Resistyvinis ekranas.
Paprasčiausias tipas yra keturių laidų, kurį sudaro speciali stiklo plokštė ir plastikinė membrana. Tarpas tarp stiklo ir plastikinės membranos turi būti užpildytas mikroizoliatoriais, kurie gali patikimai izoliuoti laidžius paviršius vienas nuo kito. Elektrodai, kurie yra plonos metalinės plokštės, yra sumontuoti visame sluoksnių paviršiuje. Galiniame sluoksnyje elektrodai yra vertikalioje padėtyje, o priekiniame sluoksnyje - horizontalioje padėtyje, kad būtų galima apskaičiuoti koordinates. Jei paspausite ekraną, skydelis ir membrana automatiškai užsidarys, o specialus jutiklis pajus presą, paversdamas jį signalu. Aštuonių laidų ekranai, pasižymintys aukštu tikslumo lygiu, laikomi pažangiausiu tipu. Tačiau šie ekranai pasižymi žemu patikimumo ir trapumo lygiu. Jei svarbu, kad ekranas būtų patikimas, turite pasirinkti penkių laidų tipą.
1 - stiklo plokštė, 2 - varžinė danga, 3 - mikroizoliatoriai, 4 - plėvelė su laidžia danga
Matriciniai ekranai.
Dizainas panašus į varžinį ekraną, nors jis buvo supaprastintas. Ant membranos buvo specialiai uždėti vertikalūs laidininkai, o ant stiklo – horizontalūs. Jei spustelėsite ekraną, laidininkai tikrai susilies ir užsidarys skersai. Procesorius gali sekti, kurie laidininkai yra sutrumpinti, ir tai padeda aptikti paspaudimo koordinates. Matriciniai ekranai negali būti vadinami labai tiksliais, todėl jie ilgą laiką nebuvo naudojami.
Talpiniai ekranai.
Talpinių ekranų dizainas yra gana sudėtingas ir pagrįstas tuo, kad žmogaus kūnas ir ekranas kartu sudaro kondensatorių, praleidžiantį kintamąją srovę. Tokie ekranai yra pagaminti iš stiklo plokštės, kuri yra padengta atsparia medžiaga, kad nebūtų apsunkintas elektros kontaktas. Elektrodai yra keturiuose ekrano kampuose ir yra kintamoji įtampa. Jei paliesite ekrano paviršių, atsiras nuotėkis. kintamoji srovė per minėtą „kondensatorių“. Tai fiksuojama jutikliais, po kurių informaciją apdoroja įrenginio mikroprocesorius. Talpiniai ekranai gali atlaikyti iki 200 milijonų paspaudimų, jų tikslumas yra vidutinis, tačiau, deja, jie bijo bet kokios skysčių įtakos.
Projektyviniai talpiniai ekranai.
Projektuojami talpiniai ekranai, skirtingai nei anksčiau aptarti tipai, gali aptikti kelis paspaudimus vienu metu. Viduje visada yra specialus elektrodų tinklelis, o kontakto metu su jais tikrai susidarys kondensatorius. IN Ši vieta elektros talpa pasikeis. Valdiklis galės nustatyti tašką, kuriame susikirto elektrodai. Tada atliekami skaičiavimai. Jei vienu metu paspausite ekraną keliose vietose, susidarys ne vienas kondensatorius, o keli.
Ekranas su infraraudonųjų spindulių tinkleliu.
Tokių ekranų veikimo principas yra paprastas ir tam tikru mastu panašus į matricinį ekraną. Tokiu atveju laidininkai pakeičiami specialiais infraraudonieji spinduliai. Aplink šį ekraną yra rėmelis, kuriame yra įmontuoti emiteriai, taip pat imtuvai. Jei bakstelėsite ekraną, kai kurie spinduliai persidengs ir negalės pasiekti savo tikslo, ty imtuvo. Dėl to valdiklis apskaičiuoja kontakto vietą. Tokie ekranai gali praleisti šviesą, yra patvarūs, nes nėra jautrios dangos ir visiškai nėra mechaninio prisilietimo. Tačiau tokie ekranai šiuo metu neatitinka didelio tikslumo ir bijo bet kokio užteršimo. Tačiau tokio ekrano rėmo įstrižainė gali siekti 150 colių.
Jutikliniai ekranai, pagrįsti paviršiaus akustinėmis bangomis.
Šis ekranas visada pagamintas iš stiklo plokštės, į kurią įmontuoti pjezoelektriniai keitikliai, išdėstyti skirtingais kampais. Taip pat aplink perimetrą yra atspindintys ir priimantys jutikliai. Valdiklis yra atsakingas už signalų, kurių dažnis yra aukštas, generavimą. Po to signalai visada siunčiami į pjezoelektrinius keitiklius, kurie įeinančius signalus gali paversti akustinėmis vibracijomis, kurios vėliau atsispindi nuo atspindinčių jutiklių. Tada imtuvai gali paimti bangas, vėl nusiųsti į pjezoelektrinius keitiklius ir paversti elektriniu signalu. Jei paspausite ekraną, akustinių bangų energija bus iš dalies sugerta. Imtuvai yra jautrūs tokiems pokyčiams, o procesorius gali apskaičiuoti prisilietimo taškus. Pagrindinis privalumas – paviršinėmis akustinėmis bangomis pagrįsti jutikliniai ekranai seka spaudimo taško ir spaudimo jėgos koordinates. Šio tipo ekranai yra patvarūs, nes gali atlaikyti 50 milijonų prisilietimų. Dažniausiai jie naudojami lošimo automatai, pagalbos sistemos. Reikėtų atsižvelgti į tai, kad esant aplinkos triukšmui, vibracijai ar akustinei taršai, tokio ekrano veikimas gali būti netikslus.
Iš pradžių jutikliniai ekranai (lietimui jautrūs ekranai) buvo gana reti. Juos galima rasti tik kai kuriuose PDA ir PDA (kišeniniuose kompiuteriuose). Kaip žinote, tokio tipo įrenginiai niekada nebuvo plačiai paplitę, nes jiems trūko svarbiausio dalyko, tai yra funkcionalumo. Išmaniųjų telefonų istorija tiesiogiai susijusi su jutikliniais ekranais. Štai kodėl šiais laikais žmogus, turintis „išmanųjį telefoną“ su jutikliniu ekranu, nieko nenustebins. Jutiklinis ekranas plačiai naudojamas ne tik madinguose, brangiuose įrenginiuose, bet net ir palyginti nebrangiuose šiuolaikinių telefonų modeliuose. Kokie yra 3 tipų jutiklinių ekranų, kuriuos galima rasti šiuolaikiniuose įrenginiuose, veikimo principai?
Jutiklinių ekranų tipai
Jutikliniai ekranai nebėra per brangūs. Be to, jutikliniai ekranai šiandien yra daug „reaguojantys“ - jie tiesiog puikiai atpažįsta vartotojo prisilietimus. Būtent ši savybė atvėrė jiems kelią daugeliui vartotojų visame pasaulyje. Šiuo metu yra trys pagrindiniai jutiklinių ekranų dizainai:
- Talpinis.
- Banga.
- Atsparus arba tiesiog "elastingas".
Talpinis jutiklinis ekranas: veikimo principas
Tokio tipo jutikliniuose ekranuose stiklo pagrindas yra padengtas sluoksniu, kuris veikia kaip įkrovimo talpykla. Vartotojas savo prisilietimu tam tikrame taške išleidžia dalį elektros krūvio. Šį sumažinimą lemia mikroschemos, esančios kiekviename ekrano kampe. Kompiuteris apskaičiuoja elektrinių potencialų skirtumą tarp skirtingų ekrano dalių, o detali prisilietimo informacija iš karto perduodama jutiklinio ekrano tvarkyklės programai.
Užteks svarbus pranašumas Talpiniai jutikliniai ekranai yra šio tipo ekranų galimybė išlaikyti beveik 90% pradinio ekrano ryškumo. Dėl šios priežasties vaizdai talpiniame ekrane atrodo ryškesni nei jutikliniuose ekranuose, kurių dizainas yra atsparus.
Vaizdo įrašas apie talpinį jutiklinį ekraną:
Ateitis: bangos formos jutikliniai ekranai
Stiklinio ekrano koordinačių tinklelio ašių galuose yra du keitikliai. Vienas iš jų yra siųstuvas, antrasis - imtuvas. Taip pat ant stiklo pagrindo yra atšvaitai, kurie "atspindi" elektros signalą, kuris perduodamas iš vieno keitiklio į kitą.
Keitiklis-imtuvas „visiškai tiksliai žino“, ar buvo paspaudimas, taip pat kuriame konkrečiai taške jis įvyko, nes vartotojas savo prisilietimu nutraukia akustinę bangą. Tuo pačiu metu bangų ekrano stiklas neturi metalinės dangos - tai leidžia visiškai išsaugoti 100% originalios šviesos. Šiuo atžvilgiu bangų ekranas yra geriausias variantas tiems vartotojams, kurie dirba grafikoje su smulkiomis detalėmis, nes varžiniai ir talpiniai jutikliniai ekranai nėra idealūs vaizdo aiškumo požiūriu. Jų danga blokuoja šviesą, todėl vaizdas gerokai iškraipomas.
Vaizdo įrašas apie paviršinio aktyvumo jutiklinių ekranų veikimo principą:
Praeitis: apie varžinį jutiklinį ekraną
Varžinė sistema yra paprastas stiklas, padengtas elektros laidininko sluoksniu, taip pat elastinga metalo „plėvelė“, kuri taip pat turi laidžias savybes. Tarp šių dviejų sluoksnių yra tuščia erdvė, naudojant specialius tarpiklius. Ekrano paviršius padengtas specialia medžiaga, kuri jį apsaugo nuo mechaninių pažeidimų, pavyzdžiui, įbrėžimų.
Naudotojui sąveikaujant su jutikliniu ekranu, per šiuos du sluoksnius praeina elektros krūvis. Kaip tai atsitinka? Vartotojas paliečia ekraną tam tikrame taške ir elastingas viršutinis sluoksnis susiliečia su laidžiu sluoksniu – tik šioje vietoje. Tada kompiuteris nustato taško, kurį vartotojas palietė, koordinates.
Kai koordinatės tampa žinomos įrenginiui, specialus vairuotojas paverčia prisilietimus žinomomis komandomis Operacinė sistema. Tokiu atveju galite daryti analogijas su dažniausiai pasitaikančiu vairuotoju Kompiuterio pelė, nes atlieka lygiai tą patį: paaiškina operacinei sistemai, ką vartotojas konkrečiai norėjo jai pasakyti, judindamas manipuliatorių ar paspausdamas mygtuką. Paprastai su tokio tipo ekranais naudojami specialūs rašikliai.
Resistyvius ekranus galima rasti palyginti senuose įrenginiuose. „IBM Simon“, seniausias mūsų civilizacijai žinomas išmanusis telefonas, aprūpintas būtent tokiu jutikliniu ekranu.
Vaizdo įrašas apie varžinio jutiklinio ekrano veikimo principą:
Įvairių tipų jutiklinių ekranų savybės
Pigiausi lietimui jautrūs ekranai, bet tuo pačiu mažiausiai aiškiai perduodantys vaizdą, yra varžiniai jutikliniai ekranai. Be to, jie taip pat yra labiausiai pažeidžiami, nes absoliučiai bet koks aštrus daiktas gali rimtai sugadinti gana gležną varžinę „plėvelę“.
Kitas tipas, t.y. bangų jutikliniai ekranai yra patys brangiausi tarp savo rūšių. Tuo pačiu metu varžinis dizainas greičiausiai priklauso praeičiai, talpinis - dabarčiai, o bangų dizainas - ateičiai. Akivaizdu, kad absoliučiai niekas nežino ateities šimtu procentų ir atitinkamai šiuo metu galima tik spėlioti, kuri technologija turi didelių perspektyvų ją panaudoti ateityje.
Resistinei jutiklinio ekrano sistemai nėra jokio ypatingo skirtumo, ar vartotojas liečia įrenginio ekraną guminiu rašiklio antgaliu, ar tiesiog pirštu. Pakanka, kad tarp dviejų sluoksnių būtų kontaktas. Tuo pačiu metu talpinis ekranas atpažįsta tik kai kurių laidžių objektų prisilietimus. Dažnai šiuolaikinių įrenginių vartotojai juos valdo savo pirštais. Bangų dizaino ekranai šiuo atžvilgiu yra artimesni varžiniams. Duoti komandą galima beveik bet kokiu daiktu – tik reikia vengti naudoti sunkius ar per mažus daiktus, pavyzdžiui, tušinuko papildymas tam netinka.
Straipsnis:Vaizdo įrenginys, skirtas mobiliajam telefonui (išmaniajam telefonui) ir planšetiniam kompiuteriui. LCD ekrano įrenginys. Ekranų tipai, jų skirtumai.
Pratarmė
Šiame straipsnyje išanalizuosime šiuolaikinių mobiliųjų telefonų, išmaniųjų telefonų ir planšetinių kompiuterių ekrano struktūrą. Didelių įrenginių (monitorių, televizorių ir kt.) ekranai, išskyrus smulkius niuansus, išdėstyti panašiai.
Išmontavimą atliksime ne tik teoriškai, bet ir praktiškai, atidarę „aukos“ telefono ekraną.
Pažiūrėsime, kaip veikia modernus ekranas, pasitelkę sudėtingiausio iš jų pavyzdį – skystųjų kristalų ekraną (LCD – skystųjų kristalų ekraną). Kartais jie vadinami TFT LCD, kur santrumpa TFT reiškia „plonasluoksnį tranzistorių“ - plonasluoksnį tranzistorių; nes skystieji kristalai yra valdomi dėl tokių tranzistorių, nusėdusių ant pagrindo kartu su skystaisiais kristalais.
Pigus Nokia 105 pasitarnaus kaip „aukojamas“ telefonas, kurio ekranas bus atidarytas.
Pagrindiniai ekrano komponentai
Skystųjų kristalų ekranai (TFT LCD, ir jų modifikacijos – TN, IPS, IGZO ir kt.) susideda iš trijų komponentai: liečiamasis paviršius, vaizdo formavimo įtaisas (matrica) ir šviesos šaltinis (apšvietimas) tarp liečiamojo paviršiaus ir matricos yra kitas sluoksnis, pasyvus. Tai skaidrūs optiniai klijai arba tiesiog oro tarpas. Šis sluoksnis egzistuoja dėl to, kad LCD ekranuose ekranas ir jutiklinis paviršius yra visiškai skirtingi įrenginiai, sujungti grynai mechaniškai.
Kiekvienas iš „aktyvių“ komponentų turi gana sudėtingą struktūrą.
Pradėkime nuo jutiklinio paviršiaus (lietimui jautraus ekrano). Jis yra viršutiniame ekrano sluoksnyje (jei toks yra; ir viduje telefonai su mygtukais, pavyzdžiui, jo nėra).
Dabar labiausiai paplitęs jo tipas yra talpinis. Tokio jutiklinio ekrano veikimo principas pagrįstas elektros talpos pasikeitimu tarp vertikalių ir horizontalių laidininkų, kai juos liečia naudotojas pirštu.
Atitinkamai, kad šie laidininkai netrukdytų žiūrėti vaizdo, iš specialių medžiagų yra skaidrūs (dažniausiai tam naudojamas indžio alavo oksidas).
Taip pat yra liečiamų paviršių, kurie reaguoja į spaudimą (vadinamieji varžiniai), tačiau jie jau „išeina iš arenos“.
Neseniai pasirodė kombinuoti liečiamieji paviršiai, kurie vienu metu reaguoja ir į piršto talpą, ir į spaudimo jėgą (3D jutikliniai ekranai). Jie yra pagrįsti talpiniu jutikliu, kurį papildo slėgio jutiklis ekrane.
Jutiklinį ekraną nuo ekrano galima atskirti oro tarpu arba prie jo priklijuoti (vadinamasis „vieno stiklo tirpalas“, OGS – vieno stiklo tirpalas).
Ši parinktis (OGS) turi didelį kokybės pranašumą, nes sumažina atspindžio lygį ekrane nuo išorinių šviesos šaltinių. Tai pasiekiama sumažinus atspindinčių paviršių skaičių.
„Įprastame“ ekrane (su oro tarpu) yra trys tokie paviršiai. Tai yra perėjimų tarp skirtingų šviesos lūžio rodiklių terpių ribos: „oras-stiklas“, tada „stiklas-oras“ ir galiausiai vėl „oras-stiklas“. Stipriausi atspindžiai yra nuo pirmosios ir paskutinės ribos.
Versijoje su OGS yra tik vienas atspindintis paviršius (išorinis), „oras-stiklas“.
Nors ekranas su OGS yra labai patogus vartotojui ir pasižymi geromis savybėmis; Jis taip pat turi trūkumą, kuris „iššoka“, jei ekranas sugenda. Jei „įprastame“ ekrane (be OGS) nuo smūgio lūžta tik pats jutiklinis ekranas (jautrumas paviršius), tada atsitrenkus į ekraną su OGS gali sulūžti visas ekranas. Bet taip nutinka ne visada, todėl kai kurių portalų teiginiai, kurie rodomi su OGS yra visiškai nepataisomi, neatitinka tikrovės. Tikimybė, kad nulūžo tik išorinis paviršius, yra gana didelė, viršija 50%. Tačiau remontas, susijęs su sluoksnių atskyrimu ir naujo jutiklinio ekrano klijavimu, galimas tik aptarnavimo centre; Taisyti patiems yra labai problemiška.
Ekranas
Dabar pereikime prie kitos dalies – paties ekrano.
Jį sudaro matrica su pridedamais sluoksniais ir foninio apšvietimo lempa (taip pat daugiasluoksnė!).
Matricos ir su ja susijusių sluoksnių užduotis yra pakeisti šviesos kiekį, praeinantį per kiekvieną pikselį iš foninio apšvietimo, taip formuojant vaizdą; tai šiuo atveju koreguojamas pikselių skaidrumas.
Šiek tiek daugiau apie šį procesą.
"Skaidrumo" reguliavimas atliekamas keičiant šviesos poliarizacijos kryptį, kai ji praeina per skystuosius kristalus pikselyje, veikiant elektrinis laukas(arba atvirkščiai, jei nėra poveikio). Tuo pačiu metu poliarizacijos pokytis savaime nekeičia perduodamos šviesos ryškumo.
Ryškumas pasikeičia, kai poliarizuota šviesa praeina per kitą sluoksnį - poliarizacinę plėvelę su „fiksuota“ poliarizacijos kryptimi.
Matricos struktūra ir veikimas dviejose būsenose („yra šviesa“ ir „nėra šviesos“) schematiškai parodyta šiame paveikslėlyje:
(vaizdas panaudotas iš Vikipedijos olandų kalbos su vertimu į rusų kalbą)
Šviesos poliarizacija sukasi skystųjų kristalų sluoksnyje priklausomai nuo taikomos įtampos.
Kuo labiau poliarizacijos kryptys sutampa pikselyje (prie išėjimo iš skystųjų kristalų) ir plėvelėje su fiksuota poliarizacija, tuo daugiau šviesos galiausiai praeina per visą sistemą.
Jei poliarizacijos kryptys pasirodo statmenos, tai teoriškai šviesa neturėtų prasiskverbti pro šalį – turi būti juodas ekranas.
Praktiškai toks „idealus“ poliarizacijos vektorių išdėstymas negali būti sukurtas; be to, tiek dėl skystųjų kristalų „netobulumo“, tiek dėl netobulos ekrano mazgo geometrijos. Todėl TFT ekrane negali būti visiškai juodo vaizdo. Geriausiuose LCD ekranuose baltos/juodos spalvos kontrastas gali būti didesnis nei 1000; vidutiniškai 500...1000, likusiose - žemiau 500.
Ką tik buvo aprašytas matricos, pagamintos naudojant LCD TN+film technologiją, veikimas. Skystųjų kristalų matricos, kuriose naudojamos kitos technologijos, turi panašius veikimo principus, tačiau skiriasi techninis įgyvendinimas. Geriausi spalvų perteikimo rezultatai gaunami naudojant IPS, IGZO ir *VA (MVA, PVA ir kt.) technologijas.
Foninis apšvietimas
Dabar pereiname prie paties ekrano „apačios“ - foninio apšvietimo. Nors šiuolaikiniame apšvietime iš tikrųjų nėra lempų.
Nepaisant paprasto pavadinimo, foninio apšvietimo lempa turi sudėtingą daugiasluoksnę struktūrą.
Taip yra dėl to, kad foninis apšvietimas turi būti plokščias, vienodo ryškumo visame paviršiuje šviesos šaltinis, o gamtoje tokių šviesos šaltinių yra labai mažai. O esami nelabai tinka šiems tikslams dėl mažo efektyvumo, „prasto“ emisijos spektro arba reikalauja „netinkamo“ tipo ir vertės švytėjimo įtampos (pavyzdžiui, elektroliuminescenciniai paviršiai, žr. Vikipedija).
Šiuo atžvilgiu labiausiai paplitę dabar yra ne grynai „plokštieji“ šviesos šaltiniai, o „taškinis“ LED apšvietimas, naudojant papildomus sklaidos ir atspindinčius sluoksnius.
Panagrinėkime šio tipo foninį apšvietimą „atidarydami“ ekraną Nokia telefonas 105.
Išardę ekrano foninio apšvietimo sistemą iki vidurinio sluoksnio, apatiniame kairiajame kampe pamatysime vieną baltą šviesos diodą, kuris nukreipia savo spinduliuotę į beveik permatomą plokštę per plokščią kraštą vidinėje kampo „pjūvėje“:
Nuotraukos paaiškinimai. Rėmelio centre yra mobiliojo telefono ekranas, padalintas į sluoksnius. Žemiau pirmame plane viduryje yra įtrūkimais padengta matrica (pažeista išardymo metu). Viršuje pirmame plane yra vidurinė foninio apšvietimo sistemos dalis (likę sluoksniai laikinai pašalinami, kad būtų matomas skleidžiantis baltą šviesos diodą ir permatomą „šviesos vadovo“ plokštę).
Matoma iš už ekrano pagrindinė plokštė telefonas (žalias) ir klaviatūra (apačioje su apvaliomis angomis mygtukų paspaudimams perduoti).
Ši peršviečiama plokštelė yra ir šviesos kreiptuvas (dėl vidinių atspindžių), ir pirmasis sklaidantis elementas (dėl „spuogelių“, kurie sukuria kliūtis šviesai praeiti). Padidinus jie atrodo taip:
Vaizdo apačioje, kairėje nuo vidurio, matomas ryškiai skleidžiantis baltos spalvos LED foninis apšvietimas.
Balto foninio apšvietimo LED forma geriau matoma vaizde, kai jo ryškumas yra sumažintas:
Šios plokštės apačioje ir viršuje dedami įprasti balti matiniai plastiko lakštai, tolygiai paskirstantys šviesos srautą visoje srityje:
Jį galima sąlygiškai vadinti „lapu su permatomu veidrodžiu ir dvigubu lūžiu“. Ar pamenate, kad per fizikos pamokas mums pasakojo apie Islandijos špatą, kai pro jį prasiskverbė šviesa, ji suskilo į dvi dalis? Tai panašu į jį, tik turi šiek tiek daugiau veidrodinių savybių.
Taip atrodo įprasti rankinis laikrodis, jei kai kurie iš jų yra padengti šiuo lapu:
Tikėtinas šio lapo tikslas yra išankstinis šviesos filtravimas poliarizacijos būdu (saugokite tą, kurio jums reikia, išmeskite nereikalingą). Bet gali būti, kad kalbant apie šviesos srauto kryptį matricos link, šis filmas taip pat turi tam tikrą vaidmenį.
Taip veikia „paprasta“ foninio apšvietimo lempa skystųjų kristalų ekranuose ir monitoriuose.
Kalbant apie „didelius“ ekranus, jų struktūra yra panaši, tačiau apšvietimo įrenginyje yra daugiau šviesos diodų.
Senesniuose LCD monitoriuose vietoj LED foninis apšvietimas naudotos dujinės šviesos lempos su šaltuoju katodu (CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp).
AMOLED ekranų struktūra
Dabar – keli žodžiai apie naujo ir progresyvaus tipo ekrano dizainą – AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).
Tokių ekranų dizainas yra daug paprastesnis, nes nėra foninio apšvietimo.
Šiuos ekranus sudaro daugybė šviesos diodų ir kiekvienas pikselis šviečia atskirai. AMOLED ekranų privalumai – „begalinis“ kontrastas, puikūs žiūrėjimo kampai ir didelis energijos vartojimo efektyvumas; o trūkumai – sutrumpėjusi mėlynų pikselių naudojimo trukmė ir technologiniai gamybos sunkumai dideli ekranai.
Taip pat reikėtų pažymėti, kad, nepaisant paprastesnės struktūros, AMOLED ekranų gamybos sąnaudos vis dar yra didesnės nei TFT LCD ekranų.
Jei nesate vienas iš techniškai išprususių vartotojų ir netrukus susidursite su klausimu, kaip pasirinkti mobilųjį telefoną ar išmanųjį telefoną su jutikliniu ekranu, tikriausiai perskaitysite specifikacijas mobiliuosius įrenginius Pamatysite tokius terminus kaip „talpinis ekranas“ arba „varžinis ekranas“. Ir tada jums iškils visiškai logiškas klausimas – kuris geresnis: varžinis ar talpinis? Išsiaiškinkime skirtumus jutikliniai ekranai, kokios jų rūšys egzistuoja ir kokie jų privalumai bei trūkumai.
RESISTINIAI EKRANAI
Paprasčiau tariant, vengiant protingų techninių terminų ir frazių, rezistinis jutiklinis ekranas yra lanksti skaidri membrana, ant kurios padengiama laidžioji (kitaip tariant, varžinė) danga. Po membrana yra stiklas, taip pat padengtas laidžiu sluoksniu. Rezistinio ekrano veikimo principas yra tas, kad paspaudus ekraną pirštu ar rašikliu, stiklas užsidaro su membrana tam tikrame taške. Mikroprocesorius fiksuoja membranos įtampos pokytį ir apskaičiuoja kontaktų koordinates. Kuo tikslesnis presas, tuo procesoriui lengviau apskaičiuoti tikslias koordinates. Todėl su varžiniais ekranais daug lengviau dirbti su rašikliu.
Pagrindiniai varžinių ekranų pranašumai yra tai, kad jie yra palyginti pigūs gaminti, taip pat tai Šis tipas Ekranas reaguoja į bet kokių objektų paspaudimą. Tai labai praverčia rengiant pristatymus, juolab kad projektorių kainos šiandien krenta kasdien.
Rezistencinių ekranų trūkumai: mažas stiprumas; mažas patvarumas (apie 35 mln. paspaudimų viename taške); įgyvendinimo neįmanoma; daug klaidų apdorojant gestus, tokius kaip slydimas ir apvertimas.
Taigi, kuris ekranas yra geresnis: varžinis ar talpinis?
Jei atidžiai perskaitėte šį straipsnį, galėsite be jokių problemų padaryti savo išvadas. Pasakysiu tik tiek, kad šis ginčas pasmerktas žlugti. Kai kurie vartotojai mėgsta dirbti su rašikliu ir nėra patenkinti talpiniais ekranais. Tačiau daugumai žmonių patogiau valdyti įrenginį su talpiniu ekranu – taip patogiau, o kelių prisilietimų funkcija daro didelį skirtumą. Viskas ne veltui šiuolaikiniai išmanieji telefonai ir planšetiniai kompiuteriai Android valdymas, turi talpinius ekranus.
Susiję straipsniai:
Yra daug situacijų, kai reikia greitai ir efektyviai išvalyti telefono atmintį. Bet kaip tai padaryti. Pažvelkime į valymo procedūrą...
Vakar vartotojas Grigorijus atsiuntė el. laišką su prašymu paskelbti gavimo instrukcijas Šakninės teisės skirtas LG Optimus L7 išmaniajam telefonui. Apskritai Google yra puikus...
iPhone 2G buvo pirmasis Mobilusis telefonas, kurio valdymas buvo visiškai pagrįstas sąveika su jutikliniu ekranu. Nuo jo pristatymo praėjo daugiau nei dešimt metų, tačiau daugelis iš mūsų vis dar nežino, kaip veikia jutiklinis ekranas. Tačiau su šiuo intuityviu įvesties įrankiu susiduriame ne tik išmaniuosiuose telefonuose, bet ir bankomatuose, mokėjimo terminaluose, kompiuteriuose, automobiliuose ir lėktuvuose – tiesiogine prasme visur.
Prieš jutiklinius ekranus, labiausiai paplitusi sąsaja komandoms įvesti Elektroniniai prietaisai buvo skirtingos klaviatūros. Nors atrodo, kad jie neturi nieko bendro su jutikliniais ekranais, iš tikrųjų gali nustebinti jutiklinio ekrano panašumas į klaviatūrą. Pažvelkime į jų įrenginį išsamiai.
Klaviatūra yra spausdintinė plokštė, ant kurio sumontuotos kelios eilės jungiklių-mygtukų. Nepriklausomai nuo jų konstrukcijos, membranos ar mechaninio, paspaudus kiekvieną klavišą, nutinka tas pats. Kompiuterio plokštėje po mygtuku yra trumpasis jungimas. elektros grandinė, kompiuteris užregistruoja srovės praėjimą šioje grandinės vietoje, „supranta“ kuris klavišas paspaudžiamas ir įvykdo atitinkamą komandą. Liečiamo ekrano atveju nutinka beveik tas pats.
Yra apie keliolika skirtingų tipų jutiklinių ekranų, tačiau dauguma šių modelių yra pasenę ir nenaudojami, arba yra eksperimentiniai ir vargu ar kada nors pasirodys gamybiniuose įrenginiuose. Pirmiausia pakalbėsiu apie dabartinių technologijų struktūrą, tas, su kuriomis nuolat bendrauji ar bent jau gali susidurti kasdieniame gyvenime.
Resistyvinis jutiklinis ekranas
Resistyviniai jutikliniai ekranai buvo išrasti dar 1970 m. ir nuo to laiko mažai pasikeitė.
Ekranuose su tokiais jutikliais virš matricos yra keletas papildomų sluoksnių. Tačiau aš padarysiu išlygą, kad matrica čia visai nereikalinga. Pirmieji varžiniai jutikliniai įrenginiai iš viso nebuvo ekranai.
Apatinis jutiklio sluoksnis susideda iš stiklo pagrindo ir vadinamas varžiniu sluoksniu. Ant jo yra padengta skaidri metalinė danga, kuri gerai perduoda srovę, pavyzdžiui, iš puslaidininkio, pavyzdžiui, indžio alavo oksido. Viršutinis jutiklinio ekrano sluoksnis, su kuriuo vartotojas sąveikauja spausdamas ekraną, yra pagamintas iš lanksčios ir elastingos membranos. Jis vadinamas laidžiu sluoksniu. Tarpe tarp sluoksnių paliekamas oro tarpas arba jis tolygiai nusėtas mikroskopinėmis izoliacinėmis dalelėmis. Išilgai kraštų keturi, penki arba aštuoni elektrodai yra prijungti prie jutiklio sluoksnio, sujungiant jį su jutikliais ir mikrovaldikliu. Kuo daugiau elektrodų, tuo didesnis varžinio jutiklinio ekrano jautrumas, nes įtampos pokyčiai juose yra nuolat stebimi.
Čia yra ekranas su įjungtu varžiniu jutikliniu ekranu. Kol kas niekas nevyksta. Elektros srovė laisvai teka per laidų sluoksnį, tačiau vartotojui palietus ekraną viršutinėje dalyje esanti membrana pasilenkia, izoliacinės dalelės išsiskiria ir paliečia apatinį jutiklinio ekrano sluoksnį bei susiliečia. Po to iš karto pasikeičia visų ekrano elektrodų įtampa.
Jutiklinio ekrano valdiklis aptinka įtampos pokyčius ir nuskaito rodmenis iš elektrodų. Keturios, penkios, aštuonios reikšmės ir visos skirtingos. Remdamasis dešiniojo ir kairiojo elektrodo rodmenų skirtumu, mikrovaldiklis apskaičiuos preso X koordinatę, o pagal viršutinio ir apatinio elektrodo įtampos skirtumus nustatys Y koordinatę ir taip praneš kompiuterio tašką, kuriame liečiasi jutiklinio ekrano sluoksnio sluoksniai.
Resistyviniai jutikliniai ekranai turi ilgą trūkumų sąrašą. Taigi jie iš principo negali atpažinti dviejų paspaudimų vienu metu, jau nekalbant daugiau. Jiems nesiseka šaltyje. Dėl to, kad tarp jutiklių sluoksnių reikia sluoksnio, tokių ekranų matricos pastebimai praranda ryškumą ir kontrastą, linkusios akinti saulėje ir apskritai atrodo pastebimai prasčiau. Tačiau ten, kur vaizdo kokybė yra antraeilė, jie ir toliau naudojami dėl atsparumo dėmėms, galimybės naudoti su pirštinėmis ir, svarbiausia, dėl mažos kainos.
Tokie įvesties įrenginiai yra visur nebrangiuose masinės gamybos įrenginiuose, pavyzdžiui, informacijos terminaluose viešose vietose, ir vis dar yra senstančiose programėlėse, pavyzdžiui, pigiuose MP3 grotuvuose.
Infraraudonųjų spindulių jutiklinis ekranas
Kitas, daug rečiau paplitęs, bet vis dėlto aktualus jutiklinio ekrano variantas yra infraraudonųjų spindulių jutiklinis ekranas. Jis neturi nieko bendro su varžiniu jutikliu, nors atlieka panašias funkcijas.
Infraraudonųjų spindulių jutiklinis ekranas yra pagamintas iš šviesos diodų matricų ir šviesai jautrių fotoelementų, esančių priešingose ekrano pusėse. Šviesos diodai apšviečia ekrano paviršių nematoma infraraudonųjų spindulių šviesa, ant jo suformuodami kažką panašaus į voratinklį arba koordinačių tinklelį. Tai primena apsaugos signalizaciją, kaip rodoma šnipų veiksmo filmuose ar kompiuteriniuose žaidimuose.
Kai kas nors paliečia ekraną, nesvarbu, ar tai pirštas, pirštinė, rašiklis ar pieštukas, du ar daugiau spindulių nutrūksta. Fotoelementai fiksuoja šį įvykį, jutiklinio ekrano valdiklis išsiaiškina, kurie iš jų negauna pakankamai infraraudonųjų spindulių ir pagal jų padėtį apskaičiuoja ekrano plotą, kuriame iškilo kliūtis. Likusi dalis yra suderinti prisilietimą su tuo, koks sąsajos elementas yra ekrane toje vietoje – programinės įrangos užduotis.
Šiandien infraraudonųjų spindulių jutiklinius ekranus galima rasti tose programėlėse, kurių ekranai yra nestandartinio dizaino, kur pridėti papildomų jutiklinių sluoksnių yra techniškai sudėtinga arba nepraktiška – elektronines knygas remiantis E-link ekranais, tokiais kaip Amazon Kindle Touch ir Sony Ebook. Be to, įrenginiai su panašiais jutikliais dėl savo paprastumo ir prižiūrėjimo patraukė kariškių dėmesį.
Talpinis jutiklinis ekranas
Jei varžiniuose jutikliniuose ekranuose kompiuteris užregistruoja laidumo pokytį, atsirandantį paspaudus ekraną tiesiai tarp jutiklio sluoksnių, tai talpiniai jutikliai tiesiogiai registruoja prisilietimą.
Žmogaus kūnas ir oda yra geri elektros laidininkai ir turi elektros krūvis. Dažniausiai tai pastebite eidami vilnoniu kilimu arba nusivilkę mėgstamą megztinį ir paliesdami ką nors metalinio. Visi esame susipažinę su statine elektra, patys patyrėme jos poveikį ir matėme tamsoje nuo mūsų pirštų skrendančias mažytes kibirkštis. Silpnesnis, nepastebimas elektronų apykaita tarp žmogaus kūno ir įvairių laidžių paviršių vyksta nuolat ir būtent tai fiksuoja talpiniai ekranai.
Pirmieji tokie jutikliniai ekranai buvo vadinami paviršiniais talpiniais ir buvo logiška varžinių jutiklių plėtra. Juose tiesiai ant ekrano buvo sumontuotas tik vienas laidus sluoksnis, panašus į anksčiau naudotą. Prie jo buvo pritvirtinti ir jautrūs elektrodai, šį kartą kampuose jutiklinė dalis. Jutikliai, stebintys elektrodų įtampą ir jų programinė įranga buvo žymiai jautresni ir dabar galėjo aptikti menkiausius srauto pokyčius elektros srovė per ekraną. Kai pirštas (kitas laidus objektas, pvz., plunksna) paliečia paviršių su paviršiniu talpiniu jutikliniu ekranu, laidus sluoksnis iš karto pradeda keistis elektronais su juo, o mikrovaldiklis tai pastebi.
Paviršinių talpinių jutiklinių ekranų atsiradimas buvo proveržis, tačiau dėl to, kad tiesiai ant stiklo uždėtas laidus sluoksnis buvo lengvai pažeistas, jie netiko naujos kartos įrenginiams.
Norint sukurti pirmąjį iPhone, reikėjo projektuojamų talpinių jutiklių. Šio tipo jutikliniai ekranai greitai tapo labiausiai paplitę šiuolaikinėje buitinė elektronika: išmanieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, monoblokai ir kiti buitiniai prietaisai.
Šio tipo jutiklinio ekrano viršutinis sluoksnis turi apsauginę funkciją ir gali būti pagamintas iš grūdinto stiklo, pavyzdžiui, garsiojo Gorilla Glass. Žemiau yra ploniausi elektrodai, kurie sudaro tinklelį. Iš pradžių jie buvo dedami vienas ant kito dviem sluoksniais, tada, siekiant sumažinti ekrano storį, buvo pradėti dėti tame pačiame lygyje.
Pagaminti iš puslaidininkinių medžiagų, įskaitant pirmiau minėtą indžio alavo oksidą, šie laidžiai plaukeliai sukuria elektrostatinį lauką, kur jie susikerta.
Pirštu palietus stiklą dėl elektrai laidžių odos savybių jis iškreipia vietinį elektrinį lauką artimiausiuose elektrodų susikirtimo taškuose. Šis iškraipymas gali būti išmatuotas kaip talpos pokytis viename tinklo taške.
Kadangi elektrodų matrica yra gana maža ir tanki, tokia sistema gali labai tiksliai sekti prisilietimą ir gali lengvai paimti kelis prisilietimus vienu metu. Be to, papildomų sluoksnių ir tarpsluoksnių nebuvimas matricos, jutiklio ir apsauginis stiklas turi teigiamą poveikį vaizdo kokybei. Tiesa, dėl tos pačios priežasties sugedę ekranai, kaip taisyklė, visiškai pakeičiami. Surinkus projektuojamą talpinį jutiklinį ekraną labai sunku taisyti.
Dabar projektuojamų talpinių jutiklinių ekranų pranašumai skamba ne kaip kažkas nuostabaus, bet šiuo metu iPhone pristatymai jie užtikrino technologijai didžiulę sėkmę, nepaisant objektyvių trūkumų – jautrumo purvui ir drėgmei.
Slėgiui jautrūs jutikliniai ekranai – 3D Touch
Ideologinis slėgiui jautrių jutiklinių ekranų pirmtakas buvo Apple patentuota technologija Force Touch, kuri buvo naudojama išmanusis laikrodisįmonė, „MacBook“, „MackBook Pro“ ir „Magic Trackpad 2“.
Išbandžiusi sąsajų sprendimus ir įvairius slėgio atpažinimo naudojimo šiuose įrenginiuose scenarijus, „Apple“ pradėjo diegti panašų sprendimą savo išmaniuosiuose telefonuose. „IPhone 6s“ ir „6s Plus“ modeliuose slėgio atpažinimas ir matavimas tapo viena iš jutiklinio ekrano funkcijų ir gavo komercinį pavadinimą „3D Touch“.
Nors „Apple“ neslėpė, kad nauja technologija tik modifikuoja talpinius jutiklius, prie kurių esame įpratę, ir netgi parodė diagramą bendras kontūras kuriame buvo paaiškintas jo veikimo principas, detalės apie jutiklinių ekranų su 3D Touch dizainą pasirodė tik po pirmojo iPhone naujas kartas išskyrė entuziastai.
Norėdami išmokyti talpinį jutiklinį ekraną atpažinti paspaudimus ir atskirti kelis slėgio laipsnius, Cupertino inžinieriai turėjo iš naujo sukurti jutiklinio ekrano sumuštinį. Jie pakeitė atskiras jo dalis ir pridėjo dar vieną prie talpinės, naujas sluoksnis. Įdomu tai, kad tai darydami jie buvo aiškiai įkvėpti pasenusių varžinių ekranų.
Talpinių jutiklių tinklelis liko nepakitęs, tačiau buvo perkeltas atgal, arčiau matricos. Tarp elektrinių kontaktų, kurie stebi ekrano palietimo vietą, ir apsauginio stiklo, a papildomas masyvas iš 96 atskirų jutiklių.
Jo užduotis nebuvo nustatyti piršto vietą iPhone ekranas. Talpinis jutiklinis ekranas vis tiek puikiai susidorojo su tuo. Šios plokštės yra būtinos norint aptikti ir išmatuoti apsauginio stiklo lenkimo laipsnį. „Apple“ specialiai „iPhone“ užsakė „Gorilla Glass“ sukurti ir pagaminti apsauginę dangą, kuri išlaikytų tą patį stiprumą ir tuo pačiu būtų pakankamai lanksti, kad ekranas reaguotų į spaudimą.
Ši plėtra galėjo būti medžiagos apie jutiklinius ekranus pabaiga, jei ne kita technologija, kuriai prieš keletą metų buvo pranašaujama puiki ateitis.
Wave jutikliniai ekranai
Keista, kad jie nenaudoja elektros ir net neturi nieko bendra su šviesa. Surface Acoustic Wave sistemos technologija naudoja paviršines akustines bangas, sklindančias palei ekrano paviršių, kad aptiktų prisilietimo tašką. Ultragarsas, kurį sukuria kampuose esantys pjezoelektriniai elementai, yra per didelis, kad jį aptiktų žmogaus klausa. Jis plinta pirmyn ir atgal, kelis kartus atšokdamas nuo ekrano kraštų. Garsas analizuojamas, ar nėra anomalijų, kurias sukelia ekraną liečiantys objektai.
Bangų jutikliniai ekranai turi keletą trūkumų. Jie pradeda daryti klaidas po to, kai stiklas yra labai suteptas ir esant stipriam triukšmui, tačiau tuo pačiu metu ekranuose su tokiu jutikliu nėra papildomų sluoksnių, kurie padidina storį ir turi įtakos vaizdo kokybei. Visi jutiklio komponentai yra paslėpti po ekrano rėmeliu. Be to, bangų jutikliai leidžia tiksliai apskaičiuoti ekrano ir piršto ar kito objekto sąlyčio plotą ir pagal šią sritį netiesiogiai apskaičiuoti ekrano paspaudimo jėgą.
Vargu ar susidursime su šia technologija išmaniuosiuose telefonuose dėl dabartinės berėmių ekranų mados, bet prieš keletą metų Samsung kompanija eksperimentavo su „Surface Acoustic Wave“ sistema monoblokuose, o plokštės su akustiniais jutikliniais ekranais vis dar parduodamos kaip lošimo automatų ir reklamos terminalų komponentai.
