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    摘要：本文分享了触摸屏技术的发展历史，以及提出了电阻式触摸屏技术将逐渐被最新的“内表面”电容式技术取代的深刻见解

    samuel c. hurst博士在1971年提出了电子触摸界面的设想，至1974开始出现最早的触摸屏。早期的相关专利几乎无一例外都着眼于检测压力的电阻式技术。渐渐地，诸如电容式、声表面波技术还有红外波束遮断等其它技术都在各自适合的应用中找到了一席之地。

    对于成本敏感的消费类应用，尤其是使用小型触摸屏的便携式设备，电阻式触摸屏仍占统治地位。声表面以及红外型触摸屏用于这些场合明显太过昂贵，而传统的电容式技术又备受长期稳定性不佳、易受潮湿侵蚀、不耐磨损以及由于emc或其它外界因素导致的误动作等一系列缺点的困扰。但电阻式触摸屏也有其局限性，而且电容式技术也在不断进步，特别是那些以电荷转移感测方法为基础的技术，将会给电子及电气产品设计师实现触摸屏的方式带来巨大的变化。

    电阻式触摸屏

    从图1所示的阻性触摸屏的典型结构中，就能看出其叠层结构很复杂。触摸屏朝向用户一侧的表面，我们可以称之为外表面，必须覆盖上由抗刮擦层保护并由许多微小的点隔开的导电和电阻层——这就需要至少四层材料了。另外，有时还需要抗反光层以补偿光在导电和电阻层之间的间隙中的折射带来的不期望的反射。

    触摸的压力使得由铟锡氧化物(ito)构成的触摸屏的导电和电阻层之间产生电气接触。这种技术已经如此成熟，以至于有的制造商宣称其产品上任意一点都可以承受3000万次以上的触压。

    对于电阻式触摸屏更为严格的审视揭露出其真正的局限性。构成屏幕的包括这么多层的各种材料会严重阻碍光线的透射。实际上，最好的电阻式触摸屏的透射率也只能达到75%的水平。如果将从屏幕后方投射过来的背光加大到一个相对较高的水平，透光率较低也就算不上什么大问题，但这样做会有额外的功耗，也就需要更大的电池或缩短便携设备在两次充电之间的使用时间。更高功率的背光照明意味着要由更大功率的led或el照明灯来产生，也代表着更高的成本。因为电阻式触摸屏覆盖在屏幕外表面，它也就很容易遭到损坏。如果用合适的压力以适当的角度接触屏幕，其使用寿命的确会很长，但现实中却并非如此。实际上，电阻式触摸屏(尤其是低成本类型)确实在大多数的家用以及工业环境中磨损的非常快，而在需要定期清洁的场合中(例如医疗设备或厨房家电之类的场合)磨损的就更快。整个组件必须有一个顶部压框来保护屏幕的边缘，而这又需要进行密封以防止玷污。这通常也就意味着需要在设备面板上打孔。听起来这没什么大不了的，但打孔以及安装压框会使得整个组件的成本翻番。由于电阻式触摸屏必须依靠物理压力才能工作，也就是说磨损是不可避免的。

    “外表面”电容式触摸屏

    最近几年，在显示器外表面采用ito层的电容式触摸屏已经出现，但由于受高企不下的结构和驱动成本的限制，仅限于在诸如信息亭或游戏机这样的大屏幕上采用。尽管任何电容式触摸屏都消除了机械运动问题，许多早期的实现方案仍需要两层ito，因而光的吸收问题依然存在。如果这些薄膜安装到屏幕的内表面却又容易受到人手阴影效应的影响，因为用户意图触及的区域之外，如人手下方及其周围的区域会产生足够大的电容，从而引发严重的定位报告错误。均匀沉积的ito还会导致图2所示的枕形失真，这通常要由低阻抗的边缘图案来校正。如果不采用这种边缘图案，就需要采用复杂的6阶补偿算法并耗费相应的运算能力。由于ito不耐刮擦，外表面的覆盖层还是很容易被损坏。这些类型的触摸屏还需要在其面板上开窗，以便于接触到其表面，而这又使得必须采用压框以及相应的密封措施，同时也带来了相应的成本。

    “内表面”电容式触摸屏

    仅需要单个ito层、成本与电阻式触摸屏相当的内表面电容式触摸屏的开发是一个突破性的成就，其也许能使小型电阻式触摸屏成为历史。它具有更高的透光率、组装更简单和廉价，即使在最恶劣的环境中也具有稳定的性能，而且理论上其使用寿命是无限的，还能通过软件针对不同的应用程序和语言对显示器进行定制。图3给出了量研公司的qfield显示器的典型结构，在显示面板的背面，也就是内表面，覆以单个ito层。

    机械结