На страницах нашего онлайн портала alivahotel.ru мы расскажем много самого интересного и познавательного, полезного и увлекательного для наших постоянных читателей.
Устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают на разных физических принципах. Но мы рассмотрим лишь те которые встречаются в мобильных телефонах и другой переносной технике.
Принцип работы резистивных сенсорных экранов
Резистивные сенсорные экраны бывают двух видов, четырехпроводные и пятипроводные. Рассмотрим принцип работы каждого из типов в отдельности.
Четырёхпроводной резистривный экран
Принцип действия 4-проводного резистивного сенсорного экрана
Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков:
Пятипроводной резистивный экран
Пятипроводной экран более надёжен за счёт того, что резистивное покрытие на мембране заменено проводящим (5-проводной экран продолжает работать даже с прорезанной мембраной). На заднем стекле нанесено резистивное покрытие с четырьмя электродами по углам.
Принцип действия 5-проводного резистивного сенсорного экрана
Как только на экран нажимают, микропроцессор улавливает изменение напряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом:
Принцип работы емкостных сенсорных экранов
Ёмкостный (или поверхностно-ёмкостный) экран использует тот факт, что предмет большой ёмкости проводит переменный ток.
Принцип действия ёмкостного сенсорного экрана
Ёмкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом (обычно применяется сплав оксида индия и оксида олова ). Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.
В более ранних моделях ёмкостных экранов применялся постоянный ток — это упрощало конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводило к сбоям.
Ёмкостные сенсорные экраны надёжны, порядка 200 млн нажатий (около 6 с половиной лет нажатий с промежутком в одну секунду), не пропускают жидкости и отлично терпят не проводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %. Впрочем, проводящее покрытие всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широко применяются в автоматах, установленных в охраняемом помещении. Не реагируют на руку в перчатке.
Принцип работы проекционно-емкостных сенсорных экранов
На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор ; электроника измеряет ёмкость этого конденсатора (подаёт импульс тока и измеряет напряжение).
Принцип действия проекционно-ёмкостного сенсорного экрана
Прозрачность таких экранов до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место — сложная электроника, обрабатывающая нажатия). На ПЁЭ может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайней вандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легко подавляются программными методами. Поэтому проекционно-ёмкостные сенсорные экраны применяются в автоматах, устанавливаемых на улице. Многие модели реагируют на руку в перчатке. В современных моделях конструкторы добились очень высокой точности — правда, вандалоустойчивые исполнения менее точны.
Стоит заметить, что из-за различий в терминологии часто путают поверхностно- и проекционно-ёмкостные экраны. По классификации, применённой в данной статье, экран iPhone является проекционно-ёмкостным.
Заключение
Каждый из видов сенсорных экранов имеет свои преимущества и недостатки, для наглядности рассмотрим таблицу.
Типы сенсорных экранов. Какой сенсорный экран лучше
Экраны современных устройств могут не только выводить изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством посредством сенсоров.
Современные технологии touchscreen
Изначально сенсорные экраны применялись в некоторых карманных компьютерах, а на сегодняшний день сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных устройствах, плеерах, фото и видеокамерах, информационных киосках и так далее. При этом в каждом из перечисленных устройств может применяться тот или иной тип сенсорного экрана. В настоящее время разработано несколько типов сенсорных панелей, и, соответственно, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. В данной статье мы как раз и рассмотрим, какие же бывают типы сенсорных экранов, их достоинства и недостатки, какой тип сенсорного экрана лучше.
Существует четыре основных типа сенсорных экранов: резистивные, емкостные, с определением поверхностно-акустических волн и инфракрасные. В мобильных же устройствах наибольшее распространение получили только два: резистивные и емкостные. Основным их отличием является тот факт, что резистивные экраны распознают нажатие, а емкостные – касание.
Резистивные сенсорные экраны
Данная технология получила наибольшее распространение среди мобильных устройств, что объясняется простотой технологии и низкой себестоимостью производства. Резистивный экран представляет собой LCD дисплей, на который наложены две прозрачные пластины, разделенные слоем диэлектрика. Верхняя пластина гибкая, так как на нее нажимает пользователь, нижняя же жестко закреплена на экране. На обращенные друг другу поверхности нанесены проводники.
Резистивный сенсорный экран
Микроконтроллер подает напряжение последовательно на электроды верхней и нижней пластины. При нажатии на экран гибкий верхний слой прогибается, и его внутренняя проводящая поверхность касается нижнего проводящего слоя, изменяя тем самым сопротивление всей системы. Изменение сопротивления фиксируется микроконтроллером и таким образом определяются координаты точки касания.
Из плюсов резистивных экранов можно отметить простоту и малую стоимость, неплохую чувствительность, а также возможность нажимать на экран как пальцем, так и любым предметом. Из минусов необходимо отметить плохое светопропускание (в результате приходится использовать более яркую подсветку), плохая поддержка множественных нажатий (multi-touch), не могут определять силу нажатия, а также довольно быстрый механический износ, хотя в сравнении со временем жизни телефона, этот недостаток не так уж и важен, так как обычно быстрее телефон выходит из строя, чем сенсорный экран.
Емкостные сенсорные экраны делятся на два типа: поверхностно-емкостные и проекционно-емкостные. Поверхностно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло, на поверхность которого нанесено тонкое прозрачное проводящее покрытие, поверх которого нанесено защитное покрытие. По краям стекла расположены печатные электроды, которые подают на проводящее покрытие низковольтное переменное напряжение.
Поверхностно-емкостной сенсорный экран
При касании экрана образуется импульс тока в точке контакта, величина которого пропорциональна расстоянию из каждого угла экрана до точки касания, таким образом, вычислить координаты места касания контроллеру достаточно просто, сравнить эти токи. Из достоинств поверхностно-емкостных экранов можно отметить: хорошее светопропускание, малое время отклика и большой ресурс касаний. Из недостатков: размещенные по бокам электроды плохо подходят для мобильных устройств, требовательны к внешней температуре, не поддерживают multi-touch, касаться можно пальцами или специальным стилусом, не могут определять силу нажатия.
Применение: информационные киоски в охраняемых помещениях, в некоторых банкоматах.
Проекционно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло с нанесенными на него горизонтальными ведущими линиями проводящего материала и вертикальными определяющими линиями проводящего материала, разделенные слоем диэлектрика.
Проекционно-емкостной сенсорный экран
Работает такой экран следующим образом: на каждый из электродов в проводящем материале микроконтроллером последовательно подается напряжение и измеряется амплитуда возникающего в результате импульса тока. По мере приближения пальца к экрану емкость электродов, находящихся под пальцем, изменяется, и таким образом контроллер определяет место касания, то есть координаты касания – это пересекающиеся электроды с возросшей емкостью.
Достоинством проекционно-емкостных сенсорных экранов является быстрая скорость отклика на касание, поддержка multi-touch, более точное определение координат по сравнению с резистивными экранами и определение силы нажатия. Поэтому эти экраны в большей степени используются в таких устройствах, как iPhone и iPad. Также стоит отметить большую надежность этих экранов и, как следствие, больший срок работы. Из недостатков можно отметить, что на таких экранах касаться можно только пальцами (рисовать или писать от руки пальцами очень неудобно) или специальным стилусом.
Применение: платежные терминалы, банкоматы, электронные киоски на улицах, touchpads ноутбуков, iPhone, iPad, коммуникаторы и так далее.
Состав и принцип работы данного типа экранов следующий: по углам экрана размещены пьезоэлементы, которые преобразуют подаваемый на них электрический сигнал в ультразвуковые волны и направляют эти волны вдоль поверхности экрана. Вдоль краев одной стороны экрана распределены отражатели, которые распределяют ультразвуковые волны по всему экрану. На противоположных от отражателей краях экрана расположены сенсоры, которые фокусируют ультразвуковые волны и передают их далее на преобразователь, который в свою очередь преобразует ультразвуковую волну обратно в электрический сигнал. Таким образом, для контроллера экран представляется в виде цифровой матрицы, каждое значение которой соответствует определенной точке поверхности экрана. При касании пальцем экрана в любой точке происходит поглощение волн, и в результате общая картина распространения ультразвуковых волн изменяется и в результате преобразователь выдает более слабый электрический сигнал, который сравнивается с хранящейся в памяти цифровой матрицей экрана, и таким образом вычисляются координаты касания экрана.
Сенсорный экран ПАВ
Из достоинств можно отметить высокую прозрачность, так как экран не содержит проводящих поверхностей, долговечность (до 50 млн. касаний), а также сенсорные экраны ПАВ позволяют определять не только координаты нажатия, но и силу нажатия.
Из недостатков можно отметить более низкую точность определения координат, чем у емкостных, то есть рисовать на таких экранах не получится. Большим недостатком являются сбои в работе при воздействии акустических шумов, вибраций или при загрязнении экрана, т.е. любая грязь на экране блокирует его работу. Также данные экраны корректно работают только с предметами, поглощающими акустические волны.
Применение: сенсорные экраны ПАВ в основном в охраняемых информационных киосках, в образовательных учреждениях, в игровых автоматах и так далее.
Инфракрасные сенсорные экраны
Устройство и принцип работы инфракрасных сенсорных экранов довольно простой. Вдоль двух прилегающих друг к другу сторон сенсорного экрана расположены светодиоды, излучающие инфракрасные лучи. А на противоположной стороне экрана расположены фототранзисторы, которые принимают инфракрасные лучи. Таким образом, весь экран покрыт невидимой сеткой пересекающихся инфракрасных лучей, и если коснуться экрана пальцем, то лучи перекрываются и не попадают на фототранзисторы, что немедленно регистрируется контроллером, и таким образом определяются координаты касания.
Инфракрасный сенсорный экран
Применение: инфракрасные сенсорные экраны используются в основном в информационных киосках, торговых автоматах, в медицинском оборудовании и т.д.
Из достоинств можно отметить высокую прозрачность экрана, долговечность, простоту и ремонтопригодность схемы. Из недостатков: боятся грязи (поэтому используются только в помещении), не могут определять силу нажатия, средняя точность определения координат.
P.S.Итак, мы рассмотрели основные типы наиболее распространенных сенсорных технологий (хотя есть еще и менее распространенные, такие, как оптические, тензометрические, индукционные и так далее). Из всех этих технологий наибольшее распространение в мобильных устройствах получили резистивные и емкостные, так как обладают высокой точностью определения точки касания. Из них наилучшими характеристиками обладают проекционно-емкостные сенсорные экраны.
Текст подготовлен по материалам из открытых источников методистами по Технологии Карабиным А.С., Л.В. Гаврик, С.В. Усачёвым
Защищенные сенсоры: новые технологии в сенсорных экранах AMT
Сенсорные экраны производства компании АМТ – проекционно-емкостные экраны с низким значением коэффициента отражения для применения на ярком свету; дисплеи с высокой пропускной способностью для увеличения яркости, отсутствие каркаса, наличие дополнительного защитного покрытия.
Компания Apex Material Technology Corp. (AMT) с 1998 года занимается разработкой и производством высококачественных сенсорных экранов, контроллеров и драйверов для них. Характерная черта продукции AMT – поддержка практически всех известных операционных систем и сред разработки.
Благодаря использованию высококачественных материалов, применению прецизионных технологий и тщательному контролю на всех этапах изготовления продукты компании АМТ используются в самых разнообразных областях, от промышленных устройств до бытовой техники. Вот некоторые из областей применения продукции AMT:
Одно из последних достижений AMT – появление проекционно-емкостных сенсорных экранов, а также – резистивных экранов с низким значением светоотражения.
С проекционно-емкостных экранов (PCI – Projected Capacitive Input) и начнем. PCI-дисплеи представляют из себя стеклянную подложку, которая одновременно является защитным стеклом. На данную подложку определенным образом нанесены проводящие дорожки оксида индия, которые создают электрическое поле по осям X и Y. В силу того, что человеческое тело является проводником, при приближении пальца к PCI-экрану емкость между проводником и пальцем изменится. Изменение емкости измеряется контроллером, точка касания определяется за счет определения проводника оксида индия, в котором произошло изменение емкости (рисунок 1). На рисунке 2 изображена эквивалентная схема до и после касания сенсорного экрана.
Рис. 1. Определение точки касания
Для улучшения характеристик конечного устройства рекомендуется использовать PCI-дисплей и контроллер одного производителя. Компания AMT предлагает готовое решение, в которое входит сама сенсорная панель, контроллер панели и комплект драйверов.
Рис. 2. Величина емкости до и после касания
Сенсорные панели PCI компании AMT могут поставляться в двух вариантах:
Рис. 3. Внешний вид платы контроллера PenMount 1300
Рис. 4. PCI-COF-контроллер установлен на шлейфе
Другой инновационной разработкой компании являются сенсорные экраны с низким значением коэффициента отражения. Яркость современных стандартных дисплеев может достигать величины 200…350 кд/м². Если поместить такой дисплей под прямые солнечные лучи, то отраженный свет будет настолько велик, что невозможно четко различить изображение на дисплее. Как показали исследования, чтобы четко видеть изображение под прямыми солнечными лучами, яркость дисплеев должна превышать значение в 686 кд/м². Вследствие этого на рынке стали появляться усовершенствованные дисплеи специально для наружного применения, в которых либо увеличена яркость, либо добавлен поляризатор.
В компании AMT был разработан сенсорный экран с низким значением отражения, который может использоваться совместно с большинством стандартных дисплеев.
Использование обычного LCD-дисплея совместно с Low Reflective Touch Screen компании AMT позволяет снизить коэффициент отражения до значений ниже, чем 1,5%. Для сравнения, коэффициент отражения обычного резистивного сенсорного экрана лежит в пределах 16…22% (рисунок 5).
Рис. 5. Отражение в стандартном сенсорном экране
На рисунке 6 изображена структура LR-сенсорных экранов. Отличие от стандартной структуры сенсорного экрана заключается, во-первых, в добавлении антибликового слоя (AR film). Во-вторых, значение коэффициента отражения удалось снизить до 1,5% за счет добавления двух поляризационных пленок (Polarizer film и Retarder film).
Рис. 6. Структура LR-сенсорных дисплеев
Применение LR-сенсорных экранов может значительно облегчить жизнь разработчикам, поскольку, чтобы переделать продукт для наружного использования, достаточно установить данный сенсорный экран вместо долгого и утомительного поиска другого дисплея. Основными областями применения сенсорных экранов с низким значением коэффициента отражения являются: портативные устройства; оборудование, установленное на улице; промышленные устройства и автоматика.
Характеристики LR сенсорных экранов компании представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики разных типов сенсорных экранов производства AMT
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).
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.
Конструктивно экран представляет собой стеклянную или акриловую пластину, покрытую двумя токопроводящими слоями. Эти слои разделены незаметными для глаз прокладками, которые предохраняют сеть вертикальных и горизонтальных проводников от соприкосновения. В момент нажатия слои контактируют и контроллер регистрирует электрический сигнал. Координаты нажатия определяются, исходя из того, на пересечении каких проводников было зарегистрировано воздействие.
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.
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
В работе емкостного экрана человек участвует не только механическим нажатием, но и изменяет электрические параметры. До прикосновения экран обладает некоторым электрическим зарядом. Прикосновение пальца меняет картину заряженности, «оттягивая» часть заряда к точке нажатия (рис. 3). Датчики экрана, расположенные по всем четырем углам, следят за течением заряда в экране, определяя, таким образом, координаты «утечки» электронов.
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
Антивандальные сенсорные экраныSecureTouch, 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.
ТехнологияAcousticPulseRecognition(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.
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.
Сенсорные экраны производства компании АМТ – проекционно-емкостные экраны с низким значением коэффициента отражения для применения на ярком свету; дисплеи с высокой пропускной способностью для увеличения яркости, отсутствие каркаса, наличие дополнительного защитного покрытия.
Рис. 5