Пока пользователь использует сенсорный экран, через оба слоя проходит электрический заряд. Как это может произойти? Пользователь прикасается к экрану в определенном месте, и эластичный верхний слой вступает в контакт с проводящим слоем. И это именно то, что нужно. Затем компьютер определяет координаты точки, к которой прикоснулся пользователь.
Тачскрин что это такое на телефоне, узнай всё про тачскрин – от работы до неисправностей тачскрина
Элемент сенсорного экрана часто встречается в технических характеристиках мобильных устройств. Но не все знают, что он делает и какую функцию выполняет.
«Touch screen» переводится как «прикосновение к экрану».
Что такое сенсорный экран, как он работает и как его настроить для комфортного использования вашего электронного устройства.
Тачскрин что это такое
Сенсорный экран — это система, облегчающая взаимодействие с ноутбуком или мобильным устройством путем прикосновения к экрану специальным пером (стилусом) или пальцем. Эта функция устраняет необходимость в дополнительных кнопках и повышает комфорт пользователя.
Проще говоря, это сенсорный экран, который работает по следующему принципу: Прикасаясь к нему пальцем или стилусом, пользователь может выполнять определенные функции или действия.
Кто придумал touch screen
Интерактивный метод взаимодействия был изобретен в Америке в 1970-х годах. Первый компьютер с этой технологией был выпущен в 1972 году. В нем используется сетка инфракрасных лучей для работы сенсорного экрана.
Примерно в то же время Сэмюэл Херст разработал резистивный сенсорный экран. В 1982 году был выпущен первый телевизор с таким экраном.
Резистивные дисплеи можно найти в относительно незрелых устройствах. Именно IBM Simon, самый старый смартфон в нашей культуре, был оснащен таким сенсорным экраном.
Резистивный сенсорный экран
Резистивные сенсорные экраны были изобретены в 1970 году и с тех пор мало изменились. Экраны с такими сенсорами имеют несколько дополнительных слоев поверх матрицы. Однако матрица не является необходимой. Первые резистивные сенсорные устройства вообще не были дисплеями.
Нижний сенсорный слой состоит из стеклянной основы и называется резистивным слоем. На него наносится прозрачный металлический слой, хорошо пропускающий электричество, например, полупроводник, такой как оксид индия-олова. Верхний слой сенсорного экрана, который пользователь прижимает к экрану для взаимодействия, состоит из гибкой и эластичной мембраны. Это называется проводящим слоем. Между слоями остается слой воздуха или он равномерно заполнен крошечными изолирующими частицами. Четыре, пять или восемь электродов прикрепляются к концам сенсорного слоя, соединяя его с датчиками и микроконтроллером. Чем больше электродов, тем чувствительнее резистивный сенсорный экран, поскольку изменение напряжения на электродах постоянно контролируется.
Здесь вы можете увидеть дисплей с включенным резистивным сенсорным экраном. Пока ничего не произошло. Электрический ток беспрепятственно проходит через проводящий слой, но когда пользователь прикасается к экрану, мембрана в верхней части изгибается, изолирующие частицы отрываются и касаются нижнего слоя сенсорного экрана, вызывая контакт. За этим следует изменение напряжения на всех электродах на экране.
Контроллер с сенсорным экраном обнаруживает изменения напряжения и считывает показания электродов. Четыре, пять, восемь значений, и все они разные. По разнице показаний между правым и левым электродами микроконтроллер вычисляет координату X прикосновения, а по разнице напряжения на верхнем и нижнем электродах определяет координату Y, сообщая компьютеру точку, в которой произошло касание слоев сенсорного экрана.
Устойчивые сенсорные экраны имеют длинный список недостатков. Например, они в принципе не способны распознать два прикосновения одновременно, не говоря уже о большем количестве. Они плохо реагируют на холод. Поскольку между слоями матрицы требуется слой, матрицы этих экранов значительно теряют яркость и контрастность, отражают солнечный свет и в целом выглядят гораздо хуже. Тем не менее, они продолжают использоваться в тех случаях, когда качество изображения имеет второстепенное значение, поскольку они нечувствительны к загрязнениям, их можно носить в перчатках и, прежде всего, они недорогие.
Такие входы повсеместно встречаются в недорогих устройствах, таких как терминалы передачи данных в общественных местах, и все еще присутствуют в более старых устройствах, таких как дешевые MP3-плееры.
Инфракрасный сенсорный экран
Гораздо менее распространенным, но все же важным вариантом сенсорного экрана является инфракрасный сенсорный экран. Он не имеет ничего общего с датчиком сопротивления, хотя и выполняет схожие функции.
Инфракрасный сенсорный экран состоит из массивов светодиодов и светочувствительных фотоэлементов, расположенных на противоположных сторонах экрана. Светодиоды освещают поверхность экрана невидимым инфракрасным светом и образуют на нем своеобразную паутину или сетку координат. Это напоминает охранные сигнализации, которые можно увидеть в фильмах о шпионаже или компьютерных играх.
Когда что-то касается экрана, будь то палец, рука в перчатке, ручка или карандаш, два или более лучей прерываются. Фотоэлементы регистрируют это событие, контроллер сенсорного экрана вычисляет, какие ячейки пропускают инфракрасный свет, и использует их положение для вычисления области экрана, где произошло прерывание. Остальное — назначение прикосновения элементу поверхности, присутствующему в данной точке экрана — является задачей программного обеспечения.
Сегодня инфракрасный сенсор встречается в устройствах с нестандартным дизайном экрана, где добавление дополнительных сенсорных слоев технически сложно или нецелесообразно — в электронных книгах на базе дисплеев e-link, таких как Amazon Kindle Touch и Sony Ebook. Кроме того, устройства с такими датчиками заинтересовали военных, поскольку они просты в использовании и обслуживании.
Емкостный сенсорный экран
Если в резистивных сенсорных экранах компьютер регистрирует изменение проводимости после прикосновения к экрану непосредственно между слоями сенсора, то емкостные сенсоры регистрируют прикосновение напрямую.
Человеческое тело, кожа, является хорошим проводником электричества и электрически заряжена. Обычно это наблюдается, когда вы идете по шерстяному ковру или снимаете свой любимый джемпер, а затем прикасаетесь к чему-то металлическому. Мы все знакомы со статическим электричеством, мы испытали его на собственном опыте и видели крошечные искры, летящие от наших пальцев в темноте. Между человеческим телом и различными проводящими поверхностями происходит постоянный, слабый, неразличимый обмен электронами, который и регистрируют емкостные экраны.
Первые такие сенсорные экраны назывались поверхностно-емкостными и были логическим развитием резистивных датчиков. Они имели только один проводящий слой, аналогичный тому, что использовался ранее, который крепился непосредственно к экрану. К нему также были прикреплены чувствительные электроды, на этот раз по углам сенсорной панели. Датчики контроля напряжения на электродах и соответствующее программное обеспечение стали намного чувствительнее и теперь могли обнаруживать даже малейшие изменения в потоке тока на экране. Когда палец (или другой проводящий предмет, например, ручка) касается поверхности с емкостным сенсорным экраном, проводящий слой немедленно начинает обмениваться с ним электронами, и микроконтроллер это обнаруживает.
Появление емкостных сенсорных экранов стало прорывом, но поскольку проводящий слой, расположенный непосредственно над стеклом, легко повреждался, они не подходили для устройств нового поколения.
Сенсоры емкостного дисплея были необходимы для первого iPhone. Этот тип сенсорного экрана быстро стал самым распространенным в современной потребительской электронике: смартфонах, планшетах, ноутбуках, «все-в-одном» и других потребительских устройствах.
Верхний слой сенсорного экрана этого типа выполняет защитную функцию и может быть изготовлен из закаленного стекла, например, знаменитого Gorilla Glass. Под ними находятся более тонкие электроды, образующие решетку. Сначала они укладывались в два слоя, позже их стали укладывать друг на друга, чтобы уменьшить толщину экрана.
Эти проводящие щетинки, изготовленные из полупроводниковых материалов, включая вышеупомянутый оксид индия-цинка, создают электростатическое поле в местах их пересечения.
Когда палец касается стекла, он искажает локальное электрическое поле на ближайших клеммах электрода из-за проводящих свойств кожи. Это искажение может быть измерено как изменение емкости в одной точке сети.
Поскольку массив электродов достаточно плоский и плотный, такая система может очень точно отслеживать прикосновения и без проблем принимать несколько прикосновений одновременно. Кроме того, отсутствие дополнительных слоев и ламинаций в сэндвиче из матрицы, сенсора и защитного стекла положительно сказывается на качестве изображения. Однако разбитые экраны обычно полностью заменяются по той же причине. После сборки экран с емкостным проекционным датчиком крайне сложно отремонтировать.
Сейчас преимущества проекционно-емкостных сенсорных экранов не кажутся особенно удивительными, но когда был представлен iPhone, они обеспечили технологии огромный успех, несмотря на объективные недостатки — чувствительность к грязи и влаге.
