触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的键盘和鼠标输入方式相比，触摸屏输入更直观。

配合识别软件，触摸屏还可以实现手写输入，为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。

今天主要介绍市面上常见的4种触摸屏及其技术原理和优缺点，文字略多，文末有超简总结版。

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电阻式触摸屏

resistive-touch-panel

电阻式触摸屏是一种传感器，它将矩形区域中触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压。

很多LCD模块都采用了电阻式触摸屏，这种屏幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压，同时读回触摸点的电压。

电阻触摸屏的工作原理主要是通过压力感应原理来实现对屏幕内容的操作和控制的，这种触摸屏屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，其中第一层为玻璃或有机玻璃底层，第二层为隔层，第三层为多元树脂表层，表面还涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面经硬化处理、光滑防刮的塑料层。

在多元脂表层表面的传导层及玻璃层感应器是被许多微小的隔层所分隔电流通过表层，轻触表层压下时，接触到底层，控制器同时从四个角读出相称的电流及计算手指位置的距离。这种触摸屏利用两层高透明的导电层组成触摸屏，两层之间距离仅为2.5微米。

当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

总结：电阻屏触摸屏优缺点

· 优 点

1、电阻式触控屏的精确度高，可到像素点的级别，适用的最大分辨率可达4096x4096；

2、屏幕不受灰尘、水汽和油污的影响，可以在较低或较高温度的环境下使用；

3、电阻式触控屏使用的是压力感应，可以用任何物体来触摸，即便是带着手套也可以操作，并可以用来进行手写识别；

4、电阻式触控屏由于成熟的技术和较低的门槛，成本较为廉价。

· 缺 点

1、电阻式触控屏能够设计成多点触控，但当两点同时受压时，屏幕的压力变得不平衡，导致触控出现误差，因而多点触控的实现程度较难；

2、电阻式触控屏较易因为划伤等导致屏幕触控部分受损。

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电容式触摸屏

capacitive touch screen

电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。

电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。

当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。

这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。

早期外表面电容触摸屏本身实际是一套精密的漏电传感器，带手套的手不能触摸，由于使用电容方式，导致有漂移现象。

外表面电容屏和电阻屏都是电原理工作方式，电工作方式对于多点触摸，不管是多少点，也不管是连续的还是不连续的都是取多点触摸的中心点判断，因为电流叠加是分不出来谁是谁的。

按照基本原理的思路进行下去，却碰到了难以逾越的障碍：

因为透明导电材料ITO层非常脆弱，直接触摸非常容易损坏，故不能直接用来作工作层。

材料的问题一时难以解决，只好在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃，它显然是不能导电的，直流是不行了，只能改用高频交流信号，靠人的手指头（隔着薄玻璃）与工作面形成的耦合电容来吸走一个交流电流，这就是电容屏"电容"名字的由来。问题是解决了，但付出的代价也是很大的。

首先

是"漂移"，因为耦合电容的方式是不稳定的，它直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响，受外界大面积物体的干扰也非常大，带来了不稳定的结果，这些都直接违背了作为触摸屏这种绝对坐标系统的基本要求，不可避免的要产生漂移，有的电容触摸屏欲求通过25点校准法甚至96点校准法来解决漂移问题，其实是不可能的，漂移是电容工作的这种方式决定的，即使是在控制器的单片程序上利用动态计算和经验值查表，也只能是治标不治本。

多点校准法最早是大屏幕投影触摸板使用的方法，目的是消除坐标对应的线性失真，电容触摸屏的线性失真也非常厉害，主要是因为电容屏的计算建立在四个电流量与触摸点到四个电极的距离成比例的理想状态上，实际由于受环境电容、线路寄生电容和不同人使用的影响，这种比例关系不可能是完全线性的，多点校准法只能解决局域分配的线性问题，解决不了整体的漂移。

再就是

表面脆弱，最外这层极薄的玻璃，正常情况下防刮擦性能非常好，但工艺上要求在真空下制造，因为它害怕氢，哪怕有一点氢也会结合成易脆碎的玻璃，使用中轻敲就会成个小破洞，这对电容触摸屏来说是要命的：破洞周围直径5CM大小的区域不能使用。

实际的真空是不可能有的,这层极薄的玻璃有5%的概率碰上有破洞的产品。

最后是

清晰度,电容屏反光相对严重,存在色彩失真和图像字符模糊。电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏,尤其是一些新的产品。

随着技术的进步，现在的外表面电容屏已经可以做到一层玻璃上，如下图所示。

在透明玻璃表面镀上一层氧化铟锡薄膜（ITO Layer）及保护层（Hard Coat Layer）而与液晶屏幕（LCD Monitor）间则需作防电子信号干扰处理（Shielded Layer）。

其漂移量已有所减小，对于大多数场合也都是可以使用的，并且其产品的品种比较全，有普通屏，有防爆屏，也有穿透式触摸屏等品种。　

总结：电容屏优缺点

· 优 点

1、电容触摸屏只需要触摸，而不需要压力来产生信号。

2、电容触摸屏在生产后只需要一次或者完全不需要校正，而电阻技术需要常规的校正。

3、电容方案的寿命会长些，因为电容触摸屏中的部件不需任何移动。电阻触摸屏中，上层的ITO薄膜需要足够薄才能有弹性，以便向下弯曲接触到下面的ITO薄膜。

4、电容技术在光损失和系统功耗上优于电阻技术。

5、选择电容技术还是电阻技术主要取决于触碰萤幕的物体。如果是手指触碰，电容触摸屏是比较好的选择，虽然电容触摸屏也可以使用触笔，但是需要特制的触笔来配合。

6、表面电容式可以用于大尺寸触摸屏，并且相成该也较低，但时下无法支持手势识别：感应电容式主要用于中小尺寸触摸屏，并且可以支持手势识别。

7、电容式技术耐磨损、寿命长，用户使用时维护成本低，因此生产厂家的整体运营费用可被进一步降低。

8、电容式触摸屏就是可以支持多点触控技术，而且不像电阻式触摸屏反应迟钝并且不易磨损。

· 缺点

电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，但电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。

1、电流：电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，当有导体靠近与夹层ITO工作面之间耦合出足够量容值的电容时，流走的电流就足够引起电容屏的误动作。

即当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏而不是触摸时就能引起电容屏的误动作，在潮湿的天气，这种情况尤为严重，手扶住显示器、手掌靠近显示器7厘米以内或身体靠近显示器15厘米以内就能引起电容屏的误动作。

2、电容屏用戴手套的手或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为增加了更为绝缘的介质。

3、漂移：电容屏更主要的缺点是漂移：当环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变时，都会引起电容屏的漂移，造成不准确。

例如：开机后显示器温度上升会造成漂移：用户触摸屏幕的同时另一只手或身体一侧靠近显示器会漂移；电容触摸屏附近较大的物体搬移后会漂移，使用者触摸时如果有人围过来观看也会引起漂移；电容屏的漂移原因属于技术上的先天不足，环境电势面（包括用户的身体）虽然与电容触摸屏离得较远，却比手指头面积大的多，他们直接影响了触摸位置的测定。

4、精准度不高：由于技术原因，电容式触摸屏的精准度比起电阻式触摸屏还有所缺，而且只能是用手指进行输入，在小的屏幕上还很难实现辨识比较复杂的手写输入。

5、成本会比较偏高：电容式触摸屏在触控板贴到LCD面板的步骤中还是会存在有一定技术困难。

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电磁触摸屏

Electromagnetic touch screen

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。直到现在，电磁感应式触摸屏还在手机和平板电脑上发挥作用。

电磁感应笔的精度，手写识别等非常适合在文字缝隙里划线、批注、记事，这是电子阅读器使用它的主要原因，而且电磁式触控模块有可挠式特生，可以搭配软件显示器。

电磁感应式触摸屏结构简单，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。

比如惠普TouchSmartTX2平板电脑就采用了电磁感应+电容式触摸屏，电磁感应笔进行手写输入，电容式触摸则主要用于图形界面操作。

联想ThinKPAd X200T也有类似的电磁感应+多点触摸的型号，此外很多GPS、上网本和MID也同样拥有电磁感应式触摸屏。

电磁式触控自1964年即问世，1970至1980年代用于智慧型数位板，许多高阶电脑辅助绘图(CAD)系统像是AutoCAD使用广泛，并且当年的苹果电脑也用作AppleII的配备。

市场上主要电磁式技术的代表厂商，第一大的日本以自有品牌Wacom为主，2009年前3季度营收为81亿台币，产品定价较高，解析度可以做到5,000lpi；该公司早期即致力于高精度具绘图功能的CAD/CAM市场，也提供100吋大尺寸的产品。

电阻或电容式则是尺寸愈大单位成本愈高，电磁式和电阻、电容式触摸屏刚好相反，愈大尺寸单位成本愈低；总的来说，8至10吋以下以电阻或电容式具优势，8至10吋以上则以电磁式具价格优势。

总结：电磁式触摸屏优缺点

· 优 点

1、事实上，以电磁式技术可以用拼接的方式，可以说完全没有尺寸上的限制。

2、电磁式触控面板的透光率、高解析度高，手写触控的透光度可达100%（电阻或电容则约80~90%），反应灵敏，拥有Z轴感应能力，适合用来绘图，手写辨识等等，且无需直接触碰萤幕，即可触控的优点。

3、电磁式为后置式不易损坏、且具备滑鼠功能，适合Windows架构的介面、解析度高、有Palm Rejection防误触功能、具1024阶压感功能、系统整合成本低，反应速度快、而且不像电阻和电容式在大尺寸开发上遇到瓶颈且成本过高，电磁式单机已经做到100吋。

· 缺 点

需要依靠手写笔的电磁发射来定位，操作必须使用笔，所以使用e-ink屏的电子阅读器产品，都是电磁感应式的触摸，不能用手操作。

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红外线触摸屏

Infrared touch screen

红外线技术触摸屏由装在屏幕外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。

在红外线式触控屏上，屏幕的四边排布的电路板装置有红外发射管和红外接收管，对应形成横竖交叉的红外线矩阵。

当有触摸时，手指或其它物就会挡住经过该位置的横竖红外线，触摸屏扫描时发现并确信有一条红外线受阻后，红灯亮，表示有红外线受阻，可能有触摸，同时立刻换到另一坐标再扫描，如果再发现另外一轴也有一条红外线受阻，黄灯亮，表示发现触摸，并将两个发现阻隔的红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕的位置。

红外触摸屏可用手指、笔或任何能阻挡光线的物体来触摸。可以说在平面显示器上使用，红外触摸屏具有相当的优势。红外线探测技术利用同一波长的红外发射管、红外接收管(简称红外对管)就能得到简单的红外线探测方法。

同时也因为红外屏真正感应的触摸的工作面距离显示器屏幕有一定的间隔，在非平面上的使用体验就会略差，尤其在屏幕边角，比如球面显示器。

总结：红外式触摸屏优缺点

 · 优 点

1、高度的稳定性，不会因时间、环境的变化产生飘移；

2、高度的适应性，不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件（防爆，防尘）；

3、高透光性无中间介质，最高可达标100%；

4、使用寿命长，高度耐久，不怕刮伤，触控寿命也长；

5、使用特性好，触摸无须力度，对触摸体无特殊要求；

6、在XP下支持模拟2点，在WIN7支持真2点；

7、操作系统兼容性好，可支持多个系统

（Win2000/XP/98ME/NT/VISTA/X86/LINUX/Win7）

8、会受到强红外线干扰，如遥控器、高温物体、阳光或白炽灯等红外源照射红外接收管；

9、触摸直径 >= 5mm。

· 缺 点

1、会受到强红外线干扰，如遥控器、高温物体、阳光或白炽灯等红外源照射红外接收管；

2、会受到强电磁干扰，如变压器等。

超简版总结

· 电阻式触摸屏代表产品

电子笔手机

· 电容式触摸屏代表产品

手机、平板电脑

· 电磁式触摸屏代表产品

办公本、电子阅读器、数位板

· 红外式触摸屏代表产品

自助查询机、会议大屏