Какие бывают дисплеи – основные отличия матриц, преимущества и недостатки — Олег Михеев — Хайп

alexxlab
alexxlab
04.04.2020

Содержание

Типы дисплеев и их характеристики

Типы дисплеев и их характеристики

Давайте рассмотрим, какие бывают типы дисплеев и в чем их различия между собой.

Первый дисплей – это STN, представляет собой недорогие и невысокие по качеству, и в основном применяются на моделях низкого класса. Ну о хорошем качестве изображения, конечно, речи и не будет, но потребляют энергии они очень мало. На таких дисплеях плохо просматриваются видео и картинки, конечно, низкие цветовые показатели и угол обзора очень небольшой. Раньше такой тип дисплеев встречался практически во всех моделях, а сейчас в основном удел низкой ценовой категории, вне зависимости от фирмы-производителя. Для них свойственны следующие расширения: 128×160, 96×64, 96×68 и поддержка цветов: от 16 до 65 тыс. цветов.

Конечно же основным плюсом таких экранов является цена.

Разрешение экрана телефона – это соотношение высоты и ширины в пикселях, чем больше пикселей – больше разрешение, тем более качественнее будет изображение.

Второй тип дисплеев – UFB. Дисплеи этой категории обладают наилучшей яркостью, но стоимость их почти такая же как и STN. Здесь можно увидеть довольно хороший обзор и низкое потребление энергии. Это что-то среднее между TFT и STN, большая часть моделей с таким дисплеем выпущена фирмой Samsung и немного под маркой Sony Ericsson. Разрешение и количество цветов в них достигает: 128×128, 65тыс. Но, к сожалению широкого применения не получили.

Самый популярный и широко распространенный тип – TFT. Он встроен в большинство телефонов, потребляет много энергии, но имеет ряд преимуществ: отличная цветопередача, большое разрешение, множество цветов и приемлемые углы обзора. Такие дисплеи применяются в смартфонах и моделях бюджетного класса.

Кроме всего в телефонах с таким дисплеем множество мультимедийных функций: фото, видео, интернет – поэтому экран большего размера и батарею держит мало. То есть, нужно сделать выбор между: средним классом – цветопередача хуже, потребление меньше или устройства высшего класса – замечательная цветопередача, но быстро сажает батарею. Недостаток довольно частая зарядка аккумулятора. Этому типу дисплеев характерны: 262 тыс. цветов, что на класс выше и разрешения 128×160, 132×176, 176×208, 176×220, 240×320 и другие.

Дисплей OLED

Следующий тип – это дисплей OLED изготовлен из органических составов, из специально тонкопленочного полимера. Он быстро и эффективно излучает свет, при пропускании тока через него.

Пока OLED дисплеи занимают лидирующую позицию на рынке цифровой техники, он обладает хорошей яркостью, контрастностью, изображение видно под любым углом и без потери качества. И, несмотря на большой экран меньше потребляет энергии, но стоит эта технология дорого.

Недостатками OLED являются: дорогая ценовая категория и маленький срок службы некоторых цветов(люминофоров – около 3 лет). Но технологии так быстро развиваются, что можно все недостатки считать временными трудностями. Разрешение достигает до 400х240 пикселей и 16 млн. цветов

Дисплей AMOLED – один из разновидностей OLED-дисплеев. В этих еще лучше цветопередача, превосходная яркость изображения, насыщенные снимки и конечно малая энергопотребляемость. Недостатки: блекнут на солнце и большая стоимость устройств.

Другие разновидности дисплеев OLED:

Super AMOLED – новая и усовершенствованная новинка;

SOLED – в дисплеях этой разновидности применен отличный от других ЖК-дисплеев подход к расположению подпикселей, что позволило достичь высокого разрешения и очень хорошего качества изображения.

FOLED – эти дисплеи отличаются сверхтонкостью и, соответственно очень небольшим весом;

TOLED – эта технология позволяет создавать прозрачные дисплеи и получить высокий уровень контрастности изображения, что дает возможность улучшить читаемость текста при ярком солнечном свете.

разрешение экрана телефона

А еще теперь появились гибкие дисплеи под названием Flexible AMOLED – это уникальные изогнутые экраны, которые отображают картинку с маленьким двоением, а радиус изгиба составляет один сантиметр. Технологию производства таких типов дисплеев производитель не захотел разглашать, но известно, что пока диагональ их 4,5 дюйма, после будет и 7 дюймов, что даст возможность использовать и в производстве планшетов.

Как вы знаете дисплеи бывают сенсорными. Они, в свою очередь, делятся на два вида: емкостные и резистивные.

Давайте чуть подробнее рассмотрим их:

  • 1.Емкостные – реагируют только на касание пальцев. Т.е., чтобы ответить на звонок при сильном морозе нужно снять перчатку, так как на другие прикосновения он откликаться не будет. Человек является проводником электрического тока, когда при касании дисплея подается сигнал в мозг телефона и тот определяет точку прикосновения.

Такие дисплеи износостойки (в любых погодных условиях), прозрачны и не требуют сильных нажатий, недостатки их в том, что очень трудно попасть в маленькие кнопочки, поэтому устройства с таким сенсором обычно большого размера и обыкновенным стилусом воспользоваться не получится. Но существуют специально разработанные для таких видов дисплеев стилусы, которые возможно помогут вам в обращении с таким дисплеем.

емкостный дисплей

  • 2.Резистивные – эти дисплеи сделаны виде двух слоев, первый защитный, а на второй поступают сигналы пользователя. При касании любыми твердыми предметами: карандашом, ногтем, а также и стилусом телефон будет работать без нареканий.

Благодаря резистивным экранам, на рынок цифровых технологий выпущено множество устройств с небольшой стоимостью. Потому, что главным преимуществом является их дешевизна. Еще одним плюсом этих дисплеев является то, что пыль и загрязнения не влияют на его чувствительность.

Технология мультитач присутствует в двух видах дисплеев, но сама технология предполагает ручное управление, поэтому большинство телефонов с такой функцией емкостные.

Единственное, что удерживает, резистивные экраны на рынке – это низкая ценовая категория, потому что за долгие годы производители выпустили много устройств с таким дисплеями, и значит быстро убрать их не получится. Но все-таки емкостных дисплеев становится все больше и, думаю, скоро они совсем вытеснят устаревшие модели.

 

 

Дисплей — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Диспле́й (англ. display «показывать» от лат. displicare «рассеивать, разбрасывать») — электронное устройство, предназначенное для визуального отображения информации. Дисплеем в большинстве случаев можно назвать часть законченного устройства, используемую для отображения цифровой, цифро-буквенной или графической информации электронным способом.

Следует различать понятия «дисплей», как часть устройства, и монитор, который может иметь дисплеи разных типов — ЭЛТ, ЖК, плазменный и так далее. Например, мобильный телефон в своём составе имеет дисплей для отображения информации, но он же может иметь и выносной (подключаемый) монитор.

Некоторые дисплеи служат индикаторами. Но следует различать понятия «дисплей» и «индикатор». Индикатор — это прибор (устройство, элемент), отражающий какой-нибудь процесс, состояние наблюдаемого объекта[1] По ГОСТу индикаторы могут быть, например, растровыми, сегментными, стрелочными, акустическими, тактильными и так далее[2]. Например, дисплей телевизора не служит индикатором, а звуковой индикатор не является дисплеем.

Ранее на техническом жаргоне дисплеями называли только растровые устройства (отображающие произвольную информацию из набора пикселов своей матрицы), а индикаторами — только сегментные устройства (например, семисегментный индикатор), но сейчас современные многофункциональные индикаторы также именуют дисплеями.

В настоящее время получили распространение сенсорные дисплеи, они бывают нескольких видов:

  • Резистивные.
  • Проекционно-ёмкостные.
  • Поверхностно-ёмкостные.
  • Дисплеи на поверхностно-акустических волнах.
  • Сенсорно-сканирующие.

Разрешение, размеры, технологии, пиксели, типы тачскринов.

Главная страница » Какие виды дисплеев, используются в телефонах: Разрешение, размеры, технологии, пиксели, типы тачскринов.

Экран является неотъемлемым и важным элементом конструкции, которую называют современным мобильным телефоном. Уже не многие и вспомнят те времена, канувшие в Лета, когда говоря о достоинствах модели, подчеркивали, что у неё цветной дисплей. Это автоматически означало, что трубка из разряда тех, которые относятся к верхнему сегменту. А значит характеристики у аппарата на уровне флагманских.

В настоящее время разнообразие экранов, используемых для мобильных устройств очень велико. А потому даже самому привередливому покупателю удаётся найти вариант, удовлетворяющий все его требования. Но у этого разнообразия технологических решений и терминологии имеется и своя оборотная сторона. Ведь непрофессионалу порой очень в них разобраться. Для оказания помощи таким пользователям и написана наша статья.

В числе характеристик свойств, которыми обладает устройство ввода и вывода, а дисплей именно таковым и является, следует учитывать следующие параметры:

  • Величина экрана, то есть величина его диагонали. Для её измерения чаще всего используются дюймы (в одном дюйме два с половиной сантиметра).
  • Разрешение, говорящее о сумме активных точек, из которых формируется картинка.
  • Показатель, характеризующий плотность пикселей. Единицей измерения может служить либо DPI, либо PPI.
  • Конструкция тачскрина. Это сенсорное покрытие, которое реагирует на прикосновение.

Это список содержит критерии, на которые следует ориентироваться при выборе телефона. Именно о них и пойдёт речь дальше.

Размеры дисплея

Основная масса современных смартфонов имеет дисплеи с диагональю, значения которой могут колебаться от 4-х дюймов до 6-ти. Телефоны с меньшими экранами принято называть простыми «звонилками». А устройства с экранами больше 6″ уже относятся к планшетам.

Разрешение и DPI

Разрешение экрана является одной из наиважнейших характеристик экрана. От её размера в прямой зависимости находится качество картинки, воспроизводимой на экране мобильного устройства. Проще говоря, чем этот показатель выше, тем более плотно располагаются пиксели на одном дюйме. А значит, изображение будет более однородным.

На устройстве, имеющем внушительные габариты и невысокий показатель разрешения, картинка будет не только «зернистой», но и фрагментарной. Если же уровень разделительной способности достаточно высок, то информация, выводимая на экран, будет однородной и иметь плавность форм. В Full-HD-экранах используются элементы, которые просто невозможно разглядеть невооружённым глазом. Благодаря этому, получается, добиться сверхчёткого изображения.

Корпорация Apple ввела термин Retina display, чтобы обозначать экраны, имеющих плотность пикселей более трёхсот единиц на один дюйм (применимо к телефонам). Для глаза человека не под силу заметить отдельные элементы, высвечивающиеся на экране в подобных устройствах. Им воспринимается картинка полностью, точно также как это происходит с очертаниями реально существующих предметов. В настоящее время производство Retina display налажено на предприятиях таких известных компаний как LG, Sharp и Samsung.

Разрешения дисплея смартфона

В современных устройствах чаще всего встречаются ниже перечисленные разрешения дисплея:

  • 320 точек на 480. Этот формат уже почти не употребляется. Но его ещё можно встретить на бюджетных смартфонах. Картинка на нём высвечивается излишне зернистая. Что не прибавляет этому экрану популярности. Для обозначения используется термин HVGA.
  • 480 точек на 800 и 480 точек на 854 (WVGA). Часто используется для недорогих телефонов. Если диагональ устройства в пределах от 3,5″ до 4″, то изображение смотрится нормально. А вот если этот показатель больше, то изображение становится излишне фрагментированным.
  • 540 точек на 960 (qHD). Этот показатель является популярным у смартфонов, относящихся к средне-бюджетным. Качество выдаваемого изображения обеспечивается довольно приемлемое, но при условии, что диагональ находится в рамках от 4,5 дюйма до 4,8.
  • 720 точек на 1280. Это стартовая отметка для HD-смартфонов. Гарантируется великолепная детализация картинки на дисплеях до 5,5″. Но неплохо смотрится и на тех дисплеях, размер которых больше.
  • 1080 точек на 1920 — Full-HD матрицы. Изображение, предоставляемое ими наивысшего качества. Все флагманские смартфоны используют именно этот вариант.

В отдельную группу надлежит выделить те дисплеи, которые устанавливаются на продукцию, производимую компанией Apple:

  • На модели iPhone4/4s — 640 точек на 960 при диагонали 3,5″.
  • На моделях iPhone 5/5c/5s — 640 точек на 1136 с диагональю 4″.
  • На iPhone 6 — 750 точек на 1334 при диагонали 4,7″.

Выбирая новый смартфон необходимо помнить о размерах дисплея и DPI. Не стоит приобретать устройство, имеющее меньшую плотность пикселей, чем та, сто была на предыдущем телефоне. К его изображению придётся долго привыкать, а глаза не будут чувствовать себя комфортно.

А если сумма точек на один дюйм не будет превышать показателя 200, то у некоторых пользователей так и не получается привыкнуть. На это необходимо концентрировать внимание, покупая телефон, имеющий большую диагональ. Ведь если разрешением 480 точек на 800 выдаётся порядка 233 DPI при диагонали 4″, то на 5″ этот показатель будет равен только 186.

Какие существуют технологии производства, и виды дисплеев смартфонов

Сегодня выделяются два основополагающих направления, когда речь идёт о технологии изготовления экранов:

  • LCD — с использованием жидкокристаллических матриц.
  • OLED — используются органические светодиоды.

Первые имеют несколько большее распространение. Для них принято деление на следующие группы:

  • TN-матрицы, являются самыми распространёнными дисплеями в телефонах, имеющих сенсорные экраны. К числу их достоинств следует отнести невысокую стоимость и высокий показатель скорости отклика (время, за которое пиксель реагирует на поступление напряжения). В числе недостатков не очень высокое качество передачи цвета и не очень хороший угол обзора.
  • IPS-матрицы, можно назвать следующим шагом на пути эволюции устройств для отображения. Достаточно высокая цена изначально привела к тому, что технологию применяли исключительно для профессиональных мониторов. Но со временем она стала применяться и в мире телефонов и смартфонов. С их помощью удалось добиться отличной цветопередачи. Также хороши такие показатели как угол обзора, который достигает 178 градусов, уровень чёткости и контрастности. Высокой стоимостью экранов объясняется, почему они практически не используются на смартфонах, цена которых не превышает 200 американских долларов.
  • PLS-матрица — попытка, предпринятая компанией Samsung, создания решения, у которого не будет недостатков, присущих TN-матрицам. И при этом они должны были быть дешевле, чем IPS. Фактически это модификация IPS при которой добиваются снижения затрат на производство. Это происходит благодаря тому, что применяются компромиссные решения.

Отличие органических дисплеев (OLED, AMOLED) от LCD аналогов, заключается в том, что в них вместо жидких кристаллов используются микроскопические светодиоды. Использование таких экранов делает ненужной дополнительную подсветку. Ведь в ЖК-матрицах всегда используются диоды, размещённые по периметру экрана. Их свет благодаря использованию слоя отражателей, направлен на матрицу.

На энергопотребление OLED-дисплеев оказывается влияние цветом изображения, которое передаётся. На тёмных оттенках удаётся сэкономить относительно светлых, для отображения которых энергии потребляется больше чем у ЖК.

Теоретические выкладки убеждают, что практически все параметры этих дисплеев лучше, чем у LCD. Однако практика иногда расходится с теорией и достижение идеальной картинки не всегда удаётся воплотить в жизнь. Серьёзный недостаток этих изделий — их невысокая надёжность. Попыткой разработать экран, который бы мог использоваться на сенсорных смартфонах, называют Super AMOLED дисплей.

У него тачскрин и отображающая поверхность — единое целое. Благодаря уменьшению толщины удалось достичь лучшего показателя яркости, очень неплохой цветопередачи и оптимальных углов обзора. Однако при этом происходит и снижение механической прочности изделия.

Какими бывают сенсорные экраны

Самыми распространёнными принято считать дисплеи двух видов:

  • Ёмкостные.
  • Резистивные.

В резистивных используются два слоя. На их поверхность наносятся дорожки проводников, которые не имеют цвета. В месте касания изменяется сопротивление тока, что позволяет вычислить координаты места, на которое производится нажатие. Сегодняшние реалии таковы, что эти экраны практически не используются на смартфонах. Их область применения — бюджетные модели.

Резистивные тачскрины хороши тем, что они недорого стоят и нажим может осуществляться чем угодно. К негативным сторонам принято относить невысокая продолжительность функционирования, незащищённость от царапин, снижение яркостных показателей экрана.

Яркость экрана, имеющего ёмкостный сенсор, выше. На нём не остаются царапины, что объясняется использованием стекла. Однако его производство довольно сложно. И он не может реагировать на прикосновение посторонних предметов.

Основой для работы технологии является расчёт координат места, где происходит утечка тока в момент прикосновения пальцем. В таких тачскринах один слой стекла, внутренняя сторона которого используется для нанесения токопроводящего слоя. Но возможны варианты, когда используются стекло вкупе с сенсорной плёнкой.

В последнее время для ёмкостных экранов используется специальным образом закалённое стекло, похожее на Gorilla Glass. Благодаря этому достигается высокий уровень устойчивости к повреждениям, наносимым механическим путём. Нанесение на тачскрины мобильных устройств специального олеофобного покрытия позволяет защитить их от загрязнения. Размеры дисплея в разных системах измерения здесь.

Технологии создания дисплеев: виды матриц и их особенности

  • Видео
    • Домашний кинотеатр
    • Телевизор
    • Проектор
    • Монитор
    • Blu-Ray плеер
    • 3D
  • Аудио
    • Акустика
    • Наушники
    • Саундбар
  • Мультимедиа
    • Медиаплеер
    • HDD
  • Умный дом
  • Бытовая техника
  • Фото
    • Фотокамера
    • Графика
  • Советы
  • Сетевые устройства
    • Домашний сервер
    • Роутер
    • Wi-Fi
  • Онлайн Сервисы
  • Матчасть
  • Гаджеты
    • Apple
    • Android
    • Смарт-часы
  • Игровые консоли
    • PS4
    • XBOX One
    • XBOX 360
    • PS Vita
    • PS3
  • Обзор
  • ТВ-приставки

Поиск

  • Услуги
  • Реклама
  • Контакты

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.

Типы сенсорных экранов. Какой сенсорный экран лучше

 

 

Экраны современных устройств могут не только выводить изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством посредством сенсоров.

 

Современные технологии touchscreen

Изначально сенсорные экраны применялись в некоторых карманных компьютерах, а на сегодняшний день сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных устройствах, плеерах, фото и видеокамерах, информационных киосках и так далее. При этом в каждом из перечисленных устройств может применяться тот или иной тип сенсорного экрана. В настоящее время разработано несколько типов сенсорных панелей, и, соответственно, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. В данной статье мы как раз и рассмотрим, какие же бывают типы сенсорных экранов, их достоинства и недостатки, какой тип сенсорного экрана лучше.

Существует четыре основных типа сенсорных экранов: резистивные, емкостные, с определением поверхностно-акустических волн и инфракрасные. В мобильных же устройствах наибольшее распространение получили только два: резистивные и емкостные. Основным их отличием является тот факт, что резистивные экраны распознают нажатие, а емкостные – касание.

Резистивные сенсорные экраны

Данная технология получила наибольшее распространение среди мобильных устройств, что объясняется простотой технологии и низкой себестоимостью производства. Резистивный экран представляет собой LCD дисплей, на который наложены две прозрачные пластины, разделенные слоем диэлектрика. Верхняя пластина гибкая, так как на нее нажимает пользователь, нижняя же жестко закреплена на экране. На обращенные друг другу поверхности нанесены проводники.

 

Резистивный сенсорный экран

Микроконтроллер подает напряжение последовательно на электроды верхней и нижней пластины. При нажатии на экран гибкий верхний слой прогибается, и его внутренняя проводящая поверхность касается нижнего проводящего слоя, изменяя тем самым сопротивление всей системы. Изменение сопротивления фиксируется микроконтроллером и таким образом определяются координаты точки касания.

Из плюсов резистивных экранов можно отметить простоту и малую стоимость, неплохую чувствительность, а также возможность нажимать на экран как пальцем, так и любым предметом. Из минусов необходимо отметить плохое светопропускание (в результате приходится использовать более яркую подсветку), плохая поддержка множественных нажатий (multi-touch), не могут определять силу нажатия, а также довольно быстрый механический износ, хотя в сравнении со временем жизни телефона, этот недостаток не так уж и важен, так как обычно быстрее телефон выходит из строя, чем сенсорный экран.

Применение: сотовые телефоны, КПК, смартфоны, коммуникаторы, POS-терминалы, TabletPC, медицинское оборудование.

Емкостные сенсорные экраны

Емкостные сенсорные экраны делятся на два типа: поверхностно-емкостные и проекционно-емкостные. Поверхностно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло, на поверхность которого нанесено тонкое прозрачное проводящее покрытие, поверх которого нанесено защитное покрытие. По краям стекла расположены печатные электроды, которые подают на проводящее покрытие низковольтное переменное напряжение.

 

Поверхностно-емкостной сенсорный экран

При касании экрана образуется импульс тока в точке контакта, величина которого пропорциональна расстоянию из каждого угла экрана до точки касания, таким образом, вычислить координаты места касания контроллеру достаточно просто, сравнить эти токи. Из достоинств поверхностно-емкостных экранов можно отметить: хорошее светопропускание, малое время отклика и большой ресурс касаний. Из недостатков: размещенные по бокам электроды плохо подходят для мобильных устройств, требовательны к внешней температуре, не поддерживают multi-touch, касаться можно пальцами или специальным стилусом, не могут определять силу нажатия.

Применение: информационные киоски в охраняемых помещениях, в некоторых банкоматах.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло с нанесенными на него горизонтальными ведущими линиями проводящего материала и вертикальными определяющими линиями проводящего материала, разделенные слоем диэлектрика.

 

Проекционно-емкостной сенсорный экран

Работает такой экран следующим образом: на каждый из электродов в проводящем материале микроконтроллером последовательно подается напряжение и измеряется амплитуда возникающего в результате импульса тока. По мере приближения пальца к экрану емкость электродов, находящихся под пальцем, изменяется, и таким образом контроллер определяет место касания, то есть координаты касания – это пересекающиеся электроды с возросшей емкостью.

Достоинством проекционно-емкостных сенсорных экранов является быстрая скорость отклика на касание, поддержка multi-touch, более точное определение координат по сравнению с резистивными экранами и определение силы нажатия. Поэтому эти экраны в большей степени используются в таких устройствах, как iPhone и iPad. Также стоит отметить большую надежность этих экранов и, как следствие, больший срок работы. Из недостатков можно отметить, что на таких экранах касаться можно только пальцами (рисовать или писать от руки пальцами очень неудобно) или специальным стилусом.

Применение: платежные терминалы, банкоматы, электронные киоски на улицах, touchpads ноутбуков, iPhone, iPad, коммуникаторы и так далее.

Сенсорные экраны ПАВ (поверхностно-акустические волны)

Состав и принцип работы данного типа экранов следующий: по углам экрана размещены пьезоэлементы, которые преобразуют подаваемый на них электрический сигнал в ультразвуковые волны и направляют эти волны вдоль поверхности экрана. Вдоль краев одной стороны экрана распределены отражатели, которые распределяют ультразвуковые волны по всему экрану. На противоположных от отражателей краях экрана расположены сенсоры, которые фокусируют ультразвуковые волны и передают их далее на преобразователь, который в свою очередь преобразует ультразвуковую волну обратно в электрический сигнал. Таким образом, для контроллера экран представляется в виде цифровой матрицы, каждое значение которой соответствует определенной точке поверхности экрана. При касании пальцем экрана в любой точке происходит поглощение волн, и в результате общая картина распространения ультразвуковых волн изменяется и в результате преобразователь выдает более слабый электрический сигнал, который сравнивается с хранящейся в памяти цифровой матрицей экрана, и таким образом вычисляются координаты касания экрана.

 

Сенсорный экран ПАВ

Из достоинств можно отметить высокую прозрачность, так как экран не содержит проводящих поверхностей, долговечность (до 50 млн. касаний), а также сенсорные экраны ПАВ позволяют определять не только координаты нажатия, но и силу нажатия.

Из недостатков можно отметить более низкую точность определения координат, чем у емкостных, то есть рисовать на таких экранах не получится. Большим недостатком являются сбои в работе при воздействии акустических шумов, вибраций или при загрязнении экрана, т.е. любая грязь на экране блокирует его работу. Также данные экраны корректно работают только с предметами, поглощающими акустические волны.

Применение: сенсорные экраны ПАВ в основном в охраняемых информационных киосках, в образовательных учреждениях, в игровых автоматах и так далее.

Инфракрасные сенсорные экраны

Устройство и принцип работы инфракрасных сенсорных экранов довольно простой. Вдоль двух прилегающих друг к другу сторон сенсорного экрана расположены светодиоды, излучающие инфракрасные лучи. А на противоположной стороне экрана расположены фототранзисторы, которые принимают инфракрасные лучи. Таким образом, весь экран покрыт невидимой сеткой пересекающихся инфракрасных лучей, и если коснуться экрана пальцем, то лучи перекрываются и не попадают на фототранзисторы, что немедленно регистрируется контроллером, и таким образом определяются координаты касания.

 

Инфракрасный сенсорный экран

Применение: инфракрасные сенсорные экраны используются в основном в информационных киосках, торговых автоматах, в медицинском оборудовании и т.д.

Из достоинств можно отметить высокую прозрачность экрана, долговечность, простоту и ремонтопригодность схемы. Из недостатков: боятся грязи (поэтому используются только в помещении), не могут определять силу нажатия, средняя точность определения координат.

P.S. Итак, мы рассмотрели основные типы наиболее распространенных сенсорных технологий (хотя есть еще и менее распространенные, такие, как оптические, тензометрические, индукционные и так далее). Из всех этих технологий наибольшее распространение в мобильных устройствах получили резистивные и емкостные, так как обладают высокой точностью определения точки касания. Из них наилучшими характеристиками обладают проекционно-емкостные сенсорные экраны.

Текст подготовлен по материалам из открытых источников методистами по Технологии Карабиным А.С., Л.В. Гаврик, С.В. Усачёвым

 

Виды сенсорных дисплеев у современных смартфонов

Сенсорные экраны Сенсорный дисплей, как устройство ввода-вывода информации, появился относительно давно. Еще в 90-х годах прошлого века можно было встретить в продаже КПК и другие портативные девайсы, оснащенные тачскрином. По мере развития технологий сенсорные смартфоны совершенствовались, к ним выдвигались новые требования, поэтому за последнее десятилетие сенсорные экраны серьезно изменились.

Резистивные сенсоры

Самые простые и доступные сенсоры для смартфонов. Они состоят из двух слоев, на которые нанесена сетка из прозрачного токопроводящего материала. Нижний выполнен из стекла (минерального или органического), а верхний – пластиковый. Между ними расположена тонкая воздушная прослойка. В момент касания происходит замыкание цепи между сетками разных слоев, и контроллер определяет координаты места нажатия. Резистивный сенсор

Преимуществами резистивных экранов являются чувствительность к нажатию любым предметом, дешевизна, простота конструкции и точность. Главный недостаток – хрупкость: пластиковый верхний слой легко порезать или проколоть, после чего контакт нарушится и сенсор работать не будет.

Еще резистивные сенсоры обладают относительно низкой прозрачностью (до 80 %), поэтому, начиная года так с 2010-го, они выходят из употребления на смартфонах. Сегодня такой тачскрин можно встретить лишь в дешевых телефонах китайского производства.

Емкостные сенсоры

Емкостной сенсор

Емкостные сенсоры смартфонов состоят из стеклянной панели, покрытой прозрачным токопроводящим слоем, и четырех угловых датчиков. На нее подается слабый переменный ток, утечку которого при касании регистрируют сенсоры, вычисляя координаты нажатия. Помимо того, что реагируют такие тачскрины лишь на касание предмета с электрической проводимостью, они обладают малой точностью и не способны одновременно воспринимать несколько нажатий.

Емкостно-проекционные сенсоры

Наиболее распространенный на современных смартфонах вид сенсоров. Представляют собой развитие предыдущего типа. Вместо токопроводящего слоя на панель наносится сетка электродов, которые также находятся под напряжением. В момент касания пальца, выступающего в роли конденсатора, происходит утечка тока, расположение которой вычисляется контроллером. Такая конструкция делает возможным отслеживание нескольких касаний (на данный момент до 10, больше – не имеет смысла) одновременно. Емкостный сенсор

Принципиальная конструкция таких тачскринов производителями мобильных устройств модифицируется. На современных OGS дисплеях смартфонов чувствительные электроды могут монтироваться прямо между кристаллами (или диодами) матрицы, а для устойчивости к повреждениям экран покрывают закаленным стеклом.

Ранее также практиковалось разделение защитного стекла и сенсорного слоя: электроды наносились на прозрачную пленку, которая сверху покрывалась стеклом. Подобный подход позволял сохранять работоспособность сенсора даже при наличии серьезных повреждений (трещины, сколы).Емкостный сенсор

Разное

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
©2020 Все права защищены.
Разрешено любое использование текстовых материалов сайта, с указание авторства и активной ссылки на сайт gnucash.ru.