Текущее состояние и тенденции развития сенсорных экранов.

Сенсорный экран — это система координатного позиционирования, используемая совместно с дисплеем, и он все шире применяется в качестве простого и удобного устройства ввода. С быстрым развитием плоских дисплеев сенсорные экраны в сочетании с ЖК-дисплеями получили широкое распространение, и особенно перспективны они для персональных цифровых помощников (IPDA), современных копировальных аппаратов, автомобильных навигационных систем, в частности, для КПК с возможностью ввода с помощью пера.

1. Обычный сенсорный экран

1.1 Резистивный сенсорный экран. Основная часть резистивного сенсорного экрана представляет собой четырехслойную прозрачную композитную пленку, плотно прилегающую к поверхности дисплея. Структура показана на рисунке 1. Одно и то же положение соответствует различным выходным напряжениям. Контроллер получает данные напряжения, преобразованные АЦП, и вычисляет положение точки касания (x, Y). В соответствии со структурой резистивного сенсорного экрана, показанной на рисунке 1, курсор позиционируется в точке касания. Это основной принцип работы резистивного сенсорного экрана. Ключ к успеху резистивных сенсорных экранов заключается в технологии материалов. К обычно используемым прозрачным проводящим покрытиям относятся ITO и никель-золотые покрытия.

1.1.1 Четырехпроводной резистивный экран

При работе двух прозрачных проводящих слоев IT0 четырехпроводного резистивного сенсорного экрана каждый слой подает постоянное напряжение 5 В: одно вертикальное направление, одно горизонтальное направление, всего требуется четыре кабеля. К преимуществам относятся низкая цена, гибкость сенсорного управления, устойчивость к загрязнениям, пыли, воде и свету, а также высокая стабильность позиционирования и отсутствие дрейфа. Четырехпроводной резистивный экран широко используется и представляет собой сенсорный экран с выделенным драйвером ADS7843 среди четырех типов сенсорных экранов. Поэтому низкое энергопотребление четырехпроводного резистивного экрана является важным фактором его широкого применения в КПК, мобильных телефонах и других портативных устройствах.

1.1.2 Ограничения резистивных экранов

Внешний слой композитной пленки резистивного сенсорного экрана изготовлен из пластика. Чрезмерное усилие или прикосновение острым предметом могут поцарапать сенсорный экран и привести к его повреждению. Даже небольшая царапина губительна для четырехпроводного резистивного сенсорного экрана, в то время как для пятипроводного резистивного сенсорного экрана, если внешний проводящий слой сенсорного экрана не раскололся на мелкие отдельные фрагменты и внутренний слой не поврежден, он может продолжать нормально работать.

1.1.3 Пятипроводной резистивный экран

В сенсорном экране с пятипроводной резистивной технологией базовый слой подает напряжение на проводящую рабочую поверхность стекла, а внешний проводящий слой используется только в качестве чистого проводника. Когда пользователь касается экрана, система измеряет положение точки касания путем временного деления значений напряжения по осям X и Y в точке контакта внутреннего слоя ITO. Это характеризуется высоким разрешением и быстрой скоростью отклика. Твердость поверхности высока, а долговечность значительно повышена по сравнению с четырехпроводным резистивным экраном, и он может выдерживать до 30 миллионов касаний в одной и той же точке. Никель-золотой проводящий слой на поверхности обладает высокой устойчивостью к повреждениям, и экран может нормально работать даже при наличии царапин. В то же время, светопропускание пятипроводного резистивного сенсорного экрана также лучше, чем у четырехпроводного, но пятипроводной резистивный сенсорный экран дороже.

1.2 Емкостный сенсорный экран

В емкостном сенсорном экране используется технология вакуумного напыления, при которой внутренняя поверхность и межслойное покрытие из стекла покрываются слоем IT0, внешний слой представляет собой защитный слой стекла, а межслойное покрытие IT0 используется в качестве рабочей поверхности. Когда пользователь касается металлического слоя, между пользователем и поверхностью сенсорного экрана образуется емкостная связь за счет электрического поля человеческого тела. Палец пропускает очень малый ток от точки контакта. Этот ток распределяется между электродами на четырех углах сенсорного экрана, и величина тока пропорциональна расстоянию от пальца до этих четырех углов. Контроллер вычисляет пропорцию четырех токов для определения положения точки касания. Емкостный сенсорный экран может быть полностью приклеен к дисплею и не подвержен повреждениям и поломкам: емкостный сенсор может использовать метод приклеивания с помощью контактных площадок, обладающих водонепроницаемостью, и такой сенсорный экран имеет высокое разрешение, чувствительность, приятные тактильные ощущения, водонепроницаемость, защиту от пыли, солнца и другие характеристики, что делает его очень подходящим для работы в суровых условиях. Принцип работы емкостного экрана предполагает, что объект касания должен быть проводником, и при прикосновении к руке в перчатке или непроводящему объекту реакция отсутствует.

1.3 Сенсорный экран с акустической волной на поверхности

Когда пользователь касается экрана, изначально разделенные два проводящих слоя соединяются в точке касания. 1.3.1 Структура сенсорного экрана на основе поверхностных акустических волн. Четыре периферии стеклянной пластины сенсорного экрана на основе поверхностных акустических волн имеют гравировку под углом 450 градусов, варьирующуюся от редкой до плотной. Сложные отражающие полосы. В верхнем левом и нижнем правом углах стеклянного экрана закреплены соответственно вертикальные и горизонтальные ультразвуковые передающие преобразователи, а в верхнем правом углу — два соответствующих ультразвуковых приемных преобразователя для приема ультразвуковых сигналов, дважды отраженных от отражающих полос. 1.3.2 Особенности сенсорного экрана на основе поверхностных акустических волн. Сенсорный экран на основе поверхностных акустических волн очень стабилен, не подвержен влиянию факторов окружающей среды, таких как температура и влажность, имеет длительный срок службы (50 миллионов касаний), высокую светопропускаемость и четкость, не искажает и не смещает цвет, не требует калибровки после установки, обладает отличной устойчивостью к царапинам и выдерживает различные грубые прикосновения. Поскольку сенсорный экран на основе поверхностных акустических волн напрямую использует прямоугольную систему координат, преобразование данных происходит без искажений, а точность чрезвычайно высока, до 4096 × 4096 пикселей f4l. Однако сенсорный экран на основе поверхностных акустических волн требует частой очистки и обслуживания, поскольку пыль, масло и даже дождь на периферийных полосах экрана могут блокировать нормальное отражение звуковой волны от сенсорного экрана или вызывать изменение формы волны, из-за чего приемник не сможет нормально ее распознать; крупные капли воды на сенсорном экране, масляные пятна и т. д. могут быть ошибочно приняты сенсорным экраном за точку касания и вызвать неисправность.

1.4-дюймовый инфракрасный сенсорный экран

1.4.1 Принцип работы инфракрасного сенсорного экрана. Инфракрасный сенсорный экран представляет собой печатную плату с инфракрасным излучателем и инфракрасным приемником, расположенную на поверхности дисплея. Когда пользователь касается экрана, палец блокирует проходящие через него инфракрасные лучи, и изменение светового сигнала приводит к тому, что фотоэлектрическая схема выдает измененный электрический сигнал. Положение точки касания на экране определяется путем обработки этого сигнала. Любой объект, непрозрачный для инфракрасного света, может быть использован для инфракрасной передачи сигнала для определения положения точки касания.

1.4.2 Тенденции развития инфракрасных сенсорных экранов. Преимуществом инфракрасных сенсорных экранов является их полная прозрачность, отсутствие влияния на четкость изображения, невосприимчивость к токовым, вольтажным и статическим помехам, а также пригодность для работы в жестких электромагнитных условиях. Однако принцип работы инфракрасных сенсорных экранов также приводит к некоторым неизбежным проблемам в применении. В настоящее время развитие технологии инфракрасных сенсорных экранов в основном сосредоточено на двух направлениях: использование новых датчиков для реализации функций сенсорного экрана (iv) и устранение недостатков существующих технологий сенсорных экранов и расширение функциональности. Развитие инфракрасных сенсорных экранов в основном осуществляется за счет повышения разрешения и устойчивости к световым помехам. В то же время расширение функциональности, например, мультитач, обеспечивает более широкий набор функций для сенсорного экрана.

2. Заключение

С развитием информационного общества людям необходим разнообразный информационный контент. Информационная система с сенсорным экраном в качестве интерактивного окна использует передовые компьютерные технологии и различные формы передачи информации, такие как текст, изображения, музыка, комментарии, анимация, видео и т. д., для интуитивной и наглядной передачи информации. Это значительно повышает удобство использования. Развитие сенсорных экранов демонстрирует тенденцию к многофункциональности, разнообразию и большим размерам. Можно предположить, что с быстрым развитием технологии сенсорных экранов области их применения будут расширяться, а их характеристики будут постоянно улучшаться.