多点触摸屏技术调研

二、多点触控技术研究
1、多点触控技术比较 2、红外多点触控技术工作原理 3、光学多点触控技术工作原理 4、多点触控应用软件开发框架
1、多点触控技术比较
（1） 红外线式（Infrared） 利用红外线矩阵组成纵横序列扫描线，当有物体遮断光路时，便可判断位置。这 种技术是最早使用的技术，缺点是容易受外界光线影响，存在遮罩问题；另外由 于受红外线LED 体积限制，解析度无法做高；这种技术逐步被光学影像式所取代。 （2） 电阻式（Resistive） 两层不同导电值的表面层叠在一起但保持间隙，当表面受压力而使两者表面接触， 因而影响阻抗值变化。这种技术实现门槛低因而曾被大量使用。但这种技术存在 反应速度不高，而且随着时间增长材料会逐渐损耗而造成误差。因此如今基本已 被其它技术取代。 （3） 电容式（Capacitive） 电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流 电场。在触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，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 摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。目前小 尺寸触摸屏大量使用这种技术，受技术限制目前还无法在大尺寸应用上取得突破。
多点触摸屏技术调研及产品开发方案
2010.11.2-2010.11.4 北京
李辉、李定宇、郭军伟
一、市场及技术调研 二、多点触控技术研究 三、多点触摸屏产品开发与生产 四、多点触摸屏软件开发 五、多点触摸屏项目进度
一、市场及技术调研
1、调研目的 2、调研方法 3、调研结果
1、调研目的
通过调研了解多点触摸屏的应用领域、市场品牌及相关 技术状态，为多点触摸屏的开发及生产提出可行性方案。
一、概述：
3、光学多点触控技术工作原理
简单、准确、反应快速。CCD光学触摸技术 打破原有触摸技术的瓶颈，从准确率、反应 速度和寿命方面都有大幅度提高。安装在顶 部左右角的两个CCD摄像头可以精准地检测 出您的多个手指位置，使您不仅可以单击、 拖拉，还可以自由旋转和放大图片，这些操 作都取决于您手指的数量和单位面积。 安装在顶部左上角的CCD摄像头,通过LED灯发射出光线,经过四周反射条反 射,进入右上角的CCD摄像头中.同理,右上角的CCD摄像头发射的光线传入左 侧的CCD摄像头中.密布的光线在触摸区域内形成一张光线网，经过多次反 射的光线之间的空间在1MM以内。当触摸一点时，该点的射出光线和接收 光线组成一个夹角，同时两端的CCD摄像头与这两条光线以及两个摄像头之 间构成的直线又会组成两个夹角，这样该点的准确坐标被控制器录入，实现 触摸反应。
CCD光学触摸屏主要技术特点： 1、支持多点触摸和双人书写； 2、适用于液晶、等离子、LED等多种显示器，投影仪（前投、背投）等， 尺寸从15寸～250寸都能支持; 3、具有多屏互动功能，一台电脑最多可以连接4台触摸屏； 4、免驱动程序，触摸屏与PC主机连接后可以直接使用，无需安装驱动程序， 更换不同电脑后仍可正常使用。 首先从反应速度和触摸精准度方面光学触摸技术要优于现有技术。在众多现 有触摸技术中，红外技术的反应速度、灵敏度和触摸力度上要优于其他技术，而 其与光学技术比较要慢得多； 其次从尺寸上说，光学触摸屏可以做到250寸以上，而且尺寸加大其制作成 本不会随之大幅度增加。相对于其它技术来说，尺寸越大，价格优势越明显； 最重要的一点，从IT行业发展趋势上看，微软今后的新版操作系统将大力度 支持触摸技术的使用，并有意将触摸技术民用化。其中包括一些操作系统的附带 应用软件，如触摸手写板、两点触摸等等。
用户反馈及再设计
（使用效果调研、问题分析及解 决方案、产品改进及创新）
1、多点触摸屏产品开发流程
•根据用户订单下达生产任务，核算生产成本，估算生产周期，确定交货时间。
1.订单
•根据产品功能特点，进行产品设计，确定配件供货厂家或商家，外协生产单位。 •联系材料及配件供应商，确定供货价格及时间，商谈质保协议。
4、多点触控应用软件开发框架
三、多点触摸屏产品开发与生产
1、多点触摸屏产品开发流程 2、多点触摸屏产品生产过程 3、分工与协作
用户订单及需求分析
（行业、外观、软件、数量、尺 寸、功能）
产品外观设计
（安装、视角、外形、色彩、标 识）
产品功能设计
（3D、2D、图像、图形、视频、 音频、磁卡、投币）
(3)北京汇冠公司（IRTOUCH）开发出了光学、红外两种 触摸屏。在红外触摸屏技术方面处于国际领先水平，中国高 端、中端触摸屏市场的第一品牌，大尺寸触摸屏国内市场90 ％以上的市场份额，国际市场上能批量提供大尺寸触摸屏的 首选制造商，产品畅销至美国、欧洲、日本、韩国以及其他 国家和地区，产品自6inch至200inch无差缝覆盖，为重要客 户量身定制产品。 产品驱动程序经过Microsoft认证，可支持Windows7 操作系统。经试用，其光学触摸屏具有画线连续、平滑、响 应快的特点，但还没有解决“鬼影”技术难题。仅有单点和 两点触摸屏产品。
弘华电子 （设计、总 装）
原材料供应商 （金属线材，配件）
软件开发商 （多点触摸软件）
SamSung (LCD屏)
Hale Waihona Puke Baidu
3、分工与协作
四、多点触摸屏软件开发
1、Windows7多点触控技术简介 2、多点触摸软件开发主要技术 3、多点触摸软件开发人员配置 4、多点触摸软件开发协作模式
4.装配
•生产监督员及质检员及时发现并反馈产品生产中出现的问题，改进设计及生产方案。 •对产品分别进行单元功能测试、系统联调，并出具测试报告，由质检部门出具合格证。
5.调试
•对产品进行包装并入库。
2、多点触摸屏产品生产过程
北京汇冠 上海品奇 （触摸屏框，驱动 程序） 配件加工厂家 （数控加工、烤 漆） Lenovo ASUS (计算机)
2、调研方法
参加11.2-115号在北京举行的“2010年中国国际社会 公共安全产品博览会”了解多点触摸屏的市场品牌信息； 与触摸屏集成商和生产开发商洽谈了解触摸屏的技术状态。
3、调研结果
(1)在“博览会”上，了解到三星、TCL、创维等公司已 经开发出单点触摸屏。主要有基于红外传感技术开发的电 子白板产品。 (2)北京腾伟公司开发的基于红外单点触控技术“视频收 费下载终端”。触摸显示屏采用IRTOUCH公司的红外触控 技术和LCD电视。经试用发现该触摸屏画线不连续，有抖 动，平滑性不好。但精度能够满足该产品的用户需求。
2.材料
•从本地或外地购买材料及配件，根据设计文档，确定下料方案及加工单位。 •确定协作加工厂家，根据设计图纸，确定加工工艺，商谈加工费用及交付时间。
3.加工
•派人到协作加工厂家监督配件生产质量及生产进度，及时发现问题并反映到研发部。 •根据生产工艺设计文档，对工人进行技术培训，安排生产进度及质量控制方案。
2、红外多点触控技术工作原理
IRTOUCH红外触摸屏 - 高灵敏度和稳定性 - 外置或内置，不影响显示器外观 - 抗光干扰 - 防暴性能好 - 任意物体触摸 - 完全封闭免维护，适应恶劣环境 - 安装完成后完全免维护 IRTOUCH红外触摸屏的工作原理是在触摸屏的四周布满红外接收管和红外发 射管，这些红外管在触摸屏表面呈一一对应的排列关系，形成一张由红外线布 成的光网，当有物体(手指、带手套或任何触摸物体)进入红外光网阻挡住某处 的红外线发射接收时，此点横竖两个方向的接收管收到的红外线的强弱就会发 生变化，设备通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。由 于IRTOUCH红外触摸屏本身的工作原理，使用时可以做到无压力(指触摸体对 触摸屏本身施加的压力)触摸工作，因此IRTOUCH触摸屏可以做到无玻璃工作。
（4）表面声波式（SAW） 表面声波，超声波的一种，在介质（例如玻璃或金属等刚性材料）表面浅层传播 的机械能量波。通过楔形三角基座（根据表面波的波长严格设计），可以做到定 向、小角度的表面声波能量发射。发射换能器发出表面声波，当手指或其它能够 吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，接收器便能计算出接触位置。它的优点 是透光率高、耐用性好（相对于电阻、电容等有表面镀膜）、反应灵敏、外界干 扰小、没有漂移，目前在公共场所使用较多。缺点是成本高，需要经常维护，因 为屏表面的污迹，都会影响表面音波的传导，从而影响触摸屏的正常使用。 （5） 光学影像式（Optical Imaging） 透过两组以上CIR（CMOS/CCD）由侧边观测物体的影子后计算出位置。这技 术随着CMOS/CCD 的技术成熟和成本下降而越来越被广泛使用，现在微型CIR 已经可以做到每秒钟输出一百张以上的画面，因此目前来说是反应速度最快的一 种技术，当然随着CIR 分辨率越来越高，处理速度越来越快，感光能力越来越好， 且可以判断影子大小，所以可以做出越来越多变化性之应用，其缺点则是较容易 受到外部光线影响。光学影像识别技术将会在未来中大尺寸及多点触摸的发展中 扮演重要角色。
（6） 电磁式（Electromagnetic） 利用线圈产生磁场改变经由接收天线产生之电流变化计算位置。这是早期数字 板或是绘图板使用的技术，后来Tablet PC 也大多采用此技术。其缺点是一定要 使用一个带电的笔（Wacom 则有独家感应技术可从天线端感应生电，不需要电 池），早期电磁式抗干扰能力不强，很多手写板放在金属桌面的桌子上便无法 使用，现在则不会有这个问题。 （7） 影像辨识式（Shape Recognition） 原理是通过摄像头（CMOS/CCD）从正面或是背面捕捉接触面的影像变化，由 操作平台从影像中识别出定位点。微软的Surface便是使用类似技术。为了避免 受可见光干扰，一般都采用红外线光源。这项技术有好几种实现方式，例如Jeff Han 发明的受抑全内反射多点触摸技术（FTIR）；微软Surface 采用的散射光 照明多点触摸技术（DI）；激光平面多点触摸技术（LLP）；散射光平面照明多 点触摸技术（DSI）等等。这类技术的优点是可以判别出接触物体的形体，进而 由操作平台做出灵活的应用，最重要的是由于这项技术实现成本比较低，效果 理想，所以非常适合DIY。因此目前此项技术的研究和实践比较热门。
产品原材料选型
（固定架、移动轮、金属框架、 连接器、信号线、电源线、油漆）
产品防护设计
（防火、防水、防爆、避光、防 蚀、防盗、运输、包装）
产品结构设计
（计算机、触摸屏、读卡器、 投币机、电源、布线）
生产工艺流程设计
（焊接工艺、安装工艺、 喷漆工艺、配线工艺）
产品质量控制设计
（硬件测试、软件测试、强度测 试、EMC测试、行业及国家标准、 测试报告、合格证书）
(4)上海品奇数码科技有限公司（PQ Labs）总部位于 硅谷圣荷西市中心。自2007年以来，PQ Labs就致力于将 来自硅谷最先进的多点触摸技术带给用户。作为多点触控 行业的领跑者，PQ Labs坚持不懈的推动这多点触摸技术 在各个行业的应用。 PQ Labs拥有一支顶尖的技术研发团队，在业界率先 提出“真多点触摸”概念，并自主开发了具有世界领先技 术的Multi-Touch G3系列真多点触摸产品线，包括多点触 摸屏、超大尺寸多点触摸墙以及多点触摸桌（iTable）等一 系列产品，可满足各行业客户的需求，并可为OEM客户提 供基于Multi-Touch G3技术的多点触摸OEM解决方案，跨 越式的将传统的简单多点触摸技术甩在身后，实现了同时 侦测32个触摸点、抗环境光、无鬼点等重大技术突破。 PQ Labs致力于推广最先进的多点触摸技术，客户遍 及各行各业，其中有CCTV、微软、Adobe、洛克希德马丁 等知名企业。
IRTOUCH红外触摸屏通过硬件设计和软件编程，可以对各点数据进行插值计 算，可以达到4096 X 4096的分辨率。在IRTOUCH红外触摸屏工作时的同一 瞬间，只有一对红外对管 (指物理位置相对应的一只发射管和一只接收管)在进 行数据工作，电路通过对红外对管高频率的数据采集来达到迅速反应的效果， 因此IRTOUCH触摸屏的反应速度非常快。