聲學脈沖波辨識觸摸屏控制技術

聲學脈沖波辨識觸控技術(簡稱APR)是一個全新并且獨特的感覺觸控技術。APR觸控技術綜合了超音波觸控技術(SAW)及紅外線觸控技術(IR)良好的光學性能及優(yōu)秀的耐久性和穩(wěn)定性的優(yōu)點；還有電容觸控技術(Capacity)優(yōu)秀的拖曳及可用觸控筆、手套、指甲觸控的優(yōu)點；而且還有電阻式技術價格便宜的優(yōu)點；另外，APR對水和其他污染物是有很好的抵御性，它還可被分成不同尺寸的觸摸屏，從適合PDA使用的小尺寸觸摸屏到42英寸顯示器用的大尺寸觸摸屏，并在簽署字的應用時可很好地排除手掌導致的誤觸控問題。


和與許多在歷史上的最佳發(fā)明相比，APR是以一種簡單和典雅的聲音辨識方式來測量玻璃上被接觸的點的位置。其關鍵是在玻璃上每個位置接觸時都會產生獨特的聲音。四個附在觸摸屏邊緣玻璃的微小收發(fā)器接收到接觸的聲音，這個聲音由控制器數字化，然后與事先所記錄下的玻璃上每個位置聲音的列表相比較，光標位置立即被更新到觸摸位置。APR的設計可忽略外來和四周噪聲，因為它們與事先記錄的錄音記不吻合。

APR與其他試圖以收發(fā)器或麥克風來識別觸摸位置的技術不同，它使用一個簡單聲音表查尋方式更勝于那種沒有任何參考而且需要強有力又昂貴的信號處理硬件來試圖計算觸摸位置的方式。APR沒有尺寸限制的觸控技術。易觸控的創(chuàng)始者在35年前發(fā)明了觸摸屏-電阻式觸控技術。到今天為止，電阻式依舊仍然是全世界應用最普遍的觸控技術，可從PDA到工業(yè)控制設備到餐館用的餐飲收銀(POS)終端機。目前世界上觸摸顯示器供應商可提供所有主要觸控的技術包括電阻、電容、紅外、和聲波。每個技術都適合特定的應用和環(huán)境。雖然APR是一個新技術，它與易觸控應用了20年的聲波技術在某一些方面是非常相似的。兩個都是聲原理，并使用一塊純凈的玻璃與附在其上的信號收發(fā)器。但是聲波的信號收發(fā)器是發(fā)出并且接收信號的，但APR只是用它來接收信號的。

APR的動作原理


APR的組成包括玻璃或其他堅硬的材質，與組裝在背面四個信號接收器。信號接收器被鑲嵌在可見區(qū)域的對角反面角落上，并且跟通過電纜連接到控制卡。當屏幕被觸摸時產生碰撞或使用者用手指或觸控筆在玻璃上扯拽時產生聲波，聲波從接觸點四射到信號接收器，使其產生成比例的電子信號。這些信號在控制卡被放大，然后被轉換成一條數字信息。這些數字信息與之前存放在數據庫的做比較來判斷觸摸的位置。APR觸控技術有防止四周和環(huán)境噪聲的設計，原理是因為這些與之前存放的信息不相匹配。

APR性能的特點
觸摸顯示器通常需要一個覆蓋在LCD面板上的觸摸屏來感覺觸摸和防止LCD面板被觸摸。顯示器制造商制造的目標是使顯示器更明亮和色彩更純真，因此觸摸屏應該盡可能的避免降低圖像質量。不幸地是，觸摸屏有四個方面可能會降低圖像質量：會減少光透射率，會增加面反射，會降低清晰，會改變原來的色彩。從光學原因及堅硬和耐久性來選擇觸摸屏材質，玻璃是最理想的選擇。


純凈的玻璃光透射率(perASTMD1003)最高大約可達92%。這樣即使使用便宜的LCD顯示面板，也可很好地保持LCD原有的亮度。


使用在電阻和電容觸控技術上的薄膜層和涂層不僅會減少光傳導，而且會改變顯示面板原始的顏色。許多普遍的觸控應用，如醫(yī)療儀器和數字照片導覽機，純凈的玻璃是唯一可接受的。


純凈的玻璃可使反射減到最低，因為它沒有薄膜層或金屬涂層覆蓋。反射會令長期使用者的眼睛容易疲勞，譬如出納員或賭博娛樂場的游戲玩家，顯示器通常會對天花板的燈光反射，這會干擾使用者使其分心。


因為用玻璃材質的覆蓋物，反射已經是一個極小值，反反射或反炫的涂層技術是不需要的，而且也能保持最大清晰度。玻璃是不易刮傷的，比較電阻式的觸摸屏3H或4H的硬度，玻璃的硬度刻達到7H，而玻璃對多數化學制品是有抵抗性，不像容易穿破的塑料材質。玻璃是比較穩(wěn)定，不會變型，不會膨脹，也不會因為溫度變化而收縮的材質。


也可用特殊的防暴型玻璃材質在高破壞的環(huán)境里應用。加厚的、高溫及化學處理過得堅硬玻璃，可以用來替代普通玻璃。因為這些原因，易觸控的聲波技術成為了在公共場所使用的顯示機器或自助機器里最佳的選擇，并且也被其他應用如包括賭博及醫(yī)療成像所偏好。APR技術因使用玻璃這種材質，而擁有很好地光學和耐久性的優(yōu)點。


如果光學質量和惡劣環(huán)境是唯一的問題，那聲波觸控技術可被應用到所有觸控領域。但對于一些特殊的應用，觸控筆的選擇可勝過于視覺效果。例如出納員或侍者在餐館的使用。當在顯示一份菜單時，完美的圖片質量及純凈顏色并不是必要的。更重要的是當侍者有盤子在另一手時能用筆、信用卡或員工卡來觸摸顯示器，或者用指甲或筆觸摸顯示器?；谝陨线@些原因，僅管電阻觸控技術會降低光學，并且會隨時間而讓電阻觸摸屏的外面塑料層磨損，電阻觸摸屏還是目前在零售、餐館和POS上最普遍應用的技術。
除了有聲波技術優(yōu)異的光學質量及不易被磨損的特質外，APR技術還有其電阻技術可用手指、指甲、筆或觸控筆、或信用卡來觸控的特質。


抗污染物―有一些應用的最主要的問題不是在光學、耐久性或觸控筆的選擇上，而是污染物。電阻及電容技術在這方面有優(yōu)勢，當遇到液體和其他污染物在屏幕上時還能正常動作，并且也可以很容易地密封。然而電阻技術仍然在餐館、工業(yè)和醫(yī)療應用上領先于電容技術，因為即使戴手套也可以觸控。


APR技術對在屏幕上的污染物是有抵抗性的，如液體、土、西紅柿醬、油脂和超聲波膠凝體，并且還防刮傷?？梢杂霉I(yè)密封標準，以不透水的方式密封APR觸摸屏，也有玻璃的光學特性及對清潔和消炎的化學制品有抵抗性，并且也可用手套及任一種觸控筆來觸控。


另外，觸摸屏與位于下方的顯示器各有一個獨立坐標系統(tǒng)。對應觸控及顯示器的位置需要從一個坐標系到另一個坐標系以規(guī)則運算來轉換。這轉換準確性取決于穩(wěn)定的觸控及穩(wěn)定的圖像坐標系。LCD顯示器不同于CRT顯示器，它有一個固有的顯示位置。像一些觸控技術，如聲波及紅外線技術，都有一個固定的坐標系統(tǒng)。其他的像電容和一些便宜的電阻技術，都會要求重新校正，或者過一段時間需要周期性的校正，這就是所謂的偏移。


在所有事例里，最好的觸控技術是從不需要校準的。APR有一個固定的坐標系統(tǒng)，不隨時間、位置或環(huán)境變動的而改變。如果顯示器的大小和位置是固定的，用APR觸控技術，傳統(tǒng)觸摸屏所需的校正會在應用里被消除。


觸控技術應該容易被觸摸并對輕拍也迅速反應。APR不會如同其他技術會不能識別短暫的觸摸，因為短暫的輕拍也會產生可辨識的聲音。多數的觸控應用是需要簡單和迅速的觸摸，為公共場合的使用者及只有一點點訓練的雇員而設計的。常見的個人計算機技法如移動，下拉菜單和扯拽通常很少被使用在觸控應用上，因為這些不是所有使用者都可以靠直覺得知的。但是，有一些技術應用上，還是會使用這些，并且賭博有時要求扯拽。電容通常是觸控技術里的最佳的拖曳的選擇。


APR可以辨認速度快的輕拍，也可如電容一樣可以拖拽。不同于電容技術，APR還可以準許用手指和觸控筆扯拽。APR當前在“觸摸和停住”或“扯拽和停住”的動作上是不可能的，因為在停住的位置不發(fā)出聲音。
設備制造商正在尋找容易集成的觸控技術元件，此外對于他們的應用需要符合像先前提到的基本觸控特性。觸摸屏需要有不被周圍的金屬材質影響，而且可以在粗劣的環(huán)境里正常動作的特點。它們應該可以用各樣的材料，包括墊圈、膠漿或RTV以NEMA4/IP65的標準來密封，并且必須有最小可能的邊框。理想觸摸屏的大小應該比LCD顯示面板還小。LCD顯示面板制造商一直不斷的努力讓外部邊寬變窄，觸控屏的制造商將面臨了窄小邊寬的挑戰(zhàn)。


APR是聲學技術，所以不受周圍金屬或粗劣環(huán)境的影響。另外，它可被任何材料來防水密封，并且它有任何觸控技術里所不及的超窄邊框，包括密封區(qū)僅僅只有5mm的最狹窄的外框區(qū)。因為狹窄的邊框，所以允許多個LCD面板一起直接地被裝置一起，這在醫(yī)療、財政貿易和博彩上的應用里變得越來越普遍。
不論從非常小的PDA到大的顯示屏如42英寸APR是成本效益上最經濟的技術。就PDA而言，價格是最關鍵的地方，APR技術基本上是由一片玻璃與信號接收器組成的，加上硬件和軟件為聲音數字化及其辨識，這樣的配置在今日的手機應用中已經實現。


在許多應用里，暴露玻璃是不能接受的，例如在食品加工或病人床邊的應用，因此，紅外線觸控技術是其最佳技術的選擇。如同紅外線觸控技術，APR的技術也可以應用不是玻璃的材質，例如像是丙烯酸酯的材質。

結語


綜合APR的特點，結合了電阻技術的可用觸控筆和可密封防水飛濺及抗污物的特點，加上紅外線技術及聲波技術的純凈玻璃的光學及抗磨損的特點，將所有特點集成在完全密封，引人注目的POS觸控顯示器里――觸控技術的革命已經開始?！　?