Come funziona: touchscreen - futureez. Tipi di touch screen

Per controllare i gadget moderni, non è più necessario premere pulsanti, è sufficiente toccare lo schermo. Ciò è stato possibile grazie al touchscreen (tra gli esperti è chiamato semplicemente "touch" o "touch panel"), divenuto parte integrante di smartphone e tablet, compresi iPhone e iPad. Non a caso, a causa dell'uso frequente, spesso si guasta e diventa un mal di testa per il proprietario del dispositivo. Se comprendi cos'è questo componente e come funziona, puoi rilevare rapidamente un malfunzionamento ed evitare situazioni imbarazzanti quando contatti un centro di assistenza.

Cos'è un touchscreen

Questo termine è stato formato da due parole inglesi: touch e screen, che letteralmente si traduce come "touch screen". La storia del suo aspetto è lunga e si è svolta in più fasi. Il primo display al mondo azionabile con le dita è stato inventato e descritto nei suoi lavori scientifici dall'americano E.A. Johnson nel 1965. Cinque anni dopo, il dottor Samuel Hirst sviluppò sperimentalmente touch screen resistivo, e l'effettiva produzione fisica del prodotto è iniziata solo nel 1973.

Attualmente i cittadini si occupano quasi quotidianamente di touch panel: sono dotati non solo di smartphone e tablet, ma anche di sportelli bancomat, terminali informativi e punti di accettazione dei pagamenti. Touch screen si collega al display ed è sensibile a qualsiasi tocco. Può essere descritto come un dispositivo di input che sostituisce la tastiera.

È importante sapere che il touchscreen è solo una parte del design generale, responsabile solo del sensore. Per la trasmissione delle immagini viene utilizzato un display, che è una matrice a cristalli liquidi. L'unità di questi due elementi è chiamata modulo display, che è praticamente il componente principale di qualsiasi dispositivo high-tech.

Come funziona il pannello a sfioramento

Il principio di funzionamento del touchscreen è semplice: qualsiasi tocco su di esso provoca una funzione o comporta determinate azioni. Le caratteristiche fisiche del suo lavoro dipendono direttamente dal tipo di pannello a sfioramento. Ce ne sono sette, ma i più comuni oggi sono tre.

Il più economico in produzione, resistente all'inquinamento e alle temperature estreme. Comprende pannello di vetro e membrana di plastica, tra i quali si trovano gli isolanti. Qualsiasi pressione porta al fatto che il vetro spinge il microisolante e la membrana con il pannello è chiusa. Successivamente, un controller speciale legge le modifiche e le converte in coordinate di contatto. I punti deboli di questo modello sono la scarsa trasmissione della luce, la breve durata e l'alto rischio di danneggiamento in caso di caduta.

Schermo capacitivo

Più affidabile e durevole, ma vulnerabile alle intemperie, all'acqua e all'inquinamento. Utilizza uno speciale vetro tattile rivestito con un materiale resistivo. Una corrente alternata scorre attraverso di essa, che viene fornita da elettrodi situati agli angoli dello schermo. Cioè, quando si tocca il touchscreen, si verifica una dispersione di corrente, che viene riparata da sensori speciali. Registrano queste modifiche e le trasmettono al controllore.

Sensore di onde acustiche di superficie

Uno degli schermi più complessi. La particolarità del suo lavoro è che nello spessore del vetro si verificano vibrazioni ultrasoniche... Quando si preme il touchscreen, le onde vengono assorbite e convertite in un segnale elettrico, che viene poi trasmesso al controller. Il vantaggio di questa tecnologia è una lunga durata di almeno 45 milioni di tocchi. Lo svantaggio principale è che lo schermo è estremamente sensibile allo sporco e alle interferenze elettromagnetiche.

Oltre a questo, si possono distinguere molte altre varietà di pannelli tattili. Questi includono:

• capacitivo proiettato... Sul lato interno di tali schermi è presente una griglia di elettrodi che, quando viene premuta, forma un condensatore, la cui capacità è misurata da sensori elettronici.
• Infrarossi... Lungo i loro bordi ci sono emettitori e ricevitori di luce nella gamma a infrarossi, quando si tocca lo schermo, parte della luce viene bloccata e quindi viene determinato il punto di pressione.
• tanzometrico... Si basano sulla semplice fissazione della deformazione dello schermo, sono resistenti ai danni e sono spesso installati all'aperto.
• Induzione... C'è un induttore e fili al loro interno, quando si tocca uno schermo del genere con uno strumento speciale, la tensione del campo magnetico esistente cambia.

Come controllare il touchscreen

Il pannello a sfioramento potrebbe non funzionare correttamente sia in caso di danni fisici al dispositivo mobile, sia per nessun motivo apparente. I seguenti fattori indicano che il problema è nel sensore:

Ci possono essere diversi motivi per un tale malfunzionamento:

1. Display sporco... Se il sensore non viene pulito tempestivamente con mezzi speciali, durante il funzionamento viene abbondantemente coperto da impronte digitali e segni di grasso, che possono ridurne la sensibilità.
2. Violazione regime di temperatura... Temperature troppo alte o basse, così come la loro forte differenza, sono una causa comune di malfunzionamento del touchscreen.
3. Danni al circuito... Può staccarsi dal vetro in caso di danni meccanici, interrompendo così la connessione di quest'ultimo con il rivestimento tattile.
4. Ingresso di umidità... Se è presente del liquido all'interno del gadget, potrebbe verificarsi l'ossidazione dei contatti. A volte il problema può essere risolto con un asciugacapelli.
5. Incidente Software. In questo caso, è necessario eseguire il reflash del dispositivo; ciò richiederà un cavo USB e il software stesso.

Come sostituire da soli il touchscreen del telefono

Prima di rimuovere il touch screen, spegni lo smartphone, rimuovere la batteria e la carta SIM. È importante ricordare la sequenza di smontaggio in modo da poter successivamente rimontare il dispositivo e non danneggiare gli elementi interni. In alcuni modelli potrebbe essere necessario uno smontaggio completo della custodia, che richiede conoscenze speciali. Per sostituire il touch screen del telefono con le proprie mani, è necessario preparare in anticipo attrezzature speciali, vale a dire:

Il processo di sostituzione del touchscreen stesso è il seguente:

1. Decollare cover posteriore del telefono;
2. Cacciavite svitare tutti i bulloni lungo il perimetro della cassa;
3. ordinatamente inserire una spatola tra il supporto del corpo e la leva;
4. Asciugacapelli scaldare la colla collegare il sensore alla matrice fino a una temperatura massima di 80 ° ;
5. Allega al display ventosa, che ti permetterà di separare il touchscreen dalla matrice;
6. Applicare sottile strato di colla e installare un nuovo pannello a sfioramento;
7. ordinatamente premere esso e rimuovere i resti della colla;
8. Rimontare il dispositivo in ordine inverso.

Qual è la differenza tra touchscreen e display?

Il display è la parte dello smartphone su cui viene visualizzata l'immagine. È lui che è il conduttore delle informazioni visive e le rende accessibili all'occhio umano. Il touchscreen, d'altra parte, è un vetro tattile, il cui scopo principale è chiamare questa o quella funzione. Cioè, è solo ingresso significa, ma non in uscita.

Se il telefono si è bloccato e su di esso è apparsa una ragnatela, ma lo schermo continua a funzionare e puoi vedere chiaramente l'immagine, è necessario sostituire solo il sensore. Quando il dispositivo distorce l'immagine e mostra macchie, sarà necessario cambiare il display, che è una procedura più lunga e costosa.

Gli schermi dei dispositivi moderni possono non solo visualizzare un'immagine, ma anche consentire di interagire con il dispositivo tramite sensori.

Inizialmente, i touch screen venivano utilizzati in alcuni computer tascabili, ma oggi i touch screen sono ampiamente utilizzati in dispositivi mobili, lettori, fotocamere e videocamere, chioschi informativi e così via. Allo stesso tempo, è possibile utilizzare l'uno o l'altro tipo di touch screen in ciascuno dei dispositivi elencati. Attualmente sono stati sviluppati diversi tipi di pannelli tattili e, di conseguenza, ognuno di essi ha i suoi vantaggi e svantaggi. In questo articolo, esamineremo solo quali sono i tipi di touch screen, i loro vantaggi e svantaggi, quale tipo di touch screen è migliore.

Esistono quattro tipi principali di touch screen: resistivo, capacitivo, con la determinazione delle onde acustiche superficiali e infrarosse ... Nei dispositivi mobili, solo due sono più diffusi: resistivo e capacitivo ... La loro principale differenza è il fatto che gli schermi resistivi riconoscono la pressione e quelli capacitivi: il tocco.

Touch screen resistivi

Questa tecnologia è più diffusa tra i dispositivi mobili, grazie alla semplicità della tecnologia e ai bassi costi di produzione. Uno schermo resistivo è un display LCD sul quale sono sovrapposte due lastre trasparenti, separate da uno strato dielettrico. La piastra superiore è flessibile, poiché l'utente preme su di essa, mentre quella inferiore è fissata rigidamente allo schermo. I conduttori sono applicati alle superfici affacciate.

Touchscreen resistivo

Il microcontrollore applica tensione in serie agli elettrodi delle piastre superiore e inferiore. Quando lo schermo viene premuto, lo strato superiore flessibile si piega e la sua superficie conduttiva interna tocca lo strato conduttivo inferiore, modificando così la resistenza dell'intero sistema. La variazione di resistenza viene registrata dal microcontrollore e quindi vengono determinate le coordinate del punto di contatto.

I vantaggi degli schermi resistivi includono semplicità e basso costo, buona sensibilità, nonché la possibilità di premere lo schermo con il dito o qualsiasi oggetto. Tra gli svantaggi, è necessario notare una scarsa trasmissione della luce (di conseguenza, è necessario utilizzare una retroilluminazione più luminosa), uno scarso supporto per più clic (multi-touch), non possono determinare la forza di pressione e una meccanica piuttosto rapida usura, anche se rispetto alla vita del telefono, questo inconveniente non è così importante, poiché il telefono di solito si guasta più velocemente del touchscreen.

Applicazione: cellulari, palmari, smartphone, comunicatori, terminali POS, TabletPC, apparecchiature mediche.

Touch screen capacitivi

I touch screen capacitivi si dividono in due tipologie: capacitivo di superficie e capacitivo di proiezione . Touch screen capacitivi di superficie sono vetri, sulla cui superficie è applicato un sottile rivestimento conduttivo trasparente, al di sopra del quale è applicato un rivestimento protettivo. Lungo i bordi del vetro sono stampati elettrodi che forniscono una tensione alternata a bassa tensione al rivestimento conduttivo.

Touchscreen capacitivo di superficie

Quando si tocca lo schermo, viene generato un impulso di corrente nel punto di contatto, il cui valore è proporzionale alla distanza da ciascun angolo dello schermo al punto di contatto, quindi è abbastanza facile per il controller calcolare le coordinate di il punto di contatto confrontando queste correnti. Tra i vantaggi degli schermi capacitivi di superficie si possono notare: buona trasmissione della luce, tempi di risposta brevi e una grande risorsa tattile. Tra i difetti: gli elettrodi posizionati sui lati sono poco adatti ai dispositivi mobili, esigenti sulla temperatura esterna, non supportano il multi-touch, puoi toccare con le dita o uno stilo speciale, non possono determinare la forza della pressione.

Applicazione: chioschi informativi in ​​locali custoditi, in alcuni sportelli bancomat.

Touch screen capacitivi proiettati sono vetri con linee guida orizzontali di materiale conduttivo e linee di definizione verticali di materiale conduttivo applicate su di esso, separate da uno strato dielettrico.

Touchscreen capacitivo proiettato

Tale schermo funziona come segue: una tensione viene applicata in sequenza a ciascuno degli elettrodi in un materiale conduttivo da un microcontrollore e viene misurata l'ampiezza dell'impulso di corrente risultante. Quando il dito si avvicina allo schermo, la capacità degli elettrodi sotto il dito cambia e quindi il controller determina il luogo del tocco, ovvero le coordinate del tocco si intersecano con elettrodi con capacità maggiore.

I touchscreen capacitivi proiettati hanno il vantaggio di una rapida risposta al tocco, supporto multi-touch, posizionamento più accurato rispetto agli schermi resistivi e rilevamento della pressione. Pertanto, questi schermi sono più comunemente utilizzati in dispositivi come iPhone e iPad. Vale anche la pena notare la maggiore affidabilità di questi schermi e, di conseguenza, una maggiore durata. Tra le carenze, si può notare che su tali schermi è possibile toccare solo con le dita (disegnare o scrivere a mano con le dita è molto scomodo) o con uno stilo speciale.

Applicazione: terminali di pagamento, bancomat, chioschi elettronici per strada, touchpad di laptop, iPhone, iPad, comunicatori e così via.

Touch screen SAW (onde acustiche di superficie)

La composizione e il principio di funzionamento di questo tipo di schermi sono i seguenti: agli angoli dello schermo sono posizionati elementi piezoelettrici che convertono il segnale elettrico fornito loro in onde ultrasoniche e dirigono queste onde lungo la superficie dello schermo. Lungo i bordi di un lato dello schermo sono distribuiti dei riflettori che distribuiscono le onde ultrasoniche su tutto lo schermo. Sui bordi dello schermo di fronte ai riflettori, ci sono sensori che focalizzano le onde ultrasoniche e le trasmettono ulteriormente al trasduttore, che a sua volta riconverte l'onda ultrasonica in un segnale elettrico. Pertanto, per il controller, lo schermo è rappresentato come una matrice digitale, ogni cui valore corrisponde a un certo punto sulla superficie dello schermo. Quando il dito tocca lo schermo in qualsiasi punto, le onde vengono assorbite e, di conseguenza, l'immagine generale della propagazione delle onde ultrasoniche cambia e, di conseguenza, il trasduttore produce un segnale elettrico più debole, che viene confrontato con la matrice digitale dello schermo memorizzato, e quindi vengono calcolate le coordinate del tocco dello schermo.

SAW touch screen

Tra i vantaggi, si può notare l'elevata trasparenza, poiché lo schermo non contiene superfici conduttive, la durata (fino a 50 milioni di tocchi), nonché i touch screen tensioattivi consentono di determinare non solo le coordinate della pressione, ma anche la forza di premendo.

Tra le carenze, si può notare la minore precisione nel determinare le coordinate rispetto a quelle capacitive, cioè non funzionerà per disegnare su tali schermi. Un grosso svantaggio è il malfunzionamento quando esposto a rumore acustico, vibrazioni o quando lo schermo è sporco, ad es. l'eventuale sporco sullo schermo ne bloccherà il funzionamento. Inoltre, questi schermi funzionano correttamente solo con oggetti che assorbono le onde acustiche.

Applicazione: touch screen tensioattivi principalmente nei chioschi informativi custoditi, nelle istituzioni educative, nelle slot machine e così via.

Touch screen a infrarossi

Il design e il funzionamento dei touch screen a infrarossi è abbastanza semplice. Lungo i due lati adiacenti del touchscreen sono presenti LED che emettono raggi infrarossi. E sul lato opposto dello schermo ci sono fototransistor che ricevono raggi infrarossi. Così, l'intero schermo è ricoperto da una griglia invisibile di raggi infrarossi che si intersecano, e se si tocca lo schermo con il dito, i raggi si sovrappongono e non colpiscono i fototransistor, che vengono immediatamente registrati dal controller, e quindi le coordinate del tocco sono determinati.

Schermo tattile a infrarossi

Applicazione: I touch screen a infrarossi sono utilizzati principalmente in chioschi informativi, distributori automatici, apparecchiature mediche, ecc.

Tra i vantaggi, si può notare l'elevata trasparenza dello schermo, la durata, la semplicità e la manutenibilità del circuito. Tra gli svantaggi: hanno paura dello sporco (quindi sono usati solo in ambienti chiusi), non possono determinare la forza di pressione, l'accuratezza media della determinazione delle coordinate.

P.S. Quindi, abbiamo esaminato i tipi principali delle tecnologie dei sensori più comuni (sebbene ce ne siano anche di meno comuni, come ottica, estensimetro, induzione e così via). Di tutte queste tecnologie, le più diffuse nei dispositivi mobili sono resistive e capacitive, poiché hanno un'elevata precisione nella determinazione del punto di contatto. Di questi, i touchscreen capacitivi proiettati hanno le migliori prestazioni.

Il testo è stato preparato sulla base di materiali provenienti da fonti aperte dai metodologi della tecnologia Karabin A.S., L.V. Gavrik, S.V. Usachev

Oggi non sorprende più sorprendere nessuno con un telefono touchscreen. Il controllo manuale è diventato di moda, ma poche persone pensano a cosa succede quando si tocca il display. Spiegherò come funzionano i tipi più comuni di touchscreen. La comodità e la produttività del lavoro con la tecnologia digitale dipendono principalmente dai dispositivi di input delle informazioni utilizzati, con l'aiuto dei quali una persona controlla l'attrezzatura e scarica i dati. Lo strumento più diffuso e versatile è la tastiera, ormai onnipresente. Tuttavia, non è sempre conveniente utilizzarlo. Ad esempio, le dimensioni dei telefoni cellulari non consentono l'installazione di chiavi di grandi dimensioni, a causa delle quali diminuisce la velocità di immissione delle informazioni. Questo problema è stato risolto attraverso l'uso di touch screen. In pochi anni hanno rivoluzionato il mercato e hanno iniziato a mettere radici in tutto, dai telefoni cellulari e e-book ai monitor e alle stampanti.

L'inizio del boom sensoriale

Acquisto nuovo smartphone, sul cui corpo non c'è un solo pulsante o joystick, difficilmente pensi a come lo opererai. Dal punto di vista dell'utente, questo non è difficile: basta toccare l'icona sullo schermo con il dito, che porterà all'esecuzione di un'azione - aprendo la finestra per l'inserimento di un numero di telefono, sms o rubrica. Nel frattempo, 20 anni fa, tali opportunità potevano essere solo sognate.

Il touchscreen è stato inventato negli Stati Uniti nella seconda metà degli anni '60 del secolo scorso, ma fino ai primi anni '90 è stato utilizzato principalmente nelle apparecchiature mediche e industriali in sostituzione dei tradizionali dispositivi di input, il cui utilizzo presenta difficoltà in determinate condizioni operative. Con la diminuzione delle dimensioni dei computer e l'emergere dei PDA, è sorta la questione del miglioramento dei loro sistemi di controllo. Nel 1998 è apparso il primo palmare con un touch screen e un sistema di input e riconoscimento della scrittura a mano. Blocco messaggi Apple Newton, e presto comunicatori con touchscreen.

Nel 2006, quasi tutti i principali produttori hanno iniziato a rilasciare smartphone con touch screen, e dopo l'apparizione Apple iphone nel 2007 è iniziato un vero e proprio boom del tocco: display di questo tipo sono apparsi su stampanti, e-book, vari tipi di computer, ecc. Cosa succede quando si tocca il touch screen e come fa il dispositivo a "sapere" esattamente dove è stato premuto?

Come funziona un touchscreen resistivo

Durante i 40 anni di storia dello sviluppo dei touch screen, sono stati sviluppati diversi tipi di questi dispositivi di input, basati su diversi principi fisici utilizzati per determinare la posizione di un tocco. Attualmente, i più diffusi sono due tipi di display: resistivo e capacitivo. Inoltre, ci sono schermate che possono registrare più click contemporaneamente ( Multi touch) o solo uno.

Gli schermi realizzati con la tecnologia resistiva sono costituiti da due parti principali: uno strato superiore flessibile e uno strato inferiore rigido. Come il primo, possono essere utilizzati vari film in plastica o poliestere e il secondo è in vetro. Sui lati interni di entrambe le superfici sono depositati strati di una membrana flessibile e un materiale resistivo (avente resistenza elettrica) che conduce una corrente elettrica. Lo spazio tra di loro è riempito con un dielettrico.

Ai bordi di ogni strato, ci sono sottili lastre di metallo: elettrodi. Nello strato posteriore con materiale resistivo, si trovano verticalmente e nello strato anteriore - orizzontalmente. Nel primo caso, viene applicata loro una tensione costante e una corrente elettrica scorre da un elettrodo all'altro. Ciò si traduce in una caduta di tensione proporzionale alla lunghezza della sezione dello schermo.

Quando tocchi il touch screen, lo strato anteriore si flette e interagisce con lo strato posteriore, il che consente al controller di determinare la tensione su di esso e utilizzarlo per calcolare le coordinate punti di contatto orizzontalmente (asse X). Per ridurre l'influenza della resistenza dello strato resistivo anteriore, gli elettrodi situati in esso sono collegati a terra. Quindi viene eseguita l'operazione inversa: la tensione viene applicata agli elettrodi dello strato anteriore e quelli situati nello strato posteriore vengono messi a terra: ecco come è possibile calcolare la coordinata del punto di contatto lungo la verticale (asse Y ). Ecco come funziona un touchscreen resistivo a quattro fili (chiamato per il numero di elettrodi).

Oltre ai quattro fili, ci sono anche touch screen a cinque e otto fili. Questi ultimi hanno un principio di funzionamento simile, ma un maggiore precisione di posizionamento.

Il principio di funzionamento e progettazione dei touch screen resistivi a cinque fili è leggermente diverso da quello descritto sopra. Lo strato del rivestimento resistivo anteriore in essi è sostituito da uno strato conduttivo e viene utilizzato esclusivamente per leggere il valore di tensione sullo strato resistivo posteriore. Ha quattro elettrodi agli angoli dello schermo, il quinto elettrodo è l'uscita dello strato conduttivo anteriore. Inizialmente, tutti e quattro gli elettrodi dello strato posteriore sono eccitati, ma sullo strato anteriore è zero. Non appena viene toccato un tale touch screen, gli strati superiore e inferiore sono collegati a un certo punto e il controller rileva la variazione di tensione sullo strato anteriore. Questo è il modo in cui determina che lo schermo è stato toccato. Successivamente, i due elettrodi nello strato posteriore vengono messi a terra, viene calcolata la coordinata X del punto di contatto, quindi gli altri due elettrodi vengono messi a terra e viene calcolata la coordinata Y del punto di contatto.

Come funziona il touch screen capacitivo

Il principio di funzionamento dei touch screen capacitivi si basa sulla capacità del corpo umano di condurre corrente elettrica, che indica la presenza di capacità elettrica. Nel caso più semplice, tale schermo è costituito da un robusto substrato di vetro su cui è applicato uno strato di materiale resistivo. Quattro elettrodi sono posizionati nei suoi angoli. Dall'alto, il materiale resistivo è coperto da una pellicola conduttiva.

Una piccola tensione alternata viene applicata a tutti e quattro gli elettrodi. Nel momento in cui una persona tocca lo schermo, una carica elettrica scorre sulla pelle fino al corpo e viene generata una corrente elettrica. Il suo valore è proporzionale alla distanza dall'elettrodo (angolo del pannello) al punto di contatto. Il controller misura la corrente a tutti e quattro gli elettrodi e, in base a questi valori, calcola le coordinate del punto di contatto.

La precisione di posizionamento degli schermi capacitivi è quasi la stessa di quella degli schermi resistivi. Allo stesso tempo, trasmettono più luce (fino al 90%) emessa dal dispositivo di visualizzazione. E l'assenza di elementi soggetti a deformazione li rende più affidabili: lo schermo capacitivo può sopportare più di 200 milioni di clic in un punto e può funzionare a basse temperature (fino a -15°C). Tuttavia, il rivestimento frontale conduttivo utilizzato per il posizionamento è sensibile all'umidità, ai danni meccanici e allo sporco conduttivo. capacitivo schermi vengono attivati ​​solo quando vengono toccati con un oggetto conduttivo (mano senza guanti o uno stilo speciale). Schermi di questo tipo, realizzati secondo la tecnologia classica, non sono inoltre in grado di tracciare più clic contemporaneamente.

Questa funzionalità è fornita dal touch screen capacitivo proiettato, utilizzato negli iPhone e dispositivi simili. Ha una struttura più complessa rispetto agli schermi capacitivi convenzionali. Su un substrato di vetro vengono applicati due strati di elettrodi, separati da un dielettrico e formanti un reticolo (gli elettrodi si trovano verticalmente nello strato inferiore e orizzontalmente nello strato superiore). La griglia di elettrodi insieme al corpo umano forma un condensatore. Nel punto in cui si tocca con un dito, si verifica un cambiamento nella sua capacità, il controller rileva questo cambiamento, determina in quale intersezione degli elettrodi si è verificata e calcola la coordinata del punto di contatto da questi dati.

Tali schermi hanno anche un alto trasparenza e sono in grado di funzionare a temperature ancora più basse (fino a -40°C). L'inquinamento elettricamente conduttivo li colpisce in misura minore, reagiscono a una mano guantata. L'elevata sensibilità consente di utilizzare uno spesso strato di vetro (fino a 18 mm) per proteggere tali schermi.

Come funziona il touchscreen resistivo a 4 fili

1. Lo strato resistivo superiore si piega e tocca quello inferiore.
2. Il controller rileva la tensione nel punto di contatto sullo strato inferiore e calcola la coordinata X del punto di contatto.
3. Il controller rileva la tensione nel punto di contatto sullo strato superiore e determina la coordinata Y del punto di contatto.

Come funziona il touchscreen resistivo a 5 fili

1. Tocca lo schermo con qualsiasi oggetto duro.
2. Lo strato conduttivo superiore si flette e tocca il fondo, indicando di toccare lo schermo.
3. Due dei quattro elettrodi dello strato inferiore sono messi a terra, il controller rileva la tensione nel punto di contatto e calcola la coordinata del punto lungo l'asse X.
4. Gli altri due elettrodi sono messi a terra, il controller rileva la tensione al punto di contatto e calcola la coordinata y del punto.

Vantaggi

• Basso costo
• Elevata resistenza allo sporco
• Può essere toccato con qualsiasi oggetto duro

svantaggi

• Bassa durata (1 M di clic in un punto per 4 fili, 35 M di clic per 5 fili) e resistenza agli atti vandalici
• Bassa trasmissione della luce (non più dell'85%)
• Non supporta Multitouch

Esempi di dispositivi

• Telefoni (ad esempio, Nokia 5800, НТС Touch Diamond), PDA, computer (ad esempio, MSI Wind Top АЕ 1900), apparecchiature industriali e mediche.

Principio di funzionamento

1. Lo schermo viene toccato con un oggetto conduttivo (dito, stilo speciale).
2. La corrente scorre dallo schermo all'oggetto.
3. Il controller misura la corrente agli angoli dello schermo e determina le coordinate del punto di contatto.

Vantaggi

• Elevata durata (fino a 200 milioni di clic), capacità di lavorare a basse temperature (fino a -15 ° C)

svantaggi

• Suscettibile all'umidità, contaminanti conduttivi
• Non supporta Multitouch

Esempi di dispositivi

• Telefoni, touchpad (ad esempio, nel lettore VZO iRiver), PDA, bancomat, chioschi.

Principio di funzionamento

1. Lo schermo viene toccato o avvicinato ad esso da un oggetto conduttore, che forma con esso un condensatore.
2. Nel punto di contatto, la capacità elettrica cambia.
3. Il controller registra la modifica e determina in quale intersezione degli elettrodi si è verificata. Sulla base di questi dati vengono calcolate le coordinate del punto di contatto.

Vantaggi

• Elevata durata (fino a 200 milioni di clic), capacità di lavorare a basse temperature (fino a -40°C)
• Elevata resistenza agli atti vandalici (lo schermo può essere ricoperto con uno strato di vetro fino a 18 mm di spessore)
• Elevata trasmissione della luce (oltre il 90%)
• Supporto multitouch

svantaggi

• Reagisce solo al tocco di un oggetto conduttivo (dito, stilo speciale)

Esempi di dispositivi

• Telefoni (ad esempio iPhone), touchpad, laptop e schermi di computer (ad esempio HP TouchSmart tx2), chioschi elettronici, bancomat, terminali di pagamento.

Windows 7

Ora puoi controllare il tuo computer usando i gesti "Scorri", "Avanti/Indietro", "Ruota" e "Zoom". Il sistema operativo Windows 7 è molto più adatto per funzionare con i display touch rispetto a tutte le versioni precedenti. 06 ciò è evidenziato dall'interfaccia modificata e dalla barra delle applicazioni, in cui sono apparse icone quadrate al posto di pulsanti rettangolari che simboleggiano i programmi in esecuzione: è molto più comodo premerli con il dito. Inoltre, c'è una nuova funzionalità: le Jump List, che ti consentono di trovare rapidamente file aperti di recente o elementi avviati di frequente. Per attivare questa funzione, trascina l'icona del programma sul desktop.

Per la prima volta è stata aggiunta al sistema operativo Windows un'opzione per il riconoscimento dei gesti tattili, a cui è legata l'esecuzione di determinate funzioni. Quindi, in Windows 7, è apparso lo scorrimento tattile e, come, ad esempio, nell'iPhone di Apple, la possibilità di ingrandire immagini o documenti spostando due dita in direzioni diverse. Non senza movimento, che è responsabile della rotazione dell'immagine. Operazioni come copia, eliminazione e incolla possono anche essere assegnate a gesti separati. I pulsanti della tastiera su schermo sono retroilluminati quando vengono toccati, facilitando l'uso sul touchscreen. E la capacità di riconoscere il testo scritto a mano ti consente di inserire rapidamente piccoli messaggi.

I dispositivi dotati di touch screen (telefoni cellulari, tablet, netbook, persino personal computer) stanno diventando sempre più diffusi. Ma se decidi di acquistare un dispositivo il cui schermo è sensibile al tocco, dovresti essere consapevole che ce ne sono diversi tipi di touch screen.

Diversi tipi di touch screen funzionano su diversi principi fisici... Esistono due tipi principali di touch screen: capacitivo e resistivo. Ne esistono di altri tipi, ad esempio, schermi su onde acustiche superficiali, infrarossi, ottici, estensimetri, ad induzione (utilizzati in), ecc. Ma la possibilità di incontrare questi tipi di schermi nella vita di tutti i giorni è piuttosto ridotta, quindi parliamo del due tipi più comuni di touchscreen...

Tipi di touchscreen: resistivo

Il touchscreen resistivo è una tecnologia più semplice ed economica... Tale schermo è costituito da due parti principali: un substrato conduttivo e una membrana di plastica. Quando si preme sulla membrana, si chiude con il supporto. In questo caso l'elettronica di controllo calcola la resistenza che si crea tra i bordi della membrana e il sottofondo, determinando così le coordinate del punto di pressione.

I touch screen resistivi sono utilizzati in PDA, comunicatori, alcuni modelli di telefoni cellulari, terminali POS, tablet, dispositivi di controllo industriale, apparecchiature mediche. Di solito, i dispositivi di piccole dimensioni dotati di uno schermo resistivo hanno uno stilo nel set per facilitare la pressione sulla membrana (con un'area dello schermo piccola, è difficile farlo con il dito).

Un vantaggio significativo degli schermi resistivi è la loro semplicità e il basso costo., che alla fine riduce il prezzo dell'intero dispositivo. Sono anche resistenti allo sporco. Ma la cosa principale è che anche in assenza di uno stilo speciale, puoi lavorare con loro con quasi tutti gli oggetti contundenti solidi a portata di mano. Reagiscono anche al tocco delle dita, anche se la mano è in un guanto, tuttavia, il tocco dovrebbe essere abbastanza forte.

Ma anche gli schermi resistivi hanno i loro svantaggi.... Questo tipo di touchscreen è suscettibile di danni meccanici: se usi un oggetto non adatto invece di uno stilo o, ad esempio, riponi il telefono nella stessa tasca delle chiavi, puoi facilmente graffiarlo. Pertanto, per i dispositivi con questo tipo di schermi, è meglio acquistare anche una speciale pellicola protettiva. La sensibilità degli schermi resistivi diminuisce alle basse temperature. Inoltre, anche la loro trasparenza lascia molto a desiderare: trasmettono al massimo l'85% della luce proveniente dal display.

Tipi di touchscreen: capacitivo

I touchscreen capacitivi sfruttano il fatto che gli oggetti di grande capacità (in questo caso una persona) conducono una corrente elettrica alternata. Questi schermi sono un pannello di vetro rivestito con una lega resistiva trasparente. Una piccola tensione alternata viene trasmessa allo strato conduttivo. Se tocchi il dito con uno schermo o un altro oggetto conduttivo, si verifica una perdita di corrente, viene riparata dai sensori e vengono calcolate le coordinate del punto di pressione.

Ci sono schermi capacitivi convenzionali e proiezione-capacitivo... La seconda tecnologia è più "avanzata". Tali schermi sono più sensibili (diciamo, reagiscono a una mano in un guanto, a seconda solo di quelli capacitivi), supporta la tecnologia multitouch(determinazione simultanea delle coordinate di più punti di contatto). Gli schermi capacitivi sono utilizzati in alcuni sportelli bancomat, chioschi informativi e locali custoditi. Proiezione-capacitiva - in chioschi elettronici stradali, terminali di pagamento, bancomat, touchpad di laptop, smartphone e altri dispositivi con supporto per la tecnologia multitouch.

Vantaggi di tali touch screen- questa è durata, resistenza alla maggior parte dei contaminanti (a quelli che non conducono corrente), elevata trasparenza dello schermo, capacità di lavorare a basse temperature. Se necessario, è possibile fornire un'elevata resistenza: lo strato di vetro su uno schermo capacitivo può avere uno spessore massimo di 2 cm Gli schermi capacitivi rispondono al minimo tocco. Gli schermi capacitivi proiettati supportano anche il multitouch.

Lo svantaggio degli schermi capacitivi è un costo maggiore rispetto agli schermi resistivi... Inoltre, tali schermi reagiscono solo a oggetti conduttivi: un dito o uno stilo speciale (diverso da quello utilizzato con gli schermi resistivi). Alcuni artigiani riescono a usare le salsicce, ma dov'è la garanzia che la salsiccia sarà a portata di mano al momento giusto?

Come potete vedere diversi tipi di touch screen hanno i loro vantaggi e svantaggi, quindi dipende da te quale è più adatto a te personalmente.

L'umanità ha sempre amato dividersi in gruppi: cattolici e protestanti, vegetariani e carnivori, appassionati di touch screen e chi non ne ha gran voglia. Fortunatamente, è improbabile che i fanatici della tecnologia scatenino una guerra o una crociata contro coloro che non condividono il loro punto di vista, nonostante il fatto che l'esercito di aderenti alle interfacce "finger-oriented" stia crescendo con la velocità della tecnologia stessa. Come funziona?

Smartphone e tablet: come funziona lo schermo?

Il primo touchscreen è apparso 40 anni fa negli Stati Uniti. La griglia IR, composta da blocchi 16x16, è stata installata nel sistema informatico Platone IV. Il primo televisore touch-screen viene mostrato alla fiera mondiale del 1982, un anno dopo viene presentato il primo personal computer, l'HP-150. I touchscreen sono apparsi nei telefoni molto più tardi: nel 2004, al 3GSM Congress (come era chiamato all'epoca il Mobile World Congress), Philips ha presentato tre modelli (Philips 550, 755 e 759) al giudizio dei giornalisti. A quel tempo, gli operatori mobili nutrivano grandi speranze per il servizio MMS, quindi le funzioni principali del touch screen erano ridotte all'intrattenimento: per rendere l'MMS più emotivo, gli sviluppatori hanno offerto agli utenti di elaborare le foto con uno stilo - firmare, disegnare dettagli - e solo successivamente inviarli al destinatario.

Allo stesso tempo, è diventato possibile utilizzare una tastiera virtuale, ma poiché tutti i modelli ne avevano una digitale e il touchscreen aumentava significativamente il costo dei dispositivi, sono stati dimenticati per un po'. Un anno dopo, è apparso il Fly X7, un candy bar completamente privo di tocco, sfortunatamente, con una serie di difetti hardware, che, insieme all'allora oscurità del marchio, lo hanno sepolto tra i modelli insignificanti. E questi non sono stati gli unici tentativi di creare qualcosa di nuovo, ma nonostante una serie di predecessori, solo Apple iPhone, LG KE850 PRADA e la linea HTC Touch, apparsi sul mercato nel 2007, possono essere definiti i primi "finger-" a tutti gli effetti. modelli orientati”. Hanno gettato le basi per l'era dei telefoni touchscreen.

A rigor di termini, l'elemento tattile non è uno schermo: è una superficie conduttiva che funziona in tandem con lo schermo e consente l'immissione di dati utilizzando un dito o un altro oggetto.

Come fa lo schermo a riconoscere il tocco?

Esistono molti tipi di touch screen, ma ci concentreremo solo su quelli che trovano largo impiego nei dispositivi mobili: smartphone e tablet.

Un display resistivo è costituito da una membrana di plastica flessibile e un pannello di vetro, lo spazio tra i quali è riempito con microisolanti che isolano la superficie conduttiva. Quando si preme lo schermo con il dito o lo stilo, il pannello e la membrana si chiudono e il controller registra il cambiamento di resistenza, essendo guidato dall'elettronica intelligente che determina le coordinate della pressione. I principali vantaggi sono il basso costo e la facilità di fabbricazione, che consente di ridurre il valore di mercato del dispositivo finale.

Inoltre, gli indubbi vantaggi includono il fatto che lo schermo reagisce a qualsiasi pressione: quando si lavora con esso, non è necessario utilizzare uno speciale stilo o dito conduttivo, per questo una penna stilografica o qualsiasi altro oggetto con cui è possibile premere su un certo punto dello schermo è abbastanza adatto. Lo schermo resistivo è resistente allo sporco. Molte operazioni possono essere eseguite anche con una mano guantata, ad esempio rispondere a una chiamata nella stagione fredda. Tuttavia, non era privo di inconvenienti. Lo schermo resistivo si graffia facilmente, quindi è consigliabile coprirlo con una speciale pellicola protettiva, che a sua volta non ha il miglior effetto sulla qualità dell'immagine. Inoltre, questi graffi tendono a crescere di dimensioni.

Lo schermo ha una bassa trasparenza: passa solo l'85% della luce proveniente dal display. A basse temperature, lo schermo "si blocca" e risponde peggio alla pressione, non molto resistente (35 milioni di clic in un punto). I precursori degli schermi resistivi erano i touchscreen a matrice, la cui base era una griglia di sensori: i conduttori orizzontali erano applicati al vetro e i conduttori verticali erano applicati alla membrana. Quando si toccava lo schermo, le guide si chiudevano e indicavano le coordinate del punto. Questa tecnologia è ancora utilizzata oggi, ma è quasi impossibile trovarla negli smartphone.

Circuito schermato resistivo

La tecnologia dello schermo capacitivo si basa sul fatto che una persona ha una grande capacità elettrica ed è in grado di condurre corrente. Affinché tutto funzioni, viene applicato un sottile strato conduttivo sullo schermo e viene fornita una debole corrente alternata di piccola magnitudine a ciascuno dei quattro angoli. Quando si tocca lo schermo, si perde un punto, che dipende da quanto lontano viene effettuato il tocco dall'angolo del display. Questo valore viene utilizzato per determinare le coordinate del punto. Tali schermi sono più resistenti ai graffi, non lasciano passare liquidi, sono più durevoli (circa 200 milioni di clic) e trasparenti rispetto a quelli resistivi, inoltre reagiscono al tocco più leggero. Tuttavia, questo ha anche i suoi svantaggi: durante una conversazione, puoi toccare goffamente il telefono con l'orecchio e avviare facilmente un'applicazione, non puoi rispondere alla chiamata con la mano guantata - la conduttività elettrica non è la stessa. Il maggior costo dello schermo, ovviamente, incide sul prezzo del dispositivo.

Layout dello schermo capacitivo

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I tipi più avanzati di schermi capacitivi sono proiettati capacitivi. Un elettrodo viene applicato sulla superficie interna del vetro; una persona funge da secondo elettrodo. Quando si tocca lo schermo, si forma un condensatore, misurando la capacità di cui è possibile determinare le coordinate della pressione. Poiché l'elettrodo è applicato sulla superficie interna dello schermo, è molto resistente allo sporco; lo strato di vetro può arrivare fino a 18 mm, il che può aumentare significativamente la vita del display e la resistenza ai danni meccanici.

Una delle caratteristiche più interessanti degli schermi capacitivi proiettati è il supporto per la tecnologia multitouch. Hanno anche una grande sensibilità e hanno un intervallo di temperatura di funzionamento relativamente ampio, ma non interagiscono ancora molto con una mano guantata. Sembrerebbe che ciò possa confondere i potenziali acquirenti, ma alcuni anni fa, uno degli intraprendenti fan coreani dell'iPhone ha indovinato di utilizzare una normale salsiccia come stilo, la cui conduttività elettrica ha permesso di rispondere a una chiamata. La controversa tendenza ha causato una tempesta di gioia sui forum e ha attirato l'attenzione dei produttori di accessori, che hanno lanciato in vendita una speciale salsiccia con stilo. Ha almeno un vantaggio rispetto a una normale salsiccia: non lascia segni di grasso sullo schermo del dispositivo.

Schema di uno schermo capacitivo proiettato

Indipendentemente dalla tecnologia dello schermo, ha una serie di caratteristiche tipiche. Oltre alla risoluzione, le caratteristiche principali dello schermo includono l'angolo di visione e la resa cromatica, che dipende dal tipo di display. La riproduzione del colore è indissolubilmente legata alla "profondità del colore", un termine che si riferisce alla quantità di memoria nel numero di bit utilizzati per memorizzare e trasmettere il colore. Più bit, più profondi sono i colori. I moderni display LCD di smartphone e tablet visualizzano colori a 18 bit (oltre 262 mila sfumature). Il massimo possibile al momento è TrueColor a 24 bit, in grado di riprodurre più di 16 milioni di sfumature in matrici AMOLED e IPS.

L'angolo di visione, come qualsiasi angolo, è misurato in gradi e caratterizza il valore al quale la luminosità e la leggibilità dello schermo diminuiscono di non più di due volte, se lo guardi direttamente perpendicolarmente. I display LCD hanno questa caratteristica, ma non OLED.

Confronto tra lettori multimediali: pro e contro

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Tipi di schermi di smartphone e tablet

Al momento, nella produzione di smartphone e tablet, di norma vengono utilizzati display LCD o OLED.

Gli schermi LCD sono basati su cristalli liquidi, che non hanno una propria luminescenza, quindi, in un ultimatum, richiedono una lampada di retroilluminazione. Sotto l'influenza esterna (temperatura o elettricità), i cristalli possono cambiare la loro struttura e diventare opachi. Controllando la corrente, puoi creare scritte o immagini sul display.

Circuito pixel LCD

I display a cristalli liquidi utilizzati negli smartphone e nei tablet sono per lo più a matrice attiva (TFT). I TFT utilizzano transistor a film sottile trasparenti situati appena sotto la superficie dello schermo. Un transistor separato è responsabile di ogni punto nell'immagine, quindi l'immagine viene aggiornata rapidamente e facilmente.

Con l'avvento delle matrici LCD TFT, il tempo di risposta del display è aumentato in modo significativo, ma rimangono problemi con la riproduzione dei colori, gli angoli di visualizzazione e i pixel morti.

Circuito pixel LCD

Le matrici TFT più comuni sono TN+ film e IPS. La pellicola TN+ è la tecnologia più semplice. La pellicola è uno strato aggiuntivo che viene utilizzato per aumentare l'angolo di visione. I vantaggi di tali matrici sono un breve tempo di risposta e un basso costo, gli svantaggi sono una scarsa resa cromatica e, purtroppo, angoli di visualizzazione (120-140 gradi). Nelle matrici IPS (In-Plane-Switchin), era possibile aumentare l'angolo di visione a 178 gradi, aumentare il contrasto e la riproduzione dei colori fino a 24 bit e ottenere neri profondi: in questa matrice, il secondo filtro è sempre perpendicolare al prima, in modo che la luce non lo attraversi. Ma il tempo di risposta è ancora basso. Super-IPS è il diretto successore di IPS con tempi di risposta ridotti.

PLS-matrix (Plain-to-Line Switchin) è apparso nelle viscere di Samsung come alternativa all'IPS. I suoi vantaggi includono una densità di pixel più elevata rispetto a IPS, elevata luminosità e buona resa cromatica, basso consumo energetico, ampi angoli di visualizzazione. I tempi di risposta sono paragonabili a Super-IPS. Tra gli svantaggi c'è la retroilluminazione irregolare. La nuova generazione, Super-PLS, ha superato l'IPS negli angoli di visualizzazione del 100% e del 10% nel rapporto di contrasto. Inoltre, queste matrici si sono rivelate più economiche nella produzione fino al 15%.

I display OLED utilizzano diodi organici a emissione di luce (OLED) che, se esposti all'elettricità, emettono luce propria. Rispetto ai display LCD, l'OLED ha molti vantaggi. In primo luogo, non utilizzano una retroilluminazione aggiuntiva, il che significa che la batteria dello smartphone non si scarica rapidamente come nel caso di un LCD. In secondo luogo, i display OLED sono più sottili. Lo spessore e il design del dispositivo dipendono direttamente da questa caratteristica. Inoltre, i display OLED possono essere flessibili, il che è di buon auspicio per la crescita futura. L'OLED non ha un parametro come "angolo di visione": l'immagine viene visualizzata chiaramente da qualsiasi angolazione. In termini di luminosità e contrasto (1.000.000: 1) anche l'OLED è in testa.

È elogiato per i suoi colori vibranti e ricchi e, separatamente, per i suoi neri profondi. Ma ci sono, ovviamente, aspetti negativi. Uno dei principali può essere chiamato fragilità: i composti organici sono instabili per l'ambiente e tendono a sbiadire, inoltre, alcuni colori dello spettro soffrono più di altri. Sebbene se cambi telefono ogni tre anni, è improbabile che questo sia un argomento contro l'acquisto. Inoltre, gli OLED sono ancora più costosi da realizzare rispetto agli LCD.

Circuito OLED

Anche gli schermi OLED di seconda generazione hanno per lo più una matrice TFT attiva. Si chiamano AMOLED. Il vantaggio principale è un consumo energetico ancora inferiore, gli svantaggi sono l'immagine illeggibile in pieno sole.

Circuito AMOLED

I prossimi passi nello sviluppo della tecnologia sono stati gli schermi SuperAMOLED, che sono stati utilizzati per la prima volta da Samsung. La loro differenza fondamentale rispetto ad AMOLED è che i film a transistor attivi (TFT) sono integrati in un film a semiconduttore. Ciò si traduce in un aumento del 20% della luminosità, una riduzione del 20% del consumo energetico e un enorme aumento dell'80% della leggibilità alla luce solare!

Circuito SUPERAMOLED

Gli schermi OLED non devono essere confusi con gli schermi retroilluminati a LED: sono cose completamente diverse. In quest'ultimo caso, un display LCD convenzionale ottiene una retroilluminazione a LED posteriore o laterale, che, ovviamente, migliora la qualità dell'immagine, ma è ancora inferiore a AMOLED o SuperAMOLED.

Cosa ci riserva il futuro?

Al momento, le prospettive più chiare e prevedibili attendono gli schermi OLED. Già sul Web è possibile trovare informazioni sulla tecnologia del prossimo futuro QLED - LED basati su punti quantici (un nanocristallo semiconduttore che si illumina quando esposto a corrente o luce). I punti di forza di questa tecnologia sono l'elevata luminosità, il basso costo di produzione, l'ampia gamma di colori, il basso consumo energetico. I punti quantici, che sono alla base della nuova tecnologia, hanno un'altra importante proprietà: sono in grado di emettere colori spettralmente puri. Si prevede già un futuro luminoso per questa tecnologia. Samsung ha già sviluppato un display QLED da 4 pollici a colori, ma non ha fretta di lanciare il nuovo prodotto nella produzione in serie.

Prototipo di display QLED

Ma Samsung ha confermato che inizierà la produzione in serie di display OLED flessibili quest'anno. Probabilmente i primi dispositivi saranno smartphone e tablet. Il piccolo spessore dello schermo e le proprietà fisiche del pannello aumenteranno significativamente l'area utilizzabile dello schermo e slegheranno le mani dei tecno-designer.

Un'altra tecnologia promettente è IGZO, sviluppata da Sharp. Si basa sulla ricerca del professor Hideo Hosono, che ha deciso di guardare ai semiconduttori alternativi e di conseguenza ha sviluppato la tecnologia TAOS (Transparent Amorphous Oxide Semiconductors) - semiconduttori di ossido amorfo trasparente che contengono ossidi di indio, gallio e zinco (InGaZnO), abbreviato come IGZO. La differenza tra la miscela e il silicio amorfo, che è stato utilizzato nella produzione del TFT, può ridurre significativamente il tempo di risposta, aumentare notevolmente la risoluzione dello schermo, renderlo più luminoso e con più contrasto. Apple si è molto interessata alle prospettive di questa tecnologia e ha investito un miliardo di dollari nella produzione di display IGZO.