原理和分類

觸摸屏系統一般包括兩個部分：觸摸檢測裝置和觸摸屏控制器。觸摸檢測裝置安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接收后送觸摸屏控制器；觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉換成觸點坐標，再送給CPU，它同時能接收CPU發來的命令并加以執行。

隨著科技的進步，觸摸屏技術也經歷了從低檔向高檔逐步升級和發展的過程。根據其工作原理，其目前一般被分為四大類：電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線式觸摸屏和表面聲波觸摸屏。

電阻式觸摸屏

電阻觸摸屏的屏體部分是一塊多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導電層(ITO膜)，上面再蓋有一層外表面經過硬化處理、光滑防刮的塑料層。它的內表面也涂有一層ITO，在兩層導電層之間有許多細小(小于千分之一英寸)的透明隔離點把它們隔開。當手指接觸屏幕時，兩層ITO發生接觸，電阻發生變化，控制器根據檢測到的電阻變化來計算接觸點的坐標，再依照這個坐標來進行相應的操作。電阻屏根據引出線數多少，分為四線、五線等類型。五線電阻觸摸屏的外表面是導電玻璃而不是導電涂覆層，這種導電玻璃的壽命較長，透光率也較高。

電阻式觸摸屏的ITO涂層若太薄則容易脆斷，涂層太厚又會降低透光且形成內反射降低清晰度。由于經常被觸動，表層ITO使用一定時間后會出現細小裂紋，甚至變型，因此其壽命并不長久。

電阻式觸摸屏價格便宜且易于生產，因而仍是人們較為普遍的選擇。四線式、五線式以及七線、八線式觸摸屏的出現使其性能更加可靠,同時也改善了它的光學特性。

電容式觸摸屏

電容式觸摸屏的四邊均鍍上了狹長的電極，其內部形成一個低電壓交流電場。觸摸屏上貼有一層透明的薄膜層，它是一種特殊的金屬導電物質。當用戶觸摸電容屏時，用戶手指和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指會吸走一個很小的電流，這個電流分別從屏的四個角上的電極中流出；且理論上流經四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計算，即可得出接觸點位置。

電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護導體及感應器，更能有效地防止外在環境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵埃或油漬，電容式觸摸屏依然能準確算出觸摸位置。但由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化，其穩定性較差，往往會產生漂移現象。

盡管不像電阻式應用那么廣,電容式觸摸屏也是受歡迎的供選類型。這類設備精確、反應快，尺寸稍大時也有較高分辨率,更耐用(抗刮擦),因而適合用作游戲機的觸摸屏。而且，新出現的近場成像技術改良了電容式觸摸屏的性能,減弱了在它和電阻式觸摸屏中可能出現的漂移現象。

紅外線式觸摸屏

紅外觸摸屏的四邊排布了紅外發射管和紅外接收管，它們一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線，控制器通過計算即可判斷出觸摸點的位置。

紅外觸摸屏也同樣不受電流、電壓和靜電干擾，適宜于某些惡劣的環境。其主要優點是價格低廉、安裝方便，可以用在各檔次的計算機上。此外，由于沒有電容充放電過程，響應速度比電容式快，但分辨率較低。

表面聲波觸摸屏

表面聲波是超聲波的一種，它是在介質(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機械能量波。通過楔形三角基座（根據表面波的波長嚴格設計），可以做到定向、小角度的表面聲波能量發射。表面聲波性能穩定、易于分析，并且在橫波傳遞過程中具有非常尖銳的頻率特性，近年來在無損探傷、造影和退波器等應用中發展很快。

這種觸摸屏的顯示屏四角分別設有超聲波發射換能器及接收換能器，能發出一種超聲波并覆蓋屏幕表面。當手指碰觸顯示屏時，由于吸收了部分聲波能量，使接收波形發生變化，即某一時刻波形有一個衰減缺口，控制器依據衰減的信號即可計算出觸摸點位置。

表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(5000萬次無故障)，透光率高(92％)，能保持清晰透亮的圖像；沒有漂移，只需安裝時一次校正；有第三軸(即壓力軸)響應，最適合公共場所使用。

表面聲波觸摸屏易受水滴、灰塵的影響，改進的方法是加防塵條，或者增加對污物的監控，準確識別出有效的操作和污物之間的區別。另外，由于聲波屏能感受壓力，無形中增加了控制手段，對屏功能的擴展十分有利，其應用范圍因此而大大拓展。

觸摸屏的基本技術

絕對坐標系統

觸摸屏是一種絕對坐標系統，其特點就是當前定位坐標與上一次定位坐標沒有關系，每次觸摸的數據通過校準直接轉化為屏幕上的坐標。不管在什么情況下，觸摸屏這套坐標體系對同一點的輸出數據都是穩定的。不過，它并不能保證每一次對同一點觸摸的采樣都相同，即不能保證絕對坐標定位，這就是所謂的漂移問題。

定位

各種觸摸屏都是依靠傳感器來工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。它們各自的定位原理和各自所用的傳感器決定了觸摸屏的反應速度、可靠性、穩定性和壽命。各類觸摸屏的技術特性如表1所示。
表1 各種觸摸屏基本技術對照表

觸摸屏的性能比較

電阻式觸摸屏工作在與外界完全隔離的環境中，它不怕灰塵、水氣和油污，可以用任何物體來觸摸，比較適合工業控制領域使用。缺點是由于復合薄膜的外層采用塑料，太用力或使用銳器觸摸可能劃傷觸摸屏。

電容式觸摸屏的分辨率很高，透光率也不錯，可以很好地滿足各方面的要求，在公共場所常見的就是這種觸摸屏。不過，電容式觸摸屏把人體當作電容器的一個電極使用，當有導體靠近并與夾層ITO工作面之間耦合出足夠大的電容時，流走的電流就會引起電容式觸摸屏的誤動作；另外，戴著手套或手持絕緣物體觸摸時會沒有反應，這是因為增加了絕緣的介質。

紅外線觸摸屏是靠測定紅外線的通斷來確定觸摸位置的，與觸摸屏所選用的透明擋板的材料無關(有一些根本就沒有使用任何擋板)。因此，選用透光性能好的擋板,并加以抗反光處理，可以得到很好的視覺效果。但是，受到紅外線發射管體積的限制，不可能發射高密度的紅外線，所以這種觸摸屏的分辨率不高。另外，由于紅外線觸摸屏依靠紅外感應來工作，外界光線變化，如陽光或室內燈等均會影響其準確度。