東吳大學賈老師的部落格

彈指之間

觸控式螢幕的玄機。

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。
資料來源：本文摘自2002年1月號，科學人，Mark Fischetti著，吳鴻、葉李華譯。