Dotykový displej

existuje celá řada dotykových technologií s různými způsoby snímání dotyku.

ResistiveEdit

odporový dotykový panel se skládá z několika tenkých vrstev, z nichž nejdůležitější jsou dvě průhledné elektricky odporových vrstev proti sobě s tenkou mezeru mezi. Horní vrstva (to, co se dotkne) má povlak na spodní ploše; těsně pod ní je podobná odporová vrstva na vrcholu substrátu., Jedna vrstva má vodivé spojení po stranách, druhá podél horní a dolní části. Napětí je aplikováno na jednu vrstvu a snímáno druhou. Když objekt, jako je špička prstu nebo stylus, tlačí dolů na vnější povrch, obě vrstvy se dotýkají, aby se v tomto bodě spojily. Panel se pak chová jako dvojice děličů napětí, jedna osa najednou. Rychlým přepínáním mezi každou vrstvou lze zjistit polohu tlaku na obrazovce.

odporový dotyk se používá v restauracích, továrnách a nemocnicích kvůli vysoké toleranci kapalin a kontaminantů., Hlavní výhodou technologie resistive-touch je jeho nízká cena. Kromě toho, protože pro snímání dotyku je nutný pouze dostatečný tlak, mohou být použity s rukavicemi nebo pomocí čehokoli tuhého jako náhražky prstů. Nevýhody zahrnují potřebu stlačit dolů a riziko poškození ostrými předměty. Odporové dotykové obrazovky také trpí horším kontrastem, protože mají další odrazy (tj. oslnění) z vrstev materiálu umístěných přes obrazovku. Jedná se o typ dotykové obrazovky, kterou Nintendo používalo v rodině DS, rodině 3DS a gamepadu Wii U.,

Surface acoustic waveEdit

Surface acoustic wave (SAW) technologie používá ultrazvukové vlny, které procházejí dotykovým panelem. Když se panel dotkne, část vlny se absorbuje. Změna ultrazvukových vln je zpracována regulátorem pro určení polohy dotykové události. Povrchové akustické vlnové dotykové panely mohou být poškozeny vnějšími prvky. Nečistoty na povrchu mohou také narušit funkčnost dotykové obrazovky.,

CapacitiveEdit

kapacitní dotykový panel, který se skládá z izolantu, jako je sklo potažené transparentním vodičem, jako je indium tin oxid (ITO)., Jako lidské tělo je také elektrický vodič, dotýkání se povrchu obrazovky následek zkreslení obrazovky“s elektrostatické pole, měřitelné jako změna v kapacitním odporem. K určení umístění dotyku lze použít různé technologie. Místo je pak odesláno správci ke zpracování. Dotykové obrazovky, které používají stříbro namísto ITO, protože ITO způsobuje několik environmentálních problémů kvůli použití India., Regulátor je obvykle komplementární kov-oxid-polovodič (CMOS) aplikačně specifický integrovaný obvod (ASIC) čip, který zase obvykle vysílá signály do CMOS digitálního signálního procesoru (DSP) pro zpracování.

Na rozdíl od odporového dotykového displeje nelze některé kapacitní dotykové obrazovky použít k detekci prstu elektricky izolačním materiálem, jako jsou rukavice. Tato nevýhoda ovlivňuje zejména použitelnost ve spotřební elektronice, jako jsou dotykové tablety a kapacitní smartphony v chladném počasí, kdy mohou lidé nosit rukavice., To lze překonat s speciální kapacitní stylus, nebo speciální aplikační rukavici s vyšívanou patch vodivé vlákno umožňuje elektrický kontakt s uživatelem“s prstu.

nízkokvalitní spínací napájecí jednotka s odpovídajícím nestabilním hlučným napětím může dočasně zasahovat do přesnosti, přesnosti a citlivosti kapacitních dotykových obrazovek.

někteří výrobci kapacitních displejů nadále vyvíjejí tenčí a přesnější dotykové obrazovky., Ty pro mobilní zařízení jsou nyní vyráběny s“ in-cell “ technologie, jako je například v Samsung Super AMOLED obrazovek, který eliminuje vrstvu tím, že staví kondenzátory uvnitř samotného displeje. Tento typ dotykové obrazovky snižuje viditelnou vzdálenost mezi prstem uživatele a tím, co se uživatel dotýká na obrazovce, což snižuje tloušťku a hmotnost displeje, což je žádoucí u smartphonů.

jednoduchý kondenzátor paralelní desky má dva vodiče oddělené dielektrickou vrstvou. Většina energie v tomto systému je soustředěna přímo mezi deskami., Část energie se přelévá do oblasti mimo desky a linie elektrického pole spojené s tímto účinkem se nazývají fringingová pole. Část výzvu učinit praktické kapacitní senzor je navrhnout sadu plošných stopy, které přímé lemování pole do aktivní snímací oblasti přístupné pro uživatele. Kondenzátor paralelní desky není pro takový vzor senzoru dobrou volbou. Umístění prstu v blízkosti fringing elektrických polí dodává kapacitnímu systému vodivou plochu., Dodatečná kapacita nabíjení přidaná prstem je známá jako kapacita prstu nebo CF. Kapacita senzoru bez přítomného prstu je známá jako parazitická kapacita nebo CP.

povrchová kapacitaedit

v této základní technologii je pouze jedna strana izolátoru potažena vodivou vrstvou. Na vrstvu se aplikuje malé napětí, což vede k rovnoměrnému elektrostatickému poli. Když se vodič, jako je lidský prst, dotkne nepotaženého povrchu, dynamicky se vytvoří kondenzátor., Regulátor snímače může určit umístění dotyku nepřímo ze změny kapacity, měřeno ze čtyř rohů panelu. Protože nemá žádné pohyblivé části, je středně odolný, ale má omezené rozlišení, je náchylný k falešným signálům z parazitní kapacitní spojky a potřebuje kalibraci během výroby. Nejčastěji se proto používá v jednoduchých aplikacích, jako jsou průmyslové ovládací prvky a kiosky.,

i když některé standardní kapacitní detekční metody jsou projektivní, v tom smyslu, že mohou být použity k detekci prstu přes non-vodivý povrch, jsou velmi citlivé na kolísání teploty, které rozšířit nebo smlouvy snímací desky, což způsobuje výkyvy v kapacita těchto desek. Tyto výkyvy mají za následek spoustu šumu na pozadí, takže pro přesnou detekci je vyžadován silný signál prstu. To omezuje aplikace na ty, kde se prst přímo dotýká snímacího prvku nebo je snímán relativně tenkým nevodivým povrchem.,

Předpokládané capacitanceEdit

Projected capacitive touch (PCT; také PCAP) technologie je varianta kapacitní dotykovou technologii, ale kde citlivost na dotek, přesnost, rozlišení a rychlost touch byly výrazně lepší pomocí jednoduchého formuláře z „Umělé Inteligence“. Toto inteligentní zpracování umožňuje snímání prstů promítat, přesně a spolehlivě, přes velmi silné sklo a dokonce i dvojité zasklení.,

Některé moderní PCT dotykové obrazovky jsou složeny z tisíce diskrétní klíče, ale většina PCT dotykové obrazovky jsou vyrobeny z x/y matice řádků a sloupců z vodivého materiálu, vrstvené na skleněné desky.To může být provedeno buď leptáním jednu vodivou vrstvu tvoří vzor mřížky elektrod, leptáním dvě samostatná, kolmá vrstvy vodivého materiálu s paralelní linky nebo tratě tvořit síť, nebo tím, že tvoří x/y mřížka v pořádku, izolace potahovaných drátů v jedné vrstvě ., Počet prstů, které lze současně detekovat, je určen počtem křížových bodů (x * y) . Počet příčných bodů však lze téměř zdvojnásobit pomocí diagonálního uspořádání mřížky, kde namísto prvků x, které vždy překračují prvky y, každý vodivý prvek překračuje každý jiný prvek .

vodivá vrstva je často transparentní, je vyroben z Indium tin oxide (ITO), transparentní elektrické vodiče.V některých provedeních, napětí přivedené na tuto mřížku vytváří rovnoměrné elektrostatické pole, které lze měřit., Když se vodivý objekt, jako je prst, dostane do kontaktu s pct panelem, v tomto bodě zkresluje místní elektrostatické pole. To je měřitelné jako změna kapacity. Pokud prst překlene mezeru mezi dvěma „stopami“, pole náboje je dále přerušeno a detekováno regulátorem. Kapacita může být změněna a měřena v každém jednotlivém bodě na mřížce. Tento systém je schopen přesně sledovat dotyky.

vzhledem k tomu, že horní vrstva PCT je sklo, je robustnější než levnější odporová dotyková technologie., Na rozdíl od tradiční kapacitní dotykové technologie je možné, aby systém PCT cítil pasivní stylus nebo prst v rukavicích. Vlhkost na povrchu panelu, vysoká vlhkost nebo shromážděný prach však mohou narušit výkon.Tyto faktory prostředí však nejsou problémem s dotykovými obrazovkami na bázi“ jemného drátu „vzhledem k tomu, že dotykové obrazovky na bázi drátu mají mnohem nižší“ parazitickou “ kapacitu a mezi sousedními vodiči je větší vzdálenost.

existují dva typy PCT: vzájemná kapacita a vlastní kapacita.,

vzájemná kapacitaedit

jedná se o běžný přístup PCT, který využívá skutečnosti, že většina vodivých objektů je schopna držet náboj, pokud jsou velmi blízko u sebe. Ve vzájemných kapacitních senzorech je kondenzátor neodmyslitelně tvořen stopou řádků a sloupců na každém průsečíku mřížky. Například pole 16×14 by mělo 224 nezávislých kondenzátorů. Na řádky nebo sloupce se aplikuje napětí. Přivedení prstu nebo vodivého stylusu blízko povrchu senzoru mění místní elektrostatické pole, což zase snižuje vzájemnou kapacitu., Kapacitní změnit na každý jednotlivý bod na roštu může být měřena přesně určit dotykové umístění měřením napětí v druhé ose. Vzájemná kapacita umožňuje multidotykový provoz, kde lze přesně sledovat více prstů, dlaní nebo stylů současně.

vlastní kapacitaneedit

samokapacitní senzory mohou mít stejnou mřížku X-Y jako vzájemné kapacitní senzory, ale sloupce a řádky pracují nezávisle., Při vlastní kapacitě se kapacitní zatížení prstu měří na každém sloupku nebo řadové elektrodě měřičem proudu nebo změnou frekvence RC oscilátoru.

prst může být detekován kdekoli po celé délce řádku. Pokud je tento prst také detekován sloupcem, lze předpokládat, že poloha prstu je na průsečíku tohoto páru řádků/sloupců.To umožňuje rychlou a přesnou detekci jediného prstu, ale způsobuje určitou nejednoznačnost, pokud má být detekováno více než jeden prst., Dva prsty mohou mít čtyři možné detekční polohy, z nichž pouze dva jsou pravdivé. Selektivním de-senzibilizováním jakýchkoli dotykových bodů v rozporu se však konfliktní výsledky snadno eliminují. To umožňuje použití „vlastní kapacity“ pro vícedotykový provoz.

alternativně lze dvojznačnosti zabránit použitím signálu“ de-senzibilizující “ na všechny kromě jednoho ze sloupců . To ponechává jen krátkou část jakéhokoli řádku citlivého na dotek. Výběrem posloupnosti těchto sekcí podél řádku je možné určit přesnou polohu více prstů podél tohoto řádku., Tento proces lze poté opakovat pro všechny ostatní řádky, dokud nebude naskenována celá obrazovka.

Self-kapacitní dotykový displej vrstvy se používají na mobilní telefony jako Sony Xperia Sola, Samsung Galaxy S4, Galaxy Note 3, Galaxy S5 a Galaxy Alpha.

vlastní kapacita je mnohem citlivější než vzájemná kapacita a používá se hlavně pro jediný dotek, jednoduché gestování a snímání blízkosti, kde se prst ani nemusí dotýkat povrchu skla.Vzájemná kapacita se používá hlavně pro multitouch aplikace.,Mnoho výrobců dotykových obrazovek používá ve stejném produktu jak vlastní, tak i vzájemné kapacitní technologie, čímž kombinuje jejich individuální výhody.

Použití doteků na kapacitní screensEdit

Kapacitní dotykové obrazovky nemusí nutně být ovládán prstem, ale až do nedávné doby speciální hroty požadováno, může být poměrně drahé na nákup. Náklady této technologie klesla výrazně v posledních letech a kapacitní doteky jsou nyní široce k dispozici za nominální poplatek, a často darovali zdarma s mobilní příslušenství., Ty se skládají z elektricky vodivého hřídele s měkkou vodivou gumovou špičkou, čímž odporově spojují prsty se špičkou stylusu.

Infračervené gridEdit

infračervená dotyková obrazovka používá pole dvojic X-Y infračervené LED a fotodetektoru kolem okrajů obrazovky k detekci narušení vzoru LED paprsků. Tyto LED paprsky se navzájem protínají ve svislých a vodorovných vzorech. To pomáhá senzorům vyzvednout přesné umístění dotyku. Hlavní výhodou takového systému je, že dokáže detekovat v podstatě jakýkoli neprůhledný objekt včetně prstu, rukavic, stylusu nebo pera., Obvykle se používá ve venkovních aplikacích a POS systémech, které se nemohou spoléhat na vodič (například holý prst) pro aktivaci dotykové obrazovky. Na rozdíl od kapacitních dotykových obrazovek nevyžadují infračervené dotykové obrazovky na skle žádné vzorování, což zvyšuje trvanlivost a optickou jasnost celého systému. Infračervené dotykové obrazovky jsou citlivé na nečistoty a prach, které mohou rušit infračervené paprsky, a trpí paralaxy v zakřivené povrchy a náhodným stisknutím tlačítka, když uživatel pohybuje prstem po obrazovce, zatímco hledání pro položky, které mají být vybrány.,

infračervený akrylový projektedit

průsvitný akrylový list se používá jako zadní projekční plátno pro zobrazení informací. Okraje akrylového listu jsou osvětleny infračervenými LED diodami a infračervené kamery jsou zaměřeny na zadní stranu listu. Objekty umístěné na listu jsou detekovatelné kamerami. Když se list dotkne uživatele, deformace má za následek únik infračerveného světla, které vrcholí v bodech maximálního tlaku, což indikuje dotykové umístění uživatele. Tablety PixelSense společnosti Microsoft používají tuto technologii.,

Optické imagingEdit

Optické dotykové obrazovky jsou relativně moderní vývoj v technologii dotykové obrazovky, ve které dva nebo více obrazových snímačů (např. snímač CMOS senzory) jsou umístěny na okrajích (hlavně rohy) na obrazovce. Infračervené podsvícení jsou umístěny v zorném poli senzoru na opačné straně obrazovky. Dotyk blokuje některá světla ze senzorů a lze vypočítat umístění a velikost dotykového objektu (viz vizuální trup). Tato technologie roste v popularitě díky své škálovatelnosti, všestrannosti a cenové dostupnosti pro větší dotykové obrazovky.,

Disperzní signál technologyEdit

Zavedena v roce 2002 tím, 3M, tento systém detekuje touch pomocí senzorů pro měření piezoelectricity ve skle. Komplexní algoritmy interpretují tyto informace a poskytují skutečné umístění dotyku. Technologie není ovlivněna prachem a jinými vnějšími prvky, včetně škrábanců. Vzhledem k tomu, že na obrazovce není potřeba dalších prvků, tvrdí také, že poskytuje vynikající optickou jasnost. Jakýkoli objekt lze použít k vytváření dotykových událostí, včetně rukavic., Nevýhodou je, že po počátečním dotyku systém nemůže detekovat nehybný prst. Ze stejného důvodu však objekty odpočinku nenarušují rozpoznávání dotyku.

Akustický puls recognitionEdit

klíčem k této technologie je, že dotek na jedné pozici na povrchu vytváří zvukové vlny v substrátu, který pak produkuje unikátní kombinaci signálu měřeno pomocí tří nebo více malé převodníky připojené k okrajům obrazovky. Digitalizovaný signál je porovnán se seznamem odpovídajícím každé poloze na povrchu, který určuje umístění dotyku., Pohyblivý dotek je sledován rychlým opakováním tohoto procesu. Cizí a okolní zvuky jsou ignorovány, protože neodpovídají žádnému uloženému zvukovému profilu. Technologie se liší od ostatních technologií založených na zvuku pomocí jednoduché metody vyhledávání spíše než drahého hardwaru pro zpracování signálu. Stejně jako u systému disperzní signální technologie nelze po počátečním dotyku detekovat nehybný prst. Ze stejného důvodu však rozpoznávání dotyku není narušeno žádnými klidovými předměty., Technologie byla vytvořena SoundTouch Ltd v časném 2000s, jak je popsáno v patentové rodiny EP1852772, a uvedla na trh Tyco International“s Elo divize v roce 2006 jako Acoustic Pulse Recognition. Dotyková obrazovka používaná Elo je vyrobena z obyčejného skla, což dává dobrou trvanlivost a optickou jasnost. Technologie obvykle zachovává přesnost s poškrábáním a prachem na obrazovce. Tato technologie je také vhodná pro displeje, které jsou fyzicky větší.