Что такое сенсорная панель? Раскрываем тайну сенсорных экранов.

один
Технические характеристики сенсорной панели:

С технической точки зрения, сенсорный экран представляет собой прозрачную систему абсолютного позиционирования, и, во-первых, необходимо обеспечить его прозрачность; во-вторых, это система абсолютных координат, к которой может прикоснуться палец, в отличие от мыши, которая требует курсора для относительного позиционирования, что легко отвлекает внимание, поскольку необходимо постоянно следить за положением курсора.

Конструкция обычно покрыта прижимной пластиной на полуотражающей жидкокристаллической панели (прозрачный проводящий электрод ITO), обладающей высокой чувствительностью к давлению. При нажатии на нее генерируется токовый сигнал, определяется положение источника давления, которое можно динамически отслеживать. Это технология, описанная в наших СМИ. В настоящее время сенсорные компоненты In cell Touch также интегрируются в дисплейные панели, что позволяет панелям иметь сенсорную функциональность без необходимости дополнительного склеивания и сборки с сенсорной панелью для достижения сенсорных эффектов и приложений. В основном этим занимается Apple.

Далее мы в основном рассмотрим различия и принципы работы различных сенсорных технологий, начиная с методов прозрачности и позиционирования.

Классификация и принципы работы сенсорных панелей:

С точки зрения технических принципов, сенсорные экраны можно разделить на пять основных типов: сенсорные экраны с векторным датчиком давления, резистивные сенсорные экраны, емкостные сенсорные экраны, инфракрасные сенсорные экраны и сенсорные экраны с технологией поверхностных акустических волн. Среди них сенсорные экраны с векторным датчиком давления ушли в прошлое; инфракрасные сенсорные экраны недороги, но их внешние рамки хрупкие и подвержены световым помехам, что приводит к искажениям на изогнутых поверхностях; сенсорные экраны с технологией поверхностных акустических волн практически решают все недостатки сенсорных экранов, они четкие и нелегко повреждаются, подходят для различных случаев. Главный недостаток заключается в том, что если на поверхности экрана появятся капли воды или пыль, сенсорный экран начнет тормозить или даже перестанет работать, поэтому его трудно распространить и использовать. Ниже мы в основном поговорим о резистивных и емкостных экранах.

Сопротивление: огромная сила!

Резистивная сенсорная панель в основном состоит из двух тонкопленочных подложек, покрытых с одной стороны ITO (оксидом индия-олова). Между верхней и нижней пластинами необходимо заполнить прозрачную эластичную изоляционную прокладку для их разделения. Как показано на рисунке, нижняя пластина должна быть изготовлена ​​из жесткого толстого стекла для предотвращения деформации, в то время как верхняя пластина должна подвергаться воздействию внешней силы для деформации, поэтому стекло или пластик необходимо разбить.

В нормальном режиме работы верхняя и нижняя пластины подключены к напряжению и находятся в разомкнутом состоянии. При приложении внешней силы верхняя пластина деформируется и соприкасается с нижней пластиной, что приводит к изменению напряжения. Это изменение напряжения можно использовать для точного измерения координат точки соприкосновения (поскольку при соприкосновении верхней и нижней пластин сопротивление верхней и нижней пластин изменяется от исходного общего сопротивления к делённому сопротивлению, а значение делённого сопротивления пропорционально расстоянию от края для вычисления координат X и Y). Таким образом, точность резистивных сенсорных экранов в основном зависит от точности преобразования координатного напряжения, которая, в свою очередь, сильно зависит от точности АЦП (чувствительность уровня силы к напряжению).

Поскольку резистивный экран управляется давлением, его не обязательно контролировать вручную. Можно использовать ручку, кредитную карту и т.д., даже с защитным покрытием, и он изолирован от внешнего мира, что обеспечивает защиту от пыли и грязи. Однако, если прикасаться к резистивному экрану слишком легко, он не будет реагировать, и его нужно будет слегка надавливать. Резистивные экраны недороги и имеют низкий технический порог. Однако при работе с резистивным сенсорным экраном требуется легкое касание, что делает его уязвимым, а чувствительность не очень высока. Рисование и ввод текста не плавные.

Емкостной: Наслаждайтесь плавной и комфортной поездкой!

Однако истинным двигателем тренда в мире смартфонов стал емкостный сенсорный экран, состоящий из стеклянной подложки, покрытой проводящей пленкой с обеих сторон и тонким слоем диоксида кремния (SiO2).электрический слой на верхней пластине. Как показано на рисунке, верхний электрод используется для образования плоского конденсатора с телом человека (заземлением) для измерения изменений емкости, а нижний электрод используется для защиты от внешних помех.

При работе верхний прозрачный электрод необходимо подключить к напряжению, а по углам должны быть вытянуты четыре электрода. Таким образом, когда палец касается верхнего слоя SiO2, благодаря проводимости человеческого тела, между телом человека и верхним прозрачным электродом генерируется достаточная емкость связи. Координаты точки касания рассчитываются на основе изменений значений емкости, измеренных в четырех углах (или окрестностях) (чем ближе к точке касания, тем больше емкость).

Однако этот тип емкостного сенсорного экрана все еще не соответствует современным тенденциям мультитач. Для реализации мультитач используется новая технология, называемая Проекционный емкостный сенсорный экран Необходимо использовать именно его. Главное отличие заключается в том, что чувствительные электроды наносятся на поверхность в один или два слоя и формируются по определенному рисунку (в основном, в форме ромба), при этом один слой отвечает за направление по оси X, а другой — по оси Y.

Затем определите местоположение по изменениям емкости электрода в направлениях X и Y.

В связи с тем, что в настоящее время широко распространено мультитач-управление, я кратко расскажу о процессе его эволюции. Существует два основных типа проекционной емкости для мультитач-управления: самоемкостный и взаимная емкость.

Собственная емкость напрямую сканирует емкость каждого электрода по осям X и Y, поэтому при достижении двух точек соприкосновения генерируются две дополнительные виртуальные точки (фантомные точки), как показано на рисунке.

Согласно принципиальной схеме, при одновременном касании точек (X2, Y0) и (X1, Y3) из-за измерения емкости четырех электродов добавляются две дополнительные точки (X1, Y0) и (X2, Y3). Это так называемые «фантомные точки», и их можно решить только с помощью программного обеспечения.

Несмотря на наличие проблем с «фантомными точками» в самоконденсаторах, их точное позиционирование и высокая чувствительность делают их идеальными для однослойных пленок ITO.

Однако, по мере увеличения размера (>15 дюймов), увеличение количества точек приводит к увеличению количества выводов, что влечет за собой высокие затраты. Более того, при слишком большом количестве точек невозможно сформировать центральную схему, и слой ITO необходимо сделать тоньше, что приводит к увеличению сопротивления и увеличению времени сканирования.

Хотя это может показаться незначительным преимуществом, похоже, что телефоны Apple теперь используют технологию емкостного сенсорного экрана, которая, казалось бы, должна была стать прорывной.

Для создания взаимной или трансемкостной емкости требуется два слоя пленки ITO, которые разделяют электроды X и Y в каждом узле посредством специальной структуры, так что сканируется емкость пересечения, а не емкость электродов. Однако контакт между этими двумя слоями ITO в месте их пересечения должен быть разделён, и Технология MEMS необходимо соединить их, как эстакаду.

Как собственная, так и взаимная емкость основаны на передаче емкости от человеческого тела к электроду, поэтому обе технологии называются емкостными тактильными контактами с переносом заряда.