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浅谈触摸屏市场简析及技术发展趋势 |
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摘要： 触摸屏技术(Touch Screen Technology) 是随着计算机技术的发展，为了满足非专业计算机用户操作计算机的需要而逐渐成熟与发展起来的。经济的不断发展，将为触摸屏市场带来更加广阔的发展空间。
触摸屏技术(Touch Screen Technology) 是随着计算机技术的发展，为了满足非专业计算机用户操作计算机的需要而逐渐成熟与发展起来的。从计算机与人组成的人机系统来讲,触摸屏是一种交互输入设备，用户只需用手指或光笔点触摸屏的内容即可控制计算机的运行。因此具有操作简单，使用灵活的特点，从而提高了用户的积极性。
今天，精心设计的触摸屏使用起来是一种享受。该技术带来了新颖的、富有吸引力的简单易用的人机接口，该接口易于进行改进和更新以实现新的特性或系统功能。只需对软件做出修改即可满足不断改变的消费需求。最重要的是, 最新的触摸屏产品即便在有射频干扰的环境下也能稳定可靠地工作。
图1 触摸屏的应用领域（工控占8%）
由于各行业信息化水平的不断提高，中大尺寸触摸屏应用最广泛的是金融、电信自助服务终端领域；其次是公共信息查询领域、公共交通自助售票系统、教育、娱乐KTV和工控设备领域。而金融电信自助服务终端领域、公共交通自助售票系统、教育和工控设备领域等是未来最具潜力行业。其中对于金融电信自助服务效率要求越来越高，提高工作效率最有效的方法就是提高信息化建设水平。根据估算，截至2009 年底，中国金融电信自助服务终端实际保有量20万台左右，而整个市场需求较大，持续稳定增长。2010年国内新增金融自助服务终端数量接近6万套。未来5 年内，中国自助服务终端的年需求量不低于8 万套。而公共信息查询作为信息化建设的重要标志，越来越得到广泛应用，各窗口行业需要借助触摸屏查询终端提升自身形象，更方便的服务于广大市民。“数字城市”的发展，更好的带动了触摸屏行业的发展。公共交通自助售票系统是近年来大规模使用触摸屏技术的新兴行业。通过为机场、地铁、高铁等公共交通场所量身设计的自助售票终端，解决了售票处排队拥挤的状态，结合触摸屏技术方便快捷的优势，从查询交通信息到完成整个出票过程高效、可靠、安全。随着国内各城市轨道交通建设迅速，触摸屏在公共交通领域使用率加速提升。教育行业，国家对教育一直高度重视，对教育信息化改革也不断深入，触摸屏以交互式电子白板的形式进入这个行业已经趋于成形，初具规模。经济的不断发展，将为触摸屏市场带来更加广阔的发展空间。
就目前国内中大尺寸触摸屏市场来看，处于快速发展阶段。随着新技术、新产品的不断涌现，产品功能不断完善，产品档次也逐渐区分。但是国内触摸厂商众多，竞争比较激烈。整个中大尺寸触摸屏市场比较混乱，缺乏规范化管理和技术标准的制度。导致一些小企业逃避专利问题，低价低品质冲击国内市场，恶意挑起价格战，值得引起国内各大厂商注意。因此一些知名品牌企业纷纷将市场重心放在欧美等发达国家和地区。
国内触摸屏产业的发展，应用领域越来越广泛，给国内触摸屏生产厂商带来了巨大的商机，诸多应用领域未得到开发。另外，整个中大尺寸触摸屏市场发展迅速，从产品的外观、功能到易用性和有效性，还需要企业不断的投入研发力量，借助本土优势，巩固市场地位，提升产品质量。未来几年，随着国内人力成本不断上升和信息设备的人性化设计，中大尺寸触摸屏出货量将会保持15%至20%逐年增长的强劲势头。
一、触摸屏技术：
触摸屏系统一般包括两个部分：触摸检测装置和触摸屏控制器。触摸检测装置安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后传送到触摸屏控制器；触摸屏控制器的主要作用，是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将其转换成触点坐标，再送给CPU，同时能接收CPU 发来的命令并加以执行。
今天的电气和电子设备采用了以下五种类型的触摸屏技术：电阻式、表面电容式、投射电容式、表面声波式和红外线式。其中前三种适合用于移动设备和消费电子产品, 后两种技术做出的触摸屏不是太昂贵就是体积太大, 因此不适合上述应用。采用以上任何一种触摸屏技术的系统都由感应装置、与电子控制电路的互连装置和控制电路构成。
1. 电阻式触摸屏
电阻式触摸屏是一种多层的复合薄膜，由一层玻璃作为基层，表面涂有一层ITO 透明导电层，上面盖有一层光滑防刮的塑料层作为保护层，在保护层的内表面涂有一层导电层（ITO或镍金）。在两导电层之间，有许多细小的透明隔离点绝缘，并在两层ITO 工作面的边线上各涂有一条银胶，一端加5V 电压，另一端接地，从而在工作面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。当手指触摸屏幕时，压力使两层导电层在接触点位置有了一个接触，控制器侦测到这个接触，立刻进行A / D 转换，测量接触点的模拟量电压值，根据它和5V 电压的比例公式，就能计算出触摸点的X 轴和Y 轴的坐标，这就是电阻式触摸屏的基本原理。
图2 电阻式触摸屏成本很低，但有很多设计局限性
2. 表面电容式触摸屏
表面电容式触摸屏由一个模拟感应器和一个双向智能控制器组成。模拟感应器是一块4 层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO 导电涂层，最外层是只有0.001 5 mm 厚的矽土玻璃，形成坚实耐用的保护层。夹层ITO 涂层作为工作面，其各角上各引出一个电极，内层ITO 作为屏蔽层，用以保证良好的工作环境。触摸屏工作时，感应器边缘的电极产生分布的电压场，由于人体电场的存在，触摸屏幕时，手指和触摸屏的工作面之间就会形成一耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指吸走一个很小的电流，分别从触摸屏4 个角上的电极中流出。从理论上讲，流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这4 个电流比例的精密计算，从而可以得出触摸点的位置。
图3 表面电容式触摸屏
3. 投射电容式触摸屏
投射电容式触摸屏需要一个或多个精心设计的、被蚀刻的ITO层，但可比其它触摸技术提供更多技术优势。这些ITO层通过蚀刻形成多个水平和垂直电极所有这些电极都由一个电容式感应芯片来驱动。表面电容式触摸屏在同一时间无法感应到多指触摸，因为它采用了一个同质的感应层。而投射电容式触摸屏可以识别两指的触摸且不需要用户进行校准，这是其一大优势。
投射式触摸屏技术包括通过清晰的蚀刻的ITO图案沿着X轴和Y轴进行感应
4. 不同触摸屏的比较表1 不同触摸屏的比较
 表2 2009至2010年度全球主要触摸屏厂家收入
 二、多点触摸技术：
多点触摸技术目前有两种：Multi-Touch Gesture 和Multi-Touch All-Point。通俗地讲，就是多点触摸识别手势方向和多点触摸识别手指位置。多点触摸顾名思义就是识别到两个或以上手指的触摸。多点触摸系统目的就是对软件系统进行操作简化,并按模块化进行集成后，运用群组计算机技术、自适应视频矩阵技术、智能多点触摸总控屏技术，通过网络和服务器，将所终端的信息综合联动应用，完全面向使用者的设计，让技术去适应人的习惯。
1. 多点触摸技术之识别手势方向：
市场上多数是Multi-Touch Gesture，即两个手指触摸时，可以识别这两个手指的运动方向，但还不能判断出具体位置，可进行缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单，轴坐标方式即可实现。
2. 多点触摸技术之识别手指位置:
多点触摸识别手指位置Multi-Touch All-Point 可以识别到触摸点的具体位置，多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测，可以检测到双手十个手指的同时触摸，也允许其他非手指触摸形式，比如手掌、脸、拳头等，甚至戴手套也可以，它是最人性化的人机接口方式，很适合多手同时操作的应用。Multi-Touch All-Point 基于互电容的检测方式，而不是自电容，自电容检测的是每个感应单元的电容的变化，有手指存在时寄生电容会增加，从而判断有触摸存在，而互电容是检测行列交叉处的互电容的变化，有手指存在时互电容会减小，就可以判断触摸存在，并且准确判断每一个触摸点位置。
三、触摸屏技术发展趋势：
触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术，因而受到各国的普遍重视，并投入大量的人力、物力对其进行研发，新型触摸屏不断涌现。
（1）触摸笔
利用触摸笔进行操作的触摸屏类似白板，除显示界面、窗口、图标外，触摸笔还具有签名、标记的功能。这种触摸笔比早期只提供选择菜单用的光笔功能大大增强。
（2）触摸板
触摸板采用了压感电容式触摸技术，屏幕面积最大。它由三部分组成：最底层是中心传感器，用于监视触摸板是否被触摸，然后对信息进行处理；中间层提供了交互用的图形、文字等；最外层是触摸表层，由强度很高的塑料材料构成。当手指点触外层表面时，在1 / 1000s内就可以将此信息送到传感器，并进行登录处理。除与PC 兼容外，还具有亮度高、图像清晰、易于交互等特点，因而被应用于指点式信息查询系统（如电子公告板），收到了非常好的效果。
（3）触摸屏
可用于在演播室使用触摸屏点评系统，简单讲就是输入和输出合二为一，不再需要机械的按键或滑条，显示屏就是人机接口。整个触摸屏系统由LCD、触摸屏、触摸屏控制器、主CPU、LCD控制器构成。多点触摸屏控制器是触摸屏模组的核心，触摸屏控制器是采用PSoC（可编程系统芯片）技术，PSoC 是集成了可编程模拟和数字外围以及MCU 核的混合信号阵列，所以PSoC 的灵活性、可编程性、高集成度等特性被广泛应用于触摸屏控制器。现在搭建的触摸屏幕有32、46 和70 英寸，支持1080p FullHD 分辨率，无需任何额外设置就可以支持多点触摸控制，可以纵向或横向拜访。更为方便的是，它采用标准的HDMI、FireWire 和USB 接口，插上电源并连接Mac、Linux 或Windows PC 即可开始使用。(end)
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(8/25/2011) |
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