Сенсорный дисплей – 3 вида сенсорных технологий. Как выбрать подходящую именно в вашем случае?

Какие бывают сенсорные экраны

maxresdefault.jpg

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:
i.jpg

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:

Touchscreen.png

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:

TouchScreen_5wires.svg.png

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:
TouchScreen_capacitive.svg.png

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:

739px-TouchScreen_projective_capacitive.svg.png

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:
11265_original.jpg

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.

www.iguides.ru

Типы сенсорных экранов — Ferra.ru

К сожалению, пока подобных моделей ноутбуков, называемых в народе «трансформеры», не так много, но они есть.

В целом, технологию сенсорного экрана можно охарактеризовать как наиболее удобную в случае, когда необходим мгновенный доступ к управлению устройством без предварительной подготовки и с потрясающей интерактивностью: элементы управления могут сменять друг друга в зависимости от активируемой функции. Тот, кто хоть раз работал с сенсорным устройством, сказанное выше прекрасно понимает.

Типы сенсорных экранов

Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:

  • Резистивные
  • Ёмкостные
  • Проекционно-ёмкостные
  • С определением поверхностно-акустических волн

Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.

Резистивные

Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.

Преимущество резистивного экрана в его дешевизне и простоте устройства. Они обладают отличной стойкостью к загрязнениям. Основным достоинством резистивной технологии является чувствительность к любым прикосновениям: можно работать рукой (в том числе в перчатках), стилусом (пером) и любым другим твердым тупым предметом (например, верхним концом шариковой ручки или углом пластиковой карты). Однако имеются и достаточно серьезные недостатки: резистивные экраны чувствительны к механическим повреждениям, такой экран легко поцарапать, поэтому зачастую дополнительно приобретается специальная защитная пленка, защищающая экран. Кроме того, резистивные панели не очень хорошо работают при низких температурах, а также обладают невысокой прозрачностью – пропускают не более 85% светового потока дисплея.

www.ferra.ru

3 вида сенсорных технологий. Как выбрать подходящую именно в вашем случае?

В данной статье мы постараемся разобраться в трёх основных видах сенсорных технологий, которые используются в производстве информационных киосков, в их преимуществах и недостатках.

Сразу оговоримся, что сегодня мы не будем глубоко уходить в технические аспекты оборудования, а скорее дадим общее понимание и принципы работы различных сенсорных технологий.

Хорошо. Теперь немного об истории появления сенсорного оборудования и далее переходим к обзору.

Первый сенсорный дисплей был разработан в США в 1972 году. Сэмюэль Херст – будущий  основатель компании Elographics, а ныне Elo Touch Solutions – создал первый в мире сенсорный экран, используя инфракрасную технологию (ИК-сетка). Логика работы этого экрана была довольно простой и незаурядной, но это было открытие – открытие, благодаря которому сегодня почти у каждого есть телефон или планшет с touchscreen (тачскрин) экраном.

С тех пор многое изменилось: появились новые разработки, новые возможности, а с ними и требования к сенсорному оборудованию.
Неизменным же осталось положение компании Elo Touch Solutions на мировом рынке, они по-прежнему остаются лидерами и новаторами в области сенсорных технологий.

 

1) Инфракрасная сенсорная технология (экраны CarrollTouch)

В основе действия инфракрасной технологии лежат датчики, которые расположены в специальной рамке вокруг экрана. Исходящими лучами они создают так называемую инфракрасную сетку. При воздействии предмета на экран эти лучи прерываются и, таким образом, вычисляется координата прикосновения.

Преимущество инфракрасной технологии заключается в том, что воздействовать на сенсорный экран можно практически любым предметом, а сами экраны не очень до́роги и поэтому достаточно часто используются в производстве сенсорных информационных киосков.

Но у технологии имеются и серьёзные недостатки, самым главным из которых является невозможность установки на экраны с инфракрасной технологией полноценной антивандальной защиты. Объясняется это тем, что каким бы ни было стекло самого экрана (прочным, закалённым или даже железным), датчики располагаются непосредственно перед ним (в рамке вокруг экрана). Поэтому их очень легко вывести из строя. Например, просто наклеив жвачку на край рамки, Вы перекроете инфракрасные лучи и исключите работу сенсорного экрана в этой области.

 

2) Проекционно-емкостная технология (экраны ThruTouch)

Сенсорный экран, выполненный по проекционно-емкостной технологии, состоит из тонкой пластины, на которую нанесена сетка из микро датчиков-проводников и двух пластин защитного стекла, между которыми и располагается рабочий слой. При прикосновении между пальцем и сеткой датчиков создается емкость, изменение которой вычисляется контроллером. Такой экран реагирует на воздействие любым неметаллическим предметом.

Основная особенность и отличие  данной технологии заключается в том, что экран  чувствителен к прикосновению даже через защитное стекло толщиной до 18 мм, а на сегодняшний день эта технология является уникальной и единственной, предназначенной для использования в уличных терминалах.

Находясь за защитным стеклом, экран стабильно работает в условиях атмосферных осадков (снег, дождь), а также устойчив к пыли и грязи. Установленное верхнее стекло может быть любой степени вандалостойкости, в том числе и бронированное.

Недостатком экранов с проекционно-емкостной технологией является их цена. Они практически совершенны, но пока достаточно до́роги в производстве.

 

3) Технология поверхностно-акустических волн (ПАВ) (экраны IntelliTouch, SecureTouch и iTouch)

Технология поверхностно-акустических волн (ПАВ) является фирменной разработкой компании Elo Touch Solutions и активно применяется компанией Сенсорные Системы в производстве сенсорных информационных киосков (оптимальное сочетание цены и качества).

В основе работы технологии ПАВ лежат акустические волны, которые проходят по стеклу экрана. Таким образом, при прикосновении к экрану волна частично поглощается, а специальные датчики определяют координаты касания. Воздействовать на такой экран можно только предметами, поглощающими акустическую волну, например, пальцем, пальцем в перчатке, специальным стилусом и др.

Недостаток технологии ПАВ так это невозможность её использования на экранах в уличных сенсорных терминалах, так как они «плохо переносят» воду.
Вода, так же как и палец, поглощает акустические волны и поэтому, мокрый экран просто не будет реагировать на другие касания.

Но одним из главных преимуществ сенсорной технологии ПАВ является возможность установки полноценной антивандальной защиты (экран SecureTouch). Такие экраны не требуют зазоров для датчиков, как в случае с инфракрасной технологией, и поэтому абсолютно герметично закрываются высокопрочными стеклами. Современные мониторы на сенсорной технологии ПАВ поддерживают функцию мультитач (множественного касания), что является чуть ли не основным требованием большинства заказчиков сенсорных информационных киосков.

В контроллере на сенсорных экранах c технологией ПАВ компании Elo Touch Solutions ещё и установлены специальные фирменные чипы, которые отслеживают данные ситуации и при необходимости усиливают сигнал, что обеспечивает им стабильную работу в самых разных условиях.

Цена таких экранов не многим выше, чем на экраны, созданные с инфракрасной сенсорной технологией, но они гораздо надёжнее и имеют существенно более долгий срок службы, что впоследствии, сэкономит вам деньги на обслуживании информационного киоска.

Итак, на сегодняшний день в производстве сенсорных информационных киосков чаще используют 3 сенсорные технологии:

1) инфракрасная технология (эконом вариант без полноценной антивандальной защиты)

2) проекционно-емкостная технология (самая совершенная, подходит для использования в уличных сенсорных терминалах, но одновременно и самая дорогая технология)

3) технология поверхностно-акустических волн (ПАВ) (оптимальное сочетание цены и качества, фирменная разработка Elo Touch Solutions (США), проверенная в использовании в течение 28 лет своего существования)

Спасибо, что дочитали до конца. Надеемся, что статья оказалась для вас интересной, познавательной, а самое главное, поможет не ошибиться в выборе сенсорного экрана.

Чтобы получить качественную консультацию по применению, подбору и внедрению сенсорного оборудования для решения Ваших задач,
просто позвоните по тел:

+7 (495) 926-5742
+7 (903) 974-5742

или напишите нам на e-mail: [email protected]

В следующем выпуске читайте о том, «Почему следует доверять бренду, а не безымянному сенсорному оборудованию? Почему ставка на качество продукции в итоге сэкономит ваши деньги?»

Группа компаний Сенсорные Системы — это эксперты по готовым решениям в области сенсорных технологий.


touch.ru

Как работают сенсорные экраны

Сегодня множество устройств имеют свой дисплей: телефоны, планшеты, ПК, электронные книги и справочники, небольшое экраны различной бытовой и промышленной техники. Большинство из них являются сенсорными. Это очень удобно, ведь надежность устройства повышается (отсутствует механические кнопки) и удобство также растет (на одном экране объединяются различные кнопки).

В настоящее время сенсорные экраны представлены нескольких видов: резистивные, проекционно-емкостные, матрично-емкостные, оптические и тензометрические. Более того, дисплеи могут создаваться и на основе поверхностно-акустических волн. Однако это более сложные технологии. Рассмотрим только те, с которыми нам часто приходится сталкиваться.

Резистивные сенсорные экраны

Прежде, чем детально описывать каждый тип сенсорного экрана, предлагаем ознакомиться с краткой информацией о каждом из них.

Резистивный сенсорный экран – это самый простой вид сенсорного экрана, который является четырехпроводным и состоит из стеклянной панели и пластиковой мембраны. Между этими двумя компонентами имеется микроизоляторы. По всей поверхности обеих слоев тонкими пластинами расположены электроды. Они расположены по-разному. В заднем слое электроды расположены в вертикальном положении, а в переднем слое – в горизонтальном для того, чтобы могло производиться вычисление координат.

Если нажать на сенсорный экран, то панель и мембрана автоматически замкнутся, а специальный датчик воспримет сигнал и обработает его. Наиболее усовершенствованным видом считаются восьмипроводные дисплеи, которые отличаются высоким уровнем точности. Однако они недолговечные.

Матричные сенсорные экраны

Матричные сенсорные экраны очень подобны на резистивные. Такие сенсорные дисплеи немного упрощены. Так, на мембрану экрана нанесли вертикальные проводники, а на стекло – горизонтальные. Если нажать на дисплей, то проводники соприкасаются (между ними нет заполнения, как в резистивного), замкнутся крест-накрест. Процессор может отследить, какие проводники замкнулись, и это помогает обнаружить координаты нажатия. Такие дисплеи надежные в бытовом использовании.

Емкостные сенсорные экраны

Емкостные экраны достаточно сложные в своей конструкции. Они работают благодаря взаимодействию теплоты рук человека и экрана, которые при соприкосновении образовывают конденсат, проводя переменный ток.

Созданы такие экраны с таких частей:

  • Стеклянная панель;
  • Резистивный материал;
  • Электроды, которые располагаются под четырьмя углами.

Если же коснуться поверхности сенсорного дисплея, то переменный ток будет проводиться через вышеупомянутый «конденсатор». Это регистрируется датчиками, после чего информацию обрабатывает микропроцессор устройства.

Емкостные дисплеи выдержать до 200 миллионов нажатий и отличаются средним уровнем точности. Однако при попадании воды они могут портиться.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны

Проекционно-емкостные экраны способны определить сразу несколько нажатий. На внутренней стороне экрана есть специальная сетка электродов и во время соприкосновения с ней обязательно образовывается конденсатор. В данном месте изменяется электрическая емкость. Контроллер определяет точку, в которой пересеклись электроды. Затем происходят вычисления. Если сразу нажать экран в нескольких местах, то будет образован не один конденсатор, а несколько. Это более точный, но и дорогой сенсорный экран.

Сенсорный экран с сеткой инфракрасных лучей

Экран с сеткой инфракрасных лучей очень похож на матричный. Только в данном случае проводники заменяют специальными инфракрасными лучами. Вокруг такого сенсорного экрана образовывается рамка, в которой есть встроенные излучатели, а также приемники. Если нажать на экран, то некоторые лучи будут перекрываться, и они не могут достигнуть собственного пункта назначения, а именно приемника. В итоге контроллер вычисляет место контакта и считывает данные. Поскольку чувствительного покрытия нет и, механического касания не происходит вообще, то такие экраны долговечные. Они часто используются в больших мониторах.

Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах

Такой сенсорный экран делается из стеклянной панели, в которую встроены пьезоэлектрические преобразователи, расположенные по разным углам. По периметру имеются приемные датчики, а также контроллер, который отвечает за формирование сигналов. Изначально сигналы посылаются на пьезоэлектрические преобразователя, которые могут преобразовывать поступившие сигналы в акустические колебания, отражающиеся впоследствии от отражающих датчиков. Далее волны могут улавливаться приемниками, повторно посылаться на пьезоэлектрические преобразователи, после чего превращаются в электрический сигнал. Если нажать на дисплей, то энергия акустических волн будет частично поглощена.

Такие экраны отличаются долговечностью, ведь они могут выдержать 50 миллионов касаний. Чаще всего такие дисплеи используют для игровых автоматов, справочных системах.

softikbox.com

Сенсорные экраны

Удобство и эффективность сенсорных экранов сложно переоценить – они обеспечивают интуитивное обращение со сложными программами, экономят время, наглядно демонстрируют самую актуальную информацию. Правильно подобранный сенсорный экран избавляет от дополнительных трудозатрат и обеспечивает слаженную работу бизнеса.

Различают несколько основных технологий сенсорных экранов: поверхностно-акустические волны (ПАВ), акустические, емкостные (делятся на обычные и проекционно-емкостные), инфракрасные, оптические, матричные, индукционные, тензометрические, резистивные и др. Помимо технологий сенсорные экраны можно разделять по условиям эксплуатации (уличное использование или внутри помещения), по комплектации (с защитным стеклом или без).

Защитные стекла в свою очередь отличаются по толщине и функциям: есть вандалоустойчивые стекла с толщиной 6 мм, трехмиллиметровые антибликовые стекла, стекла, защищающие от пыли, грязи и воды. Наряду с сенсорными экранами и мониторами большой популярностью пользуются сенсорные рамки и сенсорные пленки, подробное описание которых мы разместили ниже. По типам крепления можно различить: горизонтальные, вертикальные, настольные, настенные и встраиваемые сенсорные экраны.

При выборе сенсорного экрана необходимо учитывать задачу, для решения которой он приобретается, и место расположения. Параметры, по которым происходит подбор экрана: технология, материал и способ крепления, размер, комплектация, разрешение, время отклика, температура работы, прозрачность, светопроницаемость, время наработки на отказ и др.

Компания Sensis — лидирующий поставщик на территории России и экс-СССР сенсорных экранов и мониторов – обладает богатым опытом, обширной линейкой продукции и квалифицированными сотрудниками, что позволяет нам эффективно подбирать сенсорные решения под ваши задачи. У нас в наличии не только «ходовые» модели 15-19 дюймов, но и маленькие стекла (3,5; 4,2; 5,0 дюймов и др.), а также большие сенсорные экраны (32, 42 дюймов). У нас всегда в наличии свыше 3000 единиц сенсорных экранов и мониторов на складе.

sensis.ru

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *