淺析觸摸技術(shù)及設(shè)計(jì)技巧

從電話機(jī)，辦公設(shè)備，揚(yáng)聲器，數(shù)碼相框，電視機(jī)控制鍵，遙控器，GPS系統(tǒng)，汽車無鑰控制，到醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備，到處都是觸摸設(shè)備！每一個(gè)行業(yè)，每個(gè)產(chǎn)品類型，各種尺寸，每一種應(yīng)用，甚至是每個(gè)價(jià)格點(diǎn)上，都離不開觸摸技術(shù)。可以說，觸摸技術(shù)無處不在。
實(shí)際上，如果產(chǎn)品上有一個(gè)LCD或鍵盤，設(shè)計(jì)師可能就需要考慮如何才能設(shè)計(jì)出一個(gè)利用觸摸技術(shù)的產(chǎn)品。但對于設(shè)計(jì)師不幸的是，當(dāng)設(shè)計(jì)觸摸屏?xí)r，有許多種不同的解決方式，有各式各樣的性能，當(dāng)然也需要各種不同的設(shè)計(jì)考慮。故現(xiàn)在是需要深入理解該技術(shù)，并對你的產(chǎn)品系列進(jìn)行評估的時(shí)候了。只有這樣，才能成為市場上的領(lǐng)先者，而良好的外觀設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)。

觸摸技術(shù)的深入剖析

搞清設(shè)計(jì)所需是觸摸產(chǎn)品設(shè)計(jì)最重要的第一步。觸摸屏供應(yīng)鏈上的許多提供商通常提供許多令人迷惑的不同組件，而更多的時(shí)候是一些提供商聯(lián)合起來為終端客戶提供一個(gè)價(jià)值鏈。圖1中給出了觸摸屏生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成圖。有趣的是，無論是在最新的筆記本電腦，或者最新的觸摸屏手機(jī)中，該生態(tài)系統(tǒng)都是一樣的。

圖1：觸摸屏控制器解析

#1前面板或外框

前面板或外框是終端產(chǎn)品的最表層。在某些產(chǎn)品中，該外框?qū)⑼该鞯纳w板圍起來，以免受到外部的惡劣氣候或潮濕的影響，也防止下面的傳感產(chǎn)品受到刻劃以及破壞(見#3)。也有些時(shí)候，最外面的框只是簡單地覆蓋在觸摸傳感器的上邊，這種情況下僅僅是一個(gè)裝飾。

#2觸摸控制器

通常，觸摸控制器是一個(gè)小型的微控制器芯片，它位于觸摸傳感器和PC/或嵌入式系統(tǒng)控制器之間。該芯片可以裝配到系統(tǒng)內(nèi)部的控制器板上，也可以放到粘貼到玻璃觸摸傳感器上的柔性印刷電路(FPC)上。該觸摸控制器將提取來自觸摸傳感器的信息，并將其轉(zhuǎn)換成PC或嵌入式系統(tǒng)控制器能夠理解的信息。

#3 觸摸傳感

觸摸屏“傳感器”是一個(gè)帶有觸摸響應(yīng)表面的透明玻璃板。該傳感器被安放到LCD上面，使得面板的觸摸區(qū)域能覆蓋顯示屏的可視區(qū)域。如今市場上有許多種不同的觸摸傳感技術(shù)，各自都采用彼此不同的方法來檢測觸摸輸入。基本上，這些技術(shù)都是在觸摸時(shí)，使電流流過面板，從而產(chǎn)生一個(gè)電壓或信號的變化。這個(gè)電壓變化將被觸摸控制器傳感，從而確定屏幕上的觸摸位置。

#4液晶顯示器(LCD)

絕大多數(shù)的觸摸屏系統(tǒng)用于傳統(tǒng)的LCD上。用于觸摸產(chǎn)品的LCD選擇方法與傳統(tǒng)系統(tǒng)中基本相同，包括分辨率，清晰度，刷新速度，成本等。但在觸摸屏中的另一個(gè)主要的考慮是輻射電平。由于觸摸傳感器中的技術(shù)基于面板被觸摸所產(chǎn)生的微小的電變化，能夠輻射許多電氣噪聲的LCD是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。在選擇用于觸摸系統(tǒng)中的LCD之前，應(yīng)該與觸摸傳感器提供商進(jìn)行協(xié)商。

#5系統(tǒng)軟件

觸摸屏驅(qū)動器軟件可以來自原廠商（如手機(jī)中的嵌入式OS），也可以是后來加裝的軟件（像在傳統(tǒng)PC上加一個(gè)觸摸屏）。該軟件應(yīng)能使觸摸屏和系統(tǒng)控制器一道工作。它將告訴產(chǎn)品的操作系統(tǒng)如何解析來自觸摸控制器的觸摸事件信息。在PC型應(yīng)用中，絕大多數(shù)觸摸屏驅(qū)動器的工作像一個(gè)鼠標(biāo)。這就使得觸摸屏幕與在屏幕上的同一位置上連續(xù)的按鼠標(biāo)非常相似。在嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式控制驅(qū)動器必須將出現(xiàn)在屏幕上的信息與接收到觸摸的位置進(jìn)行比對。

三大觸摸技術(shù)

阻性觸摸技術(shù)：阻性觸摸技術(shù)是最常用的觸摸屏技術(shù)。用于高業(yè)務(wù)流應(yīng)用，并對屏幕上的水珠和其他殘留物具有免疫能力。阻性觸摸屏通常是成本最低的解決方案。由于是對壓力起反應(yīng)，可以用手指，帶手套的手，觸摸筆，或者像信用卡這類的其它的物體進(jìn)行觸摸。

表面容性觸摸技術(shù)：表面容性觸摸技術(shù)提供的顯示清晰度比阻性觸摸中通常所用的塑料膜要清晰得多。在表面容性顯示中，位于顯示器四個(gè)角落的傳感器檢測由于觸摸引起的電容變化。這類觸摸屏可以用手指或其他容性物體實(shí)現(xiàn)觸摸激勵。

保護(hù)性容性觸摸：保護(hù)性容性觸摸是最近才進(jìn)入市場的一種技術(shù)。該技術(shù)也能提供優(yōu)異的透光性，但它還具有一些比表面容性觸摸好得多的優(yōu)點(diǎn)。投影型容性觸摸不需要位置校準(zhǔn)，并能提供高得多的位置精度。投影型容性觸摸還有另外令人激動的地方，那就是它同時(shí)能夠支持多點(diǎn)觸摸。
觸摸屏工作原理

我們將深入了解一下兩個(gè)最常用的觸摸屏技術(shù)。使用最廣泛的技術(shù)是阻性觸摸。絕大多數(shù)人可能以前都在銀行的ATM機(jī)上、許多商場里的信用卡檢查機(jī)、甚至是在餐館里輸入一個(gè)訂餐單時(shí)用過這類阻性觸摸技術(shù)。而投影型容性觸摸屏，使用的范圍還沒有這么廣，但具有快速發(fā)展動力。許多采用投影型容性界面的手機(jī)和便攜式音樂播放器都在投放市場。無論是阻性或容性技術(shù)都有一個(gè)堅(jiān)固的電組件，都利用ITO（氧化銦錫，透明導(dǎo)體），這兩種技術(shù)都會長期使用。

阻性觸摸屏包括有一個(gè)柔性頂層，然后是一層ITO，一個(gè)空氣隙，然后是另一層ITO。面板有4根線附到ITO層上：“X”層的左右側(cè)各一根，“Y”層的頂端和底端各一根。

當(dāng)柔性頂層受壓接觸到下面一層時(shí)檢測到觸摸。觸摸的位置按如下兩步來測量：首先，“X右”被驅(qū)動到一個(gè)已知電壓上，而把“X左”驅(qū)動到地，讀取來自Y傳感器的電壓。這樣就提供了X坐標(biāo)。對于另一個(gè)坐標(biāo)軸重復(fù)這一過程，即可確定精確的手指位置。