觸控技術感應原理

觸控的工作方式描述：當手指觸碰Sensor時，會有一類比訊號輸出，由控制器將類比訊號轉換為電腦可以接受的數位訊號，再經由電腦裡的觸控驅動程式整合各元件編譯，最後由顯示卡輸出螢幕訊號在螢幕上顯示出所觸碰的位置。

觸控技術依感應原理可分為 : 電阻式觸控面板（Resistive）、電容式觸控面板（Capacitive）、光學式觸控面板（Optics）、聲波式觸控面板（Surface Acoustic Wave）、電磁式觸控面板。

A/D Controller：目前最泛用的為利用USB埠傳輸的控制器，控制器的功用是將Sensor所傳送過來的類比訊號轉換為數位訊號，再經由驅動程式去判別，利用觸控驅動程式的各種設計和功能增加可以做到各種變化，例如呈現多國語言方便客戶使用，增加手寫辨識功能、多螢幕系統的支援、電腦遊戲的支援等等，除了可以增加觸控螢幕的附加價值之外尚可以依照客戶需求做客製化的軟體設計。

1. 電阻式觸控面板

工作原理：電阻式觸控面板由ITO Film和ITO Glass所組成，中間由DOT所隔開，在ITO Film和ITO Glass之間通入5V的電壓，藉由手指或觸控筆去觸碰ITO Film形成凹陷然後下層的ITO Glass接觸而產生電壓的變化，再經由A/D控制器轉為數位訊號讓電腦做運算處理取得(X,Y)軸位置，進而達到定位的目地。

電阻式依照性能和普遍性來說主要又可區分為四線式和五線式，四線電阻式線路XY軸分別分布在ITO Film和ITO Glass，當ITO Film被嚴重刮傷時將會形成斷路，而造成觸控面板無法動作。五線式算是四線式觸控面板的改良型，整個電場均勻的建立在ITO Glass，上層ITO Film純粹為一導體，所以當ITO Film遭到刮傷時只有該處無法使用其他部分依然可以動作，但是假使傷及下層ITO Glass依然會造成Touch Panel的故障。

2. 電容式觸控面板

工作原理:電容式觸控面板基本上是為了改良電阻式不耐刮的特性而來的，在結構上最外層為一薄薄的二氧化矽硬化處理層，硬度達到7H，第二層為ITO，在玻璃表面建立一均勻電場，利用感應人體微弱電流的方式來達到觸控的目的，最下層的ITO作用為遮蔽功能，以維持Touch Panel能在良好無干擾的環境下工作。

3. 音波式觸控面板

工作原理:基本上音波式觸控面板是為了改善電容式觸控面板的缺點而發展出來的，電容式觸控面板有易受雜訊和靜電干擾的特性，且雖然表面硬化處理達到7H，可是Sio2為了不隔絕掉ITO的表面電流，所以會鍍的非常薄，當施加在電容式的外力過大時，依然會有傷到ITO的可能而造成故障，所以發展出來了音波式觸控面板。

音波式觸控面板表面上完全由玻璃組成，三個角落由超音波發射和接收器在中間區域形成一個均勻的聲波力場，利用聲波碰到軟性介質會被吸收掉能量的特型來做觸控定位的目地。

4. 光學(紅外線)式觸控面板

工作原理:光學式觸控面板近幾年藉著LED品質的提升和製程的精進而有捲土重來的現象，光學式觸控面板的工作方式是由四周圍的紅外線發射器和接收器所組成的，X軸和Y軸所產生的紅外線形成矩陣式排列，當不透明物體遮斷其中的光線之後自然就定位出X軸和Y軸。

互動式電子白板

目前市面上的電子白板大致分為「複印式」與「互動電子式」二類，前者為較早期的產品，主要結合傳統白板與印表機的功能，可將在白板上書寫的內容列印成書面文件或儲存成檔案，這種與周邊設備之間的模式是屬於單向的；而所謂的互動電子白板，則是需與投影機、電腦相結合，其能將電腦畫面呈現在電子白板上，就其內容做書寫及註記再儲存回電腦，亦可透過電子白板操作電腦的所有軟體，此種雙向模式即所謂的互動電子式。



互動電子白板的運作技術有很多種，亦不斷在研發新技術，依「DIGITIMES企業IT採購」雜誌所做的調查，目前市面上有4種主流的運作技術。



資料來源：DIGITIMES企業IT採購

微軟多點觸控 Microsoft Surface

將於2007年11月上市的Surface已未演先轟動，再加上6月上市的iPhone，預期將使多點觸控概念發燒。因為多點觸控在PC的應用方式還在萌芽階段，所以進入家庭還得等3~5年。不過，從Surface相關報導看來，由於可取代大量人力，因此會很快進入商店、賭場等領域。



Surface具有4大特性：
1是採觸控式面板
2是具有多點輸入功能
3是能多人同時進行互動
4是物體辨識功能(Object Recognition)

每1項都將開創新的電腦應用範疇。Surface能藉由攝影機同時精密感測52點觸控動作，不過，觸控點的數量並非限制，此設計是考量一般社交行為中，至多有4、5人圍繞在方桌四周，並進行互動。



物體辨識功能更使多點輸入、多人互動功能加值。辨識物體的方法是透過微軟獨家技術Domino，其原理與條碼類似，附有Domino標籤的物體能夠立即被Surface識別身分，然後由Surface啟動適當服務，例如將信用卡放在Surface上進行付款動作。如果要各付各的，亦可同時用數張信用卡分攤1張帳單。此外，當辨識物體為手機、數位相機等裝置時，Surface更能以無線傳輸與這些裝置交換資料。Surface的物體辨識功能及無線傳輸功能，使其在接觸物體的同時接收高階的輸入指令，再加上多點觸控概念，人類處理資訊的方式將跨過新的里程碑。

什麼是多點觸控(Multi-touch)?

觸控螢幕(Touchscreen)發展至今已有30多年歷史，主要目的是讓顯示器及輸入介面合而為一。但由於鍵盤、滑鼠或其他輸入介面，因可產生複雜的輸入指令，讓觸控螢幕在輸入操作上相形失色。

不過自從2006年2月，紐約大學研究員Jefferson Y. Han在TED(Technology Entertainment Design)大會上示範多點觸控概念(Multi-touch)後，觸控螢幕改變了世人對輸入介面的認知。



從輸入介面來看，多點觸控概念並非創舉。

早在1982年，多倫多大學研究生Nimish Mehta即提出具多點觸控功能的輸入介面，在功能上類似觸摸板(touch tablet)而非觸控螢幕。不過NB用戶皆知，觸摸板頂多用來進行單點輸入，執行多點輸入則不切實際，因為有時在畫面中尋找1個滑鼠游標，繼而指向目標物件，就足以耗費幾秒鐘了。因此，直到與顯示器結合後，多點輸入才成為不可或缺的技術。以iPhone為例，其觸控式面板包括虛擬的Shift鍵，讓使用者輸入需要的字元，且包括以兩根手指執行「掐」的功能，以放大或縮小照片。

自從2006年於TED示範多點觸控概念之後， Han的「受抑內全反射」(Frustrated Total Internal Reflection；FTIR)技術被廣泛討論及研究，Han本人亦成為風雲人物。哥倫比亞廣播公司(CBS Broadcasting)、皮克斯動畫工作室(Pixar Animation Studio)、美國部分國防及情資部門及等許多單位均想設法取得他的發明，或設法說服Han合資。

不過，Han仍舊自行創立Perspective Pixel公司，以自行研發及製作觸控式面板。2007年2月，Han再次公布長8呎、寬3呎的觸控式面板，相關影片再次在網路上引起熱烈討論。Perspective Pixel目前專為如中央情報局等單位製作客製化的高階觸控式面板。

由Han的訪談及示範影片中可知，快速處理大量2維、3維資訊將會是多點觸控螢幕的重要施力點。例如軍隊在面對地理資訊系統(Geographic Information System；GIS)的龐大資料時，資料處理、判斷時間的長短常代表著生死的差距。