表面声波触摸屏工作原理及其特点

红外触摸屏与声波触摸屏的比较一、概述1、声波屏概况主要分为国产声波屏和进口声波屏，目前进口声波屏由于价格昂贵已逐渐淡出市场。

国产声波屏性能质量都不如进口的，但相对较廉价。

主要适用于部分民用领域和商用领域。

2、红外屏概况最早的触摸屏之一，早期由于技术问题不过关，造成在市场上的应用较少较晚，但近来随着技术上的进步和纯平显示器的发展，红外屏的应用越来越广泛，除了6"以下的尺寸（如手机、PDA）应用不多以外，在其它几乎全部领域都有红外屏的应用，无论是从原理上说还是从实际工艺上来说都可以应用到绝大多数未知环境。

二、原理比较1、声波屏原理表面声波，超声波的一种，在介质表面浅层传播的机械能量波。

通过楔形三角基座可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。

表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。

玻璃屏的左上角、右下角和右上角固定了超声波发射及接收换能器。

玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由一组水平的精密反射条纹把声波能量反射成竖直方向的能量，声波能量经过屏体表面，再由另一边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

当有可吸收声波的物体触碰到触摸屏时会吸收触摸点所在位置的玻璃表面的声波能量，这种变化将在换能器转换出的电信号中有所体现，控制卡分析电信号之后即可得出具体的触摸位置坐标。

2、红外屏原理RED TOUCH红外智能屏的工作原理是在触摸屏的四周布满红外接受管和红外发射管，这些红外管在触摸屏的表面排列呈一一对应的位置关系，形成一张由红外线布成的网，当有物体（如手指）进入红外网阻挡住某处的红外线发射接收时，此点的横竖两个方向的接收红外管接受到的红外线的强弱就会发生变化，设备通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。

表面声波触摸屏工作原理表面声波触摸屏是一种常见的触摸屏技术，其工作原理是利用声波的传播和反射特性来实现对触摸位置的检测。

触摸屏表面布满了许多微小的声波传感器，这些传感器可以发射和接收声波。

当用户触摸触摸屏表面时，触摸点会对声波产生干扰，导致声波的传播路径发生变化。

这种变化会被传感器捕捉到，并进行信号处理。

根据声波传播的时间和路径变化，系统可以计算出用户的触摸位置。

表面声波触摸屏的工作原理基于声波的传播速度和反射特性。

当声波在触摸屏的玻璃表面传播时，遇到了不同材质的界面，如玻璃和空气之间的界面。

这些界面会导致声波的一部分被反射回来。

传感器可以接收到这些反射波，并计算出触摸位置。

为了实现精确的触摸位置检测，触摸屏上会布置多个传感器以增加触摸点的检测精度。

传感器之间会形成一个阵列，可以对触摸位置进行更准确的测量。

表面声波触摸屏的工作原理使其具有一些优点。

首先，它可以实现多点触控，可以同时检测到多个触摸点的位置。

这使得用户可以使用手指进行缩放、旋转等多点手势操作。

其次，表面声波触摸屏具有较高的灵敏度和准确性，能够快速响应用户的触摸操作，并准确地识别触摸位置。

此外，表面声波触摸屏的耐久性较高，不容易受到外界环境的影响。

表面声波触摸屏已经广泛应用于各种设备中。

在智能手机和平板电脑上，它可以实现用户与设备的交互操作。

在自助服务设备中，如自助取款机和触摸屏点菜机，表面声波触摸屏可以提供方便快捷的操作方式。

此外，它还被应用于一些特殊场景，如工业控制系统和医疗设备中，以提供可靠和灵敏的触摸控制。

总结起来，表面声波触摸屏利用声波的传播和反射特性实现对触摸位置的检测。

通过布置在触摸屏表面的传感器阵列，可以快速准确地识别用户的触摸操作。

表面声波触摸屏具有多点触控、高灵敏度和耐久性等优点，已广泛应用于各种设备中，提供方便快捷的交互方式。

触摸屏的应用和原理1. 触摸屏的简介触摸屏是一种人机交互的输入装置，可以通过直接触摸屏幕上的图标、按钮或文字来操控设备。

触摸屏的应用广泛，包括智能手机、平板电脑、电子书阅读器、汽车导航系统等。

2. 触摸屏的原理触摸屏的原理主要分为电阻式、电容式和表面声波式三种。

2.1 电阻式触摸屏电阻式触摸屏是由两层薄膜电阻层组成，两层电阻层之间采用绝缘层隔开。

当手指触摸屏幕时，触摸点会产生微小的电流，通过测量电流的变化来确定触摸位置。

由于电阻式触摸屏可以使用任何物体触摸，所以触摸精度较低，适用于一般的交互操作。

2.2 电容式触摸屏电容式触摸屏是由一层电阻膜和一层透明的导电玻璃构成，触摸时人体的电容改变了电流的分布，通过测量电流的变化来确定触摸位置。

电容式触摸屏对触摸物体有一定要求，只能使用带电荷的物体触摸，如手指、电容笔等。

相比电阻式触摸屏，电容式触摸屏具有更高的灵敏度和精度。

2.3 表面声波式触摸屏表面声波式触摸屏利用声波的传播特性来实现触摸功能。

触摸屏上方和下方分别放置发送器和接收器，发送器发出声波信号，当有物体触摸屏幕时，声波会被阻挡或散射，接收器会检测到信号的变化从而确定触摸位置。

表面声波式触摸屏对物体的触摸没有要求，可以使用手指、手套等。

它具有高透光率和耐划伤的特点，广泛应用于交互娱乐设备。

3. 触摸屏的应用领域触摸屏作为一种方便、直观的输入方式，在众多领域得到了广泛应用。

3.1 智能手机和平板电脑触摸屏是智能手机和平板电脑的主要输入方式，用户可以通过手指在屏幕上滑动、点击来进行各种操作，如打开应用、切换页面、输入文字等。

3.2 汽车导航系统汽车导航系统中的触摸屏可以让驾驶员通过触摸屏来操作导航功能，输入目的地、切换地图视图等。

3.3 电子书阅读器电子书阅读器的触摸屏可以让读者通过手指滑动屏幕翻页、调整字体大小、搜索关键词等。

3.4 游戏机和游戏终端游戏机和游戏终端中的触摸屏可以让玩家通过手指触摸屏幕来进行游戏操作，如点击屏幕发射子弹、滑动屏幕控制角色移动等。

华为触摸屏的原理和应用1. 触摸屏的原理触摸屏是一种输入设备，它允许用户通过触摸屏幕来与计算机进行交互。

华为触摸屏的原理主要基于电容触摸和压电触摸两种技术。

1.1 电容触摸技术电容触摸屏利用玻璃或者塑料表面贴附的电容层来实现触摸输入，主要有以下两种类型：•电阻式电容触摸屏：通过感应人体带电时的电容变化，实现手指位置的检测。

它可以准确地检测到触摸点的坐标，但对于多点触摸的支持性较差。

•投影式电容触摸屏：使用电容屏幕背后的传感器来实现触摸输入。

它支持多点触控，提供更好的用户体验和操作效率。

1.2 压电触摸技术压电触摸屏利用压电材料的特性来实现触摸输入，主要有以下两种类型：•表面声波触摸屏：利用表面声波将机械压力转化为电信号，通过检测信号的变化来定位触摸点。

它可以实现高精度的触摸检测，并具有较好的耐久性。

•压力感应触摸屏：利用内部电流和电压的变化来感知触摸输入。

它对压力和面积的检测非常敏感，能够追踪触摸点的压力变化，常见于绘图板等需要细致操作的场景。

2. 触摸屏的应用华为触摸屏在各个领域都有广泛的应用，包括但不限于手机、平板电脑、智能手表等消费电子产品，以及工业控制、医疗设备等专业领域。

2.1 消费电子产品华为触摸屏在手机、平板电脑等消费电子产品中得到广泛应用。

触摸屏的高精度和快速响应时间，使得用户可以通过简单的手指操作进行各种操作，如滑动、点击、缩放等。

同时，华为还利用多点触摸技术，实现了更多的手势操作，提供更友好的用户体验。

2.2 工业控制华为触摸屏在工业控制领域的应用越来越广泛。

工业触摸屏可以与PLC或者其他控制器连接，实现对工业设备的监控和控制。

它具备耐磨、防水、防尘等特性，适应各种复杂的工业环境。

同时，触摸屏还可以通过编程实现定制化的界面设计，提升工业系统的用户友好性和操作效率。

2.3 医疗设备在医疗领域，华为触摸屏的应用也日益增多。

触摸屏的灵敏度和快速响应时间使得医生和护士可以通过触摸屏轻松输入病人信息、查看医疗记录、监控病人状态等。

3红外式触摸屏3.1 红外检测技术红外线波长为0.76～400um的不可见光，红外线检测技术是利用同一波长的红外发射管，接收管（简称红外对管）的检测方法，只要有物体挡住红外对管间的连线，接收信号就急剧下降，因此红外线可用于检测物体的阻挡。

3.2红外式触摸屏结构及工作原理红外式触摸屏以光束阻断技术为基本原理，结构简单，在屏幕的左边（Y轴）和下边（X 轴）分别装有红外发射管，各自的对边又装有对应的红外接收管，进而形成横竖交错的红外线网。

用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。

当有触摸时，手指或其它物就会挡住经过该位置的横竖红外线，触摸屏扫描时发现并确信有一条红外线受阻后，红灯亮，表示有红外线受阻，可能有触摸，同时立刻换到另一坐标再扫描，如果再发现另外一轴也有一条红外线受阻，黄灯亮，表示发现触摸，并将两个发现阻隔的红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕的位置3.3 触摸点的计算为了得到准确的触摸点位置，在计算触摸位置时必须排除周围环境光的干扰。

这需通过每对管的阈值来作为判断是否有手指触摸的依据。

该阈值的确定可通过对每对管的“0”态和“1”态时的数据采样来实现。

“0”态，即所有的发射管进行一次；“1”态，即所有发射管逐个点亮，此时的发射管在某一时刻只有一只被点亮，采样得到的是接收管接收对应发射管和环境光的光通量。

触摸位置的计算主要是通过遮挡时与未遮挡时的光强比来得到的。

在判断触摸位置时，可以先确定被遮挡的管子，计算得到触摸点的大致位置。

如被遮挡的是第N根管子，大致位置是Ld，则有：Ld=(N-1)×管子的宽度。

由于手指遮挡时有一定的区域，所有遮挡有两种可能：其一是在被确定的管子的前面；其二是在被确定的管子处。

其示意图如图所示。

为了精确计算，需要计算这两种情况下位置的偏移量∆L1和∆L2，则有L=L d-∆L1+∆L2∆L1=[1-(X N-1-X(N-1)min)/ (X(N-1)max-X(N-1)min)]×管子的宽度∆L2=[1-(X N-X Nmin)/ (X Nmax-X Nmin)]×管子的宽度L是第N根管子被遮挡时的位置；∆L1为手指在被确定的管子前面时的偏移量；∆L2为手指在被确定的管子处时的偏移量；X N为扫描时第N根管子接收到的数据；X Nmax为“1”态时采样第N根管子接收到的数据；X Nmin为“0”态时采样第N根管子接收到的数据。

触摸屏的基本原理及应用1 触摸屏原理和主要结构：触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术，触摸屏通常与显示器相结合，通过触摸屏上的传感元件（可以是电学的，光学的，声学的）来感应出触摸物在触摸屏上或显示器上的位置，从而达到无需键盘，鼠标即可直观地对设备或机器进行信息输入或操作的目的。

触摸屏根据不同的原理而制作的触摸屏可分为以下几类：1.1电阻触摸屏电阻触摸屏由上下两片ITO相向组成一个盒，盒中间有很小的间隔点将两片基板隔开，上板ITO是由很薄的PET ITO薄膜或很薄的ITO 基板构成，当触摸其上板时形成其变形，形成其电学上的变化，即可到触摸位置。

电阻式触摸屏又可分为数字式电阻式触摸屏和模拟式电阻触摸屏：数字式电阻触摸屏将上下板的ITO分为X及Y方向的电极条，当在某一个方向的电极上施加电压时，则在另一方向某条位置上电极可探测到的电压变化。

由于数字式电阻触摸屏是在一个方向输入信号，在另一个方向检测信号，理论上可以实现多点触摸的检测。

数字式电阻触摸屏最常见用于机器设备控制面板，自动售票机的人机输入界面。

其优点为：成本低，适合应用于低分辨率的场合。

单点控制IC成熟，商品化高。

其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）模拟式电阻触摸屏是由上下两面ITO相向组成盒，上下两面的ITO 分别在X及Y方向引出长条电极，在一个方向的电极上施加一个电压，用另一面的ITO检测其电压，所测得的电压与触摸点的位置有关。

模拟式电阻式触摸屏只能进行单点触摸，尤其适合用笔尖进行触摸，可进行书写输入。

由于测量值是模拟值，其精度可以很高，主要取决于ITO的线性度。

模拟式电阻式触摸屏应用范围为中小尺寸2"-26"其优点为：成本低，应用范围广。

控制IC成熟，商品化高。

其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）需校准，不能实现多点触摸1.2 电容式触摸屏电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式。

触摸屏的分类及其原理通常，触摸屏系统由触摸检测传感部件和触摸屏控制器两部分器件组成。

前者采集用户的触摸信息并传送到控制器，后者通过对接收到的信息进行处理，得到用户的触摸位置，并将位置信息发送给上一层的主机，同时接收主机发送的控制命令并加以执行。

触摸屏的主要分类从技术原理上区分，触摸屏可以分成四个基本种类：红外技术触摸屏、表面声波触摸屏、电阻触摸屏、电容触摸屏。

下面将对以上四种触摸屏技术进行简单的介绍。

1、红外技术触摸屏该触摸屏由安装在触摸屏外框上的红外发射和接收器件构成。

发射器件在屏幕表面形成红外检测网，任何物体都可改变触点的红外线而实现触摸的检测。

红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适合条件恶劣的工作环境，价格低，安装方便，响应速度快。

红外现在应用开始广泛化了，一般都是用于大型设备，比如电视上主持人的触摸大电视，寿命一般，准确率高，支持多点，透光率最好，最高100%。

2、表面声波触摸屏表面声波是沿介质表面传播的机械波。

此类触摸屏由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接收器组成。

其中声波发生器产生一种高频声波跨越屏幕表面，在手指触摸时，触电上的声波被阻止，声波接收器由此确定坐标位置。

表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素的影响，分辨率极高，有极好的防刮性，使用寿命长，透光率好，没有漂移，表面也不怕划，缺点是怕水和油污，脏了要维护。

3、电阻式触摸屏电阻触摸屏是一块与显示屏表面匹配的多层复合薄膜。

该结构以一层玻璃作为基层，表面涂一层透明的导电层（ITO，氧化铟），上层再覆盖一层防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层ITO，四线和八线触摸屏由两层具有相同表面电阻的透明阻性材料组成，五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成，通常在两层导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们分隔开。

当触摸屏表面受到的压力（如通过笔尖或手指进行按压）足够大时，顶层与底层之间会产生接触。

所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。

触摸屏的工作原理触摸屏可分为：表面声波屏、电阻压力屏、电容感应屏、红外屏。

表面声波屏工作原理：表面声波触摸屏的触摸屏是一块平面玻璃平板，这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。

玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

见下图。

以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号，不难看出，接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在Y轴走过的路程是相同的，但在X轴上，最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。

因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。

发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。

当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。

接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。

之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。

除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。

其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。

三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。

1、表面声波屏的工作原理：一块强化玻璃上，左上角和右下角各固定水平和竖直方向的超声波发射换能器，右上角固定了两个相应的接收换能器，玻璃屏的四周刻有45°由疏到密的反射条纹，在通电后，发射换能器将电能转换为声波能量，然后由玻璃边缘的一组精密反射条纹把声波能量反射到屏表面传递，再由对面的反射条纹发射到接收换能器，接收换能器将返回的表面声波变为电信号。

当手指触摸屏幕时，表面的声波能量被手指吸收，形成能量衰减，通过控制卡确定，X、Y轴坐标，从而确定点。

优点：透光度好、耐度强、不怕划伤、寿命长缺点：怕水、灰尘、油污，环境要求高，不适合大尺寸屏，硬物不能接触2、电阻压力屏工作原理：电阻压力屏其结构由下线路导电ITO层和上线路导电ITO组成，中间有绝缘颗粒点将其隔开，一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，形成通路产生电信号，通过控制卡确定X、Y轴坐标，从而明确触点位置。

其他公司的电阻屏都是四线相当于串联电路，缺点是一处划伤整屏既不能使用，需要更换。

我公司采用的是五线电阻屏相当于并联电路，这种屏体在被划伤之后只有被划伤处无法正常使用，其他部位仍可正常使用。

一般轻微划伤是不影响使用的。

优点：精确及灵敏度高、适用各种环境缺点：透光性不好、怕划伤、不适用大尺寸屏3、红外屏的工作原理：红外屏是紧贴屏幕前X、Y轴方向上的红外线矩阵，通过不停的扫描检测是否有红外线被物体阻挡并定位用户的触摸，在屏体四周有排列规整的红外发射管及红外接收管两者一一对应。

当有触摸时，手指或其他物就会挡住经过该位置的横竖红外线，触摸屏扫描发现并确信有一条红外线受阻后，红灯亮，表示有红外线受阻，通过控制卡，确定X、Y轴坐标，经过计算判断出触摸点在屏幕的位置。

优点：适用范围广，适用做大尺寸缺点：太阳光、强光照射会影响屏体工作，尺寸较小的屏体使用时分辨率低、造价成本高。