浅析红外和电磁以及电容三大触控技术

在日常生活中，我们经常会接触到各种类型的触摸屏幕，从个人消费端的手机、平板，到生活和工作的电脑，再到家用的电视机，以及各种应用场景的商用显示屏等。此外，在智能办公领域的主流会议平板中，如达芬奇的Davinci Board会议平板，低、中、高版本的会议平板都会分别采用红外触控技术、红外+电磁双触控技术、电磁+电容双触控技术等三种触控技术。那么，这些不同的触控技术原理是怎样的？又都有哪些区别呢？

一般的触摸屏幕包含两个部分：触摸检测装置和触摸控制器。触摸检测装置是安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，并把接收到信息传送到触摸屏控制器；触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再传送给CPU，它同时能接收到CPU发来的命令并加以执行。我们只需记住，一般的触控一体机都是红外式的，比如导航机和图书阅览机等，而电磁触摸屏的代表性产品是电子阅读器，电容触摸屏的代表性产品则是智能手机。

一、红外式触摸屏

红外触摸屏分为红外对管触摸屏和红外成像触摸屏（俗称光学触摸屏）。红外对管触摸屏的四边排布了红外发射管和红外接收管，一一对应形成了横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，触摸物体会挡住经过该位置的横竖两条红外线，继而控制器通过计算即可判断出触摸点的位置。

红外成像触摸屏就是在两个角上安装摄像头和红外线发射灯，由红外线发射灯发出的光线，通过四边的反光膜反射回来的光线，再由摄像头接收反回的光线信息，形成一个光网模式。用户在触摸屏幕时，触摸物体会挡住经过该位置的光线，导致光网阻断，控制器通过运算即可判断触摸点的位置。

红外式触摸屏也同样不受电流、电压和静电干扰，适宜于多种恶劣的环境。其主要优点是价格低廉、安装方便，稳定性优，使用寿命长，透光率高（达95%），能保持清晰透亮的图像，无漂移，免驱免校准，即插即用，可以运用在多种设备上，比如广告机、查询机、交互式平板等等。

二、电磁式触摸屏

电磁式触摸屏的基本原理是依靠电磁笔和感应器在操作过程中产生的磁场变化来进行判别，电磁笔为讯号发射端(transceiver)，天线板为讯号接收端(receiver)，当接近感应时磁通量发生变化，继而由运算定义位置点。

电磁式触摸屏成本较高，透光率和解析度高，拥有Z轴感应能力，反应灵敏，无需触碰即可触控，适合用来绘图和手写辨识等等。手写识别功能，加上电磁触控笔的高精度，非常适合在文字缝隙里划线、批注、记事等，这就是主流电子阅读器和达芬奇等的中高端版会议平板采用它的主要原因。此外，电磁式触控模块有可挠式特生，可以搭配软件显示器，缺点就是依靠手写笔的电磁发射来定位，操作时必须使用电磁笔。

三、电容式触摸屏

电容式触摸屏的四边镀上了狭长的电极，在其内部形成一个低电压交流场。电容式触摸屏覆盖着一层属于金属导电物质的透明薄膜层，当用户触摸电容屏时手指和工作面会形成一个耦合电容。因为工作面上接有高频信号，于是手指会吸走一部分从屏幕四角的电极中流出电流，又因为流经四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，因此控制器通过对四个电流比例的精密计算，即可计算出接触点的位置。

电容式触摸屏成本较高，其原理是利用生特和屏幕接触时产生的电流来定位，所以可以用手指头来操作，但非生物体，像指甲、笔都无法操作。电容触摸屏的双玻璃不但能够保护导体和感应器，更能在即使屏幕沾有污秽、尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能精准地计算出触摸位置。但由于电容随温度、湿度和接地情况的不同而变化，其稳定性较差，往往会产生漂移现象。

随着个人消费端的iphone、iPad和企业商用端的Davinci Board等多点触控技术的成熟，电容式触摸屏将可能成为未来屏显领域的翘楚。但是由于目前成品率较低，尺寸范围偏小，导致价格偏高，批量生产受限制。但是这类设备精确、反应快，更耐用(抗刮擦)，因此比较适用于手机、游戏机和高端智能会议平板等高精度设备。

四、优劣势对比及案例

这三种触摸屏技术各有其优劣势。红外触摸屏不受电流、电压和静电等干扰，还能有效防爆、防尘，同时又使用寿命长、适合大尺寸。但是易受遥控器、高温物体、白炽灯、太阳光线等强红外线干扰以及变压器等强电磁性物体干扰。电磁式触摸屏具有高透光率和高解析度的优点，反应灵敏且识别精准度高，但是操作时又必须依赖于电磁笔。电容式触摸屏支持多点触控，在防尘、防水、耐磨等方面耐用度高，同时由于人体电流感应的特点不易产生误触，然而又存在着反光所导致的色彩失真问题。

然而，达芬奇的Davinci Board却巧妙地化解了以上问题。达芬奇会议平板（Davinci Board）的产品技术人员的聪明之处在于，在低配版的专业版会议平板上采用了技术成熟、成本较低且适合多种尺寸类型的红外触控技术，形成了一条高性价比的会议平板产品线。同时，在Davinci Board的中端升级版和高端至尊版上，分别将红外和电磁与电磁和电容各两种触控技术结合在一起，避免了单一触控技术所带来的弊端同时，两种触控技术的优势又形成了合力。这种达芬奇会议平板的做法是十分明智的。