Как работает емкостный сенсорный экран. Какие преимущества и недостатки у этой технологии. Чем емкостные тачскрины отличаются от резистивных. Где применяются емкостные сенсорные экраны.
Что такое емкостный сенсорный экран
Емкостный сенсорный экран (тачскрин) — это тип сенсорного дисплея, который использует электрические свойства человеческого тела для определения когда и где палец касается экрана. Эта технология применяется в большинстве современных смартфонов, планшетов и других устройств с сенсорным управлением.
Основные особенности емкостных тачскринов:
- Реагируют только на прикосновение пальца или специального стилуса
- Поддерживают мультитач-жесты
- Имеют высокую чувствительность и точность
- Обладают хорошей прозрачностью
- Более долговечны по сравнению с резистивными экранами
Принцип работы емкостного сенсорного экрана
Как же работает емкостный тачскрин? Принцип его действия основан на измерении изменения электрической емкости при касании экрана пальцем. Рассмотрим этот процесс подробнее:
- Экран покрыт прозрачным проводящим материалом, чаще всего оксидом индия-олова (ITO).
- На проводящий слой подается небольшое напряжение, создающее равномерное электростатическое поле.
- При касании пальцем часть заряда передается человеку.
- Датчики по краям экрана фиксируют изменение емкости.
- Контроллер вычисляет координаты точки касания.
Таким образом, емкостный экран использует проводимость человеческого тела для определения места касания. Именно поэтому он не реагирует на прикосновения обычной ручкой или в перчатках.
Типы емкостных сенсорных экранов
Существует два основных типа емкостных тачскринов:
1. Поверхностно-емкостные
Это более простая и старая технология. Электроды расположены по углам экрана, а проводящее покрытие нанесено на внешнюю поверхность. Основные особенности:
- Определяют только одну точку касания
- Менее точные
- Более уязвимы к повреждениям
2. Проекционно-емкостные
Современная технология, используемая в большинстве мобильных устройств. Ключевые отличия:
- Электроды расположены в виде сетки
- Проводящий слой находится под защитным стеклом
- Поддерживают мультитач
- Более высокая точность и надежность
Преимущества емкостных сенсорных экранов
Емкостные тачскрины имеют ряд важных достоинств по сравнению с другими технологиями:
- Высокая чувствительность и скорость отклика
- Поддержка мультитач-жестов
- Хорошая прозрачность и яркость изображения
- Долговечность (рассчитаны на миллионы нажатий)
- Устойчивость к царапинам и загрязнениям
- Возможность работы при низких температурах
Недостатки емкостных сенсорных экранов
У емкостной технологии есть и некоторые ограничения:
- Не работают в перчатках и с обычными стилусами
- Более высокая стоимость по сравнению с резистивными экранами
- Чувствительны к электромагнитным помехам
- Могут давать сбои при попадании воды на экран
Сравнение с резистивными сенсорными экранами
Чем емкостные тачскрины отличаются от резистивных? Давайте сравним их основные характеристики:
| Параметр | Емкостные | Резистивные |
|---|---|---|
| Принцип работы | Измерение емкости | Измерение сопротивления |
| Чувствительность | Высокая | Средняя |
| Мультитач | Да | Нет |
| Прозрачность | 90-95% | 75-80% |
| Долговечность | Высокая | Средняя |
| Работа в перчатках | Нет | Да |
| Стоимость | Выше | Ниже |
Где применяются емкостные сенсорные экраны
Благодаря своим преимуществам, емкостные тачскрины получили широкое распространение в различных устройствах:
- Смартфоны и планшеты
- Ноутбуки и моноблоки
- Информационные киоски
- Банкоматы и платежные терминалы
- Автомобильные информационно-развлекательные системы
- Медицинское оборудование
- Промышленные панели управления
Перспективы развития емкостных сенсорных экранов
Технология емкостных тачскринов продолжает совершенствоваться. Основные направления развития:
- Повышение точности и чувствительности
- Улучшение энергоэффективности
- Создание гибких и прозрачных экранов
- Интеграция с технологиями распознавания отпечатков пальцев
- Расширение функциональности за счет датчиков давления
Эти инновации позволят создавать еще более удобные и функциональные устройства с сенсорным управлением.
Заключение
Емкостные сенсорные экраны стали неотъемлемой частью современных электронных устройств. Эта технология обеспечивает интуитивно понятное управление, высокую точность и поддержку мультитач-жестов. Несмотря на некоторые ограничения, емкостные тачскрины продолжают совершенствоваться и находят применение во все новых областях.
Принцип работы сенсорного экрана
Сенсорный экран – дисплей с возможностью ввода информации простым нажатием на его поверхность при помощи специального стилуса или просто пальца.
- Резистивные экраны
- Устройство емкостного экрана. Цифровое настоящее
- Волновые сенсорные дисплеи. Яркое будущее
- Виды экранов планшетных компьютеров
- Как это работает: сенсорный экран
- Принцип работы резистивных сенсорных экранов
- Использование
- Принцип работы емкостных сенсорных экранов
- Емкостно-проекционные версии
- Матричные модификации
- Поверхностно-акустические сигналы
- Прочие виды
Резистивный сенсорный экран состоит из гибкой пластиковой мембраны, на которую собственно мы и нажимаем пальцем, и стеклянной панели. На внутренние поверхности двух панелей нанесен резистивный материал, по сути, являющийся проводником. Между мембраной и стеклом равномерно расположен микроизолятор.
Когда мы нажимаем на одну из областей сенсора, в этом месте замыкаются проводящие слои мембраны и стеклянной панели и происходит электрический контакт.
Электронная схема-контроллер сенсора преобразует сигнал от нажатия в конкретные координаты на области дисплея и передает их в схему управления самим электронным устройством. Определение координат, а вернее ее алгоритм, очень сложен и основан на последовательном вычислении сначала вертикальной, а потом горизонтальной координаты контакта.
Резистивные сенсорные экраны достаточно надежны, поскольку нормально функционируют даже при загрязнении активной верхней панели. К тому же они, ввиду своей простоты более дешевы в производстве. Однако у них есть и недостатки. Одним из основных является низкая светопропускная способность сенсора. То есть поскольку сенсор наклеен на дисплей, изображение получается не таким ярким и контрастным.
Емкостный сенсорный экран. В основу его работы заложен тот факт, что любой предмет, имеющий электрическую емкость, в данном случае палец пользователя, проводит переменный электрический ток.
Сам сенсор представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным веществом, которое образует проводящий слой. На этот слой при помощи электродов подается переменный ток. Как только палец или стилус касается одной из областей сенсора, в этом месте происходит утечка тока. Его сила зависит от того на сколько близко к краю сенсора произведен контакт. Специальный контроллер измеряет ток утечки и по его значению вычисляет координаты контакта.
Емкостный сенсор также как и резистивный не боится загрязнений, к тому же ему не страшна жидкость. Однако по сравнению с предыдущим он имеет более высокую прозрачность, что делает изображение на дисплее более четким и ярким. Недостаток емкостного сенсора происходит из его конструктивных особенностей. Дело в том, что активная часть сенсора, по сути, находится на самой поверхности, поэтому подвержена износу и повреждениям.
Матричные сенсоры работают по принципу резистивных, однако отличаются от первых максимально упрощенной конструкцией.
На мембрану наносятся вертикальные проводящие полосы, на стекло – горизонтальные. Или наоборот. При давлении на определенную область, замыкаются две проводящие полосы и контроллеру достаточно легко вычислить координаты контакта.
Недостаток такой технологии виден невооруженным глазом – очень низкая точность, а следовательно и невозможность обеспечить высокую дискретность сенсора. Из-за этого некоторые элементы изображения могут не совпадать с расположением полос проводника, а следовательно нажатие на эту область может либо вызвать неправильное исполнение нужной функции либо вообще не сработать. Единственным достоинством этого типа сенсоров является их дешевизна, которая собственно говоря, и выплывает из простоты. Кроме этого матричные сенсоры не прихотливы в использовании.
Проекционно-емкостные сенсорные экраны являются как бы разновидностью емкостных, однако работают немного по-другому. На внутреннюю сторону экрана наносится сетка электродов. При касании пальцем между соответствующим электродом и телом человека возникает электрическая система – эквивалент конденсатора.
Основные достоинства проекционно-емкостных сенсоров – это большая прозрачность всего дисплея (до 90 %), чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур и долговечность. При использовании такого типа сенсора несущее стекло может достигать толщины 18 мм, что дает возможность делать ударопрочные дисплеи. К тому же сенсор устойчив к непроводящему загрязнению.
Сенсоры на поверхностно-акустических волнах – волнах, распространяющихся на поверхности твердого тела. Сенсор представляет собой стеклянную панель, по углам которой расположены пьезоэлектрические преобразователи. Суть работы такого сенсора в следующем. Пьезоэлектрические датчики генерируют и принимают акустические волны, которые распространяются между датчиками по поверхности дисплея.
Достоинства таких сенсоров в том, что используя специальный алгоритм можно определять не только координаты касания, но и силу нажатия – дополнительная информационная составляющая. К тому же конечное устройство отображения (дисплей) имеет очень высокую прозрачность, поскольку на пути света нет полупрозрачных проводящих электродов. Однако сенсоры имеют и ряд недостатков. Во-первых, это очень сложная конструкция, а во-вторых – точности определения координат очень сильно мешают вибрации.
Инфракрасные сенсорные экраны. Принцип их работы основан на использовании координатной сетки из инфракрасных лучей (излучатели и приемники света). Примерно тоже, что и в банковских хранилищах из художественных фильмов про шпионов и грабителей.
При касании в определенной точке сенсора прерывается часть лучей, а контроллер по данным от оптических приемников определяет координаты контакта.
Основной недостаток таких сенсоров – очень критичное отношение к чистоте поверхности. Любое загрязнение может привести к полной его неработоспособности. Хотя из-за простоты конструкции этот тип сенсора используется в военных целях, и даже в некоторых мобильных телефонах.
Оптические сенсорные экраны являются логическим продолжением предыдущих. Инфракрасный свет используется в качестве информационной подсветки. Если на поверхности нет сторонних предметов – свет отражается и попадает в фотоприемник. Если произошло касание – часть лучей поглощается, а контроллер определяет координаты контакта.
Недостатком технологии является сложность конструкции в виду необходимости использования дополнительного светочувствительного слоя дисплея. К достоинствам можно отнести возможность достаточно точного определения материала, с помощью которого произведено касание.
Тензометрические и сенсорные экраны DST работают по принципу деформацииповерхностного слоя. Их точность достаточно низкая, но они прекрасно выдерживают механические воздействия, поэтому применяются в банкоматах, билетных автоматах и прочих публичных электронных устройствах.
Индукционные экраны основаны на принципе формирования электромагнитного поля под верхней частью сенсора. При касании специальным пером, меняется характеристика поля, а контроллер в свою очередь вычисляет точные координаты контакта. Применяются в художественных планшетных ПК самого высокого класса, поскольку обеспечивают большую точность определения координат.
Резистивные экраны
Резистивная система представляет собою обычное стекло, покрытое слоем проводника электричества и упругой металлической «пленкой», тоже обладающей токопроводящими свойствами. Между этими двумя слоями при помощи специальных распорок оставляют пустое пространство. А поверхность экрана покрыта материалом, защищающим его от царапин.
Во время работы пользователя с тачскрином, электрический заряд проходит через оба слоя. Каким образом все происходит? Пользователь касается экрана в определенной точке и упругий верхний слой приходит в соприкосновение с проводниковым слоем. Причем именно в этой точке. Затем компьютер определяет координаты точки, которой коснулся пользователь.
Когда координаты уже известны устройству, специальный драйвер переводит прикосновение в известные операционной системе команды. Здесь уместна аналогия с драйвером обычной компьютерной мышки. Он занимается тем же самым: объясняет операционной системе, что именно хотел ей сказать пользователь нажатием кнопки или перемещением манипулятора. С экранами этого типа чаще всего используют специальные стилусы.
Резистивные экраны можно обнаружить в сравнительно немолодых устройствах. Именно таким сенсорным дисплеем был оборудован IBM Simon, древнейший из сознанных нашей цивилизацией смартфонов.
Устройство емкостного экрана. Цифровое настоящее
В тачскринах этой конструкции стеклянная основа покрыта слоем, играющим роль вместилища-накопителя электрического заряда.
Своим касанием пользователь высвобождает часть электрического заряда в определенной точке. Это уменьшение определяется микросхемами, расположенными в каждом из углов экрана. Компьютер вычисляет разницу электрических потенциалов между различными частями экрана, и информация о касании во всех подробностях немедленно передается в программу-драйвер тачскрина.
Важным преимуществом емкостных тачскринов является способность этого типа экранов сохранять почти 90 % изначальной яркости дисплея. В экранах резистивного типа сохраняется лишь порядка 75 % изначального света. По этой причине изображения на емкостном экране выглядят значительно более четким, чем на тачскринах резистивной конструкции.
Волновые сенсорные дисплеи. Яркое будущее
На концах осей X и Y координатной сетки стеклянного экрана располагается по преобразователю. Один из них передающий, а второй принимающий. На стеклянной основе располагаются и рефлекторы, «отражающие» электрический сигнал, передаваемый от одного преобразователя к другому.
Преобразователь-приемник точно «знает» состоялось ли нажатие и в какой именно точке оно произошло, поскольку своим касанием пользователь вносит прерывание в акустическую волну. Стекло волнового дисплея лишено металлического покрытия, что позволяет сохранить все 100 % изначального света. Благодаря своей столь приятной особенности, волновой экран является наилучшим выбором для пользователей, работающих в мелкими деталями графики. Ведь и резистивные и емкостные тачскрины не идеальны в плане четкости изображения. Покрытие задерживает свет и искажает картинку.
Некоторые особенности различных тачскринов
Самыми дешевыми и наименее четко передающими картинку сенсорными экранами являются резистивные. Кроме того, они же самые уязвимые. Любой острый предмет может повредить нежную резистивную «пленочку». Волновые тачскрины являются самыми дорогими среди себе подобных. Резистивная конструкция скорее относится к прошлому, волновая — к будущему, а емкостная — к настоящему.
Хотя грядущее никому не известно и можно лишь предполагать, что та или иная технология имеет некоторые перспективы.
Для резистивной системы не имеет особого значения, коснулся пользователь экрана резиновым наконечником стилуса или пальцем. Достаточно и того, что два слоя пришли в соприкосновение. Емкостной экран распознает лишь касания токопроводящими предметами. Чаще всего пользователи работают с ними при помощи своих пальцев. В этом отношении экраны волновой конструкции ближе к резистивным. Отдать ей команду можно практически любым предметом, избегая при этом тяжелых и слишком маленьких объектов.
Виды экранов планшетных компьютеров
- Тачскрины планшетных ПК, которые реагируют на прикосновения пальцев, являются емкостными. Принцип их работы был описан выше. А вот экраны устройств, снабженных стилусами, изготавливаются по иной — индукционной технологии.
- Основа таких сенсоров — панель с индукционными катушками, на которые подается электрический ток.
На поверхности экрана при этом создается электромагнитное поле. - При внесении в него объекта с проводящим контуром (стилуса) активность катушек меняется, что и фиксируется специальными датчиками.
На поверхности экрана при этом создается электромагнитное поле.Как это работает: сенсорный экран
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.
Минусы:
- 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.
Особенности:
- 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.
Особенности:
- 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.
Недостатки:
- 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.
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 8 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Устройство емкостного сенсорного экрана | Каталог самоделок
Нечасто мы задумываемся о том, как работает дисплей устройства лежащего у нас в руках. Но иногда бывают случаи, когда недавно купленный телефон или планшет отказывается реагировать на привычное цифровое перо от старого девайса.
В этом случае, становится очевидным, что экран новинки собран по какой-то другой технологии. Тут уже вспоминается, что есть резистивные экраны и емкостные, последние из которых постепенно вытесняют первых.
Стоит заметить, что мало кто знает о различии между поверхностно- и проекционно-емкостными дисплеями. А ведь экраны почти всех современных планшетов, смартфонов с Android или iOS от Apple относятся именно к проекционно-емкостным, благодаря которым и возможна такая уже необходимая функция, как мультитач.
Поверхностно-емкостные экраны
Все емкостные скрины при работе используют тот факт, что все предметы, обладающие электрической емкостью, тело человека в том числе, хорошо проводят переменный ток.
Первые экземпляры емкостных тач-скринов работали на постоянном токе, что упрощало устройство электроники, аналого-цифрового преобразователя в частности, но загрязненность экрана или рук часто приводила к сбоям. Для постоянного тока даже ничтожное емкостное сопротивление является непреодолимой преградой.
Емкостные экраны так же, как и резистивные собраны в простейшем случае из LCD или AMOLED экрана, дающего изображение в самом низу и сенсорной активной панели поверху.
Активная часть поверхностно-емкостных экранов представляет собой кусок стекла, покрытый на одной стороне прозрачным, с высоким сопротивлением материалом. В качестве этого электропроводящего вещества применяется оксид индия или оксид олова.
Принцип действия поверхностно-ёмкостного сенсораПо углам экрана расположены четыре электрода, через которые подается небольшое переменное напряжение, одинаковое со всех сторон. При касании поверхности экрана электропроводящим предметом или напрямую пальцем появляется утечка тока через тело человека. Протекание ничтожно малых токов регистрируется одновременно во всех четырех углах датчиками, а микропроцессор по разности величин токов определяет координаты места касания.
Поверхностно-емкостной экран всё ещё хрупок, так как его проводящее покрытие нанесено на внешнюю поверхность и ничем не защищено. Но не такой нежный, как резистивный, поскольку на его поверхности нет тонкой мягкой мембраны. Отсутствие мембраны улучшает прозрачность дисплея, и позволяет применять менее яркую и энергоэкономную подсветку.
Проекционно-ёмкостные экраны
Этот тип сенсорного экрана способен определять одновременно координаты двух и более точек прикосновения, то есть поддерживает функцию мультитач. Именно этого типа дисплеи устанавливаются на все современные мобильные устройства.
Работают они по схожему с поверхностно-емкостными экранами принципу, отличие заключается в том, что активный проводящий слой у них нанесен внутри, а не на внешней поверхности. Благодаря чему активная панель получается значительно более защищенной. Можно закрыть её стеклом толщиной вплоть до 18 мм, таким образом, сделав сенсорный экран крайне вандалоустойчивым.
При прикосновении к сенсорному экрану, между пальцем человека и одним из электродов за стеклом образуется небольшая ёмкость. Микроконтроллер прощупывает импульсным током, в каком именно месте на сетке электродов возросло напряжение из-за внезапно образовавшейся ёмкости. На стекающие капли воды экран не реагирует, так как такие проводящие помехи легко подавляются программным методом.
Общим недостатком для всех емкостных экранов является невозможность работать с ними любыми изолирующими предметами. Можно только специальным стилусом или голым пальцем. На удобное пластмассовое перо или руку в теплой перчатке они не среагируют.
Ну и в заключение, своими руками можно переделать обычный монитор под сенсорный. Рекомендуется также ознакомиться с устройством резистивного сенсорного экрана.
Автор: Виталий Петрович, Лисичанск, Украина.
Как работают сенсорные экраны на ноутбуках и планшетах?
Большинство из нас хорошо знакомы с сенсорными экранами.
Мы ежедневно используем эту технологию с нашими телефонами, компьютерами, банкоматом или на кассе продуктового магазина. Даже рестораны внедрили сенсорный дисплей для заказа и оплаты прямо за столом. Несмотря на то, что мы постоянно нажимаем и проводим пальцем по экрану в течение всего дня, мало кто из нас может ответить на вопрос: как работают сенсорные экраны?
Мы здесь, чтобы помочь раскрыть тайну этих интерактивных экранов. Вместе мы, наконец, сможем развеять слухи о том, что сенсорными экранами управляют миниатюрные роботы-эльфы, выполняющие многочисленные команды вашего указательного пальца. Давайте обсудим наиболее распространенные технологии сенсорных экранов, как их отличить, как они работают и как эти технологии повлияли на нашу повседневную жизнь.
Емкостные и резистивные сенсорные экраны
С появлением первого сенсорного экрана в 1965 году мы стали свидетелями невероятных достижений в технологии сенсорных экранов и компьютерных технологий в целом.
Если бы мы сказали Е.А. Джонсона, что более 2 миллиардов человек в настоящее время носят сенсорные экраны в карманах каждый день, он, вероятно, не поверил бы нам. Но та же самая технология, которую он разработал для Королевского радиолокационного учреждения, помогла сформировать будущее современной технологии сенсорных экранов, которую мы используем ежедневно [1].
Существует множество вариантов технологии сенсорного экрана, включая инфракрасное излучение и поверхностные акустические волны (ПАВ), но есть два, с которыми большинство из нас знакомо. Наиболее распространенными экранами, с которыми мы сегодня взаимодействуем, являются емкостные и резистивные сенсорные экраны. Давайте узнаем, как работают эти технологии и где вы их увидите.
Емкостные сенсорные экраны
Емкостные сенсорные экраны — это стиль, с которым мы чаще всего взаимодействуем. Именно такой дисплей мы видим на экранах наших смартфонов, ноутбуков и планшетов.
Емкостные экраны состоят из нескольких слоев стекла и пластика, покрытых проводящим материалом, таким как оксид индия-олова или медь.
Этот токопроводящий материал реагирует на контакт с другим электрическим проводником, например с голым пальцем. Когда вы прикасаетесь к экрану, электрическая цепь замыкается в точке, где ваш палец соприкасается, изменяя электрический заряд в этом месте. Ваше устройство регистрирует эту информацию как «событие касания».
После регистрации сенсорного события рецепторы экрана сигнализируют об этом событии операционной системе, вызывая ответ вашего устройства. Это интерфейс приложения, с которым вы сталкиваетесь.
Емкостные сенсорные экраны обычно имеют более яркий и четкий вид и гораздо более чувствительны, чем резистивные сенсорные экраны. Мы склонны видеть емкостные сенсорные экраны в более современных технологиях, таких как смартфоны и планшеты. Они дают нам возможность испытать высококачественные изображения, имитирующие реальность.
Благодаря тому, что социальные сети настолько интегрированы в нашу жизнь, мы постоянно делимся информацией и переживаем жизнь через наши устройства.
Возможность легко взаимодействовать с высококачественными приложениями стала возможной благодаря новейшим емкостным сенсорным экранам.
Резистивные сенсорные экраны
Резистивные сенсорные экраны работают именно так, как следует из их названия — с сопротивлением прикосновению. Стеклянный или твердый пластиковый слой покрыт резистивным металлическим слоем, проводящим заряд. Они разделены прокладками на экране, так что, когда ваш палец сильно нажимает на пластиковый защитный слой, два слоя соприкасаются, изменяя электрический заряд в этом месте, что дает сигнал программному обеспечению реагировать.
Резистивные экраны не такие яркие, как емкостные, из-за их толстых слоев синего и желтого цветов, из-за которых их интерфейс выглядит темнее, чем у емкостных экранов. Вы часто будете видеть резистивные экраны, используемые на банкоматах, кассах и POS-терминалах (точках продаж). Они, как правило, намного более долговечны и доступны по цене, чем емкостные экраны, благодаря внешнему слою из жесткого пластика.
У каждого экрана есть сильные и слабые стороны, которые делают его лучшим выбором для определенных приложений. Емкостные экраны предлагают большую гибкость в функциональности, поскольку резистивные экраны не могут регистрировать несколько точек касания одновременно.
Подумайте о том, когда вы увеличиваете изображение на своем смартфоне — вы используете два пальца на разных рецепторах, чтобы увеличить изображение. Резистивные сенсорные экраны путаются, когда вы пытаетесь применить к ним несколько точек, поскольку их технология основана на распознавании давления в определенном месте.
Что обнаруживают сенсорные экраны
То, что обнаруживают сенсорные дисплеи, различается в зависимости от того, является ли экран емкостным или резистивным. Резистивные экраны зависят от приложенного давления, а это означает, что иногда кончик ручки или другой объект может инициировать реакцию системы. Емкостные сенсорные экраны используют электрические проводники, а не давление, чтобы распознавать команду и реагировать.
Но задумывались ли вы когда-нибудь, почему емкостные сенсорные экраны работают только с кожей? Хотя это не совсем так, емкостные экраны зависят от определенного количества электрического заряда, чтобы получить ответ от операционной системы.
Это означает, что другие объекты с таким же зарядом, как ваш голый палец, могут выполнить тот же запрос при использовании вашего телефона, планшета или ноутбука с сенсорным экраном. Вот почему сенсорные экраны реагируют на стилусы, специальные перчатки и иногда карманные циферблаты.
Прежде чем вы наденете пару перчаток и готовы написать всем своим друзьям о том, какие у вас крутые новые перчатки, убедитесь, что вы выбрали правильную пару. Перчатки с сенсорным экраном используют проводящую нить на кончиках пальцев для поддержания естественного электрического заряда пальца. Это означает, что не любая перчатка сможет зарегистрировать ваше прикосновение, поэтому убедитесь, что у вас есть подходящие перчатки, прежде чем бросить вызов зиме со своим смартфоном.
В то время как токопроводящие нити и стилусы работают с сенсорными дисплеями, другие объекты, такие как обычная ручка, не работают. Отличие заключается в электрическом заряде объекта. Ручки на самом деле имеют слишком большой электрический заряд, чтобы сенсорный экран мог его распознать. Ваш экран зависит от идеального рецепта электрического заряда для выполнения ваших запросов. Увлекательно, не правда ли?
Защитные пленки для экрана
Если работа сенсорных экранов основана на их способности проводить и принимать энергию, то как работают защитные пленки для сенсорных экранов?
Емкостные сенсорные экраны обнаруживают электрический ток, поэтому им не нужно ощущать давление пальца, как это делают резистивные экраны. Если в вашей защитной пленке для экрана используется электрически прозрачный материал, это не повлияет на функциональность вашего экрана, потому что он по-прежнему сможет регистрировать изменение электрического заряда.
Хорошая новость заключается в том, что по мере развития технологий сенсорных экранов растет и их долговечность.
Защитные пленки для экрана сейчас не так необходимы, как это было, когда потребители впервые познакомились с продуктами с сенсорным экраном. Многие из нас до сих пор переживают, когда впервые разбили стеклянный дисплей на нашем новом блестящем устройстве. В отличие от чрезмерных технических специалистов, вам не нужно так сильно беспокоиться о безопасности вашего экрана благодаря разработкам в области материалов.
В большинстве устройств используется устойчивый к царапинам материал, такой как стекло Gorilla® Glass, для защиты экрана при кратковременном падении, хотя мы не рекомендуем проверять предельные возможности экрана. Это прочное стекло, а не Невероятный Халк. Для тех, у кого могут быть проблемы с координацией, защитные пленки по-прежнему являются хорошим вариантом, чтобы сохранить ваш экран в первозданном состоянии.
Большинство защитных пленок для экрана изготавливаются из пластика или закаленного стекла. Пластиковые протекторы помогают защитить от царапин, но не сильно защищают от ударов.
Если вы один из тех людей с проблемами координации, о которых мы упоминали ранее, вы можете подумать о переходе на защитное стекло из закаленного стекла и, возможно, даже прочный футляр для него.
В зависимости от толщины пластика вы можете почувствовать разницу в чувствительности сенсорного экрана. Закаленное стекло также добавляет толстый слой на экран, но ощущения ближе к исходному экрану вашего устройства.
Сенсорные экраны для ноутбуков и планшетов
Интерактивные экраны расширяют возможности пользователя, добавляя тактильные функции и позволяя пользователю лучше контролировать свое устройство. Смартфоны настолько интегрировались в нашу жизнь, что мы привыкли получать доступ ко всему, что нам нужно, прямо у нас под рукой. Эта популярная технология проникла в нашу жизнь с появлением ноутбуков и планшетов с сенсорным экраном.
Трансформируемые и съемные ноутбуки с дополнительным сенсорным экраном появились на рынке технологий вскоре после появления планшетов.
Пользователям понравилось, как легко они могли управлять своими портативными компьютерами и просматривать Интернет во время просмотра телевизора, обращаться к рецептам во время приготовления пищи и демонстрировать семейные фотографии на экране большего размера, чем их телефон.
Ноутбуки с сенсорным экраном стали популярны благодаря модели ноутбука 2-в-1, которая позволяет превратить ноутбук в планшет. Перемещение окон, настройка дизайна, игры и прокрутка на ноутбуке никогда не были проще. Вы также можете оживить скучную презентацию, позволив участникам напрямую взаимодействовать с приложением через сенсорный экран.
Сенсорные экраны ноутбуков — расширение технологии планшетов
И ноутбуки, и планшеты используют одну и ту же емкостную сенсорную технологию. В то время как ноутбуки обеспечивают удобство клавиатуры и трекпада, когда они вам нужны, планшеты предлагают свои собственные удобства для людей, находящихся в дороге. Сравнивая продукты с сенсорным экраном для ноутбуков и планшетов, вы часто будете слышать о технологии отображения изображений.
В современных ноутбуках и планшетах обычно используются светодиодные или ЖК-дисплеи для максимально четкого изображения. Эти технологии работают со слоями сенсорного экрана для отображения изображений, которые вы видите на экране. Они не оказывают прямого влияния на то, как работает ваш дисплей, а только на то, что вы видите на экране.
Большинство устройств, с которыми вы знакомы, имеют дисплей со светодиодной подсветкой, который сочетается с ЖК-дисплеем (жидкокристаллическим дисплеем) для создания яркого и красочного дисплея, который вы видите при использовании своего смартфона, планшета или ноутбука.
[1] АРС Техника; От сенсорных дисплеев к поверхности: краткая история технологии сенсорных экранов
Статья по теме: Три лучших ноутбука HP 2-in-1
Об авторе
Софи Сируа (Sophie Sirois) является автором статьи для HP® Tech Takes. Софи — специалист по созданию контента из Сан-Диего, освещающий последние новости в области технологий и цифровых технологий.
Что такое емкостный сенсорный экран и как он работает? – Определение TechTarget
К
- Эндрю Золя
Что такое емкостный сенсорный экран?
Емкостной сенсорный экран — это дисплей управления, который использует проводящее прикосновение человеческого пальца или специализированного устройства ввода для ввода и управления.
Как работает емкостный сенсорный экран?К емкостным сенсорным панелям необходимо прикасаться пальцем, специальной емкостной ручкой или перчаткой. Это потому, что панель покрыта материалом, который может накапливать электрические заряды. Изменение емкости сигнализирует о месте касания. Это отличается от резистивных панелей и панелей поверхностных волн, которые могут воспринимать ввод от пальца или стилуса.
При прикосновении к емкостной панели она отводит небольшой заряд в точку контакта, превращаясь в функциональный конденсатор.
Для определения местоположения измеряется изменение электростатического поля. В некоторых конструкциях схемы, расположенные в каждом углу панели, рассчитывают заряд и отправляют информацию на контроллер для обработки. В мультисенсорных экранах датчики расположены в виде сетки, чтобы обеспечить более сложный ввод.
Устройства с резистивным сенсорным экраном распознают приложение давления, в результате чего два проводящих слоя сближаются. Емкостные сенсорные экраны не реагируют на внешние факторы, такие как температура, влажность или свет, что позволяет им работать без влияния этих переменных. Они также обеспечивают более высокий уровень четкости, точности и достоверности даже при минимальном давлении или прикосновении.
Для чего используется емкостный сенсорный экран? Емкостные сенсорные экраны установлены на смартфонах s , планшетах s и других мобильных устройствах.
К ним относятся устройства Android и устройства Apple, такие как iPhone и iPad.
Емкостный стилус для сенсорного экрана — это устройство, используемое для рисования на сенсорном дисплее. Стилус состоит из двух частей: кончика, касающегося экрана, и основания, удерживающего стилус в вертикальном положении.
Как стилус работает с емкостным сенсорным экраном?Когда стилус прижимается к экрану, он создает небольшой электрический ток между наконечником и экраном. Это приводит к тому, что пиксели под наконечником загораются, позволяя пользователю рисовать линии и фигуры на экране.
Планшет с емкостным сенсорным экраном использует стилус для письма и рисования на экране. Что такое проекционно-емкостной сенсорный экран? Проекционно-емкостной сенсорный экран — это технология сенсорного экрана, в которой используется матрица крошечных электродов под стеклянной поверхностью.
Это позволяет использовать более тонкие дисплеи и лучшее разрешение по сравнению с технологиями, использующими отдельные провода, прикрепленные к каждому пикселю.
Предполагаемые емкостные технологии могут обнаруживать прикосновение, вычисляя величину емкости на каждом адресуемом электроде. Когда стилус или палец приближаются к электроду, он изменяет емкость, возмущая электромагнитное поле.
Основным преимуществом проекционно-емкостных сенсорных экранов является то, что они не требуют подсветки, что делает их идеальными для использования вне помещений.
Как очистить емкостный сенсорный экранДля очистки емкостного сенсорного экрана лучше всего использовать мягкую ткань, смоченную в медицинском спирте или мягком неабразивном мыльном водном растворе. Использование сухой ткани может повредить поверхность. Тем не менее, салфетка из микрофибры помогает удалить отпечатки пальцев с поверхности.
Выполните следующие действия, чтобы очистить емкостный сенсорный экран:
- Смочите мягкую ткань или ткань из микрофибры изопропиловым спиртом или слабым неабразивным мыльным раствором, а затем аккуратно протрите сенсорный экран.
- Протрите экран и края насухо.
- Перед использованием устройства убедитесь, что стекло и край экрана полностью высохли.
См. также: дисплей , чересстрочный дисплей , дисплей без чересстрочной развертки , цифровой проектор , Gorilla Glass , мобильный интерфейс пользователя 901 74
Последнее обновление: ноябрь 2022 г.
Продолжить чтение О емкостном сенсорном экране- Взгляд на эффективный голосовой интерфейс пользователя
- Визуальное сотрудничество требует большего, чем просто пиксели и указатели
- Преимущества и недостатки мобильных устройств в бизнесе
- Как правильно выбрать мобильное устройство для бизнеса
- Оценка лучших MDM для Android и iOS
нейроморфные вычисления
Нейроморфные вычисления — это метод компьютерной инженерии, при котором элементы компьютера моделируются по образцу систем человеческого мозга и нервной системы.
Сеть
- коллизия в сети
В полудуплексной сети Ethernet коллизия возникает в результате попытки двух устройств в одной сети Ethernet передать…
- краеугольный камень домкрат
Гнездо трапецеидального искажения — это гнездовой разъем, используемый для передачи аудио, видео и данных. Он служит гнездом для соответствующего штекера…
- инкапсуляция (объектно-ориентированное программирование)
В объектно-ориентированном программировании (ООП) инкапсуляция — это практика объединения связанных данных в структурированный блок вместе с …
Безопасность
- Общая система оценки уязвимостей (CVSS)
Общая система оценки уязвимостей (CVSS) — общедоступная система оценки серьезности уязвимостей безопасности в …
- WPA3
WPA3, также известный как Wi-Fi Protected Access 3, является третьей итерацией стандарта сертификации безопасности, разработанного Wi-Fi .
.. - брандмауэр
Брандмауэр — это устройство сетевой безопасности, предотвращающее несанкционированный доступ к сети. Проверяет входящий и исходящий трафик…
..ИТ-директор
- Agile-манифест
The Agile Manifesto — это документ, определяющий четыре ключевые ценности и 12 принципов, в которые его авторы верят разработчики программного обеспечения…
- Общее управление качеством (TQM)
Total Quality Management (TQM) — это система управления, основанная на вере в то, что организация может добиться долгосрочного успеха, …
- системное мышление
Системное мышление — это целостный подход к анализу, который фокусируется на том, как взаимодействуют составные части системы и как…
HRSoftware
- опыт кандидата
Опыт кандидата отражает отношение человека к процессу подачи заявления о приеме на работу в компанию.
