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1、桂林电子科技大学毕业设计（论文） 毕 业 设 计 (论 文)题 目：触摸屏技术的发展及市场应用分析院（系）： 继续教育学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 李 栋 班 级： 20174797111 学 号： 2017500990 指导教师： 郭 平 2019 年 1 月 19 日桂林电子科技大学继续教育学院本科学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律
2、后果由本人承担。论文作者签名： 日期：摘 要自从智能手机发明以来，触摸屏便真正进入了个人生活中，我们日常中开始越来越多的接触到触摸屏，触摸屏的直观方便大大改善了我们对电子设备的操作方式，以更快捷更简便的方式来操作我们想要的功能。同时，技术的革新也会为我们带来更多更优化的触摸方式和体验。本文以触摸屏为论点，首先从触摸屏技术开始，介绍了触摸技术的原理，触摸屏技术的特性，以及触摸屏技术的发展趋势；其次，分析触摸屏行业目前的发展现状和发展前景，触摸屏行业存在的问题：软件技术和人才问题、硬件方面问题，资金的制约和行业规范问题。找出制约触摸屏行业发展的因素，分析触摸屏行业从业者或企业在整个环境中的有利及不
3、利条件，从而为整个行业的发展规划出一个方向，让国内触摸屏企业来得到更快速更有竞争力的发展。关键词：触摸屏技术；中小企业；行业状况；发展趋势桂林电子科技大学毕业设计（论文）目 录引言11.触摸屏技术概述11.1.触摸屏种类及技术原理11.1.1.电阻式触摸屏11.1.2.电容式触摸屏21.1.3.红外线式触摸屏31.1.4.声波式触摸屏31.1.5.光学成像式触摸屏41.1.6.电磁感应式触摸屏41.2.触摸屏特性41.2.1.特性一：透明41.2.2.特性二：绝对坐标51.2.3.特性三：检测触摸并定位51.3.触摸屏技术发展51.3.1.内嵌式触摸屏结构51.3.2.多点触控技术61.3.3
4、.混合式触控技术61.3.4.触觉反馈技术62.行业现状和发展前景72.1.触摸屏行业现状72.1.1.触摸屏供求量72.1.2.手机触摸屏82.1.3.车载触摸屏92.1.4.企业经营现状92.2.触摸屏行业发展趋势102.2.1.替代性材料将涌现102.2.2.中大尺寸市场发力112.2.3.与LCD最终“合流”112.2.4.纵向产业整合趋势增强112.2.5.应用场景不断深化113.国内触摸屏行业现状和发展123.1.国内触摸屏行业现存问题123.1.1.软件技术及人才问题123.1.2.硬件技术问题123.1.3.企业资金问题133.1.4.规范问题133.2.国内触摸屏行业发展条件
5、133.2.1.国内触摸屏行业发展有利因素133.2.2.触摸屏行业发展不利因素143.3.国内触摸屏企业应对策略153.3.1.培养专业人才153.3.2.加大生产能力的投入153.3.3.建立国家和行业规范15结语16参考文献17引言触摸屏（touch screen）又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。随着个人手机和
6、电脑、多媒体信息查询设备的与日俱增，人们在日常生活中频繁地接触到触摸屏，因为触摸屏不仅适合人们日常信息查询的需要，而且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。通过这种技术，用户只要用手指轻轻地碰显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当，大大方便了用户对日常电子设备操作的需要，相信在未来很长一段时间，触摸屏操作也将成为主要的电子设备操控方式。触摸屏目前应用范围非常广阔，日常生活中见到的手机，PAD，平板电脑、广告机、游戏机等，都有广泛应用。将来，会有更多的以触摸操控方式的电子设备进入到我们生活中。因此，触摸屏的应用会越来越广，而触摸屏技术也将会更快
7、速的得到发展。本论文也将从触摸屏的技术原理展开，在触摸屏的使用上，探讨触摸屏的应用和市场发展前景。1. 触摸屏技术概述触摸屏从技术层面上来说，首先是一种定位设备，而且是一种绝对定位设备，用户可以直接用手指向电子设备输入坐标信息；其次，与鼠标、键盘一样，它也是一种输入设备，用手向电子设备输入操作指令；第三，触摸屏必须是透明的，因为手触所及即是操控，因此必须要透明才能知道触控效果。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。利用这种技术，只要用手指轻轻地触摸电子设备显示屏上的图符或文字就能实现对设备操作，从而使人机交互更为直接，这种技术省去了连接其它输入附属设备，极大的方便了电子
8、设备的操作，以更快捷更直接的方式对电子设备进行操作。触摸屏现已渗透到每个领域，被广泛应用于公共信息查询，个人手机和电脑，公司展示汇报以及其他多方面用途。1.1. 触摸屏种类及技术原理触摸屏有六个基本种类，分别是：电阻式触摸屏、电容式触摸屏，红外线式触摸屏、声波式触摸屏、光学成像式触摸屏和电磁感应式触摸屏。1.1.1. 电阻式触摸屏1.1.1.1. 模拟电阻式屏模拟电阻式触摸屏就是我们通常所说的“电阻屏”，是利用压力感应进行控制的一种触摸屏。它采用两层镀有导电功能的ITO（铟锡氧化物）塑料膜，两片ITO设有微粒支点，使屏幕在未被压按时两层ITO间有一定的空隙，处于未导电的状态。当操作者以指尖或笔
9、尖压按屏幕时，压力将使膜内凹，因变形而使ITO层接触导电，再通过侦测X轴、Y轴电压变化换算出对应的压力点，完成整个屏幕的触控处理机制。目前模拟电阻式触摸屏有4线、5线、6线与8线等多种类型，线数越多，代表可侦测的精密度越高，但成本也会相对提高。电阻屏不支持多点触控、功耗大、寿命较短、同时长期使用会带来检测点漂移，需要校准。但是电阻屏结构简单、成本较低，在电容式触摸屏成熟以前，一度占据大部分触摸屏市场。1.1.1.2. 数字式电阻屏数字式电阻屏的基本原理与模拟式的相似，与模拟式电阻屏在玻璃基板上均匀涂布ITO层不同，数字式电阻屏只是利用带有ITO条纹的基板。其中上下基板的ITO条纹相互垂直。数字
10、式电阻屏更加类似于一个简单的开关，因此通常被当做一个薄膜开关来使用。数字式电阻屏可以实现多点触控。1.1.2. 电容式触摸屏1.1.2.1. 表面电容式表面电容式触摸屏是通过电场感应方式感测屏幕表面的触摸行为。它的面板是一片涂布均匀的ITO层，面板的四个角各有一条出线与控制器相连接，工作时触摸屏的表面产生一个均匀的电场。当接地的物体触碰到屏表面时，电极就能感应到屏表面电荷的变化，确定触碰点的坐标。表面电容式触摸屏使用寿命长、透光率高，但是分辨率低、不支持多点触控，目前主要应用于大尺寸户外触摸屏，如公共信息平台（POI）及公共服务（销售）平台（POS）等产品上。1.1.2.2. 投射式电容屏投射
11、电容式触摸屏利用的是触摸屏电极发射出的静电场线进行感应。投射电容传感技术可分为两种：自我电容和交互电容。自我电容又称绝对电容，它把被感觉的物体作为电容的另一个极板，该物体在传感电极和被传感电极之间感应出电荷，通过检测该耦合电容的变化来确定位置。但是如果是单点触摸，通过电容变化，在X轴和Y轴方向所确定的坐标只有一组，组合出的坐标也是唯一的;如果在触摸屏上有两点触摸并且这两点不在同一X方向或者同一Y方向，在X和Y方向分别有两个坐标投影，则组合出4个坐标。显然，只有两个坐标是真实的，另外两个就是俗称的“鬼点”。因此，自我电容屏无法实现真正的多点触摸；交互电容又叫做跨越电容，它是通过相邻电极的耦合产生
12、的电容，当被感觉物体靠近从一个电极到另一个电极的电场线时，交互电容的改变会被感觉到，当横向的电极依次发出激励信号时，纵向的所有电极便同时接收信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。当人体手指接近时，会导致局部电容量减少，根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标，因此屏上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。在上述两种类型的投射电容式传感器中，传感电容可以按照一定方法进行设计，以便在任何给定时间内都可以探测到手指的触摸，该触摸并不局限于一根手指，也可以是多根手指。2007年以来苹果公司iphone、iPad系列产品取
13、得的巨大成功，投射式电容屏开始了喷井式的发展，迅速取代电阻式触摸屏，成为现在市场的主流触控技术。1.1.3. 红外线式触摸屏红外触摸屏是利用X，Y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，据此可以判断出触摸点在屏幕的位置。红外线式触摸屏具有透光率高、不受电流、电压和静电的干扰、触控稳定性高等优点，但是红外触摸屏会受环境光线的变化、会受到遥控器、高温物体、白炽灯等红外源的影响，而降低它的准确度。早期红外触摸屏出现于1
14、992年，分辨率只有3232，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。经过20多年的发展，目前先进的红外线式触摸屏在正常工作环境下寿命大于7年，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。红外式触摸屏主要应用于无红外线和强光干扰的各类公共场所、办公室以及要求不是非常精密的工业控制场所。1.1.4. 声波式触摸屏1.1.4.1. 表面声波式触摸屏表面声波式触摸屏是通过声波来定位的触控技术。在触摸屏的四角，分别粘贴了X方向和Y方向的发射和接收声波的传感器，四周则刻有45的反射条纹。当手指触摸屏幕时，手指
15、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的位置。表面声波技术非常稳定，精度非常高，除了一般触摸屏都能响应的X和Y坐标外，还响应其独有的第三轴Z轴坐标，也就是压力轴响应。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，而是成为能感应力的一个模拟量开关：压力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。在所有类型的触摸屏中，只有表面声波触摸屏具有感知触摸压力的性能。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响，清晰度较高（分辨率极高），透光率好、高度耐久、抗刮伤性良好、反应灵敏、寿命长，能保持清晰透亮的图像质量，没有漂移，只需安装时一次校正，抗暴力性能好，最适合公共信息查询及办公室、机关单位及环境比较清洁的公共场所使用。1.1.4.2. 弯曲声波式触摸屏弯曲声波式触摸屏是基于声音脉冲
