Много хора смятат, че ерата на сензорните екрани започва през 2000-те години, с пускането на първите PDA устройства (надявам се, че няма хора, които смятат, че първият сензорен екран се появи в iPhone?) Това обаче не е така - първият потребителско устройство със сензорен екран беше... телевизор през 1982 г. Година по-късно се появява първият сензорен компютър на HP. 10 години по-късно, през 1993 г., се появи Apple Newton - основателят на PDA, който въведе модата на стилусите (въпреки че това беше по-скоро необходимост - екранът беше резистивен), а вече през 2007 г., с пускането на iPhone, се появи модерен капацитивен екран във формата, която всички сме свикнали да виждаме. Така че историята на сензорните екрани датира от 35 години назад и през това време са се случили доста неща.

Още от името става ясно какво лежи в основата на такива дисплеи - това електрическо съпротивление. Дизайнът на такъв екран е прост: над дисплея има субстрат (за да не се деформира при силно натискане), след което има един резистивен слой, изолатор и втори резистивен слой вече върху мембраната:


На левия и десния ръб на мембраната и дъното и горния ръбнапрежение се прилага към резистивния слой на субстрата. Какво се случва, когато щракнем върху такъв дисплей? Резистивните слоеве се затварят, съпротивлението се променя и следователно напрежението също се променя - и това е лесно да се регистрира, след което, знаейки съпротивлението на единица от резистивния слой, можете лесно да разберете съпротивлението по двете оси до точка на натискане и следователно изчислява самата точка на натискане:

Това е принципът на работа на четирижилен резистивен екран и те вече не се използват поради една проста причина: най-малкото увреждане на мембраната с резистивен слой води до това, че екранът вече не работи правилно. И като се има предвид факта, че такъв екран обикновено се бърка с остър стилус, не е никак трудно да се причини повреда.

Тогава те решиха да го направят по различен начин: мембраната стана проводяща и всичките 4 електрода вече бяха разположени върху резистивния слой на субстрата, но в ъглите, а напрежението се подаваше само към мембраната - тоест екранът стана пет -тел. Какво се случва, когато го натиснете? Мембраната докосва резистивния слой, започва да тече ток, който се отстранява от 4 електрода, което отново позволява, като се знае съпротивлението на резистивния слой, да се определи точката на контакт:

Този тип вече е по-"вандалоустойчив" - дори ако мембраната се среже, екранът ще продължи да функционира нормално (с изключение, разбира се, на мястото на среза). Но, уви, това не отрича други проблеми, общи за всички резистивни екрани, а има много от тях.

Първо, такъв екран възприема само едно докосване: лесно е да се досетите, че когато натиснете с два пръста наведнъж, екранът ще мисли, че сте натиснали в средата на линията, свързваща точките на допир. Вторият проблем е, че наистина трябва да натиснете върху екрана, за предпочитане с остър предмет (пирон, стилус). Разбира се, можете да свикнете с това, но това често води до характерни драскотини, които не добавят красота към екрана. Третият проблем е, че такъв екран пропуска не повече от 85% светлинен поток, а поради дебелината си няма усещането, че докосвате изображението директно с пръст.

Но въпреки това има и предимства: първо, много, много трудно е да се счупи дисплеят в такъв екран - той има „тройна защита“ под формата на мембрана, изолатори и субстрат. Вторият плюс е, че екранът не се интересува какво мушкате - можете да работите с него дори с обикновени ръкавици (което е много важно през зимата). Но, уви, тези предимства не надделяха над недостатъците и с пускането на iPhone бум в капацитивни екрани.

Повърхностни капацитивни екрани

Това, може да се каже, е преходен тип между капацитивните екрани, с които сме свикнали (които са прожекционни) и старите резистивни. Принципът на работа тук е подобен на петжилен екран: има стъклена плоча, покрита с резистивен слой, и 4 електрода в ъглите, които захранват малък AC напрежение(Ще обясня защо не е постоянно малко по-надолу). Когато натиснем такъв екран с проводящ заземен предмет, получаваме утечка на ток в точката на натискане, която лесно може да се регистрира:


Ето отговора защо напрежението е променливо - при постоянно напрежение може да има прекъсвания в работата, ако заземяването е лошо, но при променливо напрежение не е така.

Те също имат много проблеми: екранът вече е по-малко защитен и ако стъклената плоча е повредена, целият екран спира да работи. Отново мултитъч не се поддържа и освен това сега екранът не реагира на ръка в ръкавица или стилуси - те основно не провеждат ток.

Единственото предимство на такъв екран е, че той стана по-тънък и по-прозрачен от резистивен, но като цяло малко хора оцениха това. Но всичко се промени с пускането на iPhone, който използва малко по-различен тип сензорен екран, който вече поддържаше мултитъч.

Проектирани капацитивни екрани

Сега вече стигнахме до модерен типсензорни екрани. Според принципа на действие той се различава значително от предишните - тук електродите са подредени в решетка на вътреекран (а не 4 електрода в ъглите), а когато натиснете екрана, пръстът ви образува кондензатори с електродите, по капацитета на които можете да определите местоположението на пресата:

С такова екранно устройство можете да натиснете върху него с няколко пръста наведнъж - ако те са разположени достатъчно далеч (по-далеч от два съседни електрода в мрежата), тогава такива натискания ще бъдат открити като различни - така се появи мултитъч , първо на 2 пръста в iPhone, а сега вече има 10 пръста в таблети. Голямо количествоВече няма нужда от кликове (няма достатъчно хора с повече от 10 пръста), а засичането на повече от 5-7 клика едновременно натоварва сериозно сензорния контролер.

Едно от предимствата на такъв екран, в допълнение към поддръжката на мултитъч, е възможността да се направи OGS (One Glass Solution): защитното стъкло на екрана с интегрирана решетка от електроди и дисплеят са едно цяло: в това случай, дебелината е най-малка и изглежда, че докосвате изображението с пръсти. Това също води до проблема с крехкостта: когато на стъклото се появи пукнатина, решетката от електроди гарантирано ще се счупи и екранът спира да реагира на натиск.

Това са основните видове сензорни екрани, но има и много други. Нека започнем с може би най-стария тип, с който започват сензорните екрани.

Инфрачервени екрани

Отново принципът на работа е ясен от името: по краищата на екрана има множество излъчватели и приемници на светлина в инфрачервения диапазон. При натискане пръстът блокира част от светлината, което ви позволява да определите местоположението на пресата. Предимствата на такива екрани в зората на появата им бяха, че те могат да бъдат оборудвани с всякакъв дисплей, което беше направено с телевизор през 1982 г. Недостатъците също са очевидни - дебелината на такъв дизайн се оказва впечатляваща, а точността на позициониране е доста ниска.

Тензометрични екрани

Екрани, които реагират на натиск (силен натиск). Голямото им предимство е, че са максимално „вандалоустойчиви“, поради което се използват в различни банкомати, разположени на улицата.

Индукционни екрани

Отново всичко е ясно от името: вътре в екрана има индуктор и решетка от проводници. Когато докоснете екрана със специална активна писалка, се създава напрежение магнитно поле- така се регистрира клика. Най-важното предимство на такъв екран е възможно най-високата точност, поради което те са се доказали добре в скъпи графични таблети.

Оптични екрани

Принципът се основава на пълно вътрешно отражение: стъклото се осветява от инфрачервено осветление и докато няма натиск, светлинните лъчи се отразяват напълно на границата между стъкло и въздух (т.е. няма пречупен лъч). Когато щракнете върху такъв екран, се появява пречупен лъч и от ъгъла на пречупване (или отражение) можете да изчислите точката на щракване.

Екрани с повърхностни акустични вълни

Може би един от най-трудните подредени екрани. Принципът на действие е, че в дебелината на стъклото се създават ултразвукови вибрации. Когато докоснете вибриращо стъкло, вълните се абсорбират, а специални сензори в ъглите регистрират това и изчисляват точката на контакт:


Предимството на тази технология е, че можете да докоснете екрана с всеки предмет, не непременно проводящ или заземен. Минус - екранът се страхува от всякакво замърсяване, така че ще бъде невъзможно да го използвате, например при дъжд.

DST екрани

Принципът им на действие се основава на пиезоелектричния ефект - когато диелектрикът се деформира, той се поляризира, което означава, че възниква потенциална разлика - и тя вече може да бъде изчислена. Положителната страна - много бърза скоростреакции и възможност за работа със сериозно замърсен екран. Недостатъкът е, че за да се определи местоположението на пръста, той трябва постоянно да се движи.

Това са общо взето всички видове сензорни екрани. Разбира се, повечето от тях са странни и е малко вероятно да ги срещнете, но самото разнообразие и развитие на тази технология е обнадеждаващо.

Тъч скрийн, като устройство за вход/изход на информация, се появи сравнително отдавна. През 90-те години на миналия век PDA и други преносими устройства, оборудвани със сензорен екран, могат да бъдат намерени в продажба. С напредването на технологиите смартфоните със сензорен екран се подобриха и към тях бяха поставени нови изисквания, така че сензорните екрани се промениха драматично през последното десетилетие.

Резистивни сензори

Най-простите и достъпни сензори за смартфони. Състоят се от два слоя, върху които е нанесена мрежа от прозрачен проводящ материал. Долната е от стъкло (минерално или органично), а горната е от пластмаса. Между тях има тънък въздушен слой. В момента на докосване веригата се затваря между решетките на различни слоеве и контролерът определя координатите на местоположението на щракването.

Предимствата на резистивните екрани са чувствителност към натиск от всеки предмет, ниска цена, простота на дизайна и точност. Основният недостатък е крехкостта: пластмасовият горен слой е лесен за нарязване или пробиване, след което контактът ще бъде счупен и сензорът няма да работи.

Резистивните сензори също имат относително ниска прозрачност (до 80%), поради което от 2010 г. те изчезват от употреба на смартфони. Днес такъв сензорен екран може да се намери само в евтини телефони, произведени в Китай.

Капацитивни сензори

Капацитивните сензори на смартфоните се състоят от стъклен панел, покрит с прозрачен проводим слой, и четири ъглови сензора. Храни я слаб променлив ток, чието изтичане при докосване се регистрира от сензори, изчисляващи координатите на пресата. В допълнение към факта, че такива сензорни екрани реагират само на докосване на обект с електропроводимост, те имат ниска точност и не могат да възприемат едновременно няколко кликвания.

Капацитивни проекционни сензори

Най-често на модерни смартфонитип сензори. Представлява развитие предишен тип. Вместо проводящ слой върху панела е нанесена решетка от електроди, които също са под напрежение. В момента, в който докоснете пръста, действащ като кондензатор, възниква утечка на ток, чието местоположение се изчислява от контролера. Този дизайн прави възможно проследяването на множество докосвания (на този моментдо 10, повече - няма смисъл) едновременно.

Основният дизайн на такива сензорни екрани се модифицира от производителите на мобилни устройства. На съвременните дисплеи на смартфони OGS чувствителните електроди могат да се монтират директно между кристалите (или диодите) на матрицата, а екранът е покрит със закалено стъкло, за да устои на повреда.

Преди това също се практикуваше разделяне защитно стъклои сензорен слой: бяха приложени електроди прозрачен филм, която отгоре беше покрита със стъкло. Този подход направи възможно поддържането на функционалността на сензора дори при наличие на сериозни повреди (пукнатини, чипове).

iPhone 2G беше първият мобилен телефон, чието управление се основаваше изцяло на взаимодействие със сензорния екран. Изминаха повече от десет години от представянето му, но много от нас все още не знаят как работи сензорният екран. Но ние срещаме този интуитивен инструмент за въвеждане не само в смартфони, но и в банкомати, платежни терминали, компютри, коли и самолети - буквално навсякъде.
Преди сензорните екрани, най-често срещаният интерфейс за въвеждане на команди електронни устройствабяха различни клавиатури. Въпреки че изглежда, че нямат нищо общо със сензорните екрани, всъщност колко подобен е сензорният екран на клавиатурата може да бъде изненадващо. Нека разгледаме подробно тяхното устройство.

Клавиатурата е печатна електронна платка, на който са монтирани няколко реда превключватели-бутони. Независимо от дизайна им, мембранни или механични, при натискане на всеки от клавишите се случва едно и също. Има късо съединение на компютърната платка под бутона. електрическа верига, компютърът регистрира преминаването на ток в това място на веригата, "разбира" кой клавиш е натиснат и изпълнява съответната команда. В случай на сензорен екран се случва почти същото.

Има около дузина различни видовесензорни екрани, но повечето от тези модели са или остарели и не се използват, или са експериментални и е малко вероятно някога да се появят в серийни устройства. Първо ще ви разкажа за устройството съвременни технологии, тези, с които постоянно общувате или поне може да срещнете в ежедневието.

Резистивен сензорен екран

Резистивните сензорни екрани са изобретени през 1970 г. и оттогава са се променили малко.
В дисплеи с такива сензори няколко допълнителни слоя са разположени над матрицата. Въпреки това ще направя резервация, че матрицата изобщо не е необходима тук. Първият резистивен сензорни устройстваизобщо не бяха екрани.

Долният сензорен слой се състои от стъклена основа и се нарича резистивен слой. Върху него се нанася прозрачно метално покритие, което добре предава тока, например от полупроводник като индий-калаен оксид. Най-горният слой на сензорния екран, с който потребителят взаимодейства чрез натискане на екрана, е направен от гъвкава и еластична мембрана. Нарича се проводящ слой. В пространството между слоевете се оставя въздушна междина или се осея равномерно с микроскопични изолационни частици. По ръбовете четири, пет или осем електрода са свързани към сензорния слой, свързвайки го със сензори и микроконтролер. Колкото повече електроди, толкова по-висока е чувствителността на резистивния сензорен екран, тъй като промените в напрежението върху тях се наблюдават постоянно.

Ето екрана с резистивен сензорен екранвключени. Все още нищо не се случва. Електрическият ток протича свободно през проводящия слой, но когато потребителят докосне екрана, мембраната отгоре се огъва, изолационните частици се разделят и той докосва долния слой на сензорния екран и влиза в контакт. Това е последвано от промяна на напрежението наведнъж на всички електроди на екрана.

Сензорният контролер открива промени в напрежението и чете показанията от електродите. Четири, пет, осем значения и всички различни. Въз основа на разликата в показанията между десния и левия електрод микроконтролерът ще изчисли X-координатата на пресата и въз основа на разликите в напрежението на горния и долния електрод ще определи Y-координатата и по този начин ще каже на компютър точката, в която слоевете на слоя на сензорния екран са се докоснали.

Резистивните сензорни екрани имат дълъг списък от недостатъци. Така че те не са в състояние да разпознаят две едновременни преси, да не споменавам Повече ▼. Не се справят добре на студено. Поради необходимостта от слой между сензорните слоеве, матриците на такива екрани забележимо губят яркост и контраст, склонни са да отблясват на слънце и като цяло изглеждат значително по-зле. Въпреки това, когато качеството на изображението е от второстепенно значение, те продължават да се използват поради тяхната устойчивост на петна, способността им да се използват с ръкавици и най-важното - ниската им цена.

Такива средства за въвеждане са широко инсталирани в евтини масово произвеждани устройства, като информационни терминали в на публични местаи все още се намират в стареещи джаджи като евтини MP3 плейъри.

Инфрачервен сензорен екран

Следващата, много по-рядко срещана, но все пак подходяща опция за сензорен екран е инфрачервен сензорен екран. Няма нищо общо с резистивен сензор, въпреки че изпълнява подобни функции.

Инфрачервеният сензорен екран е изграден от масиви от светодиоди и светлочувствителни фотоклетки, разположени от противоположните страни на екрана. Светодиодите осветяват повърхността на екрана с невидима инфрачервена светлина, образувайки върху него нещо като паяжина или координатна мрежа. Това напомня на охранителна аларма, както се показва в шпионски екшън филми или компютърни игри.

Когато нещо докосне екрана, независимо дали е пръст, ръка в ръкавица, стилус или молив, два или повече лъча се прекъсват. Фотоклетките записват това събитие, сензорният контролер открива кои от тях не получават достатъчно инфрачервена светлина и въз основа на тяхната позиция изчислява площта на екрана, в която е възникнало препятствие. Останалото е да съпоставите докосването с интерфейсния елемент на екрана на това място - работа на софтуера.

Днес инфрачервените сензорни екрани могат да бъдат намерени в онези джаджи, чиито екрани имат нестандартен дизайн, където добавянето на допълнителни сензорни слоеве е технически трудно или непрактично - в електронни книгивъз основа на E-link дисплеи, например, Amazon Kindle Touch и Sony Ebook. В допълнение, устройства с подобни сензори, поради тяхната простота и поддръжка, привлякоха вниманието на военните.

Капацитивен сензорен екран

Ако при резистивните сензорни екрани компютърът регистрира промяната в проводимостта, която следва натискане върху екрана директно между слоевете на сензора, тогава капацитивните сензори записват директно докосването.

Човешко тяло, кожа - добри водачиелектричество и имат електрически заряд. Обикновено забелязвате това, като ходите по вълнен килим или съблечете любимия си пуловер и след това докоснете нещо метално. Всички сме запознати с статично електричество, изпитахме ефекта му върху себе си и видяхме малки искри, изхвърчащи от пръстите ни в тъмното. По-слаб, незабележим обмен на електрони между човешкото тяло и различни проводими повърхности се случва постоянно и това е, което капацитивните екрани записват.

Първите такива сензорни екрани бяха наречени повърхностни капацитивни и бяха логично развитие на резистивни сензори. В тях само един проводящ слой, подобен на този, използван преди, е инсталиран директно върху екрана. Към него също бяха прикрепени чувствителни електроди, този път в ъглите на тъчпада. Сензори следящи напрежението на електродите и техните софтуербяха направени значително по-чувствителни и вече можеха да откриват и най-малките промени в потока електрически токпрез екрана. Когато пръст (друг проводящ обект, като стилус) докосне повърхността с повърхностен капацитивен сензорен екран, проводимият слой веднага започва да обменя електрони с него и микроконтролерът забелязва това.

Появата на повърхностни капацитивни сензорни екрани беше пробив, но поради факта, че проводимият слой, нанесен директно върху стъклото, лесно се повреди, те не бяха подходящи за новото поколение устройства.

За създаването на първия iPhone бяха необходими проектирани капацитивни сензори. Този тип сензорен екран бързо се превърна в най-често срещания в съвременния свят потребителска електроника: смартфони, таблети, лаптопи, моноблокове и други битови устройства.

Най-горният слой на този тип сензорен екран изпълнява защитна функцияи може да се направи от закалено стъкло, например известното Gorilla Glass. По-долу са най-тънките електроди, които образуват решетка. Отначало те бяха поставени един върху друг на два слоя, след което, за да се намали дебелината на екрана, те започнаха да се поставят на едно и също ниво.

Изработени от полупроводникови материали, включително гореспоменатия индиев калаен оксид, тези проводими косми създават електростатично поле там, където се пресичат.

Когато пръст докосне стъклото, поради електропроводимите свойства на кожата, той изкривява локалното електрическо поле в точките на най-близкото пресичане на електродите. Това изкривяване може да се измери като промяна в капацитета в една точка на мрежата.

Тъй като масивът от електроди е направен доста малък и плътен, такава система е в състояние да проследява докосването много точно и може лесно да улови няколко докосвания наведнъж. В допълнение, липсата на допълнителни слоеве и междинни слоеве в сандвича от матрица, сензор и защитно стъкло има положителен ефект върху качеството на изображението. Вярно, по същата причина счупени екрани, като правило, се сменят напълно. Веднъж сглобен, проектираният капацитивен сензорен екран е изключително труден за ремонт.

Сега предимствата на проектираните капацитивни сензорни екрани не звучат като нещо невероятно, но в момента iPhone презентациите осигуриха огромен успех на технологията, въпреки обективните недостатъци - чувствителност към мръсотия и влага.

Чувствителни на натиск сензорни екрани - 3D Touch

Идеологическият предшественик на чувствителните на натиск сензорни екрани беше собственическият Apple технология, наречена Force Touch, използвана в умен часовниккомпании, MacBook, MackBook Pro и Магически тракпад 2.

След като тества интерфейсни решения и различни сценарии за използване на разпознаване на натиск на тези устройства, Apple започна да внедрява подобно решение в своите смартфони. В iPhone 6s и 6s Plus разпознаването и измерването на налягането стана една от функциите на сензорния екран и получи търговското наименование 3D Touch.

Въпреки че Apple не скри факта, че нова технологиясамо модифицира капацитивните сензори, с които сме свикнали и дори показа диаграма общ контуркойто обясняваше принципа на неговата работа, подробности за дизайна на сензорните екрани с 3D Touch се появиха едва след първия iPhone новпоколения са разделени от ентусиасти.

За да научат капацитивния сензорен екран да разпознава щраквания и да прави разлика между няколко степени на натиск, инженерите от Купертино трябваше да възстановят сандвича със сензорен екран. Направиха промени в отделните му части и добавиха още един към капацитивния, нов слой. И, интересно, когато правеха това, те очевидно бяха вдъхновени от остарелите резистивни екрани.

Решетката от капацитивни сензори остана непроменена, но беше преместена назад, по-близо до матрицата. Между набор от електрически контакти, които следят къде е докоснат дисплеят и защитното стъкло, a допълнителен масивот 96 отделни сензора.

Неговата задача не беше да определи местоположението на пръста екран на iPhone. Капацитивният сензорен екран все още се справяше перфектно с това. Тези пластини са необходими за откриване и измерване на степента на огъване на безопасното стъкло. Apple Companyспециално за iPhone, той поръча на Gorilla Glass разработването и производството на защитно покритие, което да запази същата здравина и в същото време да бъде достатъчно гъвкаво, за да може екранът да реагира на натиск.

Това развитие можеше да е краят на материала за сензорните екрани, ако не беше друга технология, за която се прогнозираше голямо бъдеще преди няколко години.

Вълнови сензорни екрани

Изненадващо, те не използват електричество и дори нямат нищо общо със светлината. Системната технология Surface Acoustic Wave използва повърхностни акустични вълни, разпространяващи се по повърхността на екрана, за да открие точката на допир. Ултразвукът, генериран от пиезоелектричните елементи в ъглите, е твърде силен, за да бъде открит от човешкия слух. Разпространява се напред-назад, отскачайки многократно от краищата на екрана. Звукът се анализира за аномалии, причинени от обекти, докосващи екрана.

Сензорните екрани Wave имат няколко недостатъка. Те започват да правят грешки, след като стъклото е силно замърсено и в условия на силен шум, но в същото време в екраните с такъв сензор няма допълнителни слоеве, които увеличават дебелината и влияят на качеството на изображението. Всички сензорни компоненти са скрити под рамката на дисплея. В допълнение, вълновите сензори ви позволяват точно да изчислите зоната на контакт между екрана и пръста или друг обект и въз основа на тази област косвено да изчислите силата на натискане на екрана.

Едва ли ще срещнем тази технология в смартфоните поради сегашната мода на безрамковите дисплеи, но преди няколко години компания Samsungекспериментира със системата Surface Acoustic Wave в моноблокове, а панелите с акустични сензорни екрани все още се продават като компоненти за игрални автомати и рекламни терминали

Вместо заключение

За много кратко време сензорните екрани завладяха света на електрониката. Въпреки липсата на тактилна обратна връзка и други недостатъци, сензорните екрани се превърнаха в много интуитивен, разбираем и удобен метод за въвеждане на информация в компютрите. Не на последно място, те дължат успеха си на своето разнообразие технически изпълнения. Всеки със своите предимства и недостатъци, подходящи за своя клас устройства. Резистивни екрани за най-евтините и популярни джаджи, капацитивни екрани за смартфони и таблети и настолни компютрис които взаимодействаме всеки ден и инфрачервени сензорни екрани за онези случаи, когато дизайнът на екрана трябва да остане непокътнат. В заключение остава само да кажем, че сензорните екрани са с нас от доста време, не се очаква подмяна в близко бъдеще.

Екрани модерни устройстваможе не само да покаже изображение, но и да ви позволи да взаимодействате с устройството чрез сензори.

Първоначално сензорните екрани се използват в някои джобни компютри, а днес сензорните екрани се използват широко в мобилни устройства, плейъри, фото и видео камери, информационни павилиони и т.н. Освен това всяко от изброените устройства може да използва един или друг тип сензорен екран. В момента са разработени няколко вида сензорни панели, и съответно всеки от тях има своите предимства и недостатъци. В тази статия ще разгледаме какви видове сензорни екрани има, техните предимства и недостатъци и кой тип сензорен екран е по-добър.

Има четири основни типа сензорни екрани: резистивен, капацитивен, с откриване на повърхностни акустични вълни и инфрачервени лъчи . В мобилните устройства само две са най-разпространени: резистивен и капацитивен . Основната им разлика е фактът, че резистивните екрани разпознават натиск, докато капацитивните разпознават допир.

Резистивни сензорни екрани

Тази технология е най-разпространена сред мобилните устройства, което се обяснява с простотата на технологията и ниските производствени разходи. Резистивният екран е ЛСД дисплей, върху който са насложени две прозрачни пластини, разделени от диелектричен слой. Горната плоча е гъвкава, тъй като потребителят я натиска, докато долната плоча е здраво фиксирана към екрана. Проводниците се нанасят върху повърхности, обърнати един към друг.

Резистивен сензорен екран

Микроконтролерът подава напрежение последователно към електродите на горната и долната плочи. Когато екранът се натисне, гъвкавият горен слой се огъва и неговата вътрешна проводяща повърхност докосва долния проводящ слой, като по този начин променя съпротивлението на цялата система. Промяната в съпротивлението се записва от микроконтролера и по този начин се определят координатите на точката на допир.

Предимствата на резистивните екрани включват простота и ниска цена, добра чувствителност и възможност за натискане на екрана с пръст или предмет. Сред недостатъците е необходимо да се отбележи лошо предаване на светлина (в резултат на това трябва да използвате повече ярка подсветка), лоша поддръжка за множество кликвания (multi-touch), не може да определи силата на натискане, както и доста бързо механично износване, въпреки че в сравнение с живота на телефона този недостатък не е толкова важен, тъй като обикновено по-бърз телефонсе проваля от сензорния екран.

Приложение: Мобилни телефони, PDA устройства, смартфони, комуникатори, POS терминали, TabletPC, медицинско оборудване.

Капацитивни сензорни екрани

Капацитивните сензорни екрани са разделени на два вида: повърхностно-капацитивен и проектирано-капацитивен . Повърхностни капацитивни сензорни екрани са стъкло, върху чиято повърхност е нанесено тънко прозрачно проводимо покритие, върху което защитно покритие. По ръбовете на стъклото има отпечатани електроди, които прилагат променливо напрежение с ниско напрежение към проводящото покритие.

Повърхностен капацитивен сензорен екран

Когато докоснете екрана, в точката на контакт се генерира токов импулс, чиято големина е пропорционална на разстоянието от всеки ъгъл на екрана до точката на контакт, така че за контролера е доста лесно да изчисли координати на точката на контакт и сравнете тези токове. Предимствата на повърхностните капацитивни екрани включват: добро предаване на светлина, кратко време за реакция и дълъг живот при докосване. Сред недостатъците: електродите, разположени отстрани, не са подходящи за мобилни устройства, изискват външна температура, не поддържат мултитъч, можете да ги докоснете с пръсти или специален стилус и не могат да определят натискането сила.

Приложение: Информационни павилиони в защитени зони, при някои банкомати.

Проектирани капацитивни сензорни екрани Те са стъкло с хоризонтални водещи линии от проводим материал и вертикални определящи линии от проводящ материал, нанесени върху него, разделени от слой диелектрик.

Проектиран капацитивен сензорен екран

Такъв екран работи по следния начин: микроконтролер последователно прилага напрежение към всеки от електродите в проводящия материал и измерва амплитудата на получения токов импулс. Когато пръстът се приближи до екрана, капацитетът на електродите, разположени под пръста, се променя и по този начин контролерът определя местоположението на докосването, тоест координатите на докосването са пресичащи се електроди с повишен капацитет.

Предимството на прожектираните капацитивни сензорни екрани е тяхната бърза скорост на реакция при докосване, поддръжка на мултитъч и други точно определениекоординати в сравнение с резистивни екрани и определяне на силата на натиск. Следователно тези екрани се използват в по-голяма степен в устройства като iPhone и iPad. Заслужава да се отбележи и по-голямата надеждност на тези екрани и, като следствие, по-дълъг периодработа. Сред недостатъците може да се отбележи, че на такива екрани можете да докосвате само с пръсти (рисуването или писането на ръка с пръсти е много неудобно) или със специален стилус.

Приложение: платежни терминали, банкомати, електронни павилиони по улиците, тъчпадове на лаптопи, iPhone, iPad, комуникатори и др.

SAW сензорни екрани (повърхностни акустични вълни)

Съставът и принципът на действие на този тип екрани е следният: в ъглите на екрана са поставени пиезоелектрични елементи, които преобразуват подадената към тях енергия електрически сигналв ултразвукови вълни и насочете тези вълни по повърхността на екрана. По ръбовете на едната страна на екрана са разположени рефлектори, които разпределят ултразвуковите вълни по целия екран. На противоположните ръбове на екрана спрямо рефлекторите има сензори, които фокусират ултразвуковите вълни и ги предават по-нататък към трансдюсера, който от своя страна преобразува ултразвуковата вълна обратно в електрически сигнал. По този начин за контролера екранът се представя като цифрова матрица, всяка стойност на която съответства на определена точка от повърхността на екрана. Когато пръст докосне екрана във всяка точка, вълните се абсорбират и в резултат на това се променя цялостният модел на разпространение на ултразвукови вълни и в резултат на това трансдюсерът произвежда по-слаб електрически сигнал, който се сравнява с цифровата матрица на екрана се съхранява в паметта и по този начин се изчисляват координатите на докосване на екрана.

SAW сензорен екран

Предимствата включват висока прозрачност, тъй като екранът не съдържа проводящи повърхности, издръжливост (до 50 милиона докосвания), а повърхностноактивните сензорни екрани ви позволяват да определите не само координатите на натискане, но и силата на натискане.

Сред недостатъците можем да отбележим по-ниската точност на определяне на координатите от капацитивните, тоест няма да можете да рисувате на такива екрани. Голям недостатъкса неизправности при излагане на акустичен шум, вибрации или когато екранът е замърсен, т.е. Всяко замърсяване на екрана ще блокира работата му. Освен това тези екрани работят правилно само с обекти, които абсорбират акустични вълни.

Приложение: повърхностно активни сензорни екрани главно в защитени информационни павилиони, в образователни институции, В игрални автоматии така нататък.

Инфрачервени сензорни екрани

Дизайнът и принципът на работа на инфрачервените сензорни екрани е доста прост. По двете съседни страни на сензорния екран има светодиоди, които излъчват инфрачервени лъчи. А от другата страна на екрана има фототранзистори, които приемат инфрачервени лъчи. Така целият екран е покрит с невидима решетка от пресичащи се инфрачервени лъчи и ако докоснете екрана с пръст, лъчите се припокриват и не удрят фототранзисторите, което веднага се регистрира от контролера и по този начин координатите на допир са определени.

Инфрачервен сензорен екран

Приложение: Инфрачервените сензорни екрани се използват главно в информационни павилиони, вендинг машини, медицинско оборудване и др.

Сред предимствата можем да отбележим високата прозрачност на екрана, издръжливостта, простотата и поддръжката на веригата. Сред недостатъците: те се страхуват от мръсотия (затова се използват само на закрито), не могат да определят силата на натискане, средна точност при определяне на координатите.

P.S. И така, разгледахме основните видове най-често срещаните сензорни технологии (въпреки че има и по-рядко срещани, като оптични, тензометрични, индукционни и т.н.). От всички тези технологии, резистивните и капацитивните са най-разпространени в мобилните устройства, както и имат висока точностопределяне на контактната точка. От тях най-добри характеристикиимат проектирани капацитивни сензорни екрани.

Текстът е изготвен по материали от отворени източнициМетодисти в технологиите Карабин А.С., Л.В. Гаврик, С.В. Усачев

11 март 2011 г. Технологии

Бумът на „екстрасензорното възприятие“ в света на високите технологии не изчезва, а само набира скорост. Днес клетъчните сензорни телефони са много по-търсени от обикновените телефони с бутони.За да се чувствате напълно защитени и да не следвате сляпо модата, трябва да си помислите: „Толкова ли са удобни, изгодни и лесни за използване?“

Характеристики на сензорните телефони

За разлика от бутона В сензорния телефон най-важният елемент е дисплеят. Позволява ви да управлявате мобилния си телефон: да зададете номер, да извършвате повиквания, да получавате входящи съобщения, да преглеждате и набирате съобщения. Голям дисплейзначително разширява функционалността домофони, прехвърляйки ги в категорията дори на лично мини-кино, интернет навигатор, джоб персонален компютър(PDA) и камера. Картината, показана на голям екран, изглежда просто невероятно!

Виртуален QWERTY клавиатура, използван в мобилните телефони, е най-забележителното изобретение в тази област мобилни технологии. Това прави работата с текст много по-лесна: експертите са изчислили, че QWERTY клавиатурата позволява да се въвежда 3 пъти по-бързо текстови съобщения– било то публикация за онлайн блог или обикновен SMS.

Видове сензорни екрани на телефони

Линията клетъчни телефони със сензорен екран използва 2 вида екрани - както в плейърите, комуникаторите и най-новите смартфони. Сензорните дисплеи се делят на:

1. капацитивен (чувствителен към докосване изключително с електропроводим предмет, реагира на леко докосване с пръст);
2. резистивен (получават механичен натиск от всеки предмет - стилус, ръб пластмасова карта, нокът, химикал, молив).

Тази разлика се дължи на тяхното дизайнерско разнообразие. Ако според резистивен дисплейпросто плъзнете пръста си (погалете го), телефонът няма да реагира на такова докосване по никакъв начин - точно както капацитивният дисплей ще остане напълно „безразличен“ към механичния натиск с молив.

Освен това в момента се произвеждат някои други видове дисплеи: инфрачервени, ултразвукови, „акустични“ (работещи на акустични вълни) и с тензопокритие. Все пак това са изключително редки екземпляри.

Плюсове и минуси на сензорните дисплеи на телефони

Минуси на сензорните телефони

Капацитивни дисплеиОтличават се със стъклена повърхност, покрита с филм от високопроводим материал. В четирите ъгъла на екрана има специални сензори, които могат точно и ясно да определят в двуизмерна равнина мястото, където е докоснат дисплея (въз основа на реакцията на електрическия сигнал от проводника). Обратната реакция възниква само в резултат на докосване с пръст на повърхността на проводимия филм. Ако се опитате да направите това с друг обект, сензорите няма да забележат нищо и телефонът няма да отговори на командата по никакъв начин, тъй като нито моливът, нито ъгълът на пластмасовата карта имат правилна проводимост.

Мобилните телефони с капацитивен сензорен екран ще останат безразлични към командите на собственика в студа(дори и с ръце без ръкавици), директно до самите ръкавици и до манипулиране на различни предмети. Те реагират изключително на докосване на пръст или специален проводим стилус. Капацитивните дисплеи няма да реагират, дори ако екранът е замърсен с отпечатъци от ръце, дори и само леко. И още нещо: ако се развалят, струват много скъпо на собствениците си.

Плюсове на сензорните телефони

Резистивните дисплеи са покрити с два слоя филм: гъвкав отгоре и твърд отдолу. Между тях е поставен електрически изолатор. При механично въздействие върху екрана на такъв мобилен телефон двете повърхности (долната и горната) се свързват и в резултат на това мрежата се затваря и се генерира електрически сигнал, който се записва от контролера на дисплея. Резисторите отговарят на всякакви физическо въздействие(налягане/налягане), свойствата на електропроводимостта не са включени тук. 90 процента от съвременните устройства (смартфони, комуникатори и др.) използват тази технология.

Сензорни телефони с резистивен екранпо-малко взискателни за използване, те реагират доста добре на командата под формата на натискане на екрана с всеки подходящ предмет, работата им не се влияе от замърсяване на дисплея с пръстови отпечатъци, скреж и външни температури. Капацитивните сензорни екрани са по-евтини за смяна при смяна.

Недостатъци на управлението на сензорни телефони

Естествено, когато управлявате сензорни телефони, положителни страни, обаче, има някои недостатъци общ, които затрудняват работата с мобилни устройства. Както се казва, проблемът е наполовина решен, когато дори само разберете за него.

1) Поради доста високата чувствителност телефоните със сензорен екран често са трудни за управление: дори малко изместване на сензора води до движение на курсора с много големи скокове. Следователно тук се включва и проблемът с трудната адаптация.

2) За сензорни телефони въвеждането на дълги SMS съобщения е сложно: текстове, които съдържат около 160 знака или повече, са трудни за въвеждане, тъй като е досадно и дори изпълнено с „пробиване“ на екрана 160-200 пъти.

3) Дисплеят, който е в пряк контакт, е податлив на напукване и повреда, така че мобилните телефони със сензорен екран се нуждаят от по-внимателно боравене от телефоните с бутони. Всяко падане може да доведе до сериозен ремонт за тях.

4) За разлика от аналозите с бутони, ако дисплеят на мобилен телефон със сензорен екран е повреден, възможността за по-нататъшна работас него (поради липсата на правилен контакт с повърхността и предаване на командния сигнал), а смяната на екрана е много по-скъпа.

5) Сензорните мобилни телефони изискват повече внимание и грижи, които са единствената гаранция за тяхната работа. След обаждане или изпращане на SMS телефоните със сензорен екран (по-точно техните екрани) се покриват с пръстови отпечатъци, което не е много приятно, неестетично и изглежда отблъскващо.

(без тема)

Какво означава да се държиш „прилично“? Приемливо ли е да спорите с някого и да му кажете нещо грубо? И къде е границата между възможното и невъзможното? В тази общност е обичайно да се общува приятелски...