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红外触摸屏
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红外触摸屏
详情介绍:

红外触摸屏

原理

红外触摸屏是利用XY方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外线发射管和红外接收管,一一对应成横竖

 

交叉的红外矩阵。用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。外触摸屏,是高度集成的电子线路整合产品。红外触摸屏包含一个完整的整合控制电路,和一组高精度、抗干扰红外发射管和一组红外接收管,交叉安装在高度集成的电路板上的两个相对的方向,形成一个不可见的红外线光栅。内嵌在控制电路中的智能控制系统持续地对二极管发出脉冲形成红外线偏震光束格栅。当触摸物体如手指等进入光栅时,便阻断了光束。智能控制系统便会侦察到光的损失变化,并传输信号给控制系统,以确认X轴和Y轴坐标值。

特点

1 高度的稳定性,不会因时间、环境的变化产生飘移

红外触摸屏

2 高度的适应性,不受电流、电压和静电干扰,适宜某些恶劣的环境条件(防爆,防尘)

3 高透光性无中间介质,最高可达标100%

4 使用寿命长,高度耐久,不怕刮伤,触控寿命也长

5 使用特性好,触摸无须力度,对触摸体无特殊要求

6 XP下支持模拟2点,在WIN7支持真2点,

7 支持USB、串口输出,

8 分辨率是4096W*4096(D)

9操作系统兼容性好 Win2000/XP/98ME/NT/VISTA/X86/LINUX/Win7

10 触摸直径 >= 5mm

11 会受到强红外线干扰,如遥控器、高温物体、阳光或白炽灯等红外源照射红外接收管、

12 会受到强电磁干扰,如变压器等

发展

长期以来,触摸屏市场处于五彩纷呈的局面,采用不同技术的触摸屏适应了不同的应用环境,红外触摸技术只是其中的一种,有自身的优势和不足。业内人士对红外触摸技术的优势极为钟情,对其不足之处也非常清楚,并做出了不懈的努力进行改进。到目前为止,红外触摸技术已经进入第五代。从其表现出来的一些特性来看,极有可能从各种触摸技术之中脱颖而出,成为触摸屏市场的弄潮儿。

早期红外触摸屏出现于1992年,分辨率只有32×32。第一代红外触摸技术分辨率低、易受环境干扰而误动作,而且要求在一定的遮光环境中使用。由于这些局限性,致使红外触摸屏一度曾经淡出市场。

第二代红外触摸屏于1994年推出,分辨率达到64×64,改善了抗光干扰性能,可以适应大多数室内环境。第三代红外触摸屏1997年推出,分辨率达到320×240,可以在室外非阳光直射的环境中使用;第四代红外触摸屏的主要贡献是提高了分辨率,达到了800×600,于1998年推出。从红外触摸屏的发展历程来看,主要的进步是沿着提高分辨率和对强光干扰环境适应能力两个方面进行的,但基本上没有克服产品寿命短、器件特性参数容易漂移等问题。

近期推出的第五代红外触摸技术,不仅将分辨率提高到了1000×720,抗强光干扰性能提高到太阳直射环境亦可使用,更重要的是在产品寿命和免维护性能方面有了本质的飞跃。第五代红外触摸采用概率函数器件冗余分布的指导思想,工作环境下寿命大于7年。这就是说,当配套的显示器达到寿命终结的时候,触摸屏本身仍然是正常工作的。

第五代红外触摸屏在性能指标上的改善,足以将触摸屏的应用推向新的水平。原来有些场合不能使用的,现在可以使用了。例如,过去触摸屏在跟踪手指移动轨迹的时候会出现很多断笔,无法用于汉字识别。第五代触摸屏在跟踪手指移动轨迹的时候,精度、平滑度和跟踪速度都可以满足要求。用户的书写可以十分流畅地转换成图像轨迹,完全支持手写识别输入。

第六代触摸屏为适应windows7系统的要求,已支持多点触摸。

趋势

实际上,已经可以用第五代触摸屏这样一个单一设备作为完整的人机界面平台,取代鼠标、书写板甚至键盘。

从应用的层面看,触摸屏不应该仅仅作为一个将触摸位置转换为坐标信息的简单设备,而应该作为一个完整的人机界面系统进行设计。第五代红外触摸屏就是依据这样的标准,通过内置的处理器和完善的驱动软件来实现产品概念的提升。

因此,新的红外触摸技术会对国内外市场造成非常重大的影响。

第一,第五代红外触摸屏极有可能脱颖而出,打破声波屏、电阻屏、电容屏、红外屏几分天下的格局。最有可能出现的情况是,红外屏占据80%以上的主流市场,电阻屏和电容屏锁定在4英寸以下的应用领域,而声波屏将被逐渐淘汰。

第二,第五代红外触摸屏有望打破国外厂商长期占据国内市场的局面,以更好的质量和较低的价格将美国日本的触摸屏产品从中国市场清除出去。但是,我国台湾省的一些厂商将会以五线电阻触摸屏在移动产品市场占有重要地位。

第三,通过充分利用产品优势,加大国际市场运作力度,第五代红外触摸屏可以在国际市场上与国外产品一争高低。但应该注意到,第五代红外触摸屏的产品优势能够保持的时间是有限的,国外厂商的研发力度历来不容忽视,单一产品技术上的优势可能很快就不存在。

第四,由于功能和性能上的提高,第五代红外触摸屏将会开辟新的应用领域,例如红外触摸屏可能会频频亮相于工控和家电等行业,并且与鼠标、手写板等输入设备形成了替代和竞争的关系,对相关产品的市场造成影响。

比较

1 电阻触摸屏

- 不怕水、污

- 具有小尺寸的成本优势,适用于工控产品、个人便携产品

- 怕划伤,透光率低,低温迟钝

2表面声波触摸屏

- 新的好用,适用于短期产品

- 怕水、怕灰,需要维护

- 发射换能器易碎,存在返修率

3 电容触摸屏

- 漂移,易部分失效

- 人体成为线路的一部份,戴手套不作用

- 对湿度、温度、接地等环境要求高

4 红外触摸屏

- 稳定性欠佳

- 外置或内置,不影响显示器外观,可适应大尺寸屏幕

- 可能被光干扰

- 防暴性能好

- 任意物体触摸

- 完全封闭免维护,适应恶劣环境

- 安装完成后完全免维护

难点

环境光因素,红外接收管有最小灵敏度和最大光照度之间的工作范围,但是触摸屏产品却不能限制使用范围,从黑暗的歌厅包房到海南岛高强度阳光下的户外使用,作为产品,它必须适应。

快速检测,红外触摸屏一般尺寸最少也有64套红外对管,也就是说至少要求在0.4毫秒内就要完成一条红外线的检测。

周围的反射、折射、干扰红外发射管有一个发射角,接收管有较大范围的接收角,如果周围反射到一定程度,你会发现手指放在什么地方也阻挡不住信号。

要解决这些问题,选择模拟方式最大的好处是可以分析提高触摸屏的分辨率,但是抗干扰能力比不上脉冲方式;选择脉冲方式虽然抗干扰能力强,但是存在脉冲方式在接收方需要一个响应过程时间的问题,而触摸屏却要求极快的速度,因此要在自适应电路、单片机软件、模具设计、透光材料选择等几个方面要有技术突破。

红外触摸屏靠多对红外发射接收对管来工作,红外对管性能和寿命都比较可靠,任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物,不过红外触摸屏使用传感器数目将近100对,并且共用外围电路,这就要求传感器不仅本身性能好,还要求将近100对的红外二极管-电阻特性结电容都保持一致。实际应用中,万一有哪一对出现故障,可以在上电自检过程中发现并在此后加以忽略,靠邻近的红外线代替,由于每一对红外线只监管6mm左右的窄带,而手指通常在15mm左右粗细,用户是察觉不到的。但如果生产过程没有对红外发射管进行老化测试,没有很好的质量管理体系,将近100对的传感器,很快就不是一对两对掉队的问题了,总体寿命也就难以保证。

红外屏赖以工作的是红外线矩阵,矩阵上多点的xy坐标能组合出平方倍多的触摸点,见下图,AB两点和CD两点对红外屏来说是相同的效果,无法分辨,怎么处理呢?目前市场上的红外屏对多点触摸常见的处理不管连续否,要么不判断,要么判为左上角,即下图中不管是AB还是CD都判为C点。真正技术过得硬的红外屏应该是对坐标连续的多点触摸判断取中点,即判断为大物体(比如粗手指)的触摸,而对不连续的多点触摸不予判断,所以说它技术过硬是这种算法对产品的品质要求更严,不允许出现各种各样的故障情况。

 

 

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