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      奧地利B&R貝加萊觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成

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

從1974開(kāi)始出現(xiàn)早的電阻式B&R觸摸屏以來(lái)，隨著科技的發(fā)展和應(yīng)用需 求的增長(zhǎng)，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(xiàn)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(jī),、平板電腦,、零售業(yè)、公共信息查詢(xún),、多媒體信息系統(tǒng),、醫(yī)療儀器、工業(yè)自動(dòng)控制,、娛樂(lè)與餐 飲業(yè),、自動(dòng)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(pán),、鼠標(biāo)、手寫(xiě)板,、語(yǔ)音輸入后最為普通百姓所易接受的計(jì)算機(jī)輸入方式,。利用這種技術(shù)，用戶(hù)只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作,，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng),。這種技術(shù)極大方便了用戶(hù)，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(cè)部件和B&R觸摸屏控制器組成。觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面,，用于檢測(cè)用戶(hù)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(diǎn)檢測(cè)裝置接收觸摸信息,，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)送給CPU,，同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。

觸摸屏系統(tǒng)一般包括兩個(gè)部分：觸摸檢測(cè)裝置和B&R觸摸屏 控制器,。觸摸檢測(cè)裝置安裝在顯示器屏幕前面,，用于檢測(cè)用戶(hù)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(lái)自觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置的觸摸信息,，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),，判斷出觸摸的意義后送給 PLC，它同時(shí)能 接收 PLC發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行,，例如動(dòng)態(tài)地顯示開(kāi)關(guān)量和模擬量,。

根據(jù)傳感器的類(lèi)型，B&R觸摸屏大致被分為紅外線(xiàn)式,、電阻式,、表面聲波式和電容式B&R觸摸屏四種。 [3] 紅外線(xiàn)技術(shù)B&R觸摸屏價(jià)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(jì)構(gòu)思合理，但其圖像失真問(wèn)題很難得到根本解決,；電阻技術(shù)B&R觸摸屏的定位準(zhǔn)確,，但其價(jià)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(chǎng)合,，缺點(diǎn)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(xiàn)式B&R觸摸屏

紅外線(xiàn)式B&R觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)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(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線(xiàn)矩陣。用戶(hù)在B&R觸摸屏幕時(shí),，手指就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線(xiàn),，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點(diǎn)上的紅外線(xiàn)而實(shí)現(xiàn)B&R觸摸屏操作,。

紅外線(xiàn)式B&R觸摸屏特點(diǎn)

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(diǎn)是價(jià)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(jì)算機(jī),。此外，由于沒(méi)有電容充放電過(guò)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(guò)按壓使內(nèi)觸點(diǎn)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(kāi),。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(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)操控,。根據(jù)屏的引出線(xiàn)數(shù),，又分有4線(xiàn)、5線(xiàn)及多線(xiàn),。一般是不能多點(diǎn)觸控,，即只能支持單點(diǎn)，若同時(shí)按壓兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn),，是不能被識(shí)別和找到精確坐標(biāo)的,。在電阻屏上要將一幅圖片放大，就只能多次點(diǎn)擊“+",，使圖片逐步進(jìn)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(diǎn)

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(dòng),，表層 ITO使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的裂紋,，甚至變形，因此其壽命并不長(zhǎng)久,。 [10] 門(mén)檻低,，成本相對(duì)價(jià)廉，優(yōu)點(diǎn)是不受灰塵,、溫度,、濕度的影響。缺點(diǎn)也很明顯,，外層屏膜很容易刮花,，不能使用尖銳的物體點(diǎn)觸屏面,。電阻式B&R觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)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(chǎng)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(jìn)行淺層傳播的機(jī)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(guò)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(qiáng)化玻璃,，沒(méi)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(gè)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(méi)有觸摸的時(shí)候,，接收信號(hào)的波形與參照波形一樣。當(dāng)手指B&R觸摸屏幕時(shí),，手指吸收了一部分聲波能量,，控制器 偵測(cè)到接收信號(hào)在某一時(shí)刻的衰減，由此可以計(jì)算出觸摸點(diǎn) 的位置,。除了一般B&R觸摸屏都能響應(yīng)的 x,、y 坐標(biāo)外,表面聲波B&R觸摸屏的突出特點(diǎn)是它能感知第三軸（z 軸）坐標(biāo), 也就是能感知用戶(hù)觸摸壓力的大小值,其原理是由接收信號(hào)衰減處的衰減 量計(jì)算得到。三軸一旦確定,控制器就把它們傳給主機(jī),。

表面聲波式B&R觸摸屏特點(diǎn)

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(zhǎng)( 維護(hù)良好情況下達(dá) 5000 萬(wàn)次) ，透光率和清晰度高,沒(méi)有色彩失真和漂移, 安裝后無(wú)需再進(jìn)行校準(zhǔn),，有的防刮性,，能承受各種粗暴的觸摸，公共場(chǎng)所使用,。 [10] 但塵埃,、水及污垢會(huì)嚴(yán)重影響其性能,，需要經(jīng)常維護(hù)，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(jìn)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(dāng)有導(dǎo)電物體觸碰時(shí),，就會(huì)改變觸點(diǎn)的電容,，從而可以探測(cè)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(shí)沒(méi)有反應(yīng),，這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^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(diǎn)是漂移: 當(dāng)環(huán)境溫度,、濕度改變, 環(huán)境電場(chǎng)發(fā)生改變時(shí), 會(huì)引起電容式B&R觸摸屏的漂移, 造成不準(zhǔn)確。

從技術(shù)原理角度來(lái)講,，B&R觸摸屏是一套透明的絕對(duì)坐標(biāo)定位系統(tǒng),，首先它必須保證是透明的，因此它必須通過(guò)材料科技來(lái)解決透明問(wèn)題,，像數(shù)字化儀,、寫(xiě)字板、電梯開(kāi)關(guān),，它們都不是B&R觸摸屏,；其次它是絕對(duì)坐標(biāo)，手指摸哪就是哪,，不需要第二個(gè)動(dòng)作,，不像鼠標(biāo)，是相對(duì)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(biāo)，有光標(biāo)反倒影響用戶(hù)的注意力,，因?yàn)楣鈽?biāo)是給相對(duì)定位的設(shè)備用的,，相對(duì)定位的設(shè)備要移動(dòng)到一個(gè)地方首先要知道身在何處，往哪個(gè)方向去,，每時(shí)每刻還需要不停的給用戶(hù)反饋當(dāng)前的位置才不至于出現(xiàn)偏差,。這些對(duì)采取絕對(duì)坐標(biāo)定位的B&R觸摸屏來(lái)說(shuō)都不需要；再其次就是能檢測(cè)手指的觸摸動(dòng)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(jué)效果,。透明有透明的程度問(wèn)題，紅外線(xiàn)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(diǎn)就要好好推敲一番，“透明",，在B&R觸摸屏行業(yè)里,，只是個(gè)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(diǎn)來(lái)概括它的視覺(jué)效果是不夠的,，它應(yīng)該至少包括四個(gè)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(guò)B&R觸摸屏表面衍射反光還沒(méi)到達(dá)CD 盤(pán)的程度,，對(duì)用戶(hù)而言，這四個(gè)度量已經(jīng)基本夠了,。

由于透光性與波長(zhǎng)曲線(xiàn)圖的存在,，通過(guò)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(jué)還只是色彩的失真,，動(dòng)態(tài)的多媒體圖象感覺(jué)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(shuō)的透明度也只能是圖的平均透明度,，當(dāng)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(hù),、燈光等,。反光是B&R觸摸屏帶來(lái)的負(fù)面效果，越小越好,，它影響用戶(hù)的瀏覽速度,，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法辨認(rèn)圖像字符，反光性強(qiáng)的B&R觸摸屏使用環(huán)境受到限制,，現(xiàn)場(chǎng)的燈光布置也被迫需要調(diào)整,。大多數(shù)存在反光問(wèn)題的B&R觸摸屏都提供另外一種經(jīng)過(guò)表面處理的型號(hào)：磨砂面B&R觸摸屏，也叫防眩型,，價(jià)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(chǎng)所，不過(guò),，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(xì)節(jié)模糊，整個(gè)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(wèn)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(duì)眼睛也有一定傷害，選購(gòu)B&R觸摸屏?xí)r要注意判別,。

絕對(duì)坐標(biāo)

觸摸屏是絕對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng),，要選哪就直接點(diǎn)那，與鼠標(biāo)這類(lèi)相對(duì)定位系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是一次到位的直觀(guān)性,。絕對(duì)坐標(biāo)系的特點(diǎn)是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒(méi)有關(guān)系,，B&R觸摸屏在物理上是一套獨(dú)立的坐標(biāo)定位系統(tǒng)，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過(guò)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo),，這樣,，就要求B&R觸摸屏這套坐標(biāo)不管在什么情況下，同一點(diǎn)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(duì)坐標(biāo)定位，點(diǎn)不準(zhǔn),，這就是B&R觸摸屏最怕的問(wèn)題：漂移,。技術(shù)原理上凡是不能保證同一點(diǎn)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(gè)問(wèn)題,，目前有漂移現(xiàn)象的只有電容B&R觸摸屏,。

檢測(cè)定位

檢測(cè)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(lái)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,。