紅外線(xiàn)式觸控交互技術(shù)發(fā)展探究

1、引言

隨著(zhù)社會(huì )信息化的深入發(fā)展，家庭娛樂(lè )設備已經(jīng)越來(lái)越多的向數字化、信息化發(fā)展。但目前的數字娛樂(lè )設備存在人機交互方式復雜難懂、不適應主流用戶(hù)的操作習慣等問(wèn)題，所以在普及深度和廣度上，受到極大影響。因此，同時(shí)具備強大功能和直觀(guān)操作方式的家庭數字娛樂(lè )終端，成為用戶(hù)迫切需求?！跋冗M(jìn)觸控交互式數字高清平板電視接收機”的研發(fā)成功既能滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求，打開(kāi)一系列與觸摸控制技術(shù)相關(guān)的產(chǎn)品市場(chǎng)，成為新興的綜合性媒體展示控制終端產(chǎn)品。

觸控技術(shù)作為一種形象直觀(guān)、簡(jiǎn)單易懂的人機交互方式，已經(jīng)得到了廣泛的應用，觸控技術(shù)與數字高清平板電視接收機相結合，不但滿(mǎn)足用戶(hù)對收看高清數字電視節目的基本需求，同時(shí)作為直觀(guān)易懂的操作方式，使用戶(hù)能更充分地享受數字高清平板電視接收機的各種信息化功能。如：互動(dòng)游戲、信息查詢(xún)、節目點(diǎn)播、網(wǎng)上沖浪、收發(fā)郵件等。從而帶動(dòng)數字高清平板電視接收機的普及和整個(gè)平板電視產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。另外，因可視面積遠遠大于傳統的觸摸查詢(xún)機，具有更加震撼的顯示效果，靈活多變的媒體形式，高效快速的反應能力以及免維護、長(cháng)壽命、高穩定性等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)快速得到商業(yè)、工程及軍工等行業(yè)的認可,市場(chǎng)需求快速擴大。

在20世紀90年代初，隨著(zhù)平板顯示技術(shù)的飛速發(fā)展及多媒體信息技術(shù)的突飛猛進(jìn)，出現了一種新的人機交互作用技術(shù)――觸控交互技術(shù)。隨著(zhù)信息社會(huì )的發(fā)展，觸控交互技術(shù)的應用越來(lái)越普遍，在全球，平均每年市場(chǎng)增長(cháng)速度都超過(guò)30%。利用這種技術(shù)，用戶(hù)只要用手指輕輕點(diǎn)擊顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現對主機的操作，從而使人機交互更為直截了當，所以，這種技術(shù)極大方便了用戶(hù)。人機交互形式也打破了以往鍵盤(pán)鼠標模式的框架，更為直截了當的實(shí)現了操作[1.2]。

目前，全球已知觸控交互技術(shù)約有20種，其中只有少數幾種被主流公司完善發(fā)展，形成完整產(chǎn)品線(xiàn)并在全球銷(xiāo)售。其他的技術(shù)由于不具備成本優(yōu)勢或者尚未找到合適的主流市場(chǎng)，只在少數環(huán)境下被偶爾采用。

1) 電阻式觸控交互技術(shù)（含四線(xiàn)、五線(xiàn)、六線(xiàn)、八線(xiàn)）

電阻式觸控交互技術(shù)使用兩層高透明的導電膜組成觸摸屏，導電膜中間涂敷支撐顆粒。當手指按在觸摸屏上時(shí)，導電層接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生電壓信號，實(shí)現坐標檢測。

由于電阻式觸控交互技術(shù)表面覆膜，透光性和防暴性能性能差，易損壞。適用于小尺寸、低功耗的應用領(lǐng)域，最常見(jiàn)的是手機、PDA等。

2) 電容式觸控交互技術(shù)

電容式觸控交互技術(shù)表面敷有透明金屬氧化物膜。當在屏幕四角施加電壓時(shí)，會(huì )在屏幕上形成一個(gè)均衡的電場(chǎng)。手指做為導體與屏幕接觸時(shí)將會(huì )從四角吸收不同的電流，各個(gè)電流的大小與觸摸的位置有關(guān)?？刂齐娐房梢愿鶕娏鞯牟煌瑳Q定觸摸的位置。

電容式觸控交互技術(shù)同樣屬覆膜類(lèi)產(chǎn)品，透光性和防暴性能性能差，易損壞。同時(shí)由于使用者本身電阻值不同，會(huì )導致定位漂移。

3) 聲波式觸控交互技術(shù)[3]

聲波式觸控交互技術(shù)是由觸摸屏玻璃體、聲波發(fā)生器、反射條紋和聲波接受器組成，其中聲波發(fā)生器能發(fā)送高頻聲波跨越屏幕表面，手指觸及屏幕表面吸收聲波，觸點(diǎn)坐標位置由此確定。由于需要吸收聲波，所以對硬物觸擊無(wú)反應。

聲波式觸控交互技術(shù)完全透明。但是由于聲波發(fā)生器容易損壞，所以聲波式觸控交互技術(shù)市場(chǎng)定位為中端市場(chǎng)（包括Elotouch 在內所制造的聲波式觸控交互技術(shù)也曾出現過(guò)大面積的質(zhì)量問(wèn)題）。同時(shí)由于目前在制造大尺寸觸控產(chǎn)品時(shí)工藝復雜，成品率極低，無(wú)法應付目前高速成長(cháng)的大尺寸觸摸市場(chǎng)的需求。

4) 紅外線(xiàn)式觸控交互技術(shù)

紅外線(xiàn)式觸控交互技術(shù)以紅外線(xiàn)掃描檢測技術(shù)為基本原理，由紅外線(xiàn)發(fā)射管與接收管在屏幕表面構成一個(gè)紅外線(xiàn)檢測矩陣柵格。當有物體進(jìn)入這個(gè)檢測柵格的時(shí)候，就會(huì )阻擋一部分紅外光線(xiàn)，實(shí)現坐標位置檢測。

紅外線(xiàn)式觸控交互技術(shù)完全透明、甚至可以無(wú)玻璃體操作。同時(shí)具備防暴、防水、防塵、防油污、無(wú)坐標漂移、抗光干擾、完全無(wú)漂移、可任意物體觸擊、寬溫適應、支持壓力軸反應等特性。

2、紅外式觸控交互技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著(zhù)平面顯示時(shí)代的到來(lái)，諸如平面CRT顯示器、液晶、等離子顯示技術(shù)的不斷成熟和普及，基于平面紅外線(xiàn)掃描檢測原理為技術(shù)基礎的紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)優(yōu)勢凸現，以此為依托市場(chǎng)優(yōu)勢漸趨明顯。

在技術(shù)適用性方面，紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)完全可以滿(mǎn)足現今及未來(lái)若干年內觸摸產(chǎn)品市場(chǎng)的多元化需求。在觸控交互技術(shù)觸摸尺寸為10.4英寸至29英寸范圍內，紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)產(chǎn)品依托其本身的技術(shù)優(yōu)勢可全面替代其他種類(lèi)技術(shù)觸控交互技術(shù)的應用。

在市場(chǎng)方面，隨著(zhù)平面顯示產(chǎn)品的迅速發(fā)展普及，紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)將獲得其他技術(shù)不具備的獨特市場(chǎng)空間，市場(chǎng)需求將不斷擴大。從價(jià)格優(yōu)勢上看，紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，使用壽命長(cháng)，免維護，維修成本低等特點(diǎn)，尤其是紅外線(xiàn)觸控交互技術(shù)在29英寸以上應用時(shí)，具有絕對的壟斷性和排它性，勢必成為觸控交互技術(shù)市場(chǎng)上的新寵。

紅外式觸控交互技術(shù)具有良好的寬溫（-25°C ~ +80°C）特性并具有極寬的尺寸規格（6.4英寸～150英寸），同時(shí)具有防暴、防震、防水、防塵和防生化武器侵襲等特點(diǎn)，在金融設備、自助設備、POS、博彩設備、工業(yè)控制、教育培訓、軍事指揮等主要的觸控交互技術(shù)應用市場(chǎng)都具有廣闊的發(fā)展空間。隨著(zhù)純平及大尺寸顯示技術(shù)的飛速發(fā)展，紅外發(fā)光管成本的快速下降，紅外式觸控交互技術(shù)在市場(chǎng)和成本兩個(gè)主要方面都越來(lái)越具備優(yōu)勢。需要特別指出的是，隨著(zhù)在30~150英寸的顯示器市場(chǎng)的成長(cháng)，只有紅外式觸控交互技術(shù)可以完全配合背投、正投、全透明等各種顯示方式，將在大尺寸顯示器市場(chǎng)占有主導地位。