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表面聲波觸摸屏技術 |
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一、技術原理 |
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表面聲波觸摸屏（以下簡稱聲波屏）是利用聲波可以在剛體表面傳播的特性設計而成，如下圖所示： |
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以X軸為例，控制電路產**射信號（電信號），該電信號經玻璃屏上的X軸發射換能器轉換成厚度方向振 |
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動的超聲波，超聲波經換能器下的楔形座折射產生沿玻璃表面傳播的分量。超聲波在前進途中遇到45度傾 |
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斜的反射線后產生反射，產生和入射波成90度、和Y軸平行的分量，該分量傳至玻璃屏X方向的另一邊也遇到 |
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45度傾斜的反射線，經反射后沿和發射方向相反的方向傳至X軸接收換能器。X軸接收換能器將回收到的聲 |
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波轉換成電信號。控制電路對該電信號進行處理得到表征玻璃屏聲波能量分布的波形。有觸摸時，手指會 |
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吸收部分聲波能量，回收到的信號會產生衰減，程序分析衰減情況可以判斷出X方向上的觸摸點坐標。同理 |
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可以判斷出Y軸方向上的坐標，X、Y兩個方向的坐標一確定，觸摸點自然就被**地確定下來。 |
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聲波屏設計的精妙之處在于每個方向只用一對換能器便能偵測整個觸摸面，而且分辨率可達4096之高； |
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不像紅外觸摸屏，每個方向至少需要幾十對發射/接收管，隨著屏尺寸的增大或分辨率的提高，需要成比例 |
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地增加發射/接收管對的數量。其實現關鍵在于反射陣列，反射陣列精密準確的間距分布保證了回收信號的 |
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一致。 |
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由于信號衰減程度和手指觸摸力度直接相關，聲波屏還能響應Z軸座標，即觸摸力度，這在某些情形 |
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下變得很有用，很有趣。 |
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二、各類觸摸屏的性能比較
如下表所示: |
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五線電阻屏 |
聲波屏 |
電容屏 |
| 清晰度 |
較好 |
很好 |
較好 |
| 反光性 |
有 |
很少 |
嚴重 |
| 透光率 |
85% |
92% |
75% |
| 色彩失真 |
無 |
無 |
有 |
| 分辨率 |
4096X4096 |
4096X4096 |
1024X1024 |
| 漂移 |
無 |
無 |
有 |
| 防刮擦 |
一般，怕銳器 |
好 |
一般 |
| 野蠻使用 |
好，但怕銳器 |
好 |
一般 |
| 反應速度 |
10-15ms |
10-14ms |
8-15ms |
| 材料 |
多層復合膜 |
純玻璃 |
四層復合 |
| 多點觸摸 |
中心點 |
智能判斷 |
中心點 |
| 抗干擾 |
不受任何影響 |
受灰塵和水干擾 |
受靜電干擾 |
| 使用壽命 |
3500萬次 |
5000萬次 |
2000萬次 | |
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三、聲波屏的優勢 |
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由上述表格可以看出，聲波屏有以下顯著優點： |
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１、光學性能*好。清晰度和透光率*高，反光*少，無色彩失真，這是因為聲波屏屏體為純玻璃， |
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不像電阻屏有多層復合膜；電容屏更是鍍了一層膜在表面，透光性更差。 |
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２、防刮擦、抗野蠻使用。聲波屏表面即使劃傷，只要不是很深，一樣正常工作，電阻屏就沒辦法做 |
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到這一點，用刀片一劃即壞。針對野蠻使用的場合，我公司推出有防暴屏系列產品，可承受???力 |
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撞擊而不破裂。 |
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３、不怕電磁干憂，無漂移。聲波是機械振動，不受電磁信號影響，不象電容屏，易受電場或磁場影 |
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響而產生漂移。 |
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４、分辨率高，可達４０９６Ｘ４０９６，響應速度快。 |
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５、使用壽命長，單點觸摸達５０００萬次。這是顯而易見的，聲波屏主體是純玻璃，不象電容屏或電 |
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阻屏要在玻璃上做鍍膜或覆多層膜之類的加工，這些加工又受制于透光和觸摸等多種因素，加工 |
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之后的玻璃屏顯然不如純玻璃屏那么耐用。電阻屏和電容屏都很容易出現同一軟件用久之后某些 |
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點觸摸遲鈍或不能觸摸的情況，這是因為同一軟件往住某些點頻繁操作率先老化，但聲波屏不會。 |
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６、缺點主要是受灰塵和水滴、油污等影響，需要定期清潔反射陣列。但使用我公司的防塵防水屏 |
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便可避免這些問題。 |
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７、聲波屏的另一大優勢就是成本低，原因有二：一是國內已完全掌握了該技術，國產自然就成本 |
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低；二是設計精巧，每個方向只用一對換能器，大大降低了成本。尤其10英寸以上的觸摸屏，聲波 |
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屏具有顯著的成本優勢，而且尺寸越大優勢越大。 |
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四、晶格表面聲波觸摸屏性能參數 |
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| 構造 表面裝有換能器的玻璃屏 |
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高**性 |
| 觸摸性能 |
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抗沖擊 |
符合60950 IEC 1999標準鋼球測試要求 |
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觸摸輸入 |
手指、戴手套（布、皮革或橡膠）的手或軟筆 |
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靜電保護 |
按EN61000-4-2標準達到4級（空氣放電1.5萬伏，接觸放電8000伏） |
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分辨率 |
4096X4096 |
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EMI |
不受鄰近的顯示器和其他EMI干擾源的干擾 |
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能分辨255級觸摸力度 |
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防護級別 |
防水屏：IP65 防塵屏：IP6X，采用特殊防塵技術可以徹底解決表面聲波觸摸屏的防塵問題 |
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預期壽命 |
單點觸摸5000萬次以上 |
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熱插拔 |
支持熱插拔，控制器即插即用，能完全正常工作 |
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漂移 |
很穩定，無漂移 |
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使用環境 |
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觸摸點密度 |
以13英寸的屏為例，大于或等于15500觸摸點/平方厘米 |
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溫度 |
工作—玻璃屏：-20℃~+50℃ 控制器：0℃~+65℃
貯存—玻璃屏：-40℃~+70℃ 控制器：-20℃+85℃ |
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響應時間 |
小于或等于13ms |
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相對溫度 |
40℃時90%RH |
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觸摸力度 |
能感知85g的觸摸力度 |
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海拔高度 |
工作高度：3000米；貯存/運輸高度：15000米 |
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定位誤差 |
小于或等于2mm |
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驅動程序 |
支持Windows 98/ME/2K/XP/NT，WinCE,Linux等操作系統 |
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智能檢測 |
能檢測多點觸摸 |
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控制器 |
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光學性能 |
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尺寸 |
84mmX57mmX10mm |
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透光率 |
90-92%（按ASTM D1003標準） |
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通訊方式 |
300LS：RS-232；300LU：USB |
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視覺分辨率 |
普通表面：** 防眩表面：*小6：1（用USAF 1951分辨圖測量，放大30倍，待測物距分辨圖表面38mm) |
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電源 |
+12V DC，80mA（典型值），電源應能提供200mA以上的電流 |
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光澤度 |
防眩表面：曲面為65±15光澤單位；平面為80±15光澤單位（使用60度光澤計，按ASTM D2457標準） |
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功耗 |
約1瓦（平均值） |
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色彩失真 |
無色彩失真 |
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觸摸屏尺寸 |
| 強度和耐受力 |
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球面CRT |
15"、17"、19"、20"、21" |
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強度和硬度 |
強度和純玻璃一樣，莫氏硬度為7級 |
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平面CRT |
15"、17"、19"、20"、21"、22"、29" |
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防刮擦性能 |
在有刮傷的情況下一般仍能正常工作 |
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平面LCD |
10.4"、12.1"、13.3"、14"、14.1"、15.1"、
17"、18.1"、19"、21"、24" |
| 耐化學腐蝕能力 |
能耐受任何不腐蝕玻璃的化學物品 | |