Какие сенсорные дисплеи бывают у современных смартфонов? Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

В телефонах и коммуникаторах на данный момент применяются 2 основных типа сенсорных экранов: резистивные и проекционно-ёмкостные, причем последние за последние 2 года стали встречаться гораздо чаще. И в том и другом случае для распознавания касаний используется специальный электропроводящий материал, который замыкается в момент прикосновения пальца с подложкой, защищающей данный материал.

Однако в проекционно-емкостных экранах роль проводящего слоя выполняют прозрачные электроны, защищенные стеклом. Оно в данном случае выполняет роль диэлектрика, благодаря которому этот тип сенсорных дисплеев хорошо различает места контакта пальцев с экраном. Если перед покупателем стоит задача сэкономить на качестве сенсорного экрана, то для него подойдет резистивный тип. Он применяется при производстве бюджетных моделей таких коммуникаторов, как ZTE, Huawei и Highscreen.

Первый сенсорный смартфон был анонсирован фирмой Nokia еще в 2001 году, но компания не стала выпускать его на рынок из-за желания разогреть интерес к своей революционной новинке. Она так и не была выпущена.

Удобство применения

Для выведения изображения на дисплей экрана применяются различные типы матриц. На данный момент на рынке представлены телефоны с двумя типами матриц: TFT и IPS. Первый тип более блеклый, он выцветает на солнце, но его стойкость к износу гораздо выше, чем у IPS. В случае с этим типом имеется яркий, сочный дисплей, который не выцветает на солнце и обладает более богатой цветопередачей. Но смартфоны и телефоны с подобным типом экрана не в пример дороже гаджетов с TFT-матрицей.

Технология матриц IPS не стоит на месте, цена сенсорных телефонов за последнее время с применением подобных экранов значительно упала. Поэтому для потребителя не составит труда подобрать для себя телефон с более четким и сочным изображением. Оптимальным соотношением цены и качества по этому параметру отличаются коммуникаторы фирмы Lenovo.

Опции сенсорных экранов

Для того чтобы сенсорные дисплеи были удобнее и практичнее в применении, для них были разработаны дополнительные опции. Первая из них - технология Multi-Touch. С помощью нее любой из перечисленных выше типов экранов способен воспринимать до пяти одновременных нажатий, которые будут восприняты устройством. Второе качественное дополнение к сенсорному дисплею - наличие защитного стекла Gorilla Glass, которое защитит его от ударов, царапин, воздействия влаги и т.д.

Помимо описанных возможностей, к сенсорному экрану может быть прикреплен датчик освещенности, который способен уменьшить или увеличить яркость в автоматическом режиме. Это крайне удобно для экономии батареи устройства. Наличие всех указанных технических решений сделает телефон дорогим, но удобным в использовании. На рынке представлено множество моделей смартфонов в той или иной комплектации, которые способны удовлетворить любого пользователя.

Выбирая между сенсорным телефоном и коммуникатором надо понимать, что коммуникатор более приспособлен к изменению своих функций под конкретного пользователя.

Выбор марки телефона с сенсорным экраном

Множество производителей сейчас выпускают телефоны с сенсорными дисплеями. Лидирующие позиции занимают такие бренды, как Samsung, Apple, HTC, Huawei, Sony. Все смартфоны и телефоны этих брендов отличаются хорошим качеством и применением передовых технических решений при их производстве. Дорогой сенсорный телефон будет радовать глаза своим качеством и дисплеем. Поэтому не стоит экономить на качестве экрана, так как от него зависит здоровье глаз пользователя.

По той разнице, как происходит ввод информации, сенсоры экранов подразделяются на два типа: резистивные экраны и емкостные.

Резистивный тип

Резистивный тип – экран, который реагирует на нажатие, практически любым твердым предметом. Как правило, телефоны с этим сенсором идут в комплекте с стилусом — специальной палочкой.

Что можно отнести к преимуществам такого дисплея: цена! они настолько недороги в производстве, занявшие чрезвычайно большую нишу.

Еще одним важным преимуществом является то, что они очень устойчивы к загрязнению. Если сказать совсем просто, то, если Вы видите (хоть как-то) кнопки — то они работают!

Относительно недостатков, то здесь стоит отметить не очень высокую свет проводимость.

Есть два типа резистивных экранов четырехпроводной и пятипроводной

Емкостный тип

Емкостный тип — так же, как и в резистивного типа, существует два типа емкостных экранов — поверхностно-емкостной тип, и проекционно-емкостной тип.

Поверхностно-емкостной тип: экрана использует принцип проведения переменного электрического тока предметом с высокой емкостью.

Сенсор емкостного типа это стеклянная панель покрытая слоем проводника. Электроды, которые расположены по углам экрана подают на него переменное напряжение. Когда человек прикасается пальцем или каким-либо другим ведущим предметом, происходит поток тока. Ток во всех углах экрана регистрируется специальными датчиками и передается в контроллер, что вычисляет координаты точки прикосновения.

Емкостный тип экрана более надежен (рассчитан на 200 млн. прикосновений к одной точке против 35 млн.), не пропускает жидкостей и устойчив к непроводящих загрязнений. Еще одно преимущество этого типа — прозрачность экрана составляет 90%.

Теперь о недостатках — экран не будет работать когда вы будете в перчатке, это первый недостаток. Вторым недостатком является то, что мультитач на нем невозможен.

Проекционно-емкостной тип: С внутри экрана нанесена сетка из электродов. Вместе с телом человека, эти электроды создают конденсатор.

К особенностям этого типа следует отнести: преимущества — прозрачность экрана около 90%, необычайно широкий диапазон температур, многими экранами можно управлять даже когда вы наделы перчатки. Здесь появился мультитач. И, напоследок, эти экраны очень долговечны.

К недостаткам можно отнести цену такого сенсора и сложность производства.

По этому, если вы выбираете с каким сенсорным дисплеем взять телефон, лично я советую взять вам проекционно-емкостной тип.

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.

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

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.

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).

Сенсорный экран – это устройство ввода и вывода информации посредством чувствительного к нажатиям и жестам дисплея. Как известно, экраны современных устройств не только выводят изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством. Изначально для подобного взаимодействия использовались всем знакомые кнопки, потом появился не менее известный манипулятор «мышь», существенно упростивший манипуляции с информацией на дисплее компьютера. Однако «мышь» для работы требует горизонтальной поверхности и для мобильных устройств не очень подходит. Вот тут на помощь приходит дополнение к обычному экрану – Touch Screen, который так же известен под названиями Touch Panel, сенсорная панель, сенсорная пленка. То есть, по сути, сенсорный элемент экраном не является – это дополнительное устройство, устанавливаемое поверх дисплея снаружи, защищающее его и служащее для ввода координат прикосновения к экрану пальцем или иным предметом.

Использование

Сегодня сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных электронных устройствах. Изначально тачскрин применялся в конструкции карманных персональных компьютеров (КПК, PDA), теперь первенство держат коммуникаторы, мобильные телефоны, плееры и даже фото- и видеокамеры. Однако технология управления пальцем через виртуальные кнопки на экране оказалась настолько удобной, что ею оснащаются почти все платежные терминалы, многие современные банкоматы, электронные справочные киоски и другие устройства, используемые в общественных местах.

Ноутбук с сенсорным экраном

Нельзя не отметить и ноутбуки, некоторые модели которых оснащаются поворотным сенсорным дисплеем, что придает мобильному компьютеру не только более широкую функциональность, но и большую гибкость в управлении им на улице и на весу.

К сожалению, пока подобных моделей ноутбуков, называемых в народе «трансформеры», не так много, но они есть.

В целом, технологию сенсорного экрана можно охарактеризовать как наиболее удобную в случае, когда необходим мгновенный доступ к управлению устройством без предварительной подготовки и с потрясающей интерактивностью: элементы управления могут сменять друг друга в зависимости от активируемой функции. Тот, кто хоть раз работал с сенсорным устройством, сказанное выше прекрасно понимает.

Типы сенсорных экранов

Всего на сегодня известно несколько типов сенсорных панелей. Естественно, что каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. Выделим основные четыре конструкции:

• Резистивные
• Ёмкостные
• Проекционно-ёмкостные

Кроме указанных экранов, применяются матричные экраны и инфракрасные, но ввиду их низкой точности их область применения крайне ограничена.

Резистивные

Резистивные сенсорные панели относятся к самым простым устройствам. По своей сути, такая панель состоит из проводящей подложки и пластиковой мембраны, обладающих определенным сопротивлением. При нажатии на мембрану происходит её замыкание с подложкой, а управляющая электроника определяет возникающее при этом сопротивление между краями подложки и мембраны, вычисляя координаты точки нажатия.

Преимущество резистивного экрана в его дешевизне и простоте устройства. Они обладают отличной стойкостью к загрязнениям. Основным достоинством резистивной технологии является чувствительность к любым прикосновениям: можно работать рукой (в том числе в перчатках), стилусом (пером) и любым другим твердым тупым предметом (например, верхним концом шариковой ручки или углом пластиковой карты). Однако имеются и достаточно серьезные недостатки: резистивные экраны чувствительны к механическим повреждениям, такой экран легко поцарапать, поэтому зачастую дополнительно приобретается специальная защитная пленка, защищающая экран. Кроме того, резистивные панели не очень хорошо работают при низких температурах, а также обладают невысокой прозрачностью – пропускают не более 85% светового потока дисплея.

Использование пера с сенсорным экраном

Применение

• Коммуникаторы
• Сотовые телефоны
• POS-терминалы
• Tablet PC
• Промышленность (устройства управления)
• Медицинское оборудование

Коммуникатор

Ёмкостные

Технология ёмкостного сенсорного экрана основана на принципе того, что предмет большой ёмкости (в данном случае человек) способен проводить электрический ток. Суть работы ёмкостной технологии заключается в нанесении на стекло электропроводного слоя, при этом на каждый из четырех углов экрана подается слабый переменный ток. Если прикоснуться к экрану заземленным предметом большой емкости (пальцем), произойдет утечка тока. Чем ближе точка касания (а значит, и утечки) к электродам в углах экрана, тем больше сила тока утечки, которая и регистрируется управляющей электроникой, вычисляющей координаты точки касания.

Ёмкостные экраны очень надежны и долговечны, их ресурс составляет сотни миллионов нажатий, они отлично противостоят загрязнениям, но только тем, которые не проводят электрический ток. По сравнению с резистивными они более прозрачны. Однако недостатками является все же возможность повреждения электропроводного покрытия и нечувствительность к прикосновениям непроводящими предметами, даже руками в перчатках.

Информационный киоск

Применение

• В охраняемых помещениях
• Информационные киоски
• Некоторые банкоматы

Проекционно-ёмкостные

Проекционно-ёмкостные экраны основаны на измерении ёмкости конденсатора, образующегося между телом человека и прозрачным электродом на поверхности стекла, которое и является в данном случае диэлектриком. Вследствие того, что электроды нанесены на внутренней поверхности экрана, такой экран крайне устойчив к механическим повреждениям, а с учетом возможности применения толстого стекла, проекционно-ёмкостные экраны можно применять в общественных местах и на улице без особых ограничений. К тому же этот тип экрана распознает нажатие пальцем в перчатке.

Платежный терминал

Данные экраны достаточно чувствительны и отличают нажатия пальцем и проводящим пером, а некоторые модели могут распознавать несколько нажатий (мультитач). Особенностями проекционно-ёмкостного экрана являются высокая прозрачность, долговечность, невосприимчивость к большинству загрязнений. Минусом такого экрана является не очень высокая точность, а также сложность электроники, обрабатывающей координаты нажатия.

Применение

• Электронные киоски на улицах
• Платежные терминалы
• Банкоматы
• Тачпэды ноутбуков
• iPhone

С определением поверхностно-акустических волн

Суть работы сенсорной панели с определением поверхностно-акустических волн заключается в наличии ультразвуковых колебаний в толще экрана. При прикосновении к вибрирующему стеклу, волны поглощаются, при этом точка прикосновения регистрируется датчиками экрана. Плюсами технологии можно назвать высокую надежность и распознавание нажатия (в отличие от ёмкостных экранов). Минусы заключаются в слабой защищенности от факторов окружающей среды, поэтому экраны с поверхностно-акустическими волнами нельзя применять на улице, а кроме того, такие экраны боятся любых загрязнений, блокирующих их работу. Применяются редко.

Другие, редкие типы сенсорных экранов

• Оптические экраны. Инфракрасным светом подсвечивают стекло, в результате прикосновения к такому стеклу происходит рассеивание света, которое обнаруживается датчиком.
• Индукционные экраны. Внутри экрана расположена катушка и сетка чувствительных проводов, реагирующих на прикосновение активным пером, питающимся от электромагнитного резонанса. Логично, что такие экраны реагируют на нажатия только специальным пером. Применяются в дорогих графических планшетах.
• Тензометрические – реагируют на деформацию экрана. Такие экраны имеют малую точность, зато очень прочны.
• Сетка инфракрасных лучей – одна из самых первых технологий, позволяющих распознавать прикосновения к экрану. Сетка состоит из множества светоизлучателей и приемников, расположенных по сторонам экрана. Реагирует на блокировку соответствующих лучей предметами, на основании чего и определяет координаты нажатия.

• Сдвинуть два пальца вместе – уменьшение изображения (текста)
• Раздвинуть два пальца в стороны – увеличение (Zoom)
• Движение несколькими пальцами одновременно – прокрутка текста, страницы в браузере
• Вращение двумя пальцами на экране – поворот изображения (экрана)

О пользе и недостатках сенсорных экранов

В карманных устройствах сенсорные экраны появились давно. Причин этому несколько:

• Возможность делать минимальное количество органов управления
• Простота графического интерфейса
• Легкость управления
• Оперативность доступа к функциям устройства
• Расширение мультимедийных возможностей

Однако и недостатков хоть отбавляй:

• Отсутствие тактильной обратной связи
• Частая необходимость в использовании пера (стилуса)
• Возможность повреждения экрана
• Появление отпечатков пальцев и других загрязнений на экране
• Более высокое потребление энергии

В результате, полностью избавиться от клавиатуры не всегда получается, ведь гораздо удобнее набирать текст с помощью привычных клавиш. Зато сенсорный экран интерактивнее, благодаря более оперативному доступу к элементам меню и настройкам современных гаджетов.

Надеемся, что этот материал поможет вам при выборе устройства с сенсорным экраном.

Обсудить на форуме

11 марта 2011 Технологии

Бум «экстрасенсорики» в мире нi-tech не проходит, а только набирает обороты. Сегодня сотовые сенсорные телефоны намного востребованнее, чем обычные кнопочные. Чтобы чувствовать себя полностью защищенным и не идти слепо на поводу у моды, стоит задуматься: «А настолько ли они удобны, выгодны и просты в эксплуатации?».

Особенности сенсорных телефонов

В отличие от кнопочного, в сенсорном телефоне самый важный элемент – дисплей . Именно он позволяет вести управление мобильником: задавать номер, делать звонки, принимать входящие, просматривать и набирать сообщения. Большой дисплей намного расширяет функционал переговорных устройств, переводя их в категорию даже личного мини-кинотеатра, навигатора в сети Интернет, карманного персонального компьютера (КПК) и фотоаппарата. Картинка, выведенная на крупный по размеру экран, смотрится просто потрясающе!

Виртуальная клавиатура QWERTY, использованная в сотовых телефонах, – самое выдающееся изобретение в сфере мобильных технологий. Она намного облегчает работу с текстом: специалисты подсчитали, что QWERTY-клавиатура дает возможность в 3 раза быстрее набирать текстовые сообщения – будь то публикация для онлайн-блога или обычная СМС`ка.

Типы экранов сенсорных телефонов

В линейке сенсорных сотовых телефонов используются 2 вида экрана – как и в плеерах, коммуникаторах, смартфонах последних разработок. Сенсорные дисплеи подразделяются на:

1. емкостные (чувствительны к прикосновению исключительно электропроводящим предметом, откликаются на легкое касание пальца);
2. резистивные (воспринимают механическое нажатие любым предметом – стилусом, кромкой пластиковой карты, ногтем, ручкой, карандашом).

Такая разница обусловлена их конструктивной разновидностью. Если по резистивному дисплею просто провести пальцем (погладить его), телефон никак не отреагирует на подобное касание – как и емкостный дисплей останется совершенно «равнодушным» к механическому надавливанию карандашом.

Помимо этого, в настоящее время производятся и некоторые другие типы дисплеев: инфракрасные, ультразвуковые, «акустические» (функционируют на акустических волнах) и с тензо-покрытием. Однако пока что это крайне редкие экземпляры.

Плюсы и минусы дисплеев сенсорных телефонов

Минусы сенсорных телефонов

Емкостные дисплеи отличаются стеклянной поверхностью, покрытой пленкой, которая выполнена из легко проводящего материала. По четырем углам экрана размещены особые датчики, которые могут точно и четко определить в двухмерной плоскости место прикосновения к дисплею (по ответу электросигнала от проводника). Обратная реакция возникает только в результате касания пальцем поверхности проводящей пленки. Если попробовать это сделать иным предметом – датчики ничего не заметят и телефон никак не отреагирует на команду, поскольку ни карандаш, ни уголок пластиковой карточки не обладают должной проводимостью.

Мобильные телефоны с емкостным сенсорным экраном останутся безучастными к командам хозяина на морозе (даже руками без перчаток), непосредственно к самим перчаткам и к манипулированию различными предметами. Они реагируют исключительно на прикосновение пальца или особого проводящего стилуса. Емкостные дисплеи не отзовутся и в том случае, если экран загрязнен отпечатками рук, пусть даже незначительно. И еще: при поломке они обходятся владельцам очень дорого.

Плюсы сенсорных телефонов

Резистивные дисплеи покрыты двумя слоями пленки: гибкой – сверху и жесткой – снизу. Между ними размещен электроизолянт. При механическом воздействии на экран такого сотового телефона происходит соединение обоих поверхностей (нижней и верхней) и как результат – сеть замыкается, возникает электросигнал, который фиксируется контроллером дисплея. Резисторы откликаются на любое физическое воздействие (надавливание/нажатие), свойства электропроводимости здесь не задействованы. В 90 процентах современных устройств (в смартфонах, коммуникаторах и проч.) использована именно данная технология.

Сенсорные телефоны с резистивным экраном менее прихотливы в эксплуатации , они достаточно хорошо отзываются на команду в виде нажатия на экран любым подходящим предметом, на их работу не влияет загрязненность дисплея отпечатками пальцев, мороз и внешние температуры. В случае замены обходятся дешевле емкостных сенсорных экранов.

Недостатки управления сенсорными телефонами

Естественно, при управлении сенсорными телефонами преобладают положительные стороны, однако имеются и определенные недостатки общего характера, которые затрудняют работу с мобильными устройствами. Как говорится, проблема становится решенной наполовину, когда о ней хотя бы просто узнаешь.

1) Из-за достаточно высокой чувствительности сенсорными телефонами нередко сложно управлять: даже небольшой сдвиг на сенсоре приводит к тому, что курсор передвигается очень большими скачками. Поэтому сюда же относят и проблему трудной приспосабливаемости.

2) У сенсорных телефонов усложнен набор длинных СМС-сообщений: тексты, которые содержат около 160 знаков и больше набрать трудно, так как утомительно и даже чревато «тыкать» в экран по 160-200 раз.

3) Дисплей, с которым контактируют непосредственно, склонен к растрескиванию и повреждениям, поэтому сенсорные сотовые телефоны нуждаются в более бережном обращении, чем кнопочные. Любое падение может закончиться для них серьезным ремонтом.

4) В отличие от кнопочных аналогов, при поврежденном дисплее сенсорного сотового телефона исчезает возможность дальнейшей работы с ним (из-за отсутствия должного контакта с поверхностью и передачи командного сигнала), а замена экрана при этом стоит гораздо дороже.

5) Сенсорные сотовые телефоны больше нуждаются во внимании и уходе, которые являются единственной гарантией их работоспособности. После звонка или отправки СМС сенсорные телефоны (точнее – их экраны) покрываются отпечатками пальцев, что не совсем приятно, неэстетично и выглядит отталкивающе.

(без темы)

Что такое вести себя «прилично»? Насколько допустимо ли поругаться с кем то и сказать ему что-то резкое? И где грань того, что можно и нельзя? Вот в этом сообществе принято общаться доброжелательн…