Введение
Многие современные устройства могут не только выводить информацию пользователю, но и реагировать на прикосновения к экрану при помощи сенсоров. На сегодняшний день сенсорные экраны активно используются в мобильных устройствах: мобильных телефонах, плеерах, видеокамерах, планшетных компьютерах. Также они распространены в терминалах оплаты и используются на предприятиях для управления станками с ЧПУ. Использование сенсорных экранов позволяет упростить, а также значительно ускорить работу с аппаратурой. При использовании сенсорного экрана, в большинстве случаев, исчезает потребность в клавиатуре, что позволяет увеличить площадь экрана.
Исходя из этого, целью данной работы является обзор существующих разновидностей сенсорных экранов, а также выбор оптимальных типов сенсорных экранов для:
· использования в мобильных телефонах, плеерах и т.д.
· использование в уличных терминалах
· использование в терминалах, находящихся в помещении
Общие сведения
Что такое сенсорный экран?
Сенсорный экран (англ. touch screen) – координатное устройство, позволяющее путем прикосновения к определенной области экрана монитора производить выбор необходимого элемента данных или осуществлять ввод данных в какое-либо ЭВМ.
Мультитач (англ. multi-touch — множественное прикосновение) — функция сенсорных систем ввода, осуществляющая одновременное определение координат двух и более точек касания
Существует множество различных типов сенсорных экранов (основных 7). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки и рассчитан на использование в определенных условиях.
Все сенсорные экраны представляют собой отдельный слой, наносимый на экран устройства, и при этом сами не могут выводить визуальную информацию.
|
|
История развития сенсорных экранов
Первый сенсорный экран был изобретен в 1971 году Сэмуэлем Херстом. Устройство было названо «Elograph» (Элограф). Принцип работы элографа был основан на четырехпроводном экране.
Позже, в 1972 году, была изобретена ЭВМ «PLATO IV», созданная для облегчения обучения учеников. Она имела сенсорный экран на ИК лучах. Экран был разделен на 256 квадратных блоков в 1 квадратный дюйм. Но даже столь малая точность позволяла ученикам выбирать правильный ответ прикосновением к экрану.
Сенсорные экраны стали активно использоваться в медицине, позволяя улучшить скорость работы.
В 1983 году был создан первый коммерческий компьютер с сенсорным экраном. Сенсорный экран HP-150 представлял собой матрицу инфракрасных лучей 21х14. Главным недостатком этой модели являлось то, что отверстия по периметру экрана, в которых располагались датчики и светодиоды, часто забивались пылью.
В 1989 году появился первый мобильный планшетный компьютер GRiDPAD с сенсорным экраном. Его недостатком была долгая обработка информации, поступившей с экрана.
В 1992 году появился первый в мире смартфон. Он содержал в себе адресную книгу, часы, блокнот и калькулятор. С постепенным развитием сенсорных экранов начали появляться новые принципы их работы. Они значительно облегчали жизнь работникам различных предприятий.
Параметры оценки
Критерии, по которым будут оценены различные виды сенсорных экранов.
· «мультитач»
· реакция на прикосновения рукой
|
|
· реакция на прикосновения твердым токонепроводящим предметом
· температурный диапазон
· устойчивость к загрязнению
Несмотря на то, что цена экрана – один из важнейших факторов, она не будет учтена, т.к. в этой работе рассматриваются только технические данные.
Следует обратить внимание на то, что все современные сенсорные экраны имеют общие недостатки, такие как потребление большого количества электроэнергии, а также то, что при работе на сенсорном экране рука или перо, предназначенное для работы на нем, загораживают часть экрана, что сильно мешает работе.
Экраны мобильных устройств должны:
· поддерживать «мультитач»
· реагировать как на руку человека, так и на токонепроводящий предмет
· не выходить из строя при незначительных повреждениях
· быть стойкими к загрязнениям
Экраны уличных терминалов должны:
· быть вандалоустойчивыми
· быть морозо- и жароустойчивыми
· быть стойкими к загрязнению
Экраны терминалов, используемых в помещении должны быть вандалоустойчивыми.
Типы сенсорных экранов
В данной работе будут рассмотрены следующие сенсорные экраны:
· резистивные (четырех- и пятипроводные);
· емкостные;
· проекционно-емкостные;
· матричные;
· инфракрасные;
· тензометрические.
Резистивные сенсорные экраны
Резистивные сенсорные экраны были первым типом сенсорных экранов. Сначала был изобретен четырех проводной принцип работы, но через несколько лет изобрели более надежный пятипроводной принцип.
Четырехпроводной сенсорный экран состоит из гибкой мембраны и стеклянной панели. И на мембрану и на панель нанесено резистивное покрытие. Между ними находится слой микроизоляторов, которые предохраняют их от соприкосновения. При нажатии на мембрану, она соприкасается со стеклянной панелью в 1 точке. В этом месте покрытия контактируют. Аналогово-цифровой преобразователь, подавая напряжение на края панели и мембраны, вычисляет X и Y координаты точки нажатия.
|
|
Пятипроводной экран устроен похожим образом, но он гораздо надежнее, т.к. работает даже при порванной мембране. Также пятипроводные экраны более чем в 10 раз долговечнее четырехпроводных. Но они имеют самую маленькую светопропускаемость.
Достоинства:
· стойкость к загрязнению;
· реагирует на прикосновение любым предметом;
· простота и дешевизна.
Недостатки:
· легко ломаются;
· не устойчивы к морозам;
· при поломке мембраны четырехпроводного экрана весь экран выходит из строя;
· малая степень светопропускаемости;
· не поддерживают «мультитач».
Из-за малой светопропускаемости пятипроводные экраны используются преимущественно в медицинском и торговом оборудовании.