Резистивен екран.
Най-простият тип е четирижилен, който се състои от специален стъклен панел и пластмасова мембрана. Пространството между стъклото и пластмасовата мембрана трябва да бъде запълнено с микроизолатори, които могат надеждно да изолират проводимите повърхности една от друга. По цялата повърхност на слоевете са монтирани електроди, които представляват тънки пластини, изработени от метал. В задния слой електродите са във вертикално положение, а в предния слой - в хоризонтално положение, за да могат да се изчисляват координатите. Ако натиснете дисплея, панелът и мембраната автоматично ще се затворят и специален сензор ще възприеме пресата, превръщайки я в сигнал. Най-напредналият тип се счита за осемжилни дисплеи, които имат високо ниво на точност. Тези екрани обаче се характеризират с ниско ниво на надеждност и крехкост. Ако е важно дисплеят да е надежден, е необходимо да изберете неговата петжилна форма.
1 - стъклен панел, 2 - резистивно покритие, 3 - микроизолатори, 4 - проводящ филм
Матрични екрани.
Дизайнът е подобен на резистивен дисплей, въпреки че е опростен. Вертикалните проводници бяха приложени специално към мембраната, а хоризонталните проводници бяха приложени към стъклото. Ако щракнете върху дисплея, тогава проводниците определено ще се докоснат, ще бъдат затворени напречно. Процесорът може да следи кои проводници са затворени и това помага да се открият координатите на пресата. Матричните екрани не могат да се нарекат с висока точност, така че те отдавна не се използват.
Капацитивни екрани.
Дизайнът на капацитивни екрани е доста сложен и се основава на факта, че човешкото тяло и дисплеят заедно образуват кондензатор, който провежда променлив ток. Такива екрани са направени под формата на стъклен панел, който е покрит с резистивен материал, така че електрическият контакт да не се затруднява. Електродите са разположени в четирите ъгъла на дисплея и те са променливо напрежение... Ако докоснете повърхността на дисплея, ще възникне теч. променлив ток през гореспоменатия \\ "кондензатор \\". Това се записва от сензорите, след което информацията се обработва от микропроцесора на устройството. Капацитивните дисплеи могат да издържат до 200 милиона щраквания, те имат средно ниво на точност, но, уви, те се страхуват от каквото и да е влияние на течностите.
Прожектирани капацитивни екрани.
Проектираните капацитивни екрани могат, за разлика от предходните разглеждани типове, да могат да откриват няколко щраквания наведнъж. От вътрешната страна винаги има специална мрежа от електроди и при контакт с тях непременно ще се образува кондензатор. AT това място електрическият капацитет ще бъде променен. Контролерът ще може да определи точката, в която се пресичат електродите. След това се извършват изчисленията. Ако веднага натиснете екрана на няколко места, тогава няма да се образува един кондензатор, а няколко.
Екран с мрежа от инфрачервени лъчи.
Принципът на работа на такива дисплеи е прост и до известна степен е подобен на матричния. В този случай проводниците се заменят със специални инфрачервени лъчи... Около този екран има рамка, която има вградени излъчватели, както и приемници. Ако щракнете върху екрана, тогава някои от лъчите ще се припокриват и те не могат да достигнат собствената си цел, а именно приемника. В резултат на това контролерът изчислява контактната точка. Такива екрани могат да пропускат светлина, те са издръжливи, тъй като няма чувствително покритие и изобщо не възниква механично докосване. Понастоящем подобни дисплеи не са много точни и се страхуват от каквото и да било замърсяване. Но диагоналът на рамката на такъв дисплей може да достигне 150 инча.
Сензорни екрани на повърхностни акустични вълни.
Този дисплей винаги е направен под формата на стъклен панел, в който са вградени пиезоелектрични преобразуватели, разположени в различни ъгли. По периметъра има и отразяващи, приемащи сензори. Контролерът е отговорен за генерирането на сигнали с висока честота. След това сигналите винаги се изпращат към пиезоелектрични преобразуватели, които могат да преобразуват получените сигнали в акустични вибрации, които впоследствие се отразяват от отразяващите сензори. След това вълните могат да бъдат уловени от приемници, изпратени отново към пиезоелектрични преобразуватели и след това преобразувани в електрически сигнал. Ако натиснете дисплея, енергията на акустичните вълни ще бъде частично погълната. Приемниците са податливи на такива промени и процесорът може да изчисли точките на допир. Основното предимство е, че сензорните екрани на повърхностните акустични вълни проследяват координатите на точката на натискане, силата на натискане. Този тип дисплей е издръжлив, тъй като може да издържи 50 милиона докосвания. Най-често те се използват за игрални автомати, помощни системи. Трябва да се има предвид, че работата на такъв дисплей може да бъде неточна в условията на околен шум, вибрации, акустично замърсяване.
В началото сензорните екрани (сензорни екрани) бяха доста редки. Те могат да бъдат намерени само в някои PDA, PDA (джобни компютри). Както знаете, устройства от този вид не са намерили широко приложение, тъй като им липсва най-важното, тоест функционалност. Историята на смартфоните е пряко свързана със сензорни екрани. Ето защо в днешно време не можете да изненадате човек със „интелигентен телефон“ със сензорен екран. Сензорният екран се използва широко не само в модерните скъпи устройства, но дори и в относително евтини модели на съвременни телефони. Какви са принципите на работа на 3 вида сензорни екрани, които могат да бъдат намерени в съвременните устройства.
Видове сензорни екрани
Сензорните екрани вече не са твърде скъпи. Освен това сензорните екрани (тъчскрийн) днес са много по-„отзивчиви“ - докосванията на потребителя се разпознават добре. Именно тази характеристика им проправи пътя към голям брой потребители по целия свят. В момента има три основни дизайна на сензорния екран:
- Капацитивен.
- Вълна.
- Резистивен или просто „еластичен“.
Капацитивен сензорен екран: как работи
В дизайна на сензорен екран от този вид стъклената основа е покрита със слой, който действа като контейнер за съхранение на заряд. Потребителят, с докосването си, освобождава част от електрическия заряд в определен момент. Това намаляване се определя от микросхеми, които са разположени във всеки ъгъл на екрана. Компютърът изчислява разликата в електрическите потенциали, които съществуват между различните части на екрана, докато информацията за докосването се предава в детайли незабавно на програмата за драйвер на сензорния екран.
Доста важно предимство на капацитивните сензорни екрани е способността на този тип екрани да поддържат почти 90% от оригиналната яркост на дисплея. Поради това изображенията на капацитивен екран изглеждат по-отчетливи, отколкото на сензорни екрани с резистивен дизайн.
Капацитивен видеоклип със сензорен екран:
Бъдещето: вълновото докосване се показва
В краищата на осите на координатната решетка на стъкления екран има два преобразувателя. Единият от тях предава, другият приема. На стъклената основа има и рефлектори, които "отразяват" електрически сигнал, който се предава от един преобразувател на друг.
Преобразувателят-приемник „знае“ с абсолютна сигурност дали е бил натиснат, както и в кой момент се е случило, тъй като потребителят прекъсва акустичната вълна с докосването си. В същото време стъклото на дисплея на вълните няма метално покритие - това прави възможно запазването на 100% от оригиналната светлина в пълен размер. В това отношение вълновият екран е най-добрият вариант за тези потребители, които работят в графика с фини детайли, тъй като резистивните и капацитивни сензорни екрани не са идеални по отношение на яснотата на изображението. Тяхното покритие улавя светлината, което в резултат значително изкривява картината.
Видео за принципа на работа на сензорните екрани на SAW:
Миналото: на резистивния сензорен екран
Резистивната система е обикновено стъкло, което е покрито със слой от проводник на електричество, както и еластичен метален "филм", който също има проводими качества. Между тези 2 слоя има празно пространство с помощта на специални дистанционни елементи. Повърхността на екрана е покрита със специален материал, който го предпазва от механични повреди, като драскотини.
През тези два слоя преминава електрически заряд в процеса на потребител, работещ със сензорен екран. Как става това? Потребителят докосва екрана в определена точка и еластичният горен слой е в контакт с проводящия слой - само в тази точка. След това компютърът определя координатите на точката, която потребителят е докоснал.
Когато координатите станат известни на устройството, специален драйвер превръща докосванията в известни команди операционна система... В този случай можете да направите аналози с най-често срещания драйвер компютърна мишка, защото прави точно същото нещо: обяснява на операционната система какво конкретно потребителят иска да му каже, като премести манипулатора или натисне бутон. Като правило с екрани от този тип се използват специални стилуси.
Резистивни екрани могат да бъдат намерени в относително стари устройства. Точно такъв сензорен дисплей е оборудван с IBM Simon - най-древният смартфон от тези, които бяха признати от нашата цивилизация.
Видео за принципа на действие на резистивен сензорен екран:
Характеристики на различни видове сензорни екрани
Най-евтините сензорни екрани, но в същото време най-малко ясно предават изображението са резистивните сензорни екрани. Освен това те са най-уязвими, тъй като абсолютно всеки остър предмет може сериозно да увреди доста деликатния резистивен "филм".
Следващият тип, т.е. вълновите сензорни екрани са най-скъпите сред тях. В същото време резистивната структура най-вероятно се отнася в края на краищата към миналото, капацитивната - към настоящето, а вълната - към бъдещето. Ясно е, че бъдещето е абсолютно неизвестно за никого и съответно в момента може само да се предположи коя технология има големи перспективи за нейното използване в бъдеще.
За резистивна система от сензорни екрани всъщност няма значение дали потребителят докосва екрана на устройството с гумения връх на стилуса или само с пръста си. Достатъчно е да има контакт между двата слоя. В същото време капацитивният екран разпознава само докосвания с някои проводими обекти. Често потребителите на съвременни устройства работят с тях със собствените си пръсти. Екраните на вълновия дизайн са по-близки до резистивните в това отношение. Възможно е да се даде команда с почти всеки обект - докато трябва само да избягвате използването на тежки или твърде малки предмети, например, валът на химикалката не е подходящ за това.
Статия:Мобилен телефон (смартфон) и устройство за показване на таблет. Дисплей с течни кристали. Видове дисплеи, техните разлики.
Предговор
В тази статия ще анализираме дисплейното устройство на съвременните мобилни телефони, смартфони и таблети. Екраните на големи устройства (монитори, телевизори и др.), С изключение на малки нюанси, са подредени по подобен начин.
Демонтажът ще се извършва не само теоретично, но и практически, с отваряне на дисплея на "жертвения" телефон.
Ще разгледаме как работи един модерен дисплей, като използваме примера на най-сложния от тях - дисплей с течни кристали (LCD). Понякога те се наричат \u200b\u200bTFT LCD, където TFT означава „тънкослоен транзистор“ - тънкослоен транзистор; тъй като управлението на течните кристали се извършва от такива транзистори, отложени върху субстрата заедно с течните кристали.
Евтината Nokia 105 ще действа като „жертвен“ телефон, чийто дисплей ще бъде отворен.
Основни компоненти на дисплея
Дисплеите с течни кристали (TFT LCD и техните модификации - TN, IPS, IGZO и др.) Се състоят от три части: сензорна повърхност, устройство за изображения (матрица) и източник на светлина (лампа за подсветка). има още един пасивен слой. Това е прозрачно оптично лепило или просто въздушна междина. Съществуването на този слой се дължи на факта, че в LCD дисплеите екранът и сензорната повърхност са напълно различни устройства, комбинирани чисто механично.
Всеки от "активните" компоненти има доста сложна структура.
Нека започнем с повърхността на допир (сензорен екран, сензорен екран). Той се намира в най-горния слой на дисплея (ако съществува; а в телефоните с бутони например не е)
Най-често срещаният му тип сега е капацитивен. Принципът на действие на такъв сензорен екран се основава на промяната в електрическия капацитет между вертикални и хоризонтални проводници при докосване на пръста на потребителя.
Съответно, така че тези проводници да не пречат на разглеждането на изображението, те са направени прозрачни от специални материали (обикновено за това се използва индий калаен оксид).
Има и допирни повърхности, които реагират на натиск (така наречените резистивни), но те вече напускат арената.
Напоследък се появиха комбинирани сензорни повърхности, които реагират едновременно на капацитета на пръстите и силата на натискане (3D-сензорни дисплеи). Те се основават на капацитивен сензор, допълнен от сензор за налягане на екрана.
Сензорният екран може да бъде отделен от екрана с въздушна междина или да бъде залепен към него (т.нар. „Разтвор с една чаша“, OGS - разтвор с едно стъкло).
Тази опция (OGS) има значително предимство в качеството, тъй като намалява нивото на отражение в дисплея от външни източници на светлина. Това се постига чрез намаляване на броя на отразяващите повърхности.
В „нормален“ дисплей (с въздушна междина) има три такива повърхности. Това са границите на преходите между среда с различен индекс на пречупване на светлината: "въздух-стъкло", след това - "стъкло-въздух" и, накрая, отново "въздух-стъкло". Най-силните отражения са от първата и последната граница.
Във варианта с OGS, отразяващата повърхност е само една (външна), "въздушно стъкло".
Въпреки че самият дисплей с OGS е много удобен за потребителя и има добри характеристики; той също има недостатък, който "изскача", ако дисплеят е счупен. Ако при „нормален“ дисплей (без OGS) само самият тъчскрийн (чувствителна повърхност) е счупен при удар, тогава когато дисплеят е ударен с OGS, целият дисплей също може да бъде счупен. Но това не винаги се случва, така че твърденията на някои портали, които се показват с OGS, абсолютно не подлежат на поправяне, не са верни. Вероятността само външната повърхност да се е разбила е доста голяма, над 50%. Но ремонт с разделяне на слоеве и залепване на нов сензорен екран е възможен само в сервизния център; да го поправите сами е изключително проблематично.
Екран
Сега да преминем към следващата част - самия екран.
Състои се от матрица с придружаващи слоеве и лампа за подсветка (също многослойна!).
Задачата на матрицата и свързаните с нея слоеве е да променя количеството светлина, преминаващо през всеки пиксел от подсветката, като по този начин образува изображение; в този случай прозрачността на пикселите се регулира.
Малко повече подробности за този процес.
Настройката на "прозрачността" се извършва чрез промяна на посоката на поляризация на светлината при преминаване през течни кристали в пиксел под въздействието на електрическо поле върху тях (или обратно, при липса на влияние). В този случай промяната в самата поляризация не променя яркостта на пропусканата светлина.
Промяната в яркостта настъпва, когато поляризираната светлина преминава през следващия слой - поляризиращ филм с "фиксирана" посока на поляризация.
Структурата и работата на матрицата в две състояния („има светлина“ и „няма светлина“) е схематично показана на следващата фигура:
(използвано изображение от холандския раздел на Уикипедия с превод на руски)
Въртенето на поляризацията на светлината се случва в слоя течни кристали, в зависимост от приложеното напрежение.
Колкото повече посоките на поляризация съвпадат в пиксел (на изхода от течни кристали) и във филм с фиксирана поляризация, толкова повече светлина в крайна сметка преминава през цялата система.
Ако посоките на поляризация се окажат перпендикулярни, тогава теоретично светлината изобщо не трябва да минава - трябва да има черен екран.
На практика не може да се създаде такова „идеално“ разположение на векторите на поляризация; и двете поради "несъвършените" течни кристали, а не идеалната геометрия на дисплея. Следователно абсолютно черно изображение на TFT екран не може да бъде. На най-добрите LCD екрани съотношението контраст бяло / черно може да бъде над 1000; средно 500 ... 1000, в останалата част - под 500.
Току-що описахме работата на матрица, направена с помощта на технологията LCD TN + film. Течнокристалните матрици, използващи други технологии, имат подобни принципи на работа, но различно техническо изпълнение. Най-добрите резултати за цветопредаване се получават с технологиите IPS, IGZO и * VA (MVA, PVA и др.).
Подсветка
Сега се насочваме към самото „дъно“ на дисплея - лампата за подсветка. Въпреки че съвременното осветление всъщност не съдържа лампи.
Въпреки простото си име, подсветката има сложна многослойна структура.
Това се дължи на факта, че подсветката трябва да бъде плосък източник на светлина с еднаква яркост на цялата повърхност и в природата има много малко такива източници на светлина. А тези, които съществуват, не са много подходящи за тези цели поради ниска ефективност, "лош" емисионен спектър или изискват "неподходящ" тип и величина на нажежаващото напрежение (например електролуминесцентни повърхности, виж Уикипедия).
В тази връзка сега най-широко разпространени са не чисто „плоските“ източници на светлина, а „точковото“ LED осветление с използването на допълнителни разсейващи и отразяващи слоеве.
Нека разгледаме този тип подсветка, като отворим дисплея телефон Nokia 105.
След като разглобихме системата за подсветка на дисплея до средния й слой, ще видим в долния ляв ъгъл един бял светодиод, който насочва излъчването си в почти прозрачна плоча през плоска повърхност на вътрешния „разрез“ на ъгъла:
Обяснения за картината. В центъра на рамката е слоен дисплей за мобилен телефон. В средата, на преден план, отдолу, напукана матрица (повредена по време на разглобяването). На преден план в горната част е средната част на осветителната система (останалите слоеве са временно премахнати, за да се осигури видимостта на излъчващия бял светодиод и полупрозрачната плоча "световод").
Зад дисплея се вижда дънна платка телефон (зелен) и клавиатура (отдолу с кръгли отвори за предаване на натискане на бутони).
Тази полупрозрачна плоча е едновременно светлинен водач (поради вътрешни рефлекси) и първи разсейващ елемент (поради "пъпки", които създават препятствия за преминаването на светлината). В увеличен вид те изглеждат така:
В долната част на изображението вляво от средата има ярко излъчваща бяла LED подсветка.
Формата на бялата LED подсветка се различава по-добре на снимката с намалената яркост:
Под и над тази плоча се поставят обикновени бели матови пластмасови листове, разпределящи равномерно светлинния поток върху площта:
Условно може да се нарече „лист с полупрозрачно огледало и двойно пречупване“. Не забравяйте, че в уроците по физика ни беше казано за исландския шпат, при преминаване през който светлината се раздвоява? Това е подобно на него, само че малко повече с огледални свойства.
Ето как изглежда обикновеният ръчен часовник, ако покриете част от него с този лист:
Вероятната цел на този лист е да филтрира предварително светлината чрез поляризация (запазете необходимата, изхвърлете ненужната). Но е възможно по отношение на посоката на светлинния поток към матрицата този филм също да има известна роля.
Ето как работи „обикновена“ лампа с подсветка в дисплеи и монитори с течни кристали.
Що се отнася до "големите" екрани, техният дизайн е подобен, но има повече светодиоди в подсветката.
В по-старите LCD монитори, вместо lED подсветка използвани газови лампи със студен катод (CCFL, флуоресцентна лампа със студен катод).
Структура на AMOLED дисплеите
Сега - няколко думи за устройството на нов и прогресивен тип дисплеи - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).
Дизайнът на такива дисплеи е много по-опростен, тъй като няма лампа за подсветка.
Тези дисплеи се образуват от набор от светодиоди и всеки пиксел свети там отделно. Дисплеите AMOLED предлагат безкраен контраст, отлични ъгли на видимост и висока енергийна ефективност; но недостатъците са намаленият „живот“ на сините пиксели и технологичните трудности при производството големи екрани.
Трябва също така да се отбележи, че въпреки по-опростената структура, производствената цена на AMOLED дисплеите все още е по-висока от тази на TFT LCD дисплеите.
Ако не сте от технически разбиращите потребители и в близко бъдеще ще бъдете изправени пред въпроса за избора на мобилен телефон или смартфон със сензорен екран, като прочетете спецификациите мобилни устройства ще срещнете термини като "капацитивен екран" или "резистивен екран". И тогава напълно логичен въпрос ще ви хрумне - кой е по-добър: резистивен или капацитивен? Нека да разберем как се различават сензорни дисплеи, какви видове съществуват и какви са техните предимства и недостатъци.
УСТОЙЧИВИ ЕКРАНИ
С прости думи, избягвайки разумни технически термини и фрази, резистивният сензорен екран е гъвкава прозрачна мембрана, върху която е нанесено проводимо (с други думи резистивно) покритие. Стъклото, също покрито с проводящ слой, е разположено под мембраната. Принципът на действие на резистивен екран е, че когато натиснете екрана с пръст или стилус, стъклото се затваря с мембраната в определена точка. Микропроцесорът записва промяната в мембранното напрежение и изчислява координатите на допира. Колкото по-точна е пресата, толкова по-лесно е за процесора да изчисли точните координати. Следователно с резистивни екрани е много по-лесно да се работи със стилус.
Основните предимства на резистивните екрани са, че те са сравнително евтини за производство, а също и това даден тип дисплеят реагира на натискане на всякакви предмети. Това е много полезно, когато правите презентации, особено след като днес цените за проектори падат всеки ден.
Недостатъците на резистивните екрани са следните: ниска якост; ниска трайност (около 35 милиона кликвания на точка); невъзможност за изпълнение; голям брой грешки при обработка на жестове като плъзгане, плъзгане.
И така, кой екран е по-добър: резистивен или капацитивен?
Ако сте прочели внимателно тази статия, можете лесно да направите заключение сами. Ще кажа само, че този спор е обречен на провал. Някои потребители обичат да използват стилус и не приемат капацитивни дисплеи. Но все пак повечето хора смятат, че е по-удобно да управляват устройство, оборудвано с капацитивен екран - по-удобно е и функцията за мултитъч решава много. Не случайно всички съвременни смартфони и таблети, които работят под android, имат капацитивни дисплеи.
Свързани статии:
Има много ситуации, когато трябва бързо и ефективно да почистите паметта на телефона си. Но как да го направя. Нека да разгледаме процедурата за почистване ...
Вчера потребителят Григорий изпрати заявка за публикуване на инструкции за получаване основни права за смартфон LG Optimus L7. Като цяло Google е страхотен ...
iPhone 2G беше първият мобилен телефон, чието управление се основава 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. И попадаме на този интуитивен вход не само в смартфоните, но и в банкоматите, POS терминалите, компютрите, автомобилите и самолетите - буквално навсякъде.
Преди сензорните екрани, най-често срещаният интерфейс за въвеждане на команди в електронните устройства бяха различни клавиатури. Въпреки че изглежда, че те нямат нищо общо с сензорните екрани, всъщност доколко сензорният екран е подобен по принцип на клавиатурата, може да бъде изненадващо. Нека да разгледаме тяхната структура в детайли.
Клавиатурата е печатна платка, на която са инсталирани няколко реда бутони за превключване. Независимо от техния дизайн, мембранен или механичен, при натискане на всеки клавиш се случва едно и също. На дъската на компютъра под бутона е затворен електрическа верига, компютърът регистрира преминаването на ток в това място на веригата, „разбира“ кой бутон е натиснат и изпълнява съответната команда. В случай на сензорен екран се случва почти същото.
Има около дузина различни видове сензорни екрани, но повечето от тези модели или са остарели и не се използват дълго време, или са експериментални и е малко вероятно да се появят някога в серийни устройства. На първо място, ще говоря за устройството на съвременните технологии, тези от тях, с които постоянно си взаимодействате или поне може да срещнете в ежедневието.
Резистивен сензорен екран
Резистивните сензорни екрани са измислени през 1970 г. и оттогава се променят малко.
В дисплеи с такива сензори, няколко допълнителни слоя са разположени над матрицата. Ще направя резервация, матрицата тук изобщо не е необходима. Първите съпротивителни сензорни устройства изобщо не бяха екрани.
Долният сензорен слой се състои от стъклена основа и се нарича резистивен слой. Той е покрит с прозрачно метално покритие, което предава добре ток, например от полупроводник като индий калаен оксид. 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 е оставена въздушна междина или е равномерно осеяна с микроскопични изолиращи частици. По краищата четири, пет или осем електроди се привеждат към сензорния слой, свързвайки го със сензорите и микроконтролера. Колкото повече електроди, толкова по-висока е чувствителността на резистивния сензорен екран, тъй като промяната в напрежението върху тях се наблюдава постоянно.
Тук е включен резистивният сензорен екран. Още нищо не се случва. Електрическият ток протича свободно през проводящия слой, но когато потребителят докосне екрана, мембраната се огъва отгоре, изолиращите частици се разделят и той докосва долния слой на сензорния екран, влиза в контакт. Това е последвано от промяна на напрежението наведнъж на всички електроди на екрана.
Сензорният контролер открива промените в напрежението и отчита показанията от електродите. Четири, пет, осем значения и всички са различни. Въз основа на разликата в показанията между десния и левия електрод, микроконтролерът ще изчисли X-координатата на натискане и от разликите в напрежението на горния и долния електрод ще определи Y-координатата и по този начин ще каже на компютъра точката, в която се докосват слоевете на сензорния слой на екрана.
Резистивните сензорни екрани имат дълъг списък с недостатъци. Така че по принцип те не са в състояние да разпознаят две едновременни щраквания, камо ли по-голям брой. Те се държат зле на студа. Поради необходимостта от междинен слой между слоевете на сензора, матриците на такива екрани забележимо губят яркост и контраст, са склонни да отблясват на слънце и като цяло изглеждат значително по-зле. Въпреки това, където качеството на изображението е от второстепенно значение, те продължават да се използват поради тяхната устойчивост на замърсявания, подобна на ръкавица употреба и най-важното, ниска цена.
Такива входни устройства са повсеместни в евтини масови устройства като обществени информационни терминали и все още се намират в остарели джаджи като евтини MP3 плейъри.
Инфрачервен сензорен екран
Следващият, много по-рядко срещан, но въпреки това действителен вариант на сензорния екран е инфрачервеният сензорен екран. Той 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 някаква паяжина или решетка върху нея. Това напомня за алармите за кражба, наблюдавани в шпионски филми или компютърни игри.
Когато нещо докосне екрана, без значение 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 получават по-малко инфрачервена светлина и въз основа на тяхното положение изчислява площта на екрана, в която е възникнало препятствието. Останалото е да съобразите докосването с кой интерфейсен елемент е на екрана на това място - зависи от софтуера.
Днес инфрачервените сензорни екрани могат да се срещнат в тези приспособления, чиито екрани имат нестандартен дизайн, където е технически трудно или непрактично да се добавят допълнителни сензорни слоеве - в електронни книги въз основа на E-link дисплеи като Amazon Kindle Touch и Sony Ebook. В допълнение, военните харесват устройства с подобни сензори поради тяхната простота и поддръжка.
Капацитивен сензорен екран
Ако в резистивни сензорни екрани компютърът регистрира промяната в проводимостта след натискане върху екрана директно между слоевете на сензора, тогава капацитивните сензори записват докосването директно.
Човешкото тяло, кожата са добри проводници на електричество и имат електрически заряд... Обикновено забелязвате това, като ходите по вълнен килим или сваляте любимия си пуловер и след това докосвате нещо метално. Всички сме запознати със статичното електричество, изпитали сме неговото въздействие върху себе си и сме виждали малки тънки искри от пръстите ни в тъмното. По-слаб, незабележим обмен на електрони между човешкото тяло и различни проводящи повърхности се случва постоянно и именно това се фиксира от капацитивните екрани.
Първите такива сензорни екрани се наричат \u200b\u200bповърхностно-капацитивни и представляват логично развитие на резистивни сензори. Те имат само един проводящ слой, подобен на използвания преди, инсталиран директно в горната част на екрана. Към него бяха прикрепени и чувствителни електроди, този път в ъглите тъчпад... Сензори, контролиращи напрежението на електродите и техните софтуер бяха направени забележимо по-чувствителни и сега те можеха да улавят и най-малките промени в потока на електрически ток през екрана. Когато пръст (друг проводящ обект, като стилус) докосне повърхност с повърхностно-капацитивен сензорен екран, проводящият слой веднага започва да обменя електрони с него и микроконтролерът забелязва това.
Появата на повърхностно-капацитивни сензорни екрани беше пробив, но поради факта, че проводящият слой, нанесен директно върху стъклото, беше лесно повреден, те не бяха подходящи за устройства от ново поколение.
За създаването на първия iPhone са необходими проекционни капацитивни сензори. Този тип сензорен екран бързо стана най-често срещаният в съвременния потребителска електроника: смартфони, таблети, лаптопи, моноблокове и други домакински устройства.
Най-горният слой на този тип сензорен екран има защитна функция и може да бъде направен от закалено стъкло като прочутото стъкло Gorilla. По-долу са най-тънките електроди, които образуват решетка. Отначало те бяха насложени 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 вече споменатия индий калаев оксид, тези проводящи косми създават електростатично поле в техните пресечни точки.
Когато пръст докосне стъклото, поради електропроводимите свойства на кожата, то изкривява локалното електрическо поле в точките на най-близките пресечни точки на електродите. Това изкривяване може да бъде измерено 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 лесно улавя няколко докосвания наведнъж. Освен това липсата на допълнителни слоеве и междинни слоеве в сандвич, изработен от матрица, сензор и защитно стъкло има положителен ефект върху качеството на изображението. По същата причина обаче счупените екрани обикновено се заменят напълно. След като бъде сглобен, екранът с прожектиран капацитивен сензор е изключително труден за ремонт.
Сега предимствата на проектираните капацитивни сензорни екрани не звучат като нещо изненадващо, но по време на презентацията на iPhone те осигуриха огромен успех, въпреки обективните недостатъци - чувствителност към мръсотия и влага.
Чувствителни на натиск екрани за докосване - 3D Touch
Предшественикът на чувствителните на натиск сензорни екрани е собствената технология Force Touch на Apple, използвана в смарт часовниците на компанията, MacBook, MackBook Pro и Magic Trackpad 2.
След тестване на интерфейсни решения и различни сценарии за използване на разпознаване на налягането на тези устройства, Apple започна да прилага подобно решение в своите смартфони. В iPhone 6s и 6s Plus разпознаването и измерването на налягането се превърнаха в една от функциите на сензорния екран и получиха търговското име 3D Touch.
Въпреки че Apple не скри това нова технология само модифицира капацитивните сензори, с които сме свикнали и дори показа диаграма, която обясняваше в общи линии принципа на нейното действие, подробности за устройството на сензорните екрани с 3D Touch се появиха само след първия iPhone нов поколения са разглобявани от ентусиасти.
За да научат капацитивния сензорен екран да разпознава налягането и да прави разлика между множество степени на налягане, инженерите от Купертино изискват повторно сглобяване на сензорния сензорен екран. Те направиха промени в отделните му части и добавиха още една към капацитивната, нов слой... И, интересното е, че по този начин те очевидно бяха вдъхновени от остарелите съпротивителни екрани.
Решетката от капацитивни сензори остана непроменена, но беше преместена назад, по-близо до матрицата. Между набор от електрически контакти, които наблюдават точката на докосване на дисплея, и защитно стъкло е интегрирано допълнителен масив от 96 отделни сензора.
Неговата задача не беше да намери пръста екран на iPhone... Капацитивният сензорен екран все още се справи добре с това. Тези плочи са необходими за откриване и измерване на степента на огъване на защитното стъкло. Apple специално за iPhone поръча на Gorilla Glass да проектира и произведе защитно покритие, което да запази предишната си здравина и в същото време да бъде достатъчно гъвкаво, за да позволи на екрана да реагира на натиск.
При това развитие беше възможно да се завърши материалът за сензорните екрани, ако не и друга технология, която беше предсказана за голямо бъдеще преди няколко години.
Вълнови сензорни екрани
Изненадващо, те не използват електричество или дори имат нещо общо със светлината. Технологията Surface Acoustic Wave използва повърхностни акустични вълни, които се разпространяват по повърхността на екрана, за да определят точката на контакт. Ултразвукът, генериран от пиезоелектрическите елементи в ъглите, е твърде висок, за да може човек да се вдигне. Той се разпространява напред-назад, многократно отскачайки от краищата на екрана. Звукът се анализира за аномалии, създадени от обекти, докосващи екрана.
Няма много недостатъци при вълновите сензорни екрани. Те започват да правят грешки след силно замърсено стъкло и в условия на силен шум, но в същото време екраните с такъв сензор нямат допълнителни слоеве, които увеличават дебелината и влияят върху качеството на изображението. Всички компоненти на сензора са скрити под рамката на дисплея. В допълнение, сензорите за вълни ви позволяват точно да изчислите площта на контакт на екрана с пръст или друг предмет и косвено да изчислите налягането върху екрана, използвайки тази област.
Едва ли ще срещнем тази технология в смартфоните поради настоящата мода за безрамкови дисплеи, но преди няколко години Samsung експериментира със системата Surface Acoustic Wave в моноблокове, а панели с акустични сензорни екрани се продават като аксесоари за игрални машини и рекламни терминали. сега
