S3c2410的觸摸屏及模數(shù)轉(zhuǎn)換
加入技術(shù)交流群
| 一、觸摸屏的幾個概念 所謂觸摸屏，從市場概念來講，就是一種人人都會使用的計算機輸入設(shè)備，或者說是人人都會使用的與計算機溝通的設(shè)備。不用學(xué)習(xí)，人人都會使用，是觸摸屏最大的魔力，這一點無論是鍵盤還是鼠標(biāo)，都無法與其相比。 從技術(shù)原理角度講，觸摸屏是一套透明的絕對尋址系統(tǒng)，首先它必須保證是透明的，因此它必須通過材料科技來解決透明問題，像數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關(guān)，它們都不是觸摸屏；其次它是絕對坐標(biāo)，手指摸哪就是哪，不需要第二個動作，不像鼠標(biāo)，是相對定位的一套系統(tǒng)，我們可以注意到，觸摸屏軟件都不需要游標(biāo)，有游標(biāo)反倒影響用戶的注意力，因為游標(biāo)是給相對定位的設(shè)備用的，相對定位的設(shè)備要移動到一個地方首先要知道現(xiàn)在在何處，往哪個方向去，每時每刻還需要不停的給用戶反饋當(dāng)前的位置才不致于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標(biāo)定位的觸摸屏來說都不需要；再其次就是能檢測手指的觸摸動作并且判斷手指位置，各類觸摸屏技術(shù)就是圍繞“檢測手指觸摸”而八仙過海各顯神通的。 1、觸摸屏的第一個指針：光學(xué)特性。它直接影響到觸摸屏的視覺效果。但是觸摸屏是多層的復(fù)合薄膜，光學(xué)特性上包括四個方面：透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。彩色世界包含了可見光波段中的各種波長色，在沒有完全解決透明材料科技之前，或者說還沒有低成本的很好解決透明材料科技之前，多層復(fù)合薄膜的觸摸屏在各波長下的透光性還不能達到理想的一致狀態(tài)，下面是一個示意圖（圖6-1）： | ||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||
圖6-1 | ||||||||||||||||||||||||||
| 由于透光性與波長曲線圖的存在，通過觸摸屏看到的圖像不可避免的與原圖像產(chǎn)生了色彩失真，靜態(tài)的圖像感覺還只是色彩的失真，動態(tài)的多媒體圖像感覺就不是很舒服了，色彩失真度也就是圖中的最大色彩失真度自然是越小越好。平常所說的透明度也只能是圖中的平均透明度，當(dāng)然是越高越好。 反光性，主要是指由于鏡面反射造成圖像上重迭身后的光影，例如人影、窗戶、燈光等。反光是觸摸屏帶來的負(fù)面效果，越小越好，它影響用戶的瀏覽速度，嚴(yán)重時甚至無法辨認(rèn)圖像字符，反光性強的觸摸屏使用環(huán)境受到限制，現(xiàn)場的燈光布置也被迫需要調(diào)整。大多數(shù)存在反光問題的觸摸屏都提供另外一種經(jīng)過表面處理的型號：磨砂面觸摸屏，也叫防眩型，價格略高一些，防眩型反光性明顯下降，適用于采光非常充足的大廳或展覽場所，不過，防眩型的透光性和清晰度也隨之有較大幅度的下降。 清晰度，有些觸摸屏加裝之后，字跡模糊，圖像細(xì)節(jié)模糊，整個屏幕顯得模模糊糊，看不太清楚，這就是清晰度太差。清晰度的問題主要是多層薄膜結(jié)構(gòu)的觸摸屏，由于薄膜層之間光反復(fù)反射折射而造成的，此外防眩型觸摸屏由于表面磨砂也會造成清晰度下降。清晰度不好，眼睛容易疲勞，對眼睛也有一定傷害，選購觸摸屏?xí)r要注意判別。 2、觸摸屏的第二個特性：穩(wěn)定性。 觸摸屏是絕對坐標(biāo)系統(tǒng)，要選哪就直接點那，與鼠標(biāo)這類相對定位系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是一次到位的直觀性。絕對坐標(biāo)系的特點是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒有關(guān)系，觸摸屏在物理上是一套獨立的坐標(biāo)定位系統(tǒng)，每次觸摸的資料通過校準(zhǔn)資料轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo)，這樣，就要求觸摸屏這套坐標(biāo)不管在什幺情況下，同一點的輸出資料是穩(wěn)定的，如果不穩(wěn)定，那幺這觸摸屏就不能保證絕對坐標(biāo)定位，點不準(zhǔn)，這就是觸摸屏最怕的問題：漂移。技術(shù)原理上凡是不能保證同一點觸摸每一次采樣資料相同的觸摸屏都免不了漂移這個問題，目前有漂移現(xiàn)象的只有電容觸摸屏。 3、觸摸屏的第三個特性：相應(yīng)性。檢測觸摸并定位， 各種觸摸屏技術(shù)都是依靠各自的傳感器來工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。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(yīng)速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。觸摸屏的傳感器方式還決定了觸摸屏如何識別多點觸摸的問題，也就是超過一點的同時觸摸怎幺辦？有人觸摸時接著旁邊又有人觸摸怎幺辦？這是觸摸屏使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，我認(rèn)為最理想的方式是：超過一點的同時觸摸誰也不判斷，一直等到多點觸摸移走，有人觸摸接著又有人觸摸應(yīng)該是分先后都判斷，當(dāng)然是技術(shù)上可能的話。 紅外觸摸屏靠多對紅外發(fā)射和接收對管來工作，紅外對管性能和壽命都比較可靠，任何阻擋光線的物體都可用來作觸摸物，不過紅外觸摸屏使用傳感器數(shù)目將近100對， 并且共享外圍電路，這就要求傳感器不僅本身性能好，還要求將近100對的紅外二極管“光-電阻特性”和“結(jié)電容”都保持一致。實際應(yīng)用中，萬一有哪一對出現(xiàn)故障，可以在上電自檢過程中發(fā)現(xiàn)并在此后加以忽略，靠鄰近的紅外線代替，由于每一對紅外線只“監(jiān)管”約6mm左右的窄帶，而手指通常在15mm左右粗細(xì)，用戶是察覺不到的。但如果生產(chǎn)過程沒有對紅外發(fā)射管進行老化測試，沒有很好的質(zhì)量管理體系，將近100對的傳感器， 很快就不是一對兩對“掉隊”的問題了，總體壽命也就難以保證。下圖（圖6-2）是紅外觸摸屏的示意圖 | ||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||
圖6-2 | ||||||||||||||||||||||||||
電容觸摸屏本身實際上是一套精密的漏電傳感器，帶手套的手不能觸摸，由于使用電容方式，導(dǎo)致有漂移現(xiàn)象，在下節(jié)電容觸摸屏有詳細(xì)的介紹。超聲波觸摸屏有表面聲波觸摸屏和體波聲波觸摸屏，利用的都是電－聲壓電換能器作傳感器，接收傳感器和發(fā)射傳感器所用的壓晶體管不是一種型號，在制造時的摻雜材料略有不同，發(fā)射換能器功率大，接收換能器更加靈敏。壓電換能器的壽命長，工作穩(wěn)定，正常工作可以保證10年不出問題。觸摸屏安裝后，換能器是隱藏起來的，但是在運輸和安裝過程中需要小心謹(jǐn)慎，裸露的換能器晶體不能碰撞擠壓。表面聲波觸摸屏有X、Y軸兩對傳感器，利用屏幕表面的聲表面波來檢測手指觸摸，可以說，工作面是一層看不見、打不壞的聲能，不怕暴力使用，最適合公共信息查詢。 | ||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||
圖6-3 電阻觸摸屏剖面結(jié)構(gòu) | ||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||
圖6-4 | ||||||||||||||||||||||||||
當(dāng)手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的 5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測到這個接通后，進行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比即可得觸摸點的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。 電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技。常用的透明導(dǎo)電涂層材料有： ①ITO，氧化銦，弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個埃（埃＝10-10米）以下時會突然變得透明，透光率為80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到80％。ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，實際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。 ②鎳金涂層，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長使用壽命，但是工藝成本較為高昂。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因為它導(dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度非常均勻，不宜作電壓分布層，只能作為探層。 五線電阻觸摸屏： 五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層把兩個方向的電壓場通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上，我們可以簡單的理解為兩個方向的電壓場分時工作加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來當(dāng)作純導(dǎo)體，有觸摸后分時檢測內(nèi)層ITO接觸點X軸和Y軸電壓值的方法測得觸摸點的位置。 五線電阻觸摸屏內(nèi)層 ITO需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條，觸摸屏得引出線共有5條。五線制電阻觸摸屏的結(jié)構(gòu)如圖6-5 | ||||||||||||||||||||||||||
 | ||||||||||||||||||||||||||
圖6-5 五線制觸摸屏的結(jié)構(gòu)
|
評論