Основные характеристики сенсорного экрана кратко

Обновлено: 03.07.2024

Использование

Сегодня сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных электронных устройствах. Изначально тачскрин применялся в конструкции карманных персональных компьютеров (КПК, PDA), теперь первенство держат коммуникаторы, мобильные телефоны, плееры и даже фото- и видеокамеры. Однако технология управления пальцем через виртуальные кнопки на экране оказалась настолько удобной, что ею оснащаются почти все платежные терминалы, многие современные банкоматы, электронные справочные киоски и другие устройства, используемые в общественных местах.

Сенсорный экран (от англ. touch screen) - это координатное устройство, позволяющее путем прикосновения (пальцем, стилусом и т.п.) к области экрана монитора производить выбор необходимого элемента данных, меню или осуществлять ввод данных в различных компьютерных системах. Сенсорные экраны наиболее пригодны для организации гибкого интерфейса, интуитивно понятного даже далеким от техники пользователям. С распространением карманных, планшетных компьютеров, устройств для чтения электронных книг и различных терминалов сенсорные экраны стали такими же привычными, как кнопка и колесо.

За прошедший период развития сенсорных экранов было разработано несколько типов этих устройств ввода, основанных на различных физических принципах, которые используются для определения места касания. В настоящее время наибольшее распространение получили два типа дисплеев — резистивные и емкостные. Помимо этого различают экраны, способные регистрировать одновременно несколько нажатий (Multitouch) или только одно.

Сенсорные экраны используют всего четыре основных базовых принципа построения: резистивный, емкостный, акустический и инфракрасный (разные источники выделяют шесть, а иногда и семь технологий, по которым производятся сенсорные экраны).

Сенсорные технологии всегда требуют, чтобы поверхность LCD монитора либо распознала прикосновение или же наоборот - защитила от касания. Изготовители экранов упорно трудятся, чтобы представить яркие и истинные цветные изображения. Таким образом, сенсорные мониторы должны искажать качество отображения картинки как можно меньше.

Сенсорные экраны обладают системой координат, независимой от основного дисплея. Картография касаний к дисплею требует конверсионного алгоритма от одной системы координат до другой. Точность этого преобразования зависит от устойчивости системы координат точки касания и видеокоординат. LCD-мониторы, в отличие от электронно-лучевых трубок, имеют изначально заложенное неподвижное положение дисплея. Немногие сенсорные технологии, например, ПАВ, также имеют неподвижную систему координат. Другие, как например, емкостные и некоторые дешевые резистивные технологии, требуют калибровки - даже периодической рекалибровки - по необходимости из-за так называемого "дрейфа". В любом случае, предпочтительно иметь сенсорную технологию, которая никогда не нуждается в калибровке. APR обладает неподвижной системой координат, которая никогда не изменяется во времени, положении, или из-за экологических изменений. С APR традиционная калибровка сенсорных экранов может быть устранена как обязательная необходимость, если размер экрана и положение установлены один раз.

Применение сенсорных экранов дает ряд преимуществ их обладателям. Например, интерактивные справочные системы (киоски), используемые в аптеках, торговых центрах, банках и на вокзалах, удобны в обращении и позволяют экономить время, чем, несомненно, привлекают клиентов. Использование сенсорных панелей и планшетов вместо меловых досок в сфере образования также сулит определенные выгоды. Обычно значительную часть занятия преподаватель тратит на рисование схем, графиков и таблиц, а иногда даже на переписывание листингов компьютерных программ. В итоге ценное время на объяснение представленного на доске материала сокращается. При таком режиме работы учащемуся трудно сосредоточиться на обдумывании материала, так как он занят копированием записей с доски. Применяя отображающие устройства, можно эффективно использовать заранее подготовленный иллюстративный материал, что экономит массу времени. Наличие у дисплея сенсорных свойств позволяет делать любые пометки, надписи и рисунки в процессе объяснения. Вся изложенная на лекции информация, включая рисунки преподавателя, легко копируется в неизменном виде в любом количестве и может использоваться учащимися. Таким образом, благодаря внедрению интеллектуальных панелей можно повысить качество преподавания и поднять уровень образования. В нашей стране применение сенсорных экранов пока очень ограничено. Остается надеяться, что со временем этот недостаток удастся победить.

Резистивный сенсорный экран

Резистивные экраны (технология AccuTouch) разрабатывалась для использования в условиях агрессивной окружающей среды, поэтому они превосходят другие экраны в надежности и долговечности. Резистивные экраны обладают максимальной стойкостью к загрязнению. Эта особенность позволяет им не бояться попадания на рабочую поверхность жидкостей, конденсата, паров, и надежно работать, когда другие типы экранов выходят из строя (экран выдерживает до 35 миллионов прикосновений к одной точке).

Резистивные сенсорные экраны AccuTouch превосходно зарекомендовали себя в сфере обслуживания, в составе POS-терминалов, промышленности, медицине и транспорте. Если Вы прикоснитесь к экрану пальцем, рукой в перчатке, ногтем или кредитной картой, то Вы получите точную реакцию в ответ на прикосновение.

Принцип работы четырехпроводного резистивного сенсорного экрана:
1. До экрана дотрагиваются любым твердым предметом.
2. Верхний резистивный слой прогибается и соприкасается с нижним.
3. Контроллер определяет напряжение в точке касания на нижнем слое и вычисляет координату точки касания по оси X.
4. Контроллер определяет напряжение в точке касания на верхнем слое и определяет координату точки касания по оси Y.

Экраны, выполненные по резистивной технологии, состоят из двух основных частей — гибкого верхнего и жесткого нижнего слоев. В качестве первого могут использоваться различные пластиковые или полиэфирные пленки, а второй изготавливается из стекла. На внутренние стороны обеих поверхностей нанесены слои гибкой мембраны и резистивного (обладающего электрическим сопротивлением) материала, проводящего электрический ток.

Рис. 1. Принцип построения 4-проводного резистивного сенсорного экрана

Пространство между ними заполнено диэлектриком. По краям каждого слоя установлены тонкие металлические пластинки — электроды. В заднем слое с резистивным материалом они расположены вертикально, а в переднем — горизонтально. В первом случае на них подается постоянное напряжение, и от одного электрода к другому протекает электрический ток. При этом возникает падение напряжения, пропорциональное длине участка экрана. При касании сенсорного экрана передний слой прогибается и взаимодействует с задним, что позволяет контроллеру определить напряжение на нем и вычислить с его помощью координаты точки касания по горизонтали (оси X). Для уменьшения влияния сопротивления переднего резистивного слоя расположенные в нем электроды заземляются. Затем проделывается обратная операция: напряжение подается на электроды переднего слоя, а расположенные в заднем слое заземляются — так удается вычислить координату точки касания по вертикали (оси Y). Таков принцип работы четырехпроводного (названного так по количеству электродов) резистивного сенсорного экрана.

Помимо четырехпроводных встречаются также пяти- и восьмипроводные и пятипроводные резистивных сенсорные экраны. Они несколько отличаются от описанного выше.

Рис. 2. Принцип построения 5-проводного резистивного сенсорного экрана

Емкостный (электростатический) сенсорный экран

Рис. 3. Принцип действия ёмкостного сенсорного экрана

В основе принципа работы емкостных сенсорных экранов лежит свойство человеческого тела проводить электрический ток, что указывает на наличие электрической емкости. В простейшем случае такой экран состоит из прочной стеклянной подложки, на которую наносится слой резистивного материала. По его углам размещаются четыре электрода. Сверху резистивный материал укрывается токопроводящей пленкой.
Проводящее покрытие, используемое для определения координат, чувствительно к влаге, механическим повреждениям и проводящим ток загрязнениям. Емкостные экраны срабатывают только при касании их проводящим предметом (рукой без перчатки или специальным стилусом). Он обычно состоит из прочной стеклянной подложки, на которую наносится слой резистивного материала. По его углам размещаются четыре электрода. Сверху резистивный материал укрывается токопроводящей пленкой. На все четыре электрода подается небольшое переменное напряжение. В момент прикосновения человека к экрану электрический заряд перетекает по коже на тело, при этом возникает электрический ток. Его значение пропорционально расстоянию от электрода (угла панели) до точки касания. Контроллер измеряет силу тока по углам экрана и определяет координаты точки касания.

Рис. 4. Принцип построения и действия проекционно-ёмкостного сенсорного экрана

Недостатки

1. Реагируют на прикосновение только токопроводящего предмета (пальца, специального стилуса)

Примеры устройств.
Телефоны (например, iPhone), тачпады, экраны ноутбуков и компьютеров (например, HP TouchSmart tx2) электронные киоски, банкоматы, платежные терминалы.
Multitouch

Multitouch-экран позволяет отслеживать несколько точек касания (рис. 5). Мультитач (англ. multitouch или multi-touch) — технология, по которой сенсорный экран или тачпад отслеживает одновременно несколько точек нажатия. Например, сближая пальцы рук, можно уменьшить картинку на дисплее, а раздвигая — увеличить. Кроме того, мультитач-экраны позволяют работать с устройством одновременно нескольким пользователям. Сейчас различные технические воплощения технологии используются, и активно продвигаются в продуктах компаний Apple, Hewlett-Packard, HTC, Dell, Microsoft, ASUS, LG и некоторых других.

Большинство современных больших мультитач экранов основаны на проекции. Есть также ИК-рамки, которые отслеживают несколько точек касания одновременно и могут использоваться с любыми типами дисплеев.

Наиболее распространённые мультитач-жесты:

- сдвинуть пальцы — мельче,

- раздвинуть пальцы — крупнее,

- двигать несколькими пальцами — прокрутка,

- поворот двумя пальцами — поворот объекта\изображения\видео.

Акустические сенсорные экраны

В основу сенсорных экранов IntelliTouch (рис. 5) положена оригинальная технология, использующая принцип поверхностно-акустических волн (ПАВ). Экран представляет собой стеклянную панель, что позволяет получить максимально качественное изображение на сенсорном мониторе. Поверхность экранов IntelliTouch способна противостоять механическим повреждениям. Прикоснувшись к экрану пальцем, рукой в перчатке или стило и Вы получите точный ответ на прикосновение. Сенсорные экраны IntelliTouch прекрасно себя зарекомендовали в торговле, сфере обучения, интеллектуальных зданиях.

Такого типа экраны построены с использованием миниатюрных пьезоэлектрических излучателей звука, не слышимого человеком. Стекло такого экрана постоянно незаметно вибрирует под воздействием излучателей, установленных в трех углах экрана. Специальные отражатели особым образом распространяют акустическую волну по всей поверхности экрана. Прикосновение к экрану меняет картину распространения акустических колебаний, что и регистрируется датчиками. По изменению характера колебаний можно вычислить координаты возмущений, внесенных нажатием на экран. Кроме этого, анализируя степень изменения колебаний, можно вычислить силу нажатия на экран. Это полезно при проектировании систем управления промышленным оборудованием, например, для плавного изменения скорости вращения двигателей и других параметров.

Рис. 5

Среди плюсов акустических экранов — отсутствие покрытий , что повышает надежность и прозрачность экрана. Прохождение света ухудшается всего на 10%, а ресурс экрана оценивается в фантастические 50 млн. нажатий в одной точке. Разрешение акустических экранов может достигать 4096×4096 точек.

Антивандальные сенсорные экраны SecureTouch, производства мирового лидера в области сенсорных технологий, компании Elo TouchSystems, изготовлены из 6-ти миллиметрового стекла повышенной прочности и способны противостоять грубому воздействию и ударам тяжелых предметов. Экраны Elo SecureTouch являются оптимальным выбором для установки в платежные терминалы, информационные киоски, банкоматы, билетные терминалы и лотерейные автоматы. А также везде, где требуется надежная защита и стабильная работа.

Технология Acoustic Pulse Recognition (APR) работает простым и элегантным способом – путем распознавания звука в момент касания экрана в определенной точке.

Сенсор генерирует уникальный звук в любой точке экрана. Четыре крошечных датчика, закрепленных по краям сенсорных экранов, принимает сигнал сенсора. Звук оцифровывается, затем передается контроллером и сравнивается со списком ранее записанных сигналов для каждой точки экрана. Курсор мгновенно перемещается в точку, соответствующую месту касания. APR игнорирует звуки окружающей среды и любые внешние звуки, если они не входят в ранее сохраненный список. APR отличается от предыдущих разработок методом звукового распознавания позиции касания с использованием микрофонов, потому что этот способ гораздо удобней и проще для настольных аппаратов, чем применение мощного и дорогого способа вычисления сигнала путем программного вычисления точки касания без каких-либо иных возможностей применения ссылок. Поэтому APR технология является более эффективной в соотношении цена-качество, и более экономична для больших экранов.

Теперь APR технология включает комбинацию самых лучших характеристик технологий AccuTouch и IntelliTouch. Ранее такого не достигалось в ни одной сенсорной разработке. Хотя APR - новая технология, она весьма похожа на очень популярную 20 лет назад IntelliTouch. Обе разработки используют поверхность из настоящего стекла с закрепленным датчиком. Однако если в IntelliTouch применяются датчики, преобразующие и принимающие сигналы, то в APR они лишь "слушающие".

Инфракрасные сенсорные экраны

В ряде случаев к качеству изображения, воспроизводимого отображающим устройством, предъявляются строгие требования. Это касается дисплеев, предназначенных главным образом для просмотра телевизионных передач, видеофильмов или для отображения иллюстративного материала (слайдов и фотографий), например, в художественном кружке или фотостудии. При необходимости оснащения такого устройства сенсорным экраном лучшим решением будет применение инфракрасной технологии. Для определения точки касания используются две линейки светодиодов, расположенные по вертикали и горизонтали, и две линейки фотодиодов, расположенные на противоположных сторонах экрана.

Рис. 6. Устройство инфракрасного сенсорного экрана

Каждому светодиоду соответствует свой фотодиод. Работает такая оптическая пара следующим образом. При подаче напряжения на светодиод он излучает невидимый для человека инфракрасный свет в пределах очень небольшого телесного угла, чтобы попасть на "свой" фотодиод и "не задеть" соседние. Любое препятствие (например, касающийся экрана палец руки), частично или полностью перекрывающее световой луч, приводит к уменьшению или прекращению электрического тока через соответствующий фотодиод. Это изменение фиксируется микроконтроллером, позволяя вычислить координаты касания с высокой точностью. Обычно светодиод (и соответственно фотодиод) в линейке имеет размеры порядка 2,5 мм, то есть на каждый квадратный сантиметр панели приходится четыре горизонтальных и четыре вертикальных сканирующих луча. Однако механизмы интерполяции, используемые микроконтроллером, позволяют вычислять положение препятствия с большей точностью.

Инфракрасный сенсорный экран (рис. 6) выполнен в виде рамки, которая не имеет никаких стекол или прозрачных пленок. Поэтому изменение яркости, контраста и цветопередачи изображения, а также появление дополнительных бликов исключено, что является несомненным достоинством экрана.

Инфракрасная технология не лишена ряда недостатков. Применение в качестве отображающего устройства жидкокристаллических панелей нежелательно, так как касание их поверхности может привести к повреждению TFT-транзисторов и появлению "мертвых" точек (которые всегда либо включены, либо выключены). Рамка сенсорного экрана зачастую не прилегает к экрану дисплея вплотную, а находится на некотором расстоянии, при этом вследствие параллакса становятся заметными ошибки определения координат по углам. Устройство имеет невысокую надежность, что связано, во-первых, с небольшим сроком службы ИК-светодиодов, а во-вторых, с особенностями конструкции, — оптопары боятся пыли, загрязнений и конденсата. Попадание прямого солнечного света вызывает сбои в работе. Кроме того, такие экраны имеют самую высокую стоимость.

Сегодня все мы пользуемся сенсорными экранами, и в наши дни они полностью копируются, поскольку мы используем их постоянно. Но как работает технология сенсорного экрана, какие существуют типы, какова их история и эволюция? Мы объясним вам это в этой статье.

Дисплеи - это устройства вывода в источнике, добавление к ним способности быть тактильным и взаимодействовать с ними сделало их фундаментом, на котором базируются все карманные компьютеры и планшеты, которые мы постоянно используем.

Сенсорные экраны, революция в ЖК-индустрии

Первые электронные программы не использовали сенсорные экраны, но имели полноценные клавиатуры, которые занимали всю или почти всю доступную поверхность, что заставляло экраны быть чрезвычайно маленькими при использовании и заставляло их пользователей переходить через менее сложные кнопки.

Это было появление AppleКомпания Newton, которая впервые привела к использованию сенсорных экранов, спустя годы последовала за ней Palm Pilot. Рождение этого типа устройства связано с необходимостью делать заметки, делая зарисовки, но особенно из-за использования определенных языков с незападной каллиграфией, таких как китайский, японский, арабский и многих других, которые требовали формы. письма. уметь вводить текст, написанный от руки.

Карандаш света: когда монитор превращается в холст

Задолго до появления сенсорных ЖК-экранов и даже до популяризации мыши использовались оптические сенсорные ручки, которые использовались с ЭЛТ-мониторами, и их работа была основана на захвате прохождения электронного луча через экран.

Все видеокарты того времени имели розетки для подключения стилуса и могли рисовать на экране. Хотя это не технология сенсорных ЖК-экранов, она была предшественницей с точки зрения способа работы тех сенсорных ЖК-экранов, которые мы используем сегодня.

В случае с ПК успех мыши в качестве интерфейса ввода для навигации по пользовательскому интерфейсу закончился тем, что заменил использование стилуса, который со временем был предан величайшему забвению, больше никогда не использовался и передавался как пережиток прошлого.

Типы сенсорных экранов и их функции

Сенсорные экраны стали повседневным явлением и сегодня используются во многих устройствах. Существуют разные типы и, следовательно, разные функции, ниже мы опишем, как работает каждый тип.

Резистивные сенсорные экраны: первые карманные компьютеры и их стилус

В 1992 году Apple представила первый в истории карманный компьютер с сенсорным экраном: Apple Newton. Это была эволюция электронных программ, но с новым типом интерфейса, в котором использовалась резистивная панель для захвата нажатия клавиш пальцем или стилусом на экране.

Резистивные экраны состоят из двух слоев, заполненных электродами, которые расположены лицом к лицу с одной и той же стороны. В середине обоих слоев находится инертный газ. Их работа очень проста: когда мы нажимаем на экран, создавая давление, две панели сближаются, и давление инертного газа увеличивается. Последствия? Электроды, которые организованы в виде сетки, улавливают пульсацию, и благодаря этому система может знать, в какой именно области экрана мы пульсируем.

Резистивные экраны широко использовались в различных продуктах до 2007 года, поэтому они долго прослужили на рынке. Не только упомянутый ранее Apple Newton, но и другие КПК, такие как мифический Palm Pilot и карманные ПК с Microsoft операционная система использовала резистивные экраны. Мы также имеем дело с консолями, такими как Nintendo DS, не говоря уже о том, сколько банкоматов кассиров и банков также использовали этот тип панели.

Емкостные сенсорные экраны: наиболее часто используемые сегодня

В январе 2007 года Apple представила свой первый iPhone и одним из самых ярких моментов стало использование экрана с емкостной панелью. Технология сенсорной панели сильно отличается от резистивной панели, которая использовалась в то время, и не требует использования стилуса для работы.

Емкостная поверхность: В этом случае размещается электрод, по одному на каждый угол экрана, которые поддерживают фиксированный уровень напряжения по всему экрану и соединяются друг с другом. Простое прикосновение пальца к экрану в какой-либо области изменяет направление тока, а вместе с ним и напряжение, которое в конечном итоге улавливают расположенные под ними датчики.
Проецируемый емкостный экран: Это наиболее чувствительный тип сенсорного экрана, поскольку простой контакт на нем интерпретируется как ввод. Поэтому его нечасто использовать на смартфонах и планшетах. Он использует вертикальную линию электродов с постоянным уровнем тока, даже когда мы не используем экран, которые сопровождаются другой горизонтальной линией электродов, которая активируется, когда мы кладем палец на экран.

Сенсорные экраны тактильного типа

Тактильный экран - это экран, который дает нам ощущение прикосновения к поверхности и, следовательно, дает нам сенсорную реакцию. Это новейший тип сенсорных экранов, цель которых - не что иное, как заменить ощущение прикосновения, которое возникает при нажатии на определенные поверхности, особенно когда мы нажимаем кнопки ручки управления консоли или клавиши клавиатуры.

Есть три способа создать ощущение прикосновения к экранам, а именно:

Модели : Они самые редкие из всех, они основаны на создании масштабной модели объекта, с которым мы должны взаимодействовать, факт прикосновения к модели означает прикосновение к той части интерфейса, которую она представляет в системе.
Одевается: вместо того, чтобы заставлять экран излучать отклик, мы надеваем специальные аксессуары, такие как наперстки и перчатки, которые обеспечивают сенсорный отклик.
Интегрировано в экраны: технология тактильного отклика находится в самом экране, который дает отклик, как правило, путем управления электрическим зарядом в том месте, где находится палец.

Если вы хотите узнать больше о тактильных экранах, мы рекомендуем вам прочитать статью в HardZone под названием: " Технологии сенсорных экранов, что это такое и как они работают?

Будущее дисплеев и их устройств

Мы не увидим много изменений в технологии сенсорных экранов в ближайшие годы, особенно в связи с тем, что в приложениях, в которых используются эти типы экранов, нет запросов на продвижение вперед, помимо того, что уже было изобретено. Мы увидим улучшение на уровне взаимодействия, особенно в емкостных экранах, которые, хотя и позволяют нажимать в обоих местах одновременно, не имеют такого же разрешения, как резистивные экраны, что делает им хуже перед лицом использования, как рисование.

Конечно, интегрированные емкостные экраны мы увидим во многих повседневных устройствах, которые сегодня используют кнопки для работы. Например, мы обнаружим, что в определенный момент кнопки бытовых приборов, лифтов и даже элементов управления в машине.

Недостаток, который нужно преодолеть? Почти все токовые емкостные экраны относятся к емкостному поверхностному типу, что основано на размещении электродов в четырех рамах. Это вступает в противоречие с недавно разработанными технологиями, которые ломаются от экранов рамочного типа и позволяют им принимать любую форму, а не только прямоугольную или квадратную, что позволяет интегрировать их в новые типы устройств.

report this ad

Многие люди, особенно среднего и молодого возраста, активно пользуются смартфонами, планшетами и прочими гаджетами с интеллектуальным дисплеем. Однако мало кто из них задумывался о принципе работы сенсорного экрана и их разновидностях. Попробуем разобраться в этом детальней.

История изобретения

Впервые в мире прототип сенсорного устройства был использован Сэмом Харстом, преподавателем из США. Он в 1970 году разработал идею считывания данных с большого количества ленточных самописцев. Автоматизация указанного процесса и стала своеобразным трамплином к созданию сенсорных мониторов, известных как Elotouch. Разработка группы коллег Херста вышла в свет в 1971 году, включала в себя резистивную четырехпроводную технологию по определению точек прикосновения.

Первым компьютером сенсором считается система PLATO IV. Вышла она также в США, в результате специальных исследований, касающихся компьютеризации обучения. Она состояла из блочной панели (256 штук), функционировала по принципу использования сетки инфракрасных потоков.

Описание

Сенсорный дисплей представляет собой электронный элемент, визуализирующий цифровые сведения посредством касательного воздействия к поверхности монитора. Разные виды указанных конструкций реагируют на несколько моментов или один определенный фактор (изменение емкости и сопротивления, термическую разницу, специальную указку).

По принципу работы сенсорные экраны подразделяют следующим образом:

Резистивные версии.
Матричные модели.
Емкостные варианты.
Поверхностно-акустические модификации.
Оптические сенсоры и их разновидности.

Рассмотрим распространенные модели дисплеев указанной категории, область применения, особенности и преимущества.

Принцип работы резистивных сенсорных экранов

Это самый простой тип монитора. Он реагирует на трансформацию силы сопротивления в районе касания определенного предмета и поверхности дисплея. Самая распространенная и элементарная технология включает в свою конструкцию два основных элемента:

Панель-подложку из полиэстера или похожего полимера, толщина которой не превышает нескольких десятков молекул. Прозрачная деталь служит для проведения токовых частиц.
Светопроводящую мембрану из тонкослойного пластика.

Оба слоя покрываются специальным резистивным напылением. Между ними находятся микроскопические шарикообразные изоляторы.

В процессе работы мембрана прогибается, соприкасаясь с подложкой, в результате чего цепь замыкается. На операцию реагирует контроллер с аналогово-цифровым преобразователем, высчитывая величину исходного и текущего сопротивления, а также координаты точки контакта. Подобные устройства быстро показали свои отрицательные стороны, в результате чего инженеры улучшили конструкцию посредством добавления пятого провода.

Использование

Благодаря простейшему принципу работы сенсорного экрана резистивной конфигурации, он эксплуатируется повсеместно. Особенности конструкции:

низкая себестоимость;
устойчивость к воздействию внешней среды, за исключением отрицательных температур;
хорошая реакция на соприкосновение с любым неострым подходящим предметом.

Подобные дисплеи монтируются на терминалы пополнения и перевода денег, банкоматы и прочие устройства, которые изолированы от окружающей среды. Слабая защищенность монитора от повреждений компенсируется наличием защитного пленочного покрытия.

Принцип работы емкостных сенсорных экранов

Этот тип дисплеев функционирует с учетом возможности объектов увеличенной емкости трансформироваться в проводники переменного электротока. Устройство представляет собой стеклянную панель с резистивным напылением. Электроды, размещенные по углам, подают слабое напряжение на проводящую прослойку. Во время соприкосновения наблюдается утечка тока, в случае, если объект обладает большей электрической емкостью, чем экран. В угловых частях фиксируется ток, а информация с индикаторов идет на обработку в контроллер, который и вычисляет район касания.

В первых моделях использовался постоянный ток. Это упрощало конструкцию, однако, давало сбои, если пользователь не имел контакта с поверхностью земли. По надежности указанные девайсы превышают резистивные аналоги примерно в 60 раз (рассчитаны на 200 миллионов нажатий). Уровень прозрачности – 0,9, минимальная рабочая температура – до -15 °C.

отсутствие реакции на руку в перчатке и большинство посторонних предметов;
покрытие с проводником расположено в верхнем слое, что обуславливает подверженность механическому воздействию;
они пригодны для эксплуатации в терминалах, находящихся в закрытых помещениях.

Емкостно-проекционные версии

Принцип работы сенсорного экрана смартфонов некоторых конфигураций основан по этому типу. На внутренней поверхности девайса нанесена электродная сетка, которая при соприкосновении с телом человека образует конденсаторную емкость. После касания дисплея пальцем, датчики и микроконтроллер обрабатывают информацию, расчеты отправляют на основной процессор.

указанные конструкции обладают всеми возможностями емкостных сенсоров;
они могут оборудоваться пленочным покрытием толщиной до 18 миллиметров, что обеспечивает дополнительную защиту от механического воздействия;
загрязнения на труднодоступных токопроводящих частях убираются при помощи программного метода.

Монтируются указанные конфигурации на многие персональные устройства и терминалы, работающие на улице под накрытием. Стоит отметить, что Apple также отдает предпочтение проекционно-емкостным мониторам.

Матричные модификации

Это упрощенные версии резистивной технологии. Мембрана оснащается рядом вертикальных проводников, подложка – горизонтальными аналогами. Принцип работы сенсорного экрана: при касании происходит расчет точки, в которой произошел контакт проводников, полученные сведения отправляются в процессор. Тот, в свою очередь, определяет сигнал управления, после чего устройство реагирует заданным образом, например, выполняет действие, закрепленное за конкретной кнопкой.

из-за ограниченного числа проводников наблюдается невысокий показатель точности;
цена – самая низкая среди всех сенсоров;
функция мультитач реализуется за счет опроса дисплея по точкам.

Указанная модель эксплуатируется исключительно в устаревших приборах, практически не используется в современности по причине появления инновационных решений.

Поверхностно-акустические сигналы

Принцип работы сенсорного экрана телефонов ранних моделей оснащался подобной технологией. Дисплей представляет собой стеклянную панель, в которую внедрены приемники (два штуки) и пьезоэлектрические трансформаторы, размещаемые на противоположных угловых частях.

Из генератора частотный электрический сигнал подается на преобразователи, откуда череда импульсов распространяется с помощью отражателей. Волны улавливаются датчиками, возвращаются на ПЭП, где превращаются снова в электрический ток. Далее информация идет на контроллер, в котором происходит ее анализ.

При касании экрана характеристики волны претерпевают изменения с поглощением части энергии в конкретном месте. На основе этих сведений производится расчет точки и силы прикосновения. Дисплеи этой категории выпускаются с пленкой, толщиной 3 или 6 миллиметров, что позволяет без последствий выдерживать несильный удар рукой.

нарушение работы в условиях вибрации и тряски;
неустойчивость к любым загрязнениям;
наличие помех из-за акустических сигналов определенной конфигурации;
низкая точность делает их непригодными для рисования.

Прочие виды

Устройство и принцип работы сенсорных экранов, которые используются чаще всего, рассмотрен выше. Далее указан перечень дисплеев непопулярных конфигураций:

Оптические мониторы – поддерживают функцию мультитач, включая большие размеры обслуживаемой поверхности.
Инфракрасные модели – покрыты парами фотодиодных светодиодов, реагируют на прикосновение через микроконтроллер.
Индукционные варианты – оснащаются специальной катушкой и сетью чувствительных проводников, используются на дорогих планшетах.

Как видим, есть несколько вариантов сенсорных дисплеев. Выбор всегда остается за потребителем.

Читайте также: