科技解剖室

彈指之間

來瞧瞧觸控式螢幕的玄機

撰文/菲謝蒂(Mark Fischetti)
翻譯/吳鴻、葉李華

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彈指之間

來瞧瞧觸控式螢幕的玄機

撰文/菲謝蒂(Mark Fischetti)
翻譯/吳鴻、葉李華

觸控螢幕的應用非常廣泛,例如遊客導覽系統、自動櫃員機、銷售點終端機、工業控制系統等。在2000年,六家專門廠商加上幾家大公司的觸控產品部門,總產值高達八億美元。由於這種介面使用方便、經久耐用,而且花費不高,因此市場還在成長之中。

觸控螢幕可依其偵測觸控點的物理原理,分為三種:電阻式螢幕,用手指或其他觸頭輕按就會產生電壓;電容式螢幕,手指會吸取微小的電流(常用於筆記型電腦的觸控板)。至於第三種波動式螢幕,則是用聲波或紅外線覆蓋整個表面,而手指或觸頭會阻斷這些駐波圖樣。

電阻式螢幕是歷史最久、用途最廣,也是價格最低的一種,而且任何觸頭(無論手指或筆尖)都可以使用。電容式螢幕必須使用手指,或是接有地線的觸頭,以便傳導電流。波動式螢幕則是最新且最昂貴的類型。表面聲波螢幕必須用手指或軟式觸頭(例如鉛筆上的橡皮擦)輕觸,以吸收表面能量;紅外線觸控螢幕則可使用任何觸頭。在實際應用上,可以同時選用好幾種技術,不過基於各技術的優缺點,通常導致以下的組合:工業控制系統和掌上型電腦Palm Pilot使用電阻式,自動販賣機使用電容式,自動櫃員機及室內資訊站使用波動式。但是大多數人並不清楚,自己所使用的螢幕是什麼類型。

沈輝斌任職於美國最大的觸控螢幕製造商──位於加州夫利蒙市的「埃奧觸控系統公司」,他提供了以下的辨別訣竅。你可用指甲(而不是皮膚)輕壓螢幕,假如螢幕有反應,就可能是電阻式或紅外線式螢幕。果真如此,再同時用兩根手指分別輕壓螢幕上兩點。假如游標移到其中一根手指下方,這裝置使用的就是紅外線(軟體只記錄第一個接觸點);假如游標移到兩根手指之間,螢幕就是電阻式(兩個接觸點皆有影響力)。假如這個裝置對指甲毫無反應,你的下一步還是用兩根手指分別輕壓螢幕上兩點。這時候,如果游標移到其中一根手指下方,那麼這螢幕使用的原理是聲波;假如游標移到兩根手指中間,它就是電容式觸控螢幕。

電阻式觸控螢幕


電阻式觸控螢幕的最表層是一層聚酯薄片,其內側有導電金屬塗膜;而螢幕的最底層,即貼在陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)之上的,是一片塗有導電材料的玻璃板。玻璃板與聚酯薄片之間,則用一層聚酯製成的微小「分隔點」隔開。沿著玻璃板的X軸,以及聚酯薄片的Y軸,各有個控制器,會施加微小的電壓梯度。每當手指觸及螢幕,就會把兩片導電層壓在一起,於是電子裝置就能偵測出觸點的X座標與Y座標。

電容式觸控螢幕


電容式觸控螢幕的玻璃板,則是兩面都塗上導電材料,外側再覆上防刮塗膜。玻璃板周圍的電極,會在外側導電層上產生均勻的低壓電場;內側導電層則可以提供電磁屏蔽,並減低雜訊。每當手指接觸到螢幕,就會與外側導電層上的電場產生電容耦合,而吸去微小的電流。各電極負責測量來自各個角落的電流,再由控制器定出手指的座標。

波動式觸控螢幕(利用表面聲波或紅外線原理)


波動式觸控螢幕的玻璃板上則沒有任何塗膜。位於螢幕四角的轉換器,會把來自控制器的訊號轉換成玻璃板上的超聲波,位於四邊的反射器則負責產生駐波圖樣。一旦手指接觸螢幕,就會吸收掉部分的駐波。此時轉換器會檢測出相對的衰減,而控制器便能定出手指的座標。

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