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深圳市華熠致源科技有限公司
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閱讀：962發(fā)布時間：2016-11-24
紅外觸摸屏全稱：紅外線技術(shù)觸摸屏（Infrared Touch Screen Technology），由裝在觸摸屏外框內(nèi)的集成電路、紅外線發(fā)射與接收發(fā)光管元件構(gòu)成，在屏幕表面上，形成X、Y軸及斜邊紅外線交叉探測網(wǎng)，任何不透光物體擋住紅外LED管的發(fā)射與接收，通過集成電路主控IC監(jiān)測，并運算數(shù)據(jù)反饋到計算機，計算機再通過數(shù)據(jù)處理，即可定位被擋住的紅外線位置，從而實現(xiàn)觸摸與輸寫的操作。
工作原理
紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位人的觸摸手勢的電子設(shè)備。紅外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，如原理圖所示。手指在觸摸屏幕時，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坐標位置。任何非透明物體都可改變觸點上的紅外線而實現(xiàn)觸摸屏操作。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，產(chǎn)生高頻信號反饋，表示有紅外線受阻，此位置有觸摸，同時在另一坐標再掃描，如果再發(fā)現(xiàn)另外一軸也有一條紅外線受阻，也產(chǎn)生一個回路信號，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控電路和PC，經(jīng)過計算判斷出觸摸點在屏幕的位置。
技術(shù)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弧面或不平的顯示屏上使用效果不佳，這是因為其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；但是這個在平面顯示器上使用效果非常好，比如液晶顯示器。
可以說在平面顯示屏上使用，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)的紅外線探測方法為：
只要有物體阻擋住紅外對管之間的信號連接，接收信號就為零，因此紅外線可以探測物體的阻擋，在當今的防盜系統(tǒng)、自動感應(yīng)系統(tǒng)（如倒車系統(tǒng)、工廠流水線）、計數(shù)器等系統(tǒng)上也有廣泛應(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*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zui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，當今備受青睞。
1. 高度的適應(yīng)性，不受電流、電壓和靜電干擾，適宜某些惡劣的環(huán)境條件（防爆，防塵）；
2. 高透光性無中間介質(zhì)，zui高可達標100%；
3. 使用壽命長，高度耐久，不怕刮傷，觸控壽命也長；
4. 使用特性好，觸摸無須力度，對觸摸體無特殊要求；
5. 在WIN7或以上平臺支持多點；
6. 支持USB輸出；
7. 分辨率是32768（W）*32768(D)；
8. 操作系統(tǒng)兼容性好 WinXP/VISTA/Win7或以上，android，Mac，linux；
9. 觸摸直徑 ≧5mm；
10. 正常情況不會受到強紅外線干擾，如日常陽光或白熾燈等全光譜光線；
技術(shù)難點
環(huán)境光因素，紅外接收管有zui小靈敏度和zui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zui少也有64套紅外對管，也就是說至少要求在0.1毫秒內(nèi)就要完成一條紅外線的掃描檢測。
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zui大的好處是可以分析提高觸摸屏的分辨率，但是抗*力比不上脈沖方式；選擇脈沖方式雖然抗*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。
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。
超聲波觸摸屏有表面聲波觸摸屏，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。但，表面聲波的缺點有：這項技術(shù)原先是針對較小尺寸熒幕所設(shè)計，所以不便應(yīng)用于超過30寸的熒幕尺寸。由于該技術(shù)無法加以封裝，容易受到表面臟污及水分的破壞，因此不適用于許多工業(yè)及商業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品。表面臟污會導(dǎo)致屏幕上產(chǎn)生暗點，需要定期清潔感應(yīng)器及不定期進行調(diào)校?；诩夹g(shù)本身的運作方式，使其同時也難以避免受到不必要的干擾，如外部聲音的干擾。
發(fā)展前景
長期以來，觸摸屏市場處于五彩紛呈的局面，采用不同技術(shù)的觸摸屏適應(yīng)了不同的應(yīng)用環(huán)境，紅外觸摸技術(shù)只是其中的一種，有自身的優(yōu)勢和不足。業(yè)內(nèi)人士對紅外觸摸技術(shù)的優(yōu)勢極為鐘情，對其不足之處也非常清楚，并做出了不懈的努力進行改進。到目前為止，紅外觸摸技術(shù)已經(jīng)進入第五代。從其表現(xiàn)出來的一些特性來看，極有可能從各種觸摸技術(shù)之中脫穎而出，成為觸摸屏市場的*。
早期紅外觸摸屏出現(xiàn)于1992年，分辨率只有32×32。*代紅外觸摸技術(shù)分辨率低、易受環(huán)境干擾而誤動作，而且要求在一定的遮光環(huán)境中使用。由于這些局限性，致使紅外觸摸屏一度曾經(jīng)淡出市場。
第二代紅外觸摸屏于1994年推出，分辨率達到64×64，改善了抗光干擾性能，可以適應(yīng)大多數(shù)室內(nèi)環(huán)境。第三代紅外觸摸屏1997年推出，分辨率達到320×240，可以在室外非陽光直射的環(huán)境中使用；第四代紅外觸摸屏的主要貢獻是提高了分辨率，達到了800×600，于1998年推出。從紅外觸摸屏的發(fā)展歷程來看，主要的進步是沿著提高分辨率和對強光干擾環(huán)境適應(yīng)能力兩個方面進行的，但基本上沒有克服產(chǎn)品壽命短、器件特性參數(shù)容易漂移等問題。
近年推出的第五代紅外觸摸技術(shù)，不僅將分辨率提高到了4096*4096，抗強光干擾性能提高到太陽直射環(huán)境亦可使用，更重要的是在產(chǎn)品壽命和免維護性能方面有了本質(zhì)的飛躍。第五代紅外觸摸采用概率函數(shù)器件冗余分布的指導(dǎo)思想，工作環(huán)境下壽命大于7年。這就是說，當配套的顯示器達到壽命終結(jié)的時候，觸摸屏本身仍然是正常工作的。
第五代紅外觸摸屏在性能指標上的改善，足以將觸摸屏的應(yīng)用推向新的水平。原來有些場合不能使用的可以使用了。例如，過去觸摸屏在跟蹤手指移動軌跡的時候會出現(xiàn)很多斷筆，無法用于漢字識別。第五代觸摸屏在跟蹤手指移動軌跡的時候，精度、平滑度和跟蹤速度都可以滿足要求。用戶的書寫可以十分流暢地轉(zhuǎn)換成圖像軌跡，*支持手寫識別輸入。
第六代觸摸屏已適應(yīng)windows7系統(tǒng)或以上平臺的要求，且支持Android、Linux、Mac系統(tǒng)平臺，已支持多點觸摸。
適用比較
1 電阻觸摸屏
- 不怕水、污
- 具有小尺寸的成本優(yōu)勢，適用于工控產(chǎn)品、個人便攜產(chǎn)品
- 怕劃傷，透光率低，低溫遲鈍
2表面聲波觸摸屏
- 新的好用，適用于短期產(chǎn)品
- 怕水、怕灰，需要維護
- 發(fā)射換能器易碎，存在返修率
3 電容觸摸屏
- 漂移，易部分失效
- 人體成為線路的一部份，戴手套不作用
- 對濕度、溫度、接地等環(huán)境要求高
4 紅外觸摸屏
- 穩(wěn)定性好
- 外置或內(nèi)置，不影響顯示器外觀，可適應(yīng)大尺寸屏幕
- 抗強光
- 防暴性能好
- 任意不透明物體觸摸
- *封閉免維護，只需擦去表面的灰塵或遮檔物，適應(yīng)惡劣環(huán)境
紅外感應(yīng)觸摸屏適合于多種非露天的未知使用對象的場合。如觸摸液晶拼接屏，觸摸LED顯示屏，觸摸電視墻，觸摸互動墻，觸摸一體機，液晶電子白板，交互平板等。
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