中心議題：

• 檢測觸控位置的兩種方式
• 檢測觸控位置的動作原理
• 大型觸控麵板技術發展

解決方案：

• 阻抗式觸控
• 5線式觸控
• 超音波式觸控
• 紅外線遮光式觸控

檢測觸控位置的兩種方式

目前觸控麵板（TouchPanel）被廣泛應用在自動提款機（ATM）、PDA、GPS等可攜式數位電子產品，操作觸控麵板時使用者可以透過觸控麵板讀取LCD畫麵上的影像資料，因此觸控麵大多呈透明狀。

檢測觸控位置的方式，可分為「直接電氣性檢測」以及「非電氣性檢測」兩種方式。直接電氣性檢測方式是在透明素材表麵塗佈
、蒸鍍導電性物質形成透明狀阻抗薄膜，接jie著zhe將jiang附fu有you透tou明ming狀zhuang阻zu抗kang薄bo膜mo的de透tou明ming素su材cai黏nian貼tie在zai顯xian示shi元yuan件jian表biao麵mian，利li用yong透tou明ming狀zhuang電dian極ji薄bo膜mo達da成cheng檢jian測ce使shi用yong者zhe的de觸chu壓ya位wei置zhi。非fei電dian氣qi性xing檢jian測ce方fang式shi則ze有you超chao音yin波bo、紅外線遮光

、影像識認等方式，非電氣性檢測方式的觸壓麵並未使用透明狀阻抗薄膜
，因此具有高穿透性、耐久性等優點。

動作原理

表1是各種觸控麵板結構特性比較一覽。接著將依序介紹觸控麵板的結構性特徵與動作上的優缺點。


表1各種觸控麵板結構特性比較
　
a.阻抗式觸控麵板

圖1是傳統阻抗式觸控麵板的斷麵結構
，如圖所示
，阻抗式觸控麵板是在玻璃板內側設置大小約5~10μm的隔離柱（spacer）

，隔離柱表麵再黏貼厚度約200μm的PET膜片（sheet）
，玻璃板表麵與PET膜片內側設有縱橫直交的透明阻抗電極格子ITO（IndiumTinOxide）

，正常狀態玻璃板表麵與PET膜片兩者被隔離柱隔離無法導通電氣。

使用者觸壓PET膜片時，玻璃板表麵與PET膜片兩者的透明電極彼此接觸形成電氣導通狀態，此時隻要檢測兩透明電極阻抗造成的分壓比
，就可以計算使用者觸押的位置。

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b.5線式觸控麵板

5線式觸控麵板具體結構是在玻璃板表麵4個(ge)角(jiao)落(luo)，設(she)置(zhi)電(dian)極(ji)與(yu)表(biao)麵(mian)電(dian)極(ji)形(xing)成(cheng)阻(zu)抗(kang)網(wang)，實(shi)際(ji)動(dong)作(zuo)則(ze)與(yu)上(shang)述(shu)傳(chuan)統(tong)阻(zu)抗(kang)式(shi)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)相(xiang)同(tong)。此(ci)種(zhong)麵(mian)板(ban)主(zhu)要(yao)目(mu)的(de)是(shi)改(gai)善(shan)傳(chuan)統(tong)阻(zu)抗(kang)式(shi)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)電(dian)極(ji)容(rong)易(yi)剝(bo)落(luo)、磨損
、斷線等缺陷。5線式觸控麵板的阻抗膜具有較高穿透率與使用壽命長等優點。

c.超音波式觸控麵板

超音波亦即表麵彈性波（SAW；SurfaceAcousticWave），是近幾年常見的類型，其動作原理是利用設置在X軸與Y軸送訊用轉換器（Transducer）的de振zhen盪盪特te性xing，使shi表biao麵mian彈dan性xing波bo在zai玻bo璃li表biao麵mian通tong行xing
，由you於yu玻bo璃li屬shu於yu硬ying質zhi材cai料liao，若ruo敲qiao擊ji玻bo璃li時shi振zhen動dong會hui類lei似si水shui波bo紋wen在zai玻bo璃li表biao麵mian擴kuo散san，波bo紋wen以yi一yi定ding速su度du傳chuan遞di，碰peng到dao壁bi麵mian會hui反fan射she並bing改gai變bian方fang向xiang
，超chao音yin波bo觸chu控kong麵mian板ban就jiu是shi利li用yong轉zhuan換huan器qi對dui玻bo璃li麵mian板ban的de角jiao落luo施shi加jia振zhen動dong，麵mian板ban側ce麵mian的de軸zhou心xin並bing排pai設she置zhi與yu軸zhou心xin呈cheng45dugongzhenyuanjian
，gaiyuanjianhuiyiyidingshijianyixuchuansongxinhao
，mianxiangzhuanhuanqiduixiangshezhidegongzhenyuanjian，duishouxinyongzhuanhuanqijinxingzuizhongxingxinhaochuansong，dangshiyongzhedeshouzhichumobolibiaomianshi，gaibuweidezhendongnengliangbeishouzhixishou，cishiliyongcongsongxundeshijianbilvjiancenengliangweichuandadebuwei。

與傳統阻抗式觸控麵板相較
，超音波式的麵板穿透率、表麵反射光、觸感都比較好
；缺點則是爪子
、硬ying棒bang觸chu壓ya麵mian板ban時shi，這zhe類lei物wu質zhi無wu法fa吸xi收shou振zhen動dong能neng量liang，因yin此ci檢jian測ce上shang經jing常chang出chu現xian誤wu判pan。此ci外wai，麵mian板ban表biao麵mian若ruo有you水shui滴di時shi
，由you於yu水shui滴di會hui吸xi收shou振zhen動dong能neng量liang，結jie果guo常chang造zao成cheng誤wu判pan。

d.紅外線遮光式觸控麵板

紅外線遮光觸控麵板是在顯示麵板周圍

，縱橫壁麵內部設置LED發光器與收光器，使用者的手指觸摸玻璃表麵時
，該部位的的光線被遮蔽

，接著利用縱橫壁麵內部的收光器判讀觸控位置。

紅外線遮光方式觸控麵板的光線穿透高達100％，但缺點是對異物、外亂光非常敏感
，因此容易出現誤判。

e.靜電容量式觸控麵板

此(ci)類(lei)型(xing)動(dong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)捕(bu)捉(zhuo)手(shou)指(zhi)觸(chu)摸(mo)玻(bo)璃(li)表(biao)麵(mian)時(shi)，顯(xian)示(shi)麵(mian)板(ban)的(de)表(biao)麵(mian)電(dian)荷(he)變(bian)化(hua)，依(yi)此(ci)判(pan)讀(du)觸(chu)控(kong)位(wei)置(zhi)。動(dong)作(zuo)時(shi)首(shou)先(xian)在(zai)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)低(di)壓(ya)電(dian)界(jie)，接(jie)著(zhe)利(li)用(yong)觸(chu)摸(mo)的(de)手(shou)指(zhi)使(shi)該(gai)部(bu)位(wei)的(de)電(dian)界(jie)放(fang)電(dian)
，最(zui)後(hou)透(tou)過(guo)電(dian)路(lu)與(yu)軟(ruan)體(ti)判(pan)讀(du)觸(chu)控(kong)位(wei)置(zhi)。

由於靜電容量方式觸控麵板的放電電流非常低
，大約隻有10~20μA左右，所以不會對人體造成傷害，靜電容量方式又稱為「類比容量結合方式」。

f.電磁誘導式觸控麵板

電磁誘導觸控麵板使用可以產生磁界的特殊筆
，在顯示麵板側邊擷取電磁能量
，依此檢測電磁筆的位置亦即使用者的觸押位置。

以(yi)往(wang)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)大(da)多(duo)使(shi)用(yong)座(zuo)標(biao)輸(shu)入(ru)設(she)備(bei)，電(dian)磁(ci)誘(you)導(dao)觸(chu)控(kong)麵(mian)板(ban)必(bi)需(xu)使(shi)用(yong)專(zhuan)用(yong)筆(bi)

，因(yin)此(ci)無(wu)誤(wu)觸(chu)壓(ya)或(huo)是(shi)誤(wu)判(pan)之(zhi)虞(yu)。即(ji)使(shi)感(gan)測(ce)器(qi)設(she)置(zhi)在(zai)偏(pian)離(li)磁(ci)界(jie)能(neng)量(liang)通(tong)行(xing)位(wei)置(zhi)
，也(ye)能(neng)夠(gou)感(gan)測(ce)磁(ci)界(jie)能(neng)量(liang)

，一(yi)般(ban)Tablet都設置在LCD麵板內側，如此就不會影響感測器的動作，同時LCD還可以精確顯示畫麵。

電dian磁ci誘you導dao觸chu控kong麵mian板ban主zhu要yao缺que點dian是shi使shi用yong者zhe無wu法fa以yi手shou指zhi觸chu控kong，因yin此ci應ying用yong範fan圍wei受shou到dao限xian製zhi。但dan由you於yu傳chuan統tong阻zu抗kang式shi觸chu控kong麵mian板ban大da型xing化hua時shi，容rong易yi發fa生sheng透tou明ming薄bo膜mo塌ta陷xian、皺紋
、不平整等困擾，因此最近幾年電磁誘導式觸控麵版被廣泛應用於大型顯示器。

g.影像識認觸控麵板

影像識認觸控麵板是在畫麵附近設置兩個攝影機擷取影像，透過影像分析技術判讀使用者觸押位置。


大型觸控麵板技術發展

隨著液晶與電漿顯示器的普及化，平麵顯示器除了觀賞影像之外，已經變成所謂的「多媒體平台（MultimediaBoard）」
，因此業者開始開發利用筆或是手指操作，就能夠寫入資料的大尺寸觸控麵板。

不論觸控麵板採用哪種方式，最後目的就是檢測使用者觸控位置（座標軸）（圖2）。

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一般認為超音波方式不適合應用在50cunyishangchukongmianban，zhuyaoyuanyinshizhezhongfangshishouzhibixujintiezaimianbanbiaomian，shiyongzhewufaganshouhuoyouxiaokongzhishuxieqingkuang
，yincichaoyinbochukongmianbanyongtushoudaoxianzhi。

雖然傳統阻抗式薄膜觸控麵板結構簡單、製作成本低廉
，不過透明觸控薄膜經常曝露在刮傷、破損的操作環境下。整體來看，使用容易
、不需特殊操作工具、buxuniantieteshumopian
，chengweixinshidaiduomeitipingtaiyongdaxingchukongmianbandebibeitiaojian，yinciyanjiurenyuanjueding採yongguangxuefangshi，jutijiegoushirangleisheerjitideguangxianzaihuamianshangtongxing，yicijiancebihuoshishouzhichuyaweizhi（座標軸）。光學方式可以分為「檢測光線反射位置」以及「檢測光線被遮蔽位置」這兩種方式。

大型觸控麵板採「光線遮蔽方式」
，圖3是光學式大型觸控麵板應用三角法定位原理的動作原理，如圖所示，若知道A-B之間的距離、A點的夾角d
，以及B點的夾角，就能夠確定C點的位置
，A-B之間的距離為已知數
，隻要確定A點的夾角與B點的夾角即可。


為求得與兩角度，因此在顯示器的兩個角落設置點光源感測器（Sensor）
，從感測器的點光源產生扇形的「擴散探測光」
，會沿著顯示器的表麵形成一層薄狀光簾。

此時若在顯示器周圍設置複數個收光器，勢必會造成觸控麵板製作成本暴增
，有鑑於此，研究人員在顯示器周圍黏貼「復歸性反射板（ReturnReflectorSheet）」
，它(ta)可(ke)以(yi)反(fan)射(she)來(lai)自(zi)顯(xian)示(shi)器(qi)周(zhou)圍(wei)任(ren)何(he)方(fang)向(xiang)的(de)光(guang)線(xian)
，亦(yi)即(ji)從(cong)感(gan)測(ce)器(qi)射(she)出(chu)的(de)任(ren)何(he)光(guang)線(xian)都(dou)會(hui)折(zhe)返(fan)至(zhi)感(gan)測(ce)器(qi)，如(ru)果(guo)被(bei)筆(bi)或(huo)是(shi)手(shou)指(zhi)遮(zhe)蔽(bi)時(shi)，光(guang)線(xian)就(jiu)不(bu)會(hui)折(zhe)返(fan)至(zhi)感(gan)測(ce)器(qi)（圖4）。


圖5是光學式觸控麵板的光路結構，由圖可知，若掌握無法折返光線的角度，理論上就可以輕易求得使用者觸押麵板的位置。

guangxueshichukongmianbandeshejibixukaoliangleisheguangxianduirenyandeanquan
，yinci採yongdigonglvbandaotileishe，ranerdigonglvbandaotileishequehuiyinfa復guiguangliangbuzudengxianxiang。ciwai，CCD會同時擷取燈泡與太陽等外部光線

，必需透過軟體的信號處理技術克服。圖6是光學式觸控麵板實際外觀。一般認為
，大型光學式觸控麵板非常適合應用在教育
、運動以及各種商務簡報等領域。

以上介紹各種觸控麵板的結構與動作特性，同時探討大型光學式觸控麵板的動作原理與設計技巧。

隨著液晶顯示器與電漿顯示器的普及化
，平麵顯示器除了觀賞影像之外，具備寫入資料能力者，亦即所謂的「多媒體平台」，不再是遙不可的奢望

，這也意味著未來觸控麵板技術將日形重要。