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1、电磁式触摸屏的原理和电磁笔结构及材料一 触摸屏类型概述 根据触摸方式的不同，触摸屏主要有五种类型：电阻式、电容式、超声波式、红外式及电磁式。 其中电容式又分为表面电容式及投射电容式。在电子产品中的应用举例如下：u 电阻式电阻式触摸屏是一种多层的复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，内表面涂有一层透明的ITO（氧化铟）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ITO，在两层导电层之间有许多细小的透明绝缘子把它们隔开。当手指接触屏幕使之凹陷时，两层ITO导电层之间出现一个接触点，传感器侦测到接通点后，由集成电路进行A/D转换，并得到触摸点的Y轴和X轴的坐标。根据
2、引出线数多少，电阻式触摸屏分为四线式、五线式、八线式等种类，有的基层直接使用导电玻璃或者有机导电薄膜。广泛用于各种带触屏的电子及数码产品，Nokia 5系触屏手机，HTC Touch Diamond，触屏数码相机，音乐播放器等。 u 电容式 电容式触摸屏是在玻璃屏幕上镀有一层透明的薄膜导体层，在导体层外再附加了一块保护玻璃，由于在触摸屏四边镀有狭长的电极，因此在导电体内形成了一个低电压交流电场。当用户触摸屏幕时，由于人体电场的原因，手指与导体层间形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的处理器便会根据电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位
3、置。电容式触摸屏又可以细分为表面式和投射式两种，表面式电容触摸屏多用于ATM机和街机等大型设备，而投射式电容触摸屏多用于手机 ,如苹果公司的iphone3、ipone4手机、ipad平板电脑。 u 红外式触摸屏 红外式触摸屏分为光感应型和热感应型。光感应型由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在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两条红外线，传感器即可算出触摸点位置。热感应型红外触摸屏的用途更广泛一些，它是靠感应手指的热辐射红外线工作的，比如三星的滑盖手机SGH-E900和SGH-U600。u 声波识别式触摸
4、屏声波识别式触摸屏包括声脉冲识别触摸屏和表面波识别触摸屏，通过识别表面连续或脉冲声波的变化来确定触摸位置。适合在公共场所的POS机、售货亭等处使用。u 电磁式触摸屏电磁感应触摸技术是较早应用于便携式IT产品的技术，它的特征是需要一支“笔”，而不是手指。这支笔能够发射电磁波，通过接收装置感应到笔在屏幕上方的位置，就可进行定位。在其它触摸屏的精度问题尚未解决时，早期的PDA、电子词典与手写板等都使用了这种方式。直到今天，电磁感应式触摸屏还在手机和平板电脑上发挥作用。电磁感应式触摸屏造价低，结构简单，利于手写输入文字，还可以和其它触摸屏集成在一起，因此广受欢迎。各型触摸屏技术参数对比如下：电阻式表面
5、电容式投射电容式超声波式红外式电磁式触控物体任意手或导电物手或导电物任意手或发光体电磁笔多点触控无无支持无无无最适合尺寸26任意10任意任意任意耐磨性一般一般强强强强透光性858585959595防尘防水 支持不不支持不支持精度高低低高低最高反应速度快快快慢快快角度检测无无无无无支持压力检测无无无无无支持重量中中中中中轻组装难易度中中难中中中价格便宜便宜贵一般一般贵二 电磁式触摸屏的应用概括得讲，电磁式触摸屏在电子产品中的应用主要有如下六类，如图所示。采用电磁式触摸技术的手写笔记本多为高端商务本，售价一般也较高。 Thinkpad TX2 手写笔记本 平板电脑 电子书 手写屏 数位板（手写板）
6、 电子白板（多用于教学及办公室会议）采用电磁触摸技术的电子产品举例种类产品名称生产厂家触摸屏类型售价/元平板电脑Touchpad B16汉王电容+电磁6000E人E本联想电磁式4800Eking M5电磁+电阻5400ST6012富士通电磁式29800手写笔记本Thinkpad TX2联想电容+电磁约11000T5010A富士通电磁式217007200HP电容+电磁即将上市电子书Eee talet华硕电磁式N618汉王电磁式2641E72纽曼电磁式599手写板PTK-840wacom电磁式33000604+汉王电磁式1285乐活蒙恬电磁式800电子白板汉王、北京南昊、友基、方正、亿交林等电磁式
7、400020000不等手写液晶屏宏业科技、富可士、汉王等电磁式40006000三 非晶带材在电磁屏中的应用 1 电磁式触摸屏原理全球最大的电磁式触摸板制造商Wacom在专利US20090160790中详细阐述了电磁式触摸板的定位原理，以及非晶带材作为导磁板在手写板及具备手写（绘图）功能的显示器（电子书、电脑）上的使用。 手写板传感器 手写板电磁笔原理图手写板（专利中定义为位置探测器）主要由如下两个部件组成：位置指示器（电磁笔）、传感器基板。传感器基板上有两组相互垂直的线圈，两组线圈平行排列的方向分别定义为坐标的X轴和Y轴。另外，位置指示器也是由一只感应线圈及谐振电路组成。原理图1为传感器上的单
8、只线圈与指示器上的线圈进行电磁交换的示意图。在T1和T2时间段，通过转换开关使传感器上的线圈交替接通电流驱动器和电压放大器。在T1时间段，传感器线圈内通过励磁电流，同时位置指示器中的线圈接收传感器线圈产生的电磁波，并以同样的频率发生共振，通过这种形势接收到的电磁能便存储在谐振电路中。传感器上的线圈通电完毕T1结束，这时转换开关切换至放大器。T2开始，位置指示器中的线圈开始发射电磁波，传感器上的线圈在电磁波作用下产生感应电压，且电压大小随位置指示器的不同而不同经放大器放大后发送至坐标计算电路进行计算。X方向及Y方向上的多个线圈依次进行T1、T2周期内的转换，便可扫描出两方向上感应电压的峰值，作为
9、位置指示器的坐标。另外诸如电子书、手写笔记本、平板电脑等具有显示功能的电磁式触摸屏也采用了类似的结构，不同的是在传感器基板上加载了一个LCD显示面板，如下图所示。2 非晶带材在电磁式触摸屏中的应用在传感器的下方需要垫一金属薄板做为磁屏蔽材料。从上世纪80年代至今，用于该类装置上的屏蔽材料经历了铝板（或铜板）普通硅钢片高导磁率硅钢片（Si含量介于47%之间）非晶带材与低导磁率薄片配合使用的演变过程。非晶合金带材因为厚度太薄，无法单独做屏蔽材料使用，而是跟低磁导率的铝箔配合使用。 作为屏蔽材料，非晶带材的铺层方式主要有两种，一种为邻接式，另一种为叠加式。磁场在带宽方向的分布符合正态分布，专利US2
10、0110006759指出，采用叠加式的铺层方式，可以有效得降低边界效应对磁场分布造成的影响。 屏蔽材料在电磁式触摸屏中主要起到如下作用：1. 屏蔽下方驱动电路中的电磁干扰；2. 屏蔽外界磁场及地磁场干扰；3. 作为优良的导磁材料，抑制传感线圈中的感应磁场衰减；4. 高导磁率的屏蔽材料，可以紧贴于平板传感器下方，而不用拉开一定距离，因此可以使整个电磁板（或其它采用电磁触摸技术的装置）减厚，利于便携性；5. 非晶合金带材可以实现更优越的屏蔽效果，并利于器身减重及成本降低。四 市场分析 目前全球最大的触摸屏产品生产商为美国的苹果公司，产品主要应用电容式触摸技术。据该公司发布的数据，2010年其销售i
11、pone手机近一亿部，销售ipad 1400万台。另据台湾媒体报道，苹果公司触摸屏面板用量占据了全球总量的60%。鉴于目前电磁式技术并未占据主流市场，该型触摸屏用量占触摸屏总量的比例应低于10%。目前电磁式触摸屏生产商主要集中在韩国、日本、台湾，通过跟国内的电磁式触摸设备生产商（广州宏业科技、台湾VALA上海经销商、深圳云端科技等）沟通了解到，国内触摸设备生产商大多进口上述三地的触摸面板，或间接从上述三地供应商的大陆分公司购买。调研发现，触摸屏设备中应用到非晶合金带材的全部为电磁式的，而占据主流市场的电阻式及电容式触摸屏因为工作原理的不同，无需用到导磁材料。可以确定应用非晶带材作为磁屏蔽材料的为日本的Wacom、韩国三星、中国汉王、纽曼，其中后三者曾直接或间接的采购过我方带材。
