Samsung P2 Club | Прошивки, видео, игры | Galaxy Tab, Galaxy Player » Статьи

Сенсорные экраны

Alexzakl_4 — Thu, 27 Aug 2009 11:23:16 +0000

За последнее десятилетие сенсорные экраны стали самым удобным и простым средством взаимодействия человека с техникой. Все чаще они устанавливаются в качестве главного устройства ввода. Их популярность растет с каждым годом, ими легко пользоваться, они повсюду. Так что же такое сенсорный экран? Какие бывают типы сенсоров и каков их принцип действия? Ответы на эти вопросы вы можете найти в данной статье.

История развития.
Первый сенсорный экран был изобретен в далеком 1971 году. Сэмюель Хэрстом, будущий основатель компании Elo TouchSystems, разработал элограф – графический планшет, действовавший по четырехпроходному резистивному принципу (т.е. основанный на резисторах, резистивном сопротивлении). В 1972 году, в рамках исследования США по программному облучению, появился первый компьютер, имеющий сенсорный экран. Сенсор состоял из сетки ИК-лучей 16?16 блоков. В 1974 году Хэрст смог сделать элограф прозрачным, а в 1977 разработал пятипроводной экран. А чуть позже, на всемирной ярмарке 1982 года, Elographics совместно с Siemens представили первый телевизор с сенсорным экраном. В те времена сенсоры имели достаточно низкую точность и применялись, в основном в промышленном оборудовании и медицинских аппаратах.
Прошло почти 40 лет, прогресс не стоит на месте. Что же изменилось за это время? В наши дни сенсорные экраны используются практически везде: мобильные телефоны, портативные медиаплееры, Карманные ПК, игровые консоли, ноутбуки, ЖК мониторы, банкоматы, терминалы оплаты, компьютерная техника, домофоны, микроволновые печи, бытовая техника, промышленная электроника и медицинское оборудование… можно перечислять до бесконечности. Что же стало залогом успеха? Да все очень просто. Применение сенсорных экранов имеет ряд преимуществ, недоступных при использовании любых других устройств ввода: повышенную надежность, устойчивость к внешним воздействиям, понятный и удобный интерфейс. Установка сенсорных экранов вместо традиционных устройств ввода позволяет решить многие проблемы и создать новые возможности.

Типы сенсорных экранов и их устройство.
Теперь давайте рассмотрим все существующие на сегодняшний день типы сенсорных экраном и их принципы действия.

Резистивные сенсорные экраны.
Существует 3 вида: четырехпроводной, пятипроводной и восьмипроводной.
Четырехпроводной резистивный сенсор состоит из стеклянной панели и пластикового покрытия (мембраны). На внутренние стороны стекла и пластиковой мембраны нанесен резистивный элемент. Пространство между стеклом и пластиком заполняет равномерно распределенный микроизолятор. Когда на экран нажимают, то стекло и пластиковая мембрана смыкаются, а специальный контролер определяет координаты нажатия.
У пятипроводного сенсора резистивные элементы заменены проводящими, что позволяет ему оставаться в рабочем состоянии даже с поврежденным пластиковым покрытием.
Восьмипроводной сенсор отличается от четырехпроводного только улучшенной точностью.
Резистивные сенсорные экраны используются в большинстве карманных ПК и UMPC (кроме тех, у которых Touch Screen), некоторых смартфонах, игровых приставках типа Nintendo DC

Матричные сенсорные экраны.
Устройство матричных экранов почти полностью аналогично резистивным, но очень упрощено. На стекле установлены горизонтальные проводники, на мембрану – вертикальные. Когда на экран нажимают, то проводники соприкасаются и контролер определяет координаты соприкосновения. Матричные экраны, в силу своей простоты, имеют очень низкую стоимость, но их точность тоже оставляет желать лучшего. Они установлены в банкоматах, терминалах оплаты сотовой связи и других подобных устройства.

Емкостные сенсорные экраны.
В данном случае используется свойство предметов большой емкости – электропроводимость. Емкостный сенсор состоит из стекла, которое покрыто проводящим материалом. По экрану протекает электрический ток с небольшим напряжением, подаваемый с краев экрана электродами, который не ощущается пальцем человека. Как только экрана касается палец или другой проводящий предмет (например, емкостный стилус), то ток в месте касания уходит на данный предмет и на экране возникает утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток регистрируется датчиками и передается на контроллер, который определяет координаты точки касания.
Емкостные экраны отличаются высокой надежностью (порядка 200 000 000 нажатий), высокой степенью прозрачности (более 90%) и высокой устойчивостью к внешним воздействиям (не пропускают жидкость и грязь).
Экраны емкостного типа применяются в большинстве устройств с технологией Touch Screen. К ним относятся портативные медиаплееры (в том числе линейка Samsung Yepp, iPod Touch и Apple iPhone), современные КПК и UMPC, некоторые мобильные телефоны и прочая электроника. По той же технологии работают устройства Touchpad на ноутбуках.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны.
Устройство проекционно-емкостных сенсорных экранов отличается усложненной электроникой. На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов, они вместе с телом человека образует импровизированный конденсатор (устройство, способное накапливать эл. ток) и электроника измеряет ёмкость этого конденсатора.
В данном типе сенсоров может применяться стекло большой толщины (до 18 см), благодаря чему экраны обладают высокой вандалоустойчивостью. Имеют все преимущества емкостных сенсорных экранов. Они нашли свое применение в уличных автоматах. Также данная технология применяется в устройствах с MultiTouch экранами.

Сенсорные экраны ПАВ (на поверхностно-акустических волнах).
На поверхности экрана возбуждаются ультразвуковые колебания. Прикосновение к экрану изменяет характер прохождения ультразвука, что в свою очередь регистрируется датчиками.
Сенсоры ПАВ имеют большое количество недостатков (любой посторонний предмет на рабочей поверхности полностью блокирует работу экрана, не реагирует на предметы, которые не поглощают ультразвук) и в данное время практически не применяются.

Оптические сенсорные экраны.
Экран состоит из стекла с инфракрасной подсветкой. При касании экрана инфракрасный свет рассеивается и специальный контроллер определяет координаты. Данная технология позволяет производить экраны очень большого размера, поддерживается MultiTouch. На основе этой технологии работают, например, интерактивные классные доски.

Тензометрические сенсорные экраны.
Реагируют на деформацию экрана при нажатии. Отличаются низкой точностью и отличной вандалоустойчивостью. Используются в банкоматах, терминалах оплаты и аналогичных устройствах.

Индукционные сенсорные экраны.
Используют индукционные свойства, реагируют только на специальное перо. Сейчас практически не применяются.

Дисплеи. Матрицы.

Konstantin — Sun, 23 Aug 2009 12:00:27 +0000

Начиная с сегодняшнего дня будет опубликован цикл статей, которые, как мне кажется, будут интересны всем нынешним и будущим владельцам плееров. Мы поговорим о матрицах, сенсорах, разрешениях дисплеев. Постараюсь рассказать вам обо всём этом поинтереснее, чтобы вы не уснули после первых строк.
Итак, сегодня первая публикация – Матрицы.

В далеких пятидесятых годах двадцатого века Андре Бернанос, французский химик, физик и фармаколог, вместе со своими сотрудниками открыли электролюминесценцию в органических материалах. Для этого к тонким прозрачным плёнкам с красителями применяли ток с высоким напряжением. Десятилетием спустя, исследователи из компании Dow Chemical немного усовершенствовали эту технологию, разработав электролюминесцентные ячейки.
Некоторое время работа над проектом велась очень медленными темпами из-за низкой электрической проводимости этих материалов. Длилось это до тех пор пока на свет не появились более совершенные органические материалы. Но чтобы уж совсем не заводить вас в дебри химики и науки, дальше не буду сильно вдаваться в эти детали. В 1974 году был создан материал, который испускал вспышку света во время подачи тока. И так неспешно начинала зарождаться эпоха диодов. Первой компанией использовавшей новую технологию стала Kodak.

Главная проблема OLED (органического светодиода) на сегодняшний день – это синхронность жизни цветов. Красный, зеленый и синий – все цвета, что используются в дисплеях. Если зеленый и красный могут «прожить» десятки тысяч часов во включенном состоянии, то синий цвет начинает умирать уже в отметке 15 тысяч. Над этой проблемой научные умы разумеется бьются и по сей день, но факт остается фактом – сейчас ресурс диодов сильно ограничен.
Яркость таких дисплеев имеет огромный диапозон. Однако подводный камень присутствует и в этой области. Чем ярче (и дольше в таком состоянии) будет гореть экран, тем быстрее он исчерпает свой рабочий срок. Поэтому рекомендуется не перебарщивать при регулировании освещения своих аппаратов. При попадании даже прямых лучей солнечного света экран на OLED останется ярким и четким по сравнению в теми же LCD.
Очередной плюс в репутацию органики – контрастность. Она может доходить аж до 1000000:1.
Если посмотреть на TFT экраны под большим углом, особенно на средние по стоимости, то можно увидеть не пойми что, вместо ожидаемой качественной картинки. С этой проблемой герой материала тоже выходит сухим из воды. Крути не крути, а цвета остануться теми же, что и при прямом взгляде.
Энергии мы кушаем мало. Практически в полтора раза ниже, чем LCD.
В общем одни плюсы, как вы сумели заметить. Технологии в этом направлении продолжают развиваться и совершенствоваться, представляя постоянно всё новые и интересные разновидности этого типа органических дисплеев. Продолжая тему разнообразия, нужно вкратце описать несколько видов.

AMOLED – представляет собой TFT матрицу, полностью покрытую точками OLED. В сравнении с союзом TFT и LCD, этот потребляет значительно меньшее количество энергии, отображает большую гамму цветов, а также более тонкий в итоге. Сокращение таит в себе слово «активный», которое применимо не только к цветопередаче, как написано выше. Такой экран может совершенно свободно сгибаться, при этом не подвергаясь риску быть испорченным. Дешевая стоимость и легкий вес – еще два преимущества в копилку при сравнении с жидкими кристаллами.

Следующим интересным видом станет PHOLED. Главный его компонент – фосфор. Фосфорицитный органический свето-излучающий дисплей. В настоящее время этот тип только разрабатывается и исследуется учеными. Данная технология позволяет конвертировать большее количество электричества в свет. В тех же OLED из тока в свет перерождается не более 25-30%. В основном предпологается разработка таких экранов для больших панелей в домах и на улицах.

Компания Samsung выбирает очевидно лучшую стратегию в плане экранов для своих гаджетов. Конечно в линейке Yepp присутствуют те же TFT, но в большинство инновационных и успешных плееров встраивают именно OLED. Стоит заметить, что в том же iPod Touch и iPhone используется LCD.