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紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布X、Y方向上的紅外線矩陣，通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測并定位用戶的觸摸。如下圖所示，
這種觸摸屏是在顯示器的前面安裝一個外框，外框里設(shè)計有電路板，從而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。
每掃描完一圈，如果所有的紅外對管通達，綠燈亮，表示一切正常。
當有觸摸時，手指或其它物就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎紅外線，觸摸屏掃描時發(fā)現(xiàn)并確信有一條紅外線受阻后，紅燈亮，表示有紅外線受阻，可能有觸摸，同時立刻換到另一坐標再掃描，如果再發(fā)現(xiàn)另外一軸也有一條紅外線受阻，黃燈亮，表示發(fā)現(xiàn)觸摸，并將兩個發(fā)現(xiàn)阻隔的紅外對管位置報告給主機，經(jīng)過計算判斷出觸摸點在屏幕的位置。
紅外觸摸屏產(chǎn)品分外掛式和內(nèi)置式兩種。外掛式的安裝方法非常簡單，是所有觸摸屏中安裝最方便的，只要用膠或雙面膠將框架固定在顯示器前面即可。缺點是影響外觀。
內(nèi)置式紅外觸摸屏性能更加穩(wěn)定，影響外觀程度小。適合KIOSK使用。
特點
紅外觸摸屏的優(yōu)點是可用手指、筆或任何可阻擋光線的物體來觸摸。
紅外觸摸屏缺點是在球面顯示器上使用時感覺不好，這是因為賴以工作的紅外光柵矩陣顯然要求保證在同一平面上，因此，真正感應(yīng)觸摸的工作平面距離弧形的顯示器屏幕有較大的間隔，尤其在邊角，但是這個缺點在平面顯示器上不存在，比如液晶顯示器。
可以說在平面顯示器上使用，紅外觸摸屏具有相當?shù)膬?yōu)勢。紅外線探測技術(shù)利用同一波長的紅外發(fā)射管、紅外接收管（簡稱紅外對管）就能得到簡單的紅外線探測方法：
只要有物體阻擋住紅外對管之間的連線，接收信號就急劇下降，因此紅外線可以探測物體的阻擋，在防盜系統(tǒng)、自動感應(yīng)系統(tǒng)、計數(shù)器等系統(tǒng)上廣泛應(yīng)用。
紅外線若是短距離應(yīng)用，根據(jù)接收信號的衰減程度還可探知阻擋程度，這就是所謂的模擬方式，模擬方式在接收端采用密集的接收管陣列，還可用于造影成像；為防止干擾，紅外探測還可采用脈沖方式，即紅外發(fā)射管發(fā)射一個固定頻率的信號，而接收方只對這一頻率進行檢測，脈沖方式抗干擾能力非常強。脈沖方式如果在工作頻率上調(diào)制信號，還可用于數(shù)字通信，這就是大名鼎鼎的紅外線通訊，家用電器的遙控、電腦的紅外通信、甚至是當今最快的光纖通信，都緣于此。紅外通信對人體沒有影響，兼又發(fā)射距離短沒有空間污染，當今備受親睞。本章立意觸摸屏，不神游其它，但是從這一家族興旺，也可以看出紅外觸摸屏前途遠大。
紅外線檢測技術(shù)用于觸摸屏技術(shù)主要有3個技術(shù)難點：
環(huán)境光因素，紅外接收管有最小靈敏度和最大光照度之間的工作范圍，但是觸摸屏產(chǎn)品卻不能限制使用范圍，從黑暗的歌廳包房到海南島高強度陽光下的戶外使用，作為產(chǎn)品，它必須適應(yīng)。
快速檢測，紅外觸摸屏一般尺寸最少也有64套紅外對管，也就是說至少要求在0.4毫秒內(nèi)就要完成一條紅外線的檢測。
周圍的反射、折射、干擾，紅外發(fā)射管有一個發(fā)射角，接收管有較大范圍的接收角，如果周圍反射到一定程度，你會發(fā)現(xiàn)手指放在什么地方也阻擋不住信號。
要解決這些問題，選擇模擬方式最大的好處是可以分析提高觸摸屏的分辨率，但是抗干擾能力比不上脈沖方式；選擇脈沖方式雖然抗干擾能力強，但是存在脈沖方式在接收方需要一個響應(yīng)過程時間的問題，而觸摸屏卻要求極快的速度，因此要在自適應(yīng)電路、單片機軟件、模具設(shè)計、透光材料選擇等幾個方面要有技術(shù)突破。
紅外觸摸屏靠多對紅外發(fā)射和接收對管來工作，紅外對管性能和壽命都比較可靠，任何阻擋光線的物體都可用來作觸摸物，不過紅外觸摸屏使用傳感器數(shù)目將近100對，并且共用外圍電路，這就要求傳感器不僅本身性能好，還要求將近100對的紅外二極管“光-電阻特性”
和“結(jié)電容”都保持一致。實際應(yīng)用中，萬一有哪一對出現(xiàn)故障，可以在上電自檢過程中發(fā)現(xiàn)并在此后加以忽略，靠鄰近的紅外線代替，由于每一對紅外線只“監(jiān)管”約6mm左右的窄帶，而手指通常在15mm左右粗細，用戶是察覺不到的。但如果生產(chǎn)過程沒有對紅外發(fā)射管進行老化測試，沒有很好的質(zhì)量管理體系，將近100對的傳感器，很快就不是一對兩對“掉隊”的問題了，總體壽命也就難以保證。因此，購買紅外屏的用戶應(yīng)該了解廠家有沒有嚴格的質(zhì)量檢測辦法或是否通過ISO9000認證。
紅外屏賴以工作的是紅外線矩陣，矩陣上多點的x、y坐標能組合出平方倍多的觸摸點，見下圖，A、B兩點和C、D兩點對紅外屏來說是相同的效果，無法分辨，怎么處理呢？目前市場上的紅外屏對多點觸摸常見的處理不管連續(xù)否，要么不判斷，要么判為左上角，即下圖中不管是A、B還是C、D都判為C點。真正技術(shù)過得硬的紅外屏應(yīng)該是對坐標連續(xù)的多點觸摸判斷取中點，即判斷為大物體（比如粗手指）的觸摸，而對不連續(xù)的多點觸摸不予判斷，所以說它技術(shù)過硬是這種算法對產(chǎn)品的品質(zhì)要求更嚴，不允許出現(xiàn)各種各樣的故障情況。這種紅外屏現(xiàn)在市場有，價格非常高。
電容觸摸屏本身實際是一套精密的漏電傳感器，帶手套的手不能觸摸，由于使用電容方式，導(dǎo)致有漂移現(xiàn)象，下節(jié)電容觸摸屏有詳細的介紹。
超聲波觸摸屏有表面聲波觸摸屏和體波聲波觸摸屏，利用的都是電-聲壓電換能器作傳感器，接收傳感器和發(fā)射傳感器所用的壓電晶體不是一種型號，在制造時的摻雜材料略有不同，發(fā)射換能器功率大，接收換能器更加靈敏。壓電換能器的壽命長，工作穩(wěn)定，正常工作可以保證10年不出問題。觸摸屏安裝后，換能器是隱藏起來的，但是在運輸和安裝過程中需要小心謹慎，裸露的換能器晶體不能碰撞擠壓。表面聲波觸摸屏有X、Y軸兩對傳感器，利用屏幕表面的聲表面波來檢測手指觸摸，可以說，工作面是一層看不見、打不壞的聲能，不怕暴力使用，最適合公共信息查詢，是目前市場上最受歡迎的觸摸屏產(chǎn)品。
以上談了一些觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域的概念，當然，只是是純技術(shù)原理的一些探討，評判一種觸摸屏，光是技術(shù)原理還只是其中的一部分，觸摸屏要應(yīng)用到各個領(lǐng)域，還要抵受千觸萬摸，選用材料的耐用性如何，反應(yīng)速度如何（使用要感覺順暢反應(yīng)速度須小于20ms），控制卡、驅(qū)動程序和校準程序怎么樣，卡的設(shè)計水平和工藝水平，驅(qū)動程序跨操作系統(tǒng)平臺、跨機種的通用性、計算機接口與技術(shù)趨勢的緊跟程度，廠商的技術(shù)實力和服務(wù)承諾的可信任度，這些都是理性的評判一種觸摸屏，更準確的說：一種產(chǎn)品的重要因素。
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| 觸摸屏的幾個概念: |
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所謂觸摸屏，從市場概念來講，就是一種人人都會使用的計算機輸入設(shè)備，或者說是人人都會使用的與計算機溝通的設(shè)備。不用學(xué)習(xí)，人人都會使用，是觸摸屏最大的魔力，這一點無論是鍵盤還是鼠標，都無法與其相比。人人都會使用，也就標志著計算機應(yīng)用普及時代的真正到來。這也是我們發(fā)展觸摸屏，發(fā)展KIOSK，發(fā)展KIOSK網(wǎng)絡(luò)，努力形成中國觸摸產(chǎn)業(yè)的原因。
從技術(shù)原理角度來講，觸摸屏是一套透明的絕對定位系統(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，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現(xiàn)在在何處，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致于出現(xiàn)偏差。這些對采取絕對坐標定位的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，各類觸摸屏技術(shù)就是圍繞“檢測手指觸摸”而八仙過海各顯神通的。
觸摸屏的第一個特征：透明，它直接影響到觸摸屏的視覺效果。透明有透明的程度問題，紅外線技術(shù)觸摸屏和表面聲波觸摸屏只隔了一層純玻璃，透明可算佼佼者，其它觸摸屏這點就要好好推敲一番，“透明”，在觸摸屏行業(yè)里，只是個非常泛泛的概念，我們知道，很多觸摸屏是多層的復(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，只不過我們的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。今天我盡量不結(jié)合具體的觸摸屏去“排隊”，技術(shù)是在前進的，今天也許是聲波屏最理想，明天也許又是另一種，環(huán)星公司通過觸摸屏的技術(shù)本質(zhì)引申出一些觸摸屏的概念，目的是讓用戶自己學(xué)會思考、學(xué)會判斷，選購適用的觸摸屏。
先說透明度和色彩失真度，首先提醒大家，我們看到的彩色世界包含了可見光波段中的各種波長色，在沒有完全解決透明材料科技之前，或者說還沒有低成本的很好解決透明材料科技之前，多層復(fù)合薄膜的觸摸屏在各波長下的透光性還不能達到理想的一致狀態(tài)，下面是一個示意圖：
由于透光性與波長曲線圖的存在，通過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中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中的平均透明度，當然是越高越好。
反光性，主要是指由于鏡面反射造成圖象上重疊身后的光影，如人影、窗戶、燈光等。反光是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象字符，反光性強的觸摸屏使用環(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)存在反光問題的觸摸屏都提供另外一種經(jīng)過表面處理的型號：磨砂面觸摸屏，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，有些觸摸屏加裝之后，字跡模糊，圖象細節(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)的觸摸屏，由于薄膜層之間光反復(fù)反射折射而造成的，此外防眩型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，選購觸摸屏?xí)r要注意判別。
觸摸屏的第二個特性：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，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，那么這觸摸屏就不能保證絕對坐標定位，點不準，這就是觸摸屏最怕的問題：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)相同的觸摸屏都免不了漂移這個問題，目前有漂移現(xiàn)象的只有電容觸摸屏。
觸摸屏的第三個特性：檢測觸摸并定位，各種觸摸屏技術(shù)都是依靠各自的傳感器來工作的，甚至有的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觸摸屏的反應(yīng)速度、可靠性、穩(wěn)定性和壽命。觸摸屏的傳感器方式還決定了該觸摸屏如何識別多點觸摸的問題，也就是超過一點的同時觸摸怎么辦？有人觸摸時接著旁邊又有人觸摸怎么辦？這是觸摸屏使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，我認為最理想的方式是：超過一點的同時觸摸誰也不判斷，一直等到多點觸摸移走，有人觸摸接著又有人觸摸應(yīng)該是分先后都判斷，當然是技術(shù)上可能的話。
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