适合工业领域的触摸屏和正在发生的技术突破

2021/02/12

在工业领域选择触摸屏时，需要考虑其环境适用性和可靠性。

触摸屏有很多种类，但在工业领域，电阻式长年以来一直是首选。电阻式误动作少，可靠性高，可以直接戴着手套操作。

智能手机和平板电脑终端常采用的投射电容式（PCAP），因其多点触控带来的高可操作性而在众多领域备受期待。但在工业领域，由于易受干扰影响，并且戴着手套难以操作，因此至今尚未引入。

本次的技术专栏将概述触摸屏的机制和特性，并解说工业领域触摸屏的选择方法。同时还会说明由于电容式飞跃性的技术革新，触摸屏在工业领域的使用即将发生的突破。

电阻式

电阻式是工业领域采用最多的触摸屏技术，有时也被称为压敏式。

电阻式构造简单。两张透明电极膜相对放置，空出微小的间隙。点击屏幕时电极膜会接触，电流会根据关键区域以不同的电流值流动。是一种通过测量该电流值来确定关键区域的方式。

电阻式还包括在X坐标和Y坐标上排列两层图案，来确定关键区域坐标的数字（矩阵）方式。

与在电极间应用电容耦合的电容式不同，电阻式即使在接触导电物质以外的物体时也会发生反应。换言之，即使不用手指，也可以进行触屏操作。此外，与红外（IR）和声表面波（SAW）等其他基于波长原理的方式相比，它还具有触摸传感器表面最耐灰尘和水滴等异物的优点。

但另一方面，不支持多点触控、光学透明度低、容易划伤、高频使用部位会磨损、难以实现大型化是本方式的不利因素。

通过Windows的多点触控支持，目前市场上已经发售了多款光学式的液晶显示屏和一体机PC。

光学式是将红外LED和光学传感器配置在画面上部的左右两边，并在屏幕左右两侧和底部粘贴回归反射片的构造。光学传感器检测手指等接触屏幕时的阴影，通过三角测量求出该阴影的坐标。

本方式具有透光率和耐久性高、戴手套也可触屏操作、支持多点触控等优点。构造简单、易于实现大型化也是一大优点。

但另一方面，由于它需要相应的边框宽度来将发光/检测部分安装到屏幕显示区域的外侧，因此存在受环境光和照明的影响而容易发生误检测的负面因素。

投射电容式（PCAP）是电容式的一种，于2000年代初首次引入一般市场。

由于其功能性从传统的表面电容式得到了改善，因此在智能手机和平板电脑终端等民用设备中广泛采用。结果很快就取得了“说到触摸屏就是PCAP”的地位。

PCAP与其他方式的不同之处在于，它可以在许多用途中实现双点旋转、缩放、翻动和多达10点的多点触控。

ITO层是通过一定电容耦合产生电场的电极膜，当手指等导电物质接近它时，该导电物质与电极间也会发生电容耦合，从而使电极间的电容耦合值发生变化。这种方式检测电容耦合值发生变化的关键区域坐标。

投射电容式（PCAP）的耐久性和耐伤性高，广泛用于ATM、零售业和小卖店等，以及使用环境严苛的工业设备。此外，由于这种方式透光率高，可实现明亮、辨识度高的显示画面，在医疗领域也有广泛使用。

触摸屏方式各有优点和缺点。根据用途和环境选择最适合的产品十分重要。