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美国的触控市场涉及了光学式、静电容式、红外线式及超音波式等多种技术，主要应用在公众资讯系统、游戏机、办公用品、以及金融等领域。

著名的ELOTouch、MicroTouch等厂商的销售量约占到全球市场的43%。

以三星为主的韩国厂商约占5%，台湾厂商约占5%，其他包括中国大陆在内的所有厂家仅占6%左右。

目前国际厂商对国内KIOSK市场的冲击还不是很大，一方面由于触摸屏技术在整个触控领域中的技术含量不是太高，而且一些专利已经过期，技术进入的门槛大大降低，容易导致恶性竞争，所以国外公司并不把主要精力放在这方面；

另一方面由于触摸屏的应用需要提供全程的跟踪服务，而早期的产品大多应用于公共领域，同政府打交道显然不是洋品牌的强项。

不过在触控面板领域就不一样了，随着触控技术在IA、PDA、e-Book、HandheldPC等产品上的广泛运用，洋品牌绝不会对这块肥硕的蛋糕无动于衷。

如日本的著名触控生产商——迪吉特株式会社就已经在无锡安营扎寨，成立了无锡普洛菲斯电子有限公司，可见它们对国内市场早已是虎视眈眈。

　　相对于其它成熟的IT产业，触控市场总体来说还处于起步阶段，市场巨大的商机还没有完全显现，所以竞争还很不充分，产业的垄断特征还很明显，因此生产成本和市场价格均存在较大的下降空间。

目前全球的触控面板市场几乎都为美国和日本这两个市场所垄断，美国产品的市场销售额目前占到全球触控市场的60%，他们主攻较大尺寸的应用产品，如POS资讯查询系统、KIOSK公共查询系统、ATM机等；

日本的厂商则在销售量上处于垄断地位，他们的产品市场占有率在全球市场上高达80%。

国际市场的竞争尚不充分，国内市场就更是如此。

“我们渴望竞争”，首钢环星的梁展业对此有些忧虑：

“如果不能形成充分的竞争，触控产品市场就得不到正常的发育”。

这虽然是一个前景光明的产业，但是因为市场竞争的不充分，符合规范的竞争机制难以形成，加之产业规模总体来说还比较小，以及技术的发展还不完善等方面的原因，国内的触控市场还存在着很多的问题：

　　第一，软件开发问题。

前期国内所有厂商的眼睛都盯在了硬件市场，而没有看到相关软件的商机和由此而产生的问题。

由于触控技术广泛的适用性，使得各行业对它的需求大大增强，但是适宜于每个行业应用的软件开发明显滞后。

比如，现在因设置KIOSK而获利的零售业者几乎没有，虽然经营者已经意识到KIOSK有助于行销的沟通，但如何将其与这些行业原有的数据进行整合却是个大难题，如果相关的软件开发跟不上，显然会对市场的应用形成重大障碍。

　　第二，硬件技术问题。

虽然国内厂家一直在主攻硬件市场，然而却并没有获得多少成绩。

触控技术包含了跨领域多学科的先进技术和工艺成果，具有较高的科技含量，但很多核心技术都来自西方国家，国内目前应用的技术大多为国外厂商专利到期的技术，在新技术方面还是空白，整体技术实力还很薄弱。

　　第三，规范问题。

触控产业已由当初的玻璃加电脑发展到今天以触控软件、触控面板、KIOSK等多种技术并驾齐驱的多元产业格局，但目前我国多数的企业创新能力不足，在简单的硬件技术上都还热衷于模仿。

“一些不入流的企业甚至在五金店里拼拼凑凑的也能弄出一台一体机来”，梁展业对此有些无可奈何：

“这样的产品质量自然难以过关，会对整个触控产业形成很大的危害”。

这就急需国家出台标准的技术规范体系，但到目前为止我国仅有触摸屏的行业定制标准，远远不能适应现在触控技术的飞速发展。

　　第四，市场问题。

触控产品市场毕竟还是一个新兴的市场，还没有达到其它IT产品市场的成熟度，生产成本和市场价格都还有较大的下降空间，因此在市场行为上很多企业还热衷于打价格战和依赖于关系营销，这种低层次竞争的结果只能使众多的企业重关系轻技术，在当前竞争国际化的市场环境中，无疑只会打败仗。

另外，能否吸引大型企业的参与也是一个重要方面，目前国内的触控企业的整体规模都偏小，难以实现规模生产，导致生产成本偏高，这既制约了用户群体的扩大，也难以应付国际品牌的竞争。

　　尽管目前全球的触控产业都还不太成熟，但人们还是愿意乐观地预测它的未来。

在电脑进入以浏览为主、输入为辅的时代后，人性化的沟通需求将使触控产业前景无限。

从应用方面来看，触控技术将会在以下几个领域得到大力发展：

　　第一，消费性电子产品市场。

今后的消费性电子产品对人性化设计的需求越来越高，触控技术首开了电脑的人机互动模式，这无疑是这类产品人性化设计的最好帮手，这个领域将成为触控产品驰骋的广阔空间，第二，便携式专业运算市场。

如PDA类产品，虽然目前已经有高达90%的触控技术应用于这一领域，好象再实现增长已经不太可能，但那只是相对而言，从绝对数量上看，随着人们对便携式产品的需求加大，该领域仍将是触控技术的主要获利领域。

特别是3G市场成熟后，触控面板在手机上一定是主流的配备，据传此类产品全球最大的提供商日本写真印刷早有扩产的打算；

第三，商业运用和公共信息查询领域。

就目前来看，KIOSK在整个触控领域仍然占据了很大的市场空间，据ForresterResearch在去年针对主要零售业者的调查，目前大约有80%的商品零售商计划在2002年在店里采用KIOSK。

它现在的应用宽度已经得到了很好的开发，如果能在深度上下工夫，市场的前景也是不可限量；

其它如显示器、数码相机等市场对触控技术也有很大的需求。

　　从触控产业的技术发展方向来看，其运行趋势已经比较明晰，未来触控技术的发展可能会向以下几个方面发展：

第一，由于便携式产品对触控产品的需求增大，多功能、轻量化将是触控技术发展的一大趋势，因此，市场对塑胶类材质需求将增强；

第二，从现有的情况来看，触控面板的大尺寸化也将是今后的发展方向；

第三，多环境的应用会促进触控技术向耐刮耐磨损的方向发展，因此自动化设备的导入是目前急需解决的课题；

其次，市场对触控产品的高透光性要求会得到加强。

　　另外，由于KIOSK的纵深应用，触控软件业也会得到的飞速的发展。

随着互联网的蓬勃发展，人们随时随地都可能有获取信息的需求，而企业特别是服务型企业则很注重把握这种需求，触摸屏的使用者已开始从要面子树形象的表层需求向实用化转变，简单的信息查询已不能满足竞争环境下用户对提高服务质量的需要，触控技术的应用范围开始向纵深发展，着眼于为服务对象提供多功能的服务体系，用以改善其服务的质量，而由于各个行业的服务内容是多样化的，因此触控软件开发的前景将十分看好。

一直以来，IT市场都是重技术而轻战术，曾几何时，市场上只有开发不出来的技术，没有卖不出去的产品。

但随着技术的日新月异，人们的应用需求已大大滞后于技术的发展和产品的推陈出新。

面对主流市场的饱和，独木桥上那些IT主流们之间的竞争将更惨烈，在远离战火的一角，象触控品这样具有潜力的细分市场正生机勃发，也许桥上那些IT的“主流”们不应将其遗忘。

将使触控产业前景无限。

培训教材讲义

触摸屏典型应用

★教育训练★程序控制★自动测试★点菜系统★餐厅歌厅★三金工程★电子游戏★车站查询★销售管理★大众信息★医疗仪器★幼儿教育★领导办公系统★税务信息查询★保险业务查询★决策指挥系统★商场导购系统★房地产售楼系统★大众信息查询★卡拉OK电脑点歌★金融帐务处理★多媒体信息查询★医疗监护系统★邮局业务邮政查询★自动化航空系统★图书馆查询系统★银行查询系统★酒店管理和大堂查询★证券交易查询系统★产品和企业形象介绍★ATM自动取款机★自动售货管理信息

一.触摸屏简介

随着计算机技术的普及，在20世纪90年代初，出现了一种新的人机交互作用技术--触摸屏技术。

利用这种技术使用者只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。

因此，触摸屏技术已成为当前最简便的人机交流的输入设备。

它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。

随着多媒体信息查询的与日俱增，系统设计师们越来越多地谈到触摸屏具有坚固耐用，反应速度快，节省空间，易于交流等许多优点。

触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询：

如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；

城市街头的信息查询；

博物馆、美术馆的资料查询；

机场车站的航班，车次查询；

此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售、机票/火车票预售等。

将来，触摸屏还要走入家庭。

随着城市向信息化方向发展和电脑网络在国民生活中的渗透，信息查询都以触摸屏——显示内容可触摸的形式出现。

触摸屏的基本原理是用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU。

从而确定输入的信息。

触摸屏系统一般包括两个部分：

触摸屏控制器（卡）和触摸检测装置。

触摸屏控制器（卡）的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制卡。

二.触摸屏种类及其原理

触摸屏从低档向高档逐步升级和发展：

从电阻式、红外线式走向电容感应式和表面声波式。

现将各种类型的触摸屏介绍如下。

1.表面声波式触摸屏

表面声波触摸屏的触摸屏部分是一块强化玻璃板，安装在显示器屏幕的前面。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。

玻璃屏的四个周边则刻有45°

角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

工作时，发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，控制器再根据相应的数据计算出手指的位置。

除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。

2.电容式触摸屏

电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外中上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。

此外，在附加的触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场。

用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而的强弱与手指及电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。

电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素以触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置；

此外，电容屏能完全粘合于显示器内，并不容易破坏及摔烂；

电容式触摸可使用接合垫接合方式，具有防水功能，十分适合于恶劣环境下应用。

3.电阻式触摸屏

电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层透明导电层，在两层导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们隔开绝缘。

当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

电阻类触摸屏的关键在于材料科技。

4.红外线式触摸屏

红外线式触摸屏安装简单，只需为器加上光点距架框，无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。

光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管，在屏幕表面形成一个红外线网。

用户以手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该位置的横竖两条红外线，计算机便可即时算出触摸点位置。

三.触摸屏技术原理

触摸屏是最方便、简单、自然的输入手段，完全不懂电脑的人可以上来就操作电脑。

用户看着显示内容，想选什么就简单地用手触摸一下。

通过触摸屏，人们可以尽情的游畅于您的应用软件，查询他们感兴趣的信息。

既然触摸屏是最适合信息查询的输入设备，各发达国家都积极的进行者触摸屏的研制开发，犹如从286、386发展到奔腾机一样，触摸屏也从低档向高档发展，从红外线式、电阻式走到电容感应式，现在发展到了表面声波触摸屏和五线电阻触摸屏。

性能越来越可靠，技术越来越先进，如美国的表面声波触摸屏，安装的是一块没有任何贴膜覆层的纯玻璃，无论是从清晰度还是从耐用程度上都昭示着触摸屏成熟产品时代的到来。

由于触摸屏本身的特点，对触摸屏的要求除了要求非常透明、精确定位之外，还要求它长时间保持准确、工作稳定可靠、不影响美观和不容易被破坏。

因此，评判一种触摸屏技术的优劣，主要就是从这几点来考察。

1.表面声波式触摸屏：

表面声波，超声波的一种，在介质（例如玻璃或金属等刚性材料）表面进行浅层传播的机械能量波。

表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性，近年来在无损探伤、造影和滤波器方向上发展非常成熟。

表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。

这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于别类触摸屏技术的是没有任何贴膜和覆盖层。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。

玻璃屏的四个周边则刻有45度角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

以Y轴为例,发射换能器把由控制器产生的5MHz的电信号转换为超声波能量发出。

换能器基座的设计使得它具有较狭窄的方向角向左传播声表面胶能量，在传递过程中，又被底边的45度反射条纹向上反射成屏幕表面竖直方向的均匀面传播，然后又被上边的反射条纹向右聚成线传播至Y轴接收换能器，并最终转为电信号回传给控制器。

在没有触摸的时候,接收信号的波形与参照波形完全一样。

当手指触摸屏幕时,手指吸收了一部分声波能量,而控制器则侦测到接收信号在某一时刻上的衰减,由此可计算出触摸点在Y轴上的位置,同样的原理可以得到触摸点在X轴的位置。

除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外,表面声波触摸屏还响应其独有的第三轴Z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力大小值。

其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。

三轴一旦确定,控制器就把他们传给主机。

因为表面声波技术非常稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前表面声波技术触摸屏的精度通常为4096×

4096。

表面声波触摸屏的优势主要有：

寿命最长（美国权威的电子工程师杂志的报告是：

同一位置触摸5干万次无故障），属于半永久性的产品,极好的防刮性，透光率（＞92％）和清晰度最高，保持清晰透亮的图像质量,没有色彩失真,这些优点来源于它的触摸屏是没有任何贴膜和覆层的纯玻璃，并且不象有覆层玻璃的触摸屏在边角遭受压力时内部应力不可预测的可能在某处集中，因此,纯玻璃的触摸屏安装风险小;

此外,表面声波触摸屏技术绝对没有漂移，安装后无须再进行校准，直接采用笛卡尔直角坐标系,数据转换无失真。

前面提到，表面声波触摸屏还具有第三轴Z轴，也就是压力轴响应,这是因为用户触摸屏幕的力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。

在所有触摸屏中只有表面声波触摸屏具有能感知触摸压力这个性能，有了这个功能，每个触摸点就不仅仅是有触摸和无触摸的两个数字开关状态，而是成为能感知力的一个模拟量值的开关了。

这个功能非常有用，比如在多媒体信息查询软件中，一个按钮就能控制动画或者影像的播放速度。

表面声波触摸屏的上述特性和其它类触摸屏比较有较大的优越性，尤其是能承受各种粗暴的触摸，最适合面对公共场所的触摸屏应用，公共场所破坏性较大而又不能派专人看护，因此，一定要选择耐用的触摸屏。

2.电阻式触摸屏：

电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层叫ITO的透明导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，它的内表面也涂有一层导电层（ITO或镍金）,在两层导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们隔开绝缘。

当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了一个接触，控制器贞测到这个接通并计算出X、Y轴的位置，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

Xi=Lx×

Vi/V（分压原理）Yi=Ly×

Vj/V

电阻触摸屏的两层ITO工作面必须是完整的，在每个工作面的两条边线上各涂一条银胶，一端加5V电压，一端加0V，就能在工作面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。

在贞测到有触摸后，立刻A／D转换测量接触点的模拟量电压值，根据比例公式就能计算出触摸点在这个方向上的位置。

Vpx=R4×

V/（R3+R4）Vpy=R1×

V/（R1+R2）

在此有必要提一下两种透明的导电涂层材抖:

①ITO,氧化铟弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（1埃＝10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80%。

但有遗憾是ITO在这个厚度下非常脆,容易折断产生裂纹。

ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。

②镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性极好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是成本较为高昂，镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电性太好，不宜作精密电阻测量，而且金属不易做到厚度非常均匀。

第一代四线电阻屏两层ITO工作面工作时都加上5V到0V的均匀电压分布场：

一个工作面加竖直方向的,一个工作面加水平方向的。

引线至控制器总共需要四根电缆。

因为四线电阻触摸屏靠外的那层塑胶及ITO涂层被经常触动，一段时间后外层薄薄的ITO涂层就会有了细小的裂纹，显然，导电工作面一旦有了裂纹，电流就会绕之而过，工作而上的电压场分布也就不可能再均匀，这样，在裂纹附近触摸屏漂移严重，裂纹增多后，触摸屏有些区域可能就再也触摸不到了。

四线电阻触摸屏的基层大多数是有机玻璃，不仅存在透光率低、风化、老化的问题，并且存在安装风险，这是因为有机玻璃刚性差，安装时不能捏边上的银胶,以免薄薄的ITO和相对厚实的银胶脱裂，不能用力压或拉触摸屏,以免折断ITO层。

有些四线电阻触摸屏安装后显得不太平整就是因为这个原因。

ITO是无机物，有机玻璃是有机物，有机物和无机物是不能良好结合的，时间一长就容易剥落。

如果能够生产出曲面的玻璃板，玻璃是无机物，能和ITO非常好的结合为导电玻璃，那电阻触摸屏的寿命不是能够大大延长吗？

第二代五线电阻技术触摸屏的基层使用的就是这种导电玻璃,不仅如此，五线电阻技术把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时加在同一工作面上，而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体,有触摸后靠既检测内层ITO接触点电压又检测导通电流的方法测得触摸点的位置。

五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线，外层只作导体仅仅一条,至控制器总共需要5根电缆。

因为五线电阻屏的外层镍金导电层不仅延展性好，而且只作导体,只要它不断成两半，就仍能继续完成作为导体的使命，而身负重任的内层1TO直接与基层玻璃结合为一体成为导电玻璃，导电玻璃自然没有了有机玻璃作基层的种种弊端，因此，五线电阻屏的使用寿命和透光率与四线电阻屏相比有了一个飞跃：

五线电阻屏的触摸寿命是3千5百万次，四线电阻屏则是小于1百万次，且五线电阻触摸屏没有安装风险，同时五线电阻屏的ITO层能做得更薄，因此透光率和清晰度更高，几乎没有色彩失真。

不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏,它们都是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。

电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。

不过,在限度之内，划伤只会伤及外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻触摸屏来说没有关系,而对四线电阻触摸屏来说是致命的。

3.电容式触摸屏：

电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。

当用户触摸电容屏时，由于人体电场，用户手指头和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指头吸收走一个很小的电流。

这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。

电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线