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    奧地利B&R貝加萊觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成

觸摸屏（Touch Panel）又稱為“觸控屏”、“觸控面板”,，是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應(yīng)式液晶顯示裝置,，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)先編程的程式驅(qū)動各種連結(jié)裝置,，可用以取代機械式的按鈕面板,，并借由液晶顯示畫面制造出生動的影音效果。

從1974開始出現(xiàn)早的電阻式B&R觸摸屏以來,，隨著科技的發(fā)展和應(yīng)用需 求的增長,，各種觸摸技術(shù)相繼誕生以適應(yīng)各種行業(yè)和層次的應(yīng)用。如今,，已經(jīng)形成了商業(yè)化的B&R觸摸屏技術(shù)包括：電阻技術(shù)B&R觸摸屏,、電容技術(shù)B&R觸摸屏、紅外線技術(shù)觸 摸屏,、表面聲波（SAW）技術(shù)B&R觸摸屏等,，并已廣泛應(yīng)用到了手機、平板電腦,、零售業(yè),、公共信息查詢、多媒體信息系統(tǒng),、醫(yī)療儀器,、工業(yè)自動控制、娛樂與餐 飲業(yè),、自動售票系統(tǒng),、 教育系統(tǒng)等許多領(lǐng)域。

觸摸屏技術(shù)是繼鍵盤,、鼠標,、手寫板、語音輸入后最為普通百姓所易接受的計算機輸入方式,。利用這種技術(shù),，用戶只要用手指輕輕地觸碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作，從而使人機交互更為直截了當,。這種技術(shù)極大方便了用戶,，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。

觸摸屏的本質(zhì)是傳感器,，它由觸摸檢測部件和B&R觸摸屏控制器組成,。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置,，接受后送B&R觸摸屏控制器,；B&R觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置接收觸摸信息,，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標送給CPU，同時能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行,。

觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩個部分：觸摸檢測裝置和B&R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,，再將該處的信息傳送給B&R觸摸屏控制器,；B&R觸摸屏控制 器的主要作用是接收來自觸摸點檢測裝置的觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標,，判斷出觸摸的意義后送給 PLC,，它同時能 接收 PLC發(fā)來的命令并加以執(zhí)行，例如動態(tài)地顯示開關(guān)量和模擬量,。

根據(jù)傳感器的類型,，B&R觸摸屏大致被分為紅外線式、電阻式,、表面聲波式和電容式B&R觸摸屏四種,。 [3] 紅外線技術(shù)B&R觸摸屏價格低廉，但其外框易碎,，容易產(chǎn)生光干擾,，曲面情況下失真；電容技術(shù)B&R觸摸屏設(shè)計構(gòu)思合理,，但其圖像失真問題很難得到根本解決,；電阻技術(shù)B&R觸摸屏的定位準確，但其價格頗高,，且怕刮易損,；表面聲波B&R觸摸屏解決了以往B&R觸摸屏的各種缺陷，清晰不容易被損壞,，適于各種場合,，缺點是屏幕表面如果有水滴和塵土?xí)笲&R觸摸屏變得遲鈍，甚至不工作,。

紅外線式B&R觸摸屏

紅外線式B&R觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框,，電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣,。用戶在B&R觸摸屏幕時,，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點在屏幕的位置,。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)B&R觸摸屏操作。

紅外線式B&R觸摸屏特點

紅外式B&R觸摸屏不受電流,、電壓和靜電干擾,，適合某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點是價格低廉，安裝方便,，不要卡或任何其他控制器,，可以用在各種檔次上的計算機。此外,，由于沒有電容充放電過程,，響應(yīng)速度比電容式快，但分辨率較低,。

電阻式B&R觸摸屏

電阻屏最外層一般使用的是軟屏,，通過按壓使內(nèi)觸點上下相連。內(nèi)層裝有物理材料氧化金屬,，即N型氧化物半導(dǎo)體——氧化銦錫（IndiumTinOxides,，ITO），也叫氧化銦,，透光率為80%,，上下各一層，中間隔開,。ITO是電阻B&R觸摸屏及電容B&R觸摸屏都用到的主要材料,，它們的工作面就是ITO涂層，用指尖或任何物體按壓外層,，使表面膜內(nèi)凹變形,，讓內(nèi)兩層ITO相碰導(dǎo)電從而定位到按壓點的坐標來實現(xiàn)操控。根據(jù)屏的引出線數(shù),，又分有4線,、5線及多線。一般是不能多點觸控,，即只能支持單點,，若同時按壓兩個或兩個以上的觸點，是不能被識別和找到精確坐標的,。在電阻屏上要將一幅圖片放大,，就只能多次點擊“+”，使圖片逐步進階式放大,，這就是電阻屏的基本技術(shù)原理,。

電阻式B&R觸摸屏特點

電阻式B&R觸摸屏不怕塵埃、水及污垢影響,，能在惡劣環(huán)境下工作,。但并且由于經(jīng)常被觸動，表層 ITO使用一段時間后會出現(xiàn)細小的裂紋,，甚至變形,，因此其壽命并不長久,。 [10] 門檻低，成本相對價廉,，優(yōu)點是不受灰塵,、溫度、濕度的影響,。缺點也很明顯,，外層屏膜很容易刮花，不能使用尖銳的物體點觸屏面,。電阻式B&R觸摸屏利用壓力感應(yīng)進行控制,，它的表層是一層塑膠，底層是一層玻璃,，能承受惡劣環(huán)境因素的干擾,，但手感和透光性較差，適合佩帶手套和不能用手直接觸摸的場合,。

表面聲波式B&R觸摸屏

表面聲波是超聲波的一種,，它是在介質(zhì)（例如玻璃）表面 進行淺層傳播的機械能量波。表面聲波性能穩(wěn)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。表面聲波B&R觸摸屏的B&R觸摸屏部分可以是一塊平面,、球面或柱面的玻璃平 板, 安裝在 CRT,、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面,。這塊玻璃平板只是一塊純粹的強化玻璃,，沒有任何貼膜和覆蓋層。 玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波 發(fā)射換能器, 右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器,， 玻璃屏的四邊刻有由疏到密間隔非常精密的 45 度角反射條紋,。在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形一樣,。當手指B&R觸摸屏幕時,，手指吸收了一部分聲波能量，控制器 偵測到接收信號在某一時刻的衰減,，由此可以計算出觸摸點 的位置,。除了一般B&R觸摸屏都能響應(yīng)的 x、y 坐標外,表面聲波B&R觸摸屏的突出特點是它能感知第三軸（z 軸）坐標, 也就是能感知用戶觸摸壓力的大小值,其原理是由接收信號衰減處的衰減 量計算得到,。三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機,。

表面聲波式B&R觸摸屏特點

表面聲波B&R觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響,，分辨率高,，具有防刮性,，壽命長( 維護良好情況下達 5000 萬次) ，透光率和清晰度高,沒有色彩失真和漂移, 安裝后無需再進行校準,，有的防刮性，能承受各種粗暴的觸摸,，公共場所使用,。 [10] 但塵埃、水及污垢會嚴重影響其性能,，需要經(jīng)常維護,，保持屏面的光潔。

電容式B&R觸摸屏

這種B&R觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進行工作的,，在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì),，當有導(dǎo)電物體觸碰時，就會改變觸點的電容,，從而可以探測出觸摸的位置,。但用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(yīng)，這是因為增加了更為絕緣的介質(zhì),。

電容B&R觸摸屏能很好地感應(yīng)輕微及快速觸摸,、防刮擦、不怕塵埃,、水及污垢影響,，適合惡劣環(huán)境下使用。 [3] 電容屏主要的缺點是漂移: 當環(huán)境溫度,、濕度改變, 環(huán)境電場發(fā)生改變時, 會引起電容式B&R觸摸屏的漂移, 造成不準確,。

從技術(shù)原理角度來講，B&R觸摸屏是一套透明的絕對坐標定位系統(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B&R觸摸屏,；其次它是絕對坐標,，手指摸哪就是哪，不需要第二個動作,，不像鼠標,，是相對定位的一套系統(tǒng)，我們可以注意到,，B&R觸摸屏軟件都不需要光標,，有光標反倒影響用戶的注意力,，因為光標是給相對定位的設(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身在何處,，往哪個方向去,，每時每刻還需要不停的給用戶反饋當前的位置才不至于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標定位的B&R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,。

透明特性

透明，它直接影響到B&R觸摸屏的視覺效果,。透明有透明的程度問題,，紅外線技術(shù)B&R觸摸屏和表面聲波B&R觸摸屏只隔了一層純玻璃，透明可算,，其它B&R觸摸屏這點就要好好推敲一番,，“透明”，在B&R觸摸屏行業(yè)里,，只是個非常泛泛的概念,，很多B&R觸摸屏是多層的復(fù)合薄膜，僅用透明一點來概括它的視覺效果是不夠的,，它應(yīng)該至少包括四個特性：透明度,、色彩失真度、反光性和清晰度,，還能再分,，比如反光程度包括鏡面反光程度和衍射反光程度，只不過B&R觸摸屏表面衍射反光還沒到達CD 盤的程度,，對用戶而言,，這四個度量已經(jīng)基本夠了。

由于透光性與波長曲線圖的存在,，通過B&R觸摸屏看到的圖象不可避免的與原圖象產(chǎn)生了色彩失真,，靜態(tài)的圖象感覺還只是色彩的失真，動態(tài)的多媒體圖象感覺就不是很舒服了,，色彩失真度也就是圖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的平均透明度，當然是越高越好,。

反光特性

反光性,，主要是指由于鏡面反射造成圖像重疊身后的光影，如人影,、窗戶,、燈光等。反光是B&R觸摸屏帶來的負面效果，越小越好,，它影響用戶的瀏覽速度,，嚴重時甚至無法辨認圖像字符，反光性強的B&R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B&R觸摸屏都提供另外一種經(jīng)過表面處理的型號：磨砂面B&R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B&R觸摸屏加裝之后，字跡模糊,，圖像細節(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B&R觸摸屏，由于薄膜層之間光反復(fù)與反射折射而造成的,，此外防眩型B&R觸摸屏由于表面磨砂也造成清晰度下降,。清晰度不好，眼睛容易疲勞,，對眼睛也有一定傷害,，選購B&R觸摸屏?xí)r要注意判別。

絕對坐標

觸摸屏是絕對坐標系統(tǒng),，要選哪就直接點那,，與鼠標這類相對定位系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是一次到位的直觀性。絕對坐標系的特點是每一次定位坐標與上一次定位坐標沒有關(guān)系,，B&R觸摸屏在物理上是一套獨立的坐標定位系統(tǒng),，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標，這樣,，就要求B&R觸摸屏這套坐標不管在什么情況下,，同一點的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的，如果不穩(wěn)定,，那么這B&R觸摸屏就不能保證絕對坐標定位,，點不準，這就是B&R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數(shù)據(jù)相同的B&R觸摸屏,，都有漂移這個問題,，目前有漂移現(xiàn)象的只有電容B&R觸摸屏。

檢測定位

檢測觸摸并定位,，各種B&R觸摸屏技術(shù)都是依靠各自的傳感器來工作的,，甚至有的B&R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B&R觸摸屏的反應(yīng)速度,、可靠性,、穩(wěn)定性和壽命。