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.
Touchjet WAVE + ОБЫЧНЫЙ TV = СЕНСОРНЫЙ TV.
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.
Применение: сотовые телефоны, КПК, смартфоны, коммуникаторы, POS-терминалы, TabletPC, медицинское оборудование.
Емкостные сенсорные экраны
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.
Как зделать телевизор сенсорным?!?
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.
Сенсорные экраны ПАВ (поверхностно-акустические волны)
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
Источник: life.mosmetod.ru
Наконец-то вышел телевизор, сделанный не для «дедов», а как продолжение смартфона
Если обычные телевизоры выглядят промежуточной ступенью эволюции между новыми смартфонами и компьютерами с мониторами большой диагонали, то в этой модели есть «изюминка», с которой о покупке экспериментального телевизора Samsung задумаешься, даже если до сих пор пользовался только мобильником и компом попеременно.
Оценка по версии Ferra
Samsung 43 QLED The Sero TV 2020
Ты на что, обзорщецкая морда, намекаешь?
Вот ты сейчас, мой читатель, глазеешь этот текст с экрана своего мобильника (да-да, мы следим за тобой!). Я почти уверен, что это не компьютер, потому что ряды любителей разглядывать сайты с настольных ПК и ноутбуков постоянно редеют.
Короче говоря, мою графоманию, текст и видеозаписи ты изучаешь на вытянутом «колбасой» в вертикальном дисплее, а автоповорот дисплея на бок в смартфоне у тебя отключен, и он вообще нигде не пригождается, кроме просмотра фильмов и игр (да и то не всех). Если ты «старовер», то и при съёмке фото и видео на камеру смартфона ты разворачиваешь его на бок. Привычка десятилетней давности, когда на съёмку фото и видео без поворота смартфона говорили «на мониторе же будет не во весь экран, балбес!» даёт о себе знать.
Раньше на вертикальное видео все реагировали так
Но наши комплексы — это наши комплексы, а пионеры и пенсионеры сегодня и фотографируют, и снимают видео именно в вертикальной ориентации, без поворота смартфонов и вообще без оглядки на то, как там располагаются ваши мониторы и телевизоры. И если пенсионеры делают так потому, что «а что, можно было иначе?», то молодёжь вообще не стыдится такого подхода, потому что не стоит прогибаться под горизонтальное видео, пусть лучше оно прогнётся под нашу привычку держать смартфоны.
Это во-первых. Во-вторых, «горизонтальные» мобильники упорно не взлетают — раскладные смартфоны «книжечкой» по-прежнему менее популярны, чем вертикальные лопатофоны с большим экраном. Даже если ты сейчас читаешь этот текст с компьютера, взгляни, сколько места на экране занимает колонка с текстом (да и вообще весь сайт), и сколько пространства остаётся по бокам. На любом другом ситуация повторится — интернет делается под вертикальные экраны.
Даже на мониторе от сайта тебе дают узкую полоску в центре или сбоку. А с экрана телевизора на расстоянии вообще ни черта не видно
И, наконец, традиции тыкать в физические кнопки постепенно уходят из более-менее функциональной техники. В смартфонах натянутый на всю лицевую панель дисплей вытеснил аппаратные у нижней рамки (собранный из старых запчастей iPhone SE 2020 — единственное исключение), наушники управляются сенсорными касаниями вместо кнопочных щелчков, фитнес-браслеты и умные часы сенсорные, и даже в автомобилях россыпь кнопок на приборной панели заменяют более понятные новому поколению рисунки на дисплеях (да-да, все возмущаются, но почему-то за старыми моделями в очередь не выстраиваются).
Было — стало. «Ветераны» вождения авто говорят, что в кнопочную эпоху было лучше. Но молодёжь боится «калькуляторов» и выбирает сенсорное управление
Именно поэтому я проникся идеей вот такой экспериментальной штуковины от Samsung:
А сейчас будет ещё больше словоблудия, чтобы объяснить, как всё это работает и «ну шо ты в ней нашёл?»
Зачем эта штуковина нужна?
- Чтобы телевизором было настолько же удобно пользоваться, как и смартфоном. Потому что он, блин, и будет продолжением смартфона. В отличие от всех других телевизоров, удобным продолжением, в котором и сайты можно будет читать удобно на расстоянии, и карты смотреть в горизонтальном или вертикальном виде во весь экран, и в ютьюбе читать комментарии в вертикальном положении, а смотреть видео во весь экран — в вертикальном или горизонтальном в зависимости от самого типа видео.
Удобнее любого другого телика
- Чтобы получить единственный хорошо смотрящийся на полу телевизор. Остальным теликам подавай соответствующую тумбочку, а без тумбочки они на полу выглядят как «нищеброду хватило денег на телевизор, но не хватило на мебель, куда его поставить».
При этом то, что спереди у The Sero выглядит подставкой, на самом деле — четыре динамика + сабвуфер. Звучат объёмно, по уровню брутальности заметно круче, чем в тонких плоских телевизорах — саундбар докупать не нужно, звук не брутальный, но сбалансированный. А вот если хотите, чтобы «дубасило» ультимативно, то докупайте сабвуфер больших размеров — в диковинном Самсунге низкие частоты звучат так, чтобы дополнять остальные, но не создают какие-то значительные удары в пространстве.
В отличие от большинства телевизоров, The Sero уместно смотрится на полу и в горизонтальной.
В вертикальном виде телик вообще выглядит мольбертом, а вы — духовно богатой девой из художественной школы. Даже если на самом деле на экране этого телевизора смотрите сериал «Менты» в свободное время.
- Иметь в распоряжении удобный телевизор, чтобы делиться воспоминаниями без беготни за флешкой, жёстким диском или ноутбуком. Подключился — и даже не нужно разбираться, что и куда должно вертеться. Куда смартфон — туда и телик.
- Подключаться автоматически к смартфону, даже если ты тупой. Я, например, тупой, и морально готовился нырять в меню и долго-нудно всё синхронизировать. Но смартфон Samsung и телевизор Samsung сами «увидели» друг друга, смартфон сказал «тут телевизор рядом, подключить его?» — и настроить телевизор получилось с Galaxy напрямую, даже при том, что телик и мобильник были подключены к разным сетям Wi-Fi.
Я думал, намного сложнее это всё будет.
Смартфон подключается к телевизору одним нажатием (только запрашивает подтверждение, чтобы вы случайно не перебили тестю футбольный матч своей трансляцией мемов с экрана мобильника). И, что ещё интереснее, можно сделать наоборот — транслировать с телевизора звук и/или изображение на смартфон.
Например, если смотрели в телике фильм, а потом уходите в другую комнату, телевизор через Wi-Fi будет передавать вам картинку без задержек, чтобы досмотреть всё сразу, а не лезть в смартфонное приложение или, тем более, гуглить «смотреть онлайн бесплатно» из-за того, что не было «плана Б», а досмотреть хочется. Можно даже в прямом эфире транслировать запись на камеру смартфона на экран телевизора. Не знаю, зачем. Например, если отмечаете день рождения в своём двухэтажном коттедже, на втором этаже танцуют подвыпившие молодые родственники, а внизу ведёт светскую беседу старшее поколение — можете легко «поделиться улыбкою своей».
- «Полный фарш» флагманских телевизоров Samsung. Дисплеем, приложениями и прочими там разъёмами никого не удивишь, но телик умеет сканировать акустику комнаты для того, чтобы адаптировать колонки (!) и, как смартфон, датчиками «осматриваться вокруг». И в итоге подбирать цветопередачу дисплея так, чтобы сливаться с интерьером (не буквально маскироваться под полку с книгами сзади, но не светить синевой там, где в комнате преобладают желтовато-коричневые тона и т.д.).
Источник: www.ferra.ru
Как называется сенсорный телевизор
Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий
iGuides для смартфонов Apple
Какие бывают сенсорные экраны
Егор Морозов — 22 сентября 2017, 13:05
Многие думают, что эра сенсорных экранов началась в нулевых, с выходом первых КПК (надеюсь, нет таких, кто думает, что первый сенсорный экран появился в iPhone?) Однако это не так — первым потребительским устройством с сенсорным дисплеем стал. телевизор в 1982 году. Годом позже появился первый сенсорный ПК от HP. Через 10 лет, в 1993 году, появился Apple Newton — родоначальник КПК, который ввел моду на стилусы (хотя это скорее была необходимость — экран-то резистивный), и уже в 2007 году с выходом iPhone появился современный емкостный экран в том виде, в котором мы все привыкли его видеть. Так что история сенсорных экранов насчитывает 35 лет, и за это время произошло достаточно много.
Резистивный экран
Уже из названия понятно, что лежит в основе таких дисплеем — это электрическое сопротивление. Устройство такого экрана просто: над дисплеем находится подложка (дабы при сильном нажатии его не деформировать), после чего идет один резистивный слой, изолятор и второй резистивный слой уже на мембране:
На левый и правый край мембраны и нижний и верхний край резистивного слоя на подложке подведено напряжение. Что происходит, когда мы нажимаем на такой дисплей? Резистивные слои замыкаются, сопротивление меняется, а значит меняется и напряжение — а это легко зарегистрировать, после чего, зная сопротивление единицы резистивного слоя, можно легко узнать сопротивление по обеим осям до точки нажатия, а значит и высчитать саму точку нажатия:
Это — принцип действия четырехпроводного резистивного экрана, и такие уже больше не используются по одной простой причине: малейшее повреждение мембраны с резистивным слоем ведет к тому, что экран перестает корректно работать. А с учетом того, что в такой экран обычно тыкают острым стилусом, добиться повреждения отнюдь не трудно.
Тогда решили сделать по-другому: мембрана стала токопроводящей, а на резистивном слое подложки теперь расположены все 4 электрода, но уже по углам, а напряжение подведено только к мембране — то есть экран стал пятипроводным. Что происходит при нажатии? Мембрана касается резистивного слоя, начинает идти ток, который снимается с 4 электродов, что опять же позволяет, зная сопротивление резистивного слоя, определить точку касания:
Вот этот тип уже более «вандалоустойчив» — даже при порезе мембраны экран продолжит функционировать нормально (кроме, разумеется, места пореза). Но, увы, это не отменяет других проблем, общих для всех резистивных экранов, а их много.
Во-первых, такой экран воспринимает только одно касание: несложно догадаться, что при нажатии сразу двумя пальцами экран будет думать, что вы нажали в середину линии, соединяющей точки нажатия. Вторая проблема — на экран действительно нужно давить, причем желательно острым предметом (ногтем, стилусом). Разумеется, привыкнуть к этому можно, но это зачастую приводило к характерным царапинам, что красоты экрану не добавляло. Третья проблема — такой экран пропускает не более 85% светового потока, и из-за его толщины нет ощущения того, что вы касаетесь пальцем изображения напрямую.
Но, тем ни менее, у него есть и плюсы: во-первых, разбить дисплей в таком экране очень и очень сложно — у него «тройная защита» в виде мембраны, изоляторов и подложки. Второй плюс — экрану безразлично, чем вы в него тыкаете — с ним можно работать и в обычных перчатках (что зимой очень актуально). Но, увы, это достоинства не перевесили недостатки, и с выходом iPhone начался бум на емкостные экраны.
Поверхностно-емкостные экраны
Это, можно сказать, переходный тип между привычными нам емкостными экранами (которые являются проекционными) и старыми резистивными. Принцип действия тут схож с пятипроводным экраном: есть стеклянная пластина, покрытая резистивным слоем, и 4 электрода по углам, которые подают на пластину небольшое переменное напряжение (почему не постоянное — объясню чуть ниже). При нажатии на такой экран токопроводящим заземленным предметом мы получаем в месте нажатия утечку тока, которую легко можно зарегистрировать:
Тут и разгадка, почему напряжение переменное — с постоянным при плохом заземлении могут быть перебои в работе, а с переменным такого нет.
Проблем у них тоже хватает: экран теперь менее защищен, и при повреждении стеклянной пластины перестает работать весь. Опять же не поддерживается мультитач, и более того — теперь экран не реагирует на руку в перчатке или же стилусы — они в основном не проводят ток.
Единственный плюс такого экрана — он стал тоньше и прозрачнее резистивного, но в общем-то это оценили немногие. Но все изменилось с выходом iPhone, где применялся несколько другой тип сенсорного экрана, который уже поддерживал мультитач.
Проекционно-емкостные экраны
Вот мы уже и подобрались к современному типу сенсорных экранов. По принципу работы он существенно отличается от предыдущих — тут электроды расположены сеткой на внутренней стороне экрана (а не 4 электрода по углам), и при нажатии на экран палец образует с электродами конденсаторы, по емкости которых и можно определить местоположение нажатия:
С таким устройством экрана можно нажимать на него сразу несколькими пальцами — если они расположены достаточно далеко (дальше, чем два соседних электрода в сетке), то такие нажатия будут определяться как разные — именно так и появился мультитач, сначала на 2 пальца в iPhone, а сейчас уже и на 10 пальцев в планшетах. Большее количество нажатий уже не нужно (людей больше чем с 10 пальцами маловато), да и определение одновременно больше чем 5-7 нажатий накладывает серьезную нагрузку на контроллер тача.
Из плюсов такого экрана, кроме поддержки мультитача — возможность сделать OGS (One Glass Solution): защитное стекло экрана с интегрированной сеткой электродов и дисплей представляют из себя одно целое: в таком случае толщина оказывается наименьшей, и кажется, что вы пальцами касаетесь изображения. Это же приводит к проблеме хрупкости: при появлении трещины на стекле гарантированно рвется сетка электродов, и экран перестает реагировать на нажатия.
Это — основные типы сенсорных экранов, однако есть и многие другие. Начнем, пожалуй, с самого старого типа, с которого сенсорные экраны и начинались.
Инфракрасные экраны
Опять же принцип действия понятен из названия: по краям экрана расположено множество светоизлучателей и приемников в ИК-диапазоне. При нажатии палец перекрывает часть света, что и позволяет определить местоположение нажатия. Плюсами таких экранов на заре их появления было то, что ими можно было оснастить любой дисплей, что и было сделано с телевизором в 1982. Минусы также очевидны — толщина такой конструкции оказывается внушительной, а точность позиционирования — достаточно низкой.
Тензометрические экраны
Экраны, которые реагируют на нажатие (сильное нажатие). Огромный их плюс в том, что они максимально «антивандальные», поэтому их и применяют в различных банкоматах, стоящих на улице.
Индукционные экраны
Из названия опять же все понятно: внутри экрана есть катушка индуктивности и сетка проводов. При касании экрана специальным активным пером меняется напряженность созданного магнитного поля — с помощью этого и регистрируется нажатие. Самый главный плюс такого экрана — максимально возможная точность, поэтому они хорошо зарекомендовали себя в дорогих графических планшетах.
Оптические экраны
Принцип основан на полном внутреннем отражении: стекло подсвечивается инфракрасной подсветкой, и пока нажатия нет, на границе стекла и воздуха лучи света полностью отражаются (то есть нет преломленного луча). При нажатии на такой экран появляется преломленный луч, а по углу преломления (ну или отражения) можно высчитать точку нажатия.
Экраны на поверхностно-акустических волнах
Пожалуй, одни из самых сложно устроенных экранов. Принцип работы заключается в том, что в толще стекла создаются ультразвуковые колебания. При прикосновении к вибрирующему стеклу волны поглощаются, а специальные датчики по углам это регистрируют и высчитывают точку прикосновения:
Плюсом этой технологии является то, что прикасаться к экрану можно любым предметом, не обязательно токопроводящим и заземленным. Минус — экран боится любых загрязнений, так что использовать его, например, в дождь, будет невозможно.
DST экраны
Их принцип действия основан на пьезоэлектрическом эффекте — при деформации диэлектрика он поляризуется, а значит — возникает разность потенциалов — а ее уже можно посчитать. Из плюсов — очень быстрая скорость реакции и возможность работы при серьезно загрязненном экране. Минус — для определения местоположения пальца он должен постоянно двигаться.
Вот в общем-то и все типы сенсорных экранов. Конечно, большинство из них диковинные и вы вряд ли с ними столкнетесь, но само разнообразие и развитие этой технологии радует.
А новый iPhone и многое другое вы можете купить у наших друзей из Big Geek. Скидка по промокоду iGuides
Источник: www.iguides.ru