進(jìn)展、精致與提高

主要的觸摸技術(shù)基本上通過機械場(電阻式)、電場(電容式)、聲波(表面聲波式, SAW), 以及紅外(IR)光的介入進(jìn)行工作。就在一個月之前，3M Touch Systems公司推出了一種新技術(shù)。色散信號技術(shù)通過觸摸引起的基片玻璃的振動識別觸摸信息。 該技術(shù)的開發(fā)人員將其定位為觸摸屏領(lǐng)域的突破性進(jìn)展, 據(jù)說這項已獲專利的技術(shù)具有較高的透光度、精確性, 支持觸針和簽名辨識, 具有全玻璃的耐久性。

位于屏幕各個角落的傳感器可以測量出振動的能量, 這種觸摸屏就是利用這些傳感器工作的。通過先進(jìn)的數(shù)字信號處理, 它應(yīng)用色散調(diào)整算法來分析信號并給出精確的觸點坐標(biāo)。這種方法有助于消除因屏幕污染和表面刮擦帶來的問題, 而且具有更高的手掌接觸抑制能力。比如說, 當(dāng)操作者的手掌或其他物體放在屏幕表面時, 觸摸信息也能顯示出來。即使有人倚靠在屏幕表面或?qū)懽职宸旁谏厦? 手指、帶手套的手或觸針仍能觸發(fā)信號。觸碰引起振動, 振動發(fā)射出彎波, 彎波又通過基片玻璃從接觸點傳播到屏幕的邊緣，忽略掉了其他靜止的信息。

據(jù)3M Touch Systems公司項目經(jīng)理Doug Kuller, 在5月的Society for Information Display(SID)2004國際研討、展示會上發(fā)布該成果時說: “這一技術(shù)進(jìn)步能改變觸摸屏行業(yè)的前景, 并將成為即將大量上市的3M Touch Systems公司產(chǎn)品開發(fā)平臺”。 它同時體現(xiàn)了3M和NXT公司進(jìn)行聯(lián)合研發(fā)的成效, NXT是一家從事聲音和語音技術(shù)的英國公司。

在這一技術(shù)進(jìn)展之前的另一成果是去年Touch International推出的數(shù)字墨水技術(shù), 它兼具許多電容與電阻式屏幕的特點。輕薄、形狀適合、 不易碎且耐磨損, 該材料接受觸針、手指和帶手套的手輸入, 但對操作者的手或手掌的偶然接觸沒反應(yīng)。它特別適合于小尺寸設(shè)備，比如電話、PDA以及其他手持設(shè)備。

圖1：觸摸屏正逐漸成為自動化與控制系統(tǒng)的通用元件。圖中電阻式觸摸屏是潔凈房間內(nèi)HMI的一部分。
電阻式觸摸屏-仍不可替代

盡管近來推出的新技術(shù)很有發(fā)展前途, 傳統(tǒng)產(chǎn)品似乎在最近幾年仍占市場的主導(dǎo)地位。雖然產(chǎn)品的選擇取決于它的應(yīng)用場合, 但電阻式觸摸屏仍是人們最為普遍的選擇。相比之下, 它價錢不高并且易于生產(chǎn), 便于組合成顯示器。改進(jìn)工作克服了許多曾被指出的精確性和透光性等的缺陷, 并使它成為大多數(shù)場合都適用的靈活又經(jīng)濟的解決方案。 四線式、五線式以及七線八線式觸摸屏的出現(xiàn)使產(chǎn)品性能更加可靠, 同時改善了產(chǎn)品光學(xué)特性和耐用性。

Avnet Applied Computing Solutions公司負(fù)責(zé)顯示技術(shù)業(yè)務(wù)發(fā)展的Ai Zelasko指出: “使用中, 由于屏幕后面TFT(薄膜晶體管)發(fā)出的光線需要穿過多層材料, 因此它的亮度會減弱，這導(dǎo)致了用于觸摸屏內(nèi)不同類型薄膜技術(shù)的發(fā)展, 從而使屏幕透射性更好。把資金花在屏幕而非TFT上可能會以較少的花費獲得更佳的光學(xué)效果。目前, TFT性能的改進(jìn)也有助于光學(xué)效果的改善。如今標(biāo)準(zhǔn)的TFT為400尼特。在透射泄漏2%或3%情況下, 光效幾乎沒有像僅250尼特的舊型號顯示器那樣的影響”。（尼特是亮度測量單位; 1尼特相當(dāng)于一平方米燭光。）

無論是電阻式、電容式、表面聲波式, 還是紅外式、色散信號式的, 所有的觸摸屏技術(shù)都各有利弊。Dolch計算機公司技術(shù)開發(fā)部的副總裁 Joe Kirby是這樣看的: “實際上, 沒有不好的觸摸屏技術(shù), 只是有些技術(shù)的應(yīng)用場合不對罷了。舉個例子, 電阻式和傳統(tǒng)的電容式屏幕一般不用在易遭破壞或惡劣的環(huán)境中, 通常更適合用在室內(nèi)而不是室外。技術(shù)改進(jìn)后的紅外觸摸屏非常耐用并且不丟記錄。然而, 機械結(jié)構(gòu)的限制使它們無法應(yīng)用在小尺寸設(shè)備上, 比如PDA。在任何情況下, 作決定之前你都要確定出這個東西要怎么用, 用在哪兒, 為什么要用。如果花費是主導(dǎo)因素, 設(shè)備工作所在環(huán)境相對良好, 那電阻式觸摸屏通常是合理的選擇。”

Wonderware公司的Ann Ke也贊同這一觀點。她們公司去年秋季推出了結(jié)合Intouch HMI軟件的觸摸屏計算機, 從而進(jìn)入了觸摸屏市場。她說: “我們已經(jīng)試著將電阻式觸摸屏標(biāo)準(zhǔn)化。我們相信它代表我們的大部分市場需求, 當(dāng)然, 并不能解決所有問題，但它確實適用于大多數(shù)的應(yīng)用場合。”

圖2：色散信號技術(shù)通過觸摸引起的基片玻璃的振動識別觸摸信息。
產(chǎn)品選擇

盡管不像電阻式應(yīng)用那么廣, 電容式觸摸屏也是受歡迎的供選類型。這類設(shè)備精確, 反應(yīng)快, 稍大尺寸時也有較高分辨率, 更耐用(抗刮擦), 流行于用作游戲機的觸摸屏。一種相關(guān)的技術(shù)，近場成像(投射電容式)改良了電容式觸摸屏的性能, 限制了在它和電阻式觸摸屏中可能出現(xiàn)的漂移現(xiàn)象。

圖3：數(shù)字墨水技術(shù)可將任何表面轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄杂|摸屏。
像表面聲波(SAW)和紅外光(IR) (與增強IR)等先進(jìn)技術(shù)用在特殊場合也很有效。SAW具有高精度, 能用于室外或帶手套輸入, 不受溫度和濕度波動的影響，但污垢可能阻礙聲波的傳輸, 從而導(dǎo)致錯誤輸入，因此潔凈廳室通常選擇SAW觸摸屏。它是一種昂貴但可靠的技術(shù), 略難組裝成顯示器。IR基于阻擋光線原理, 主要見于耐用的工業(yè)場合。它在室內(nèi)外工作都合適, 可以采用強化防玄光玻璃以防刮擦, 也可以按環(huán)境不同給予封裝。