觸控面板

現在接觸到的生產產品有些都導入了觸控的介面,所以去了解一些原理先!

當手指觸碰Sensor時，會有一類比訊號輸出，由控制器將類比訊號轉換為電腦可以接受的數位訊號，再經由電腦裡的觸控驅動程式整合各元件編譯，最後由顯示卡輸出螢幕訊號在螢幕上顯示出所觸碰的位置.

依照構造和感測形式的不同觸控面板依感應原理可區分為電阻式、電容式、超音波式、光學（紅外線）式, 電磁式觸控面板等。

電阻式觸控面板主要由上下兩組ITO導電層疊合而成，使用時利用壓力使上下電極導通，經由控制器測知面板電壓變化而計算出接觸點位置進行輸入.

(電阻式觸控面板由ITO Film和ITO Glass所組成，中間由DOT所隔開，在ITO Film和ITO Glass之間通入5V的電壓，藉由手指或觸控筆去觸碰ITO Film形成凹陷然後下層的ITO Glass接觸而產生電壓的變化，再經由A/D控制器轉為數位訊號讓電腦做運算處理取得(X,Y)軸位置，進而達到定位的目地。 電阻式依照性能和普遍性來說主要又可區分為四線式和五線式，四線電阻式線路XY軸分別分布在ITO Film和ITO Glass，當ITO Film被嚴重刮傷時將會形成斷路，而造成觸控面板無法動作。五線式算是四線式觸控面板的改良型，整個電場均勻的建立在ITO Glass，上層ITO Film純粹為一導體，所以當ITO Film遭到刮傷時只有該處無法使用其他部分依然可以動作，但是假使傷及下層ITO Glass依然會造成Touch Panel的故障。)

電容式觸控面板是利用排列之透明電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化，從所產生之誘導電流來檢測其座標.

(電容式觸控面板基本上是為了改良電阻式不耐刮的特性而來的，在結構上最外層為一薄薄的二氧化矽硬化處理層，硬度達到7H，第二層為ITO，在玻璃表面建立一均勻電場，利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控的目的，最下層的ITO作用為遮蔽功能，以維持Touch Panel能在良好無干擾的環境下工作。)

音波式觸控面板使用時，以發射超音波方式並計算接收強度來標定相對位置，因接觸指標物會吸收超音波造成衰減，所以接收時的信號已與未動作時不同，經由控制器比對使用前後的衰減量並計算後得出精確位置.

(基本上音波式觸控面板是為了改善電容式觸控面板的缺點而發展出來的，電容式觸控面板有易受雜訊和靜電干擾的特性，且雖然表面硬化處理達到7H，可是Sio2為了不隔絕掉ITO的表面電流，所以會鍍的非常薄，當施加在電容式的外力過大時，依然會有傷到ITO的可能而造成故障，所以發展出音波式觸控面板。 音波式觸控面板表面上完全由玻璃組成，三個角落由超音波發射和接收器在中間區域形成一個均勻的聲波力場，利用聲波碰到軟性介質會被吸收掉能量的特型來做觸控定位的目地)

光學式觸控面板之原理乃利用光源接收遮斷原理，將面板範圍內佈滿光源與接收器並組成矩陣，當光線遭遮斷時，即可得知收不到信號接收器的位置，進而確定其精確位置

(光學式觸控面板近幾年藉著LED品質的提升和製程的精進而有捲土重來的現象，光學式觸控面板的工作方式是由四周圍的紅外線發射器和接收器所組成的，X軸和Y軸所產生的紅外線形成矩陣式排列，當不透明物體遮斷其中的光線之後自然就定位出X軸和Y軸了).

電磁式觸控面板基本原理是靠電磁感應方式，電磁筆為訊號發射端，電磁板為訊號接收端，當接近感應時磁通量發生變化，藉由運算而定義位置點。

全球觸控面板市佔率以電阻式最高，約佔60％以上，其次為24％的電容式觸控面板。在各種不同大項目的原理下，又衍生出許多不同型態的製作方式。例如-電阻 式就有8線、7線、6線、5線、4線式、數位電阻等.

電容式有表面電容、數位電容(多點觸控電容式)等.

光學式有紅外線遮蔽式、抑制全反射式等.

簡單來說以上這些都是觸控面板，但是應用原理可能大不相同。各種類型有它的優缺點，這也影響它應用的市場，像最常見的電阻式觸控為雙層玻璃結構，最外層還有一層薄膜做強化；光學式在玻璃周圍或底部具有光感應裝置等等。選擇何種觸控面板，就會依據各家廠商的產品取向做選擇。

電阻式以消費性電子產品為應用大宗，如自助點餐系統、個人數位助理（PDA）、電子字典、行動電話、存貨管理盤點機、POS結帳機、信用卡POS簽名機、醫療監控系統等。由於電阻式架構靠壓力感應，所以對於觸控媒介沒有限制，不論手、鉛筆、信用卡、木棒…等均可操作，即使戴上手套亦可動作。

電容式由於製程步驟較多，且驅動IC與電路複雜，因此在成本及技術進展上不利應用於中小尺寸產品，多用於10.4吋以上高單價市場，如圖書館、車站等公共場所的資訊導覽系統、銀行自動櫃員機等。

以 iPhone 所使用的電容式觸控面板來看，電容式觸控面板是一塊四層複合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各塗有一層ITO(鍍膜導電玻璃)，最外層是一薄層矽土玻璃保護層，ITO塗層作為工作面，四個角上引出四個電極，內層ITO為遮罩層以保證良好的工作環境。當手指觸摸在金屬層上時，人體電場、用戶和觸控面板表面形成一個耦合電容，對於高頻電流來說，電容是直接導體，於是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸控面板四角上的電極中流出，並且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置資訊。

與電阻式觸控面板和電磁式感應板相比，電容式觸控面板表現出了更加良好的性能。由於輕觸就能感應，使用方便。而且手指與觸控面板的接觸幾乎沒有磨損，性能穩定，經機械測試使用壽命長達30年。另外，整個產品主要由一塊只有一個高集成度晶片的PCB組成，元件少，產品一致性好、成品率高。

但 iPhone 也遇到了許多挑戰，由於人體成為線路的一部分，因而偏移現象比較嚴重；電容式感應輸入技術在中小尺寸平板顯示器上輸入或控制點狀目標(如點擊軟鍵盤上的電話號碼或輸入中英文字)時的性能有待改進；溫度和濕度劇烈變化時性能不夠穩定，需經常校準；不適用於金屬機櫃；當外界有電感和磁感的時候，可能會使觸控面板失靈等等之類的種種問題。