huì)被感覺(jué)到。當(dāng)橫向的電極依次發(fā)出激勵(lì)信號(hào)時(shí)，縱向的所有電極便同時(shí)接收信號(hào)，這樣可以得到所有橫向和縱向電極交匯點(diǎn)的電容值大小，即整個(gè)觸摸屏的二維平面的電容大小。當(dāng)人體手指接近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致局部電容量減少，根據(jù)觸摸屏二維電容變化量數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出每一個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，因此屏上即使有多個(gè)觸摸點(diǎn)，也能計(jì)算出每個(gè)觸摸點(diǎn)的真實(shí)坐標(biāo)。

在上述兩種類(lèi)型的投射電容式傳感器中，傳感電容可以按照一定方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便在任何給定時(shí)間內(nèi)都可以探測(cè)到手指的觸摸，該觸摸并不局限于一根手指，也可以是多根手指。2007年以來(lái)蘋(píng)果公司iphone、iPad系列產(chǎn)品取得的巨大成功，投射式電容屏開(kāi)始了噴井式的發(fā)展，迅速取代電阻式觸摸屏，成為現(xiàn)在市場(chǎng)的主流觸控技術(shù)。

3. 紅外線式觸摸屏

紅外觸摸屏是利用X，Y方向上密布的紅外線矩陣來(lái)檢測(cè)并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外線發(fā)射管和紅外接收管，一一對(duì)應(yīng)成橫豎交叉的紅外矩陣。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線，據(jù)此可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。

紅外線式觸摸屏具有透光率高、不受電流、電壓和靜電的干擾、觸控穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，但是紅外觸摸屏?xí)墉h(huán)境光線的變化、會(huì)受到遙控器、高溫物體、白熾燈等紅外源的影響，而降低它的準(zhǔn)確度。早期紅外觸摸屏出現(xiàn)于1992年，分辨率只有32×32，易受環(huán)境干擾而誤動(dòng)作，而且要求在一定的遮光環(huán)境中使用。

經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，目前*的紅外線式觸摸屏在正常工作環(huán)境下壽命大于7年，在跟蹤手指移動(dòng)軌跡的時(shí)候，精度、平滑度和跟蹤速度都可以滿足要求，用戶的書(shū)寫(xiě)可以十分流暢地轉(zhuǎn)換成圖像軌跡，*支持手寫(xiě)識(shí)別輸入。紅外式觸摸屏主要應(yīng)用于無(wú)紅外線和強(qiáng)光干擾的各類(lèi)公共場(chǎng)所、辦公室以及要求不是非常精密的工業(yè)控制場(chǎng)所。

4. 聲波式觸摸屏

表面聲波式觸摸屏

表面聲波式觸摸屏是通過(guò)聲波來(lái)定位的觸控技術(shù)。在觸摸屏的四角，分別粘貼了X方向和Y方向的發(fā)射和接收聲波的傳感器，四周則刻有45°的反射條紋。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，手指吸收了一部分聲波能量，而控制器則偵測(cè)到接收信號(hào)在某一時(shí)刻上的衰減，由此可計(jì)算出觸摸點(diǎn)的位置。

表面聲波技術(shù)非常穩(wěn)定，精度非常高，除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的X和Y坐標(biāo)外，還響應(yīng)其的第三軸Z軸坐標(biāo)，也就是壓力軸響應(yīng)。有了這個(gè)功能，每個(gè)觸摸點(diǎn)就不僅僅是有觸摸和無(wú)觸摸的兩個(gè)數(shù)字開(kāi)關(guān)狀態(tài)，而是成為能感應(yīng)力的一個(gè)模擬量開(kāi)關(guān)：壓力量越大，接收信號(hào)波形上的衰減缺口也就越寬越深。

在所有類(lèi)型的觸摸屏中，只有表面聲波觸摸屏具有感知觸摸壓力的性能。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，清晰度較高(分辨率*)，透光率好、高度耐久、抗刮傷性良好、反應(yīng)靈敏、壽命長(zhǎng)，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量，沒(méi)有漂移，只需安裝時(shí)一次校正，抗暴力性能好，適合公共信息查詢及辦公室、機(jī)關(guān)單位及環(huán)境比較清潔的公共場(chǎng)所使用。

彎曲聲波式觸摸屏

彎曲聲波式觸摸屏是基于聲音脈沖識(shí)別的技術(shù)。當(dāng)物體觸碰到觸摸屏表面時(shí)，傳感器將會(huì)探測(cè)聲波的頻率，通過(guò)將該頻率與預(yù)先存儲(chǔ)在芯片內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)頻率對(duì)比，確定觸摸點(diǎn)的位置。通過(guò)這種方式可以排除衣物、行李、灰塵和昆蟲(chóng)等環(huán)境因素引起的錯(cuò)誤識(shí)別。

表面式觸摸屏的聲波沿著基板表面?zhèn)鞑?，而彎曲式的聲波在基板?nèi)部傳播，所以彎曲式的抗環(huán)境干擾性能優(yōu)于表面式。目前彎曲式觸摸屏一般用于5寸以上的信息亭、金融設(shè)備和機(jī)等。

5. 光學(xué)成像式觸摸屏

光學(xué)成像式觸摸屏是一種利用光來(lái)定位的觸控技術(shù)，在屏幕的四角分別設(shè)置發(fā)光源和光線捕捉感應(yīng)器，當(dāng)物體觸碰到觸摸屏表面，光線發(fā)生變化，觸控IC模塊分析光線感應(yīng)器的變化確定觸控的位置。

光學(xué)成像式觸摸屏耐久性高，適合在復(fù)雜的環(huán)境下使用，并且支持多點(diǎn)觸控，但是容易受到環(huán)境光線、灰塵、昆蟲(chóng)等的影響發(fā)生誤識(shí)別。目前該技術(shù)只應(yīng)用在10英寸以上的桌面監(jiān)視器、教育/培訓(xùn)等方面。

6. 電磁感應(yīng)式觸摸屏

電磁感應(yīng)式觸摸屏的感應(yīng)器設(shè)置在顯示屏之后，感應(yīng)器在顯示器表面產(chǎn)生一個(gè)電磁區(qū)域，電子筆觸碰到顯示器表面時(shí)，感應(yīng)器可以通過(guò)計(jì)算電磁的改變來(lái)確定觸控點(diǎn)的位置。

相比于其他觸摸屏技術(shù)，電磁感應(yīng)式觸摸屏的精確度和分辨率是最高的，耗電量低，更加輕薄，特別適合在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境和建筑環(huán)境下使用，目前該技術(shù)主要應(yīng)用在美方。

其他觸摸屏技術(shù)目前市場(chǎng)上除了上述觸控技術(shù)外，還有壓力感應(yīng)式、數(shù)字聲波導(dǎo)向式、振蕩指針式等多種觸控技術(shù)，一般用于特殊用途。

觸摸屏技術(shù)

1. 內(nèi)嵌式觸摸屏結(jié)構(gòu)

目前觸摸屏基本都是采用外掛式的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的顯示模塊和觸控模塊是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的器件，然后通過(guò)后端貼合工藝將兩個(gè)器件整合，但是這種相對(duì)獨(dú)立的外掛式構(gòu)造會(huì)影響產(chǎn)品的厚度，不符合觸控顯示類(lèi)產(chǎn)品日益輕薄化的發(fā)展趨勢(shì)。由此產(chǎn)生了內(nèi)嵌式觸摸屏的概念，內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)將觸控模塊嵌入顯示模塊內(nèi)，使兩個(gè)模塊合為一體，而不再是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的器件。

相比于傳統(tǒng)的外掛式結(jié)構(gòu)，內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于：僅需2層ITO玻璃、材料成本降低、透光度提高、更加輕薄；不需要觸摸屏模組與TFT模組的后端貼合，提高良品率;觸摸屏組與TFT模組同時(shí)生產(chǎn)，減少了模組的運(yùn)輸費(fèi)用。內(nèi)嵌式觸摸屏又可分為兩種：In-cell技術(shù)和On-cell技術(shù)。

In-cell技術(shù)

兩種技術(shù)的定義略有差別，但是原則類(lèi)似，都是將觸摸屏內(nèi)嵌于液晶模組之中。In-cell技術(shù)把觸摸屏整合在彩色濾光片下方，由于是將觸摸傳感器置于液晶面板內(nèi)部，占據(jù)了一部分顯示區(qū)域，所以犧牲了部分顯示效果，而且還使工藝變得復(fù)雜，高良率難以實(shí)現(xiàn)。

On-cell技術(shù)

On-cell技術(shù)是在彩色濾光片上整合觸摸屏，不是在液晶面板內(nèi)部嵌入觸摸傳感器，只需在彩色濾光片底板與偏光板之間形成簡(jiǎn)單的透明電極即可，降低了技術(shù)難度。On-cell的主要挑戰(zhàn)是顯示器耦合到感測(cè)層的雜訊數(shù)量，觸控屏幕元件必須運(yùn)用精密的演算法來(lái)處理這種雜訊。On-cell技術(shù)提供將觸摸屏整合到顯示器的所有好處，例如使觸控面板更加輕薄與大幅降低成本等優(yōu)點(diǎn)，但整體系統(tǒng)成本降低的幅度仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Incell技術(shù)。

內(nèi)嵌式的概念最先由TMD在2003年提出，隨后Sharp、Samsung、AUO、LG等公司相繼提出此概念，并相繼公布了一些研究成果，但是由于技術(shù)問(wèn)題，都沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化。

內(nèi)嵌式觸摸屏已經(jīng)有近10年的發(fā)展時(shí)間，目前距實(shí)現(xiàn)商業(yè)化仍有一定的距離，但是內(nèi)嵌式觸摸屏代表作未來(lái)觸摸屏的發(fā)展方向，積極儲(chǔ)備內(nèi)嵌式技術(shù)的廠家會(huì)在今后的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于相對(duì)有利的位置。