Berøringsskjerm

Det finnes en rekke berøringsskjerm teknologi med forskjellige metoder til å sanse touch.

ResistiveEdit

En resistiv berøringsskjerm panelet består av flere tynne lag, det viktigste av disse er to gjennomsiktige elektrisk resistiv lag mot hverandre med et tynt gapet mellom. Det øverste laget (som er berørt) har et belegg på undersiden overflate; rett under det er en lignende resistiv lag på toppen av sin underlaget., Ett lag har ledende forbindelser langs sidene og den andre langs toppen og bunnen. Spenning til ett lag og sanses av den andre. Når et objekt, for eksempel en fingertuppen eller pennen tips, presser ned på den ytre overflaten, de to lagene trykk på for å bli koblet på det punktet. Panelet deretter oppfører seg som et par av spenning skillevegger, én akse av gangen. Ved å raskt bytte mellom hvert lag, posisjon, trykk på skjermen kan bli oppdaget.

Resistive touch brukes i restauranter, fabrikker og sykehus på grunn av sin høye toleranse for væsker og forurensning., En stor fordel med resistiv-touch-teknologien, som er dens lave kostnader. I tillegg, som bare tilstrekkelig press er nødvendig for touch til å bli merket, de kan brukes med hansker på, eller ved hjelp av noe stiv som en finger erstatning. Ulempene inkluderer trenger til å trykke ned, og en risiko for skade av skarpe gjenstander. Resistiv berøringsskjerm lider også av dårligere kontrast, på grunn av å ha flere refleksjoner (dvs. gjenskinn) fra lag av materiale plassert over skjermen. Dette er den type berøringsskjerm som ble brukt av Nintendo i DS-familien, 3DS familie, og Wii U GamePad.,

Overflate akustiske waveEdit

Surface acoustic wave (SAW) – teknologi bruker ultralyd bølger som passerer over berøringsskjermen på kontrollpanelet. Når panelet er rørt, en del av bølgen er absorbert. Endringen i ultrasoniske bølger er behandlet av kontrolleren til å bestemme plasseringen av touch-event. Surface acoustic wave berøringsskjerm paneler kan bli skadet av ytre elementer. Forurensninger på overflaten kan også forstyrre funksjonaliteten av berøringsskjermen.,

CapacitiveEdit

En kapasitiv berøringsskjerm panelet består av en isolator, for eksempel glass, belagt med gjennomsiktig elektrode, som indium tinn nitrogenoksid (ITO)., Som den menneskelige kroppen er også en elektrisk leder, å berøre overflaten av skjermen resulterer i en forvrengning på skjermen»s elektrostatiske felt, målbare som en endring i kapasitans. Ulike teknologier som kan brukes til å bestemme plasseringen av touch. Plasseringen er deretter sendt til kontrolleren for behandling. Berøringsskjermer som bruker sølv i stedet for ITO eksisterer, som ITO fører til flere miljø-problemer på grunn av bruk av indium., Kontrolleren er vanligvis en complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) program-spesifikke integrert krets (ASIC) chip, som i sin tur sender vanligvis signaler til en CMOS digital signal prosessor (DSP) for behandling.

i Motsetning til en resistiv berøringsskjerm, noen kapasitive berøringsskjermer kan ikke brukes til å oppdage en finger gjennom elektrisk isolerende materiale, for eksempel hansker. Denne ulempen spesielt påvirker brukbarheten av forbrukerelektronikk, slik som berøring, tavle-Pcer og kapasitiv smarttelefoner i kaldt vær når folk kan være med hansker., Det kan overvinnes med en spesiell kapasitiv pennen, eller en spesiell-programmet hanske med en brodert oppdateringen av ledende tråd slik at elektrisk kontakt med brukeren»s fingertuppen.

En lav-kvalitet med brytermodus enhet med en tilsvarende ustabil, støyende spenning kan midlertidig forstyrre presisjon, nøyaktighet og følsomhet av kapasitiv touch-skjermer.

Noen kapasitiv skjerm produsenter fortsette å utvikle tynnere og mer nøyaktig berøringsskjermer., De som er for mobile enheter blir nå produsert med «in-cell» – teknologi, slik som i Samsung»s Super AMOLED-skjermer, som innebærer at et lag ved å bygge kondensatorer inne i selve skjermen. Denne type berøringsskjerm reduserer synlig avstand mellom brukeren»s finger og hva brukeren er berøring på skjermen, noe som reduserer tykkelsen og vekten av skjermen, som er ønskelig i smarttelefoner.

En enkel parallell-plate kondensator har to elektroder som er atskilt av en dielektrisk lag. Det meste av energien i dette systemet er konsentrert direkte mellom platene., Noen av energi smitter over i området utenfor platene, og det elektriske feltet linjer forbundet med denne effekten kalles fringing felt. En del av utfordringen med å lage en praktisk kapasitiv sensor er å utforme et sett av krets spor som direkte fringing felt til en aktiv sensing areal som er tilgjengelig for en bruker. En parallell-plate kondensator er ikke et godt valg for en slik sensor mønster. Å plassere en finger i nærheten av fringing elektriske felt legger ledende areal til kapasitiv system., De ekstra kostnad lagringskapasitet lagt til av fingeren er kjent som finger kapasitans, eller CF. Den kapasitans av sensoren uten en finger dag er kjent som parasittisk kapasitans, eller CP.

Overflaten capacitanceEdit

I denne grunnleggende teknologien, bare en side av isolatoren er belagt med et ledende lag. En liten spenning til laget, noe som resulterer i en jevn elektrostatisk felt. Når en leder, for eksempel en menneskelig finger, berører ubestrøket overflate, en kondensator er dynamisk dannet., Sensor»s kontrolleren kan bestemme plasseringen av touch-indirekte fra endring i kapasitans, målt fra de fire hjørner av panelet. Så det har ingen bevegelige deler, det er ganske solid, men har begrenset oppløsning, er utsatt for falske signaler fra parasittiske kapasitiv kobling, og må kalibreres under produksjon. Det er derfor oftest brukt i enkle programmer som industriell kontroller og kiosker.,

Selv om noen standard kapasitans oppdagelse metoder er projektiv, i den forstand at de kan brukes til å oppdage en finger gjennom en ikke-ledende overflaten, de er svært følsomme for endringer i temperatur, som utvider eller kontrakt sensing plater, forårsaker svingninger i kapasitans av disse platene. Disse svingningene resultere i en mye bakgrunnsstøy, slik en sterk finger signal er nødvendig for nøyaktig påvisning. Dette begrenser søknader til de der fingeren direkte berører sensing element eller fornemmes gjennom en relativt tynn ikke-ledende overflate.,

Anslått capacitanceEdit

Anslått kapasitiv touch (PCT; også PCAP) – teknologi er en variant av kapasitiv touch-teknologien, men hvor følsomhet for berøring, nøyaktighet, oppløsning og hastighet av touch har blitt kraftig forbedret ved bruk av en enkel form for «Kunstig Intelligens». Dette intelligent prosessering lar fingeren sensing å bli projisert, nøyaktig og pålitelig gjennom meget tykt glass og til og med doble vinduer.,

Noen moderne PCT touch-skjermer er sammensatt av tusenvis av separate taster, men de fleste PCT touch-skjermer er laget av et x/y-matrise av rader og kolonner av ledende materiale, i lag plater av glass.Dette kan gjøres enten ved etsing et enkelt ledende laget for å danne et rutenett mønster av elektroder, ved etsing av to separate, vinkelrett lag av ledende materiale med parallelle linjer eller spor for å danne et rutenett, eller ved å danne et x/y rutenett av fine, isolasjon belagt ledninger i et enkelt lag ., Antall fingre, som kan registreres samtidig er bestemt av antall cross-over-poeng (x * y) . Imidlertid, antall cross-over-poeng kan bli nesten doblet ved hjelp av en diagonal gitter layout, der, i stedet for x-elementer bare noensinne krysser y-elementer, hver ledende element krysser alle andre element .

Det ledende laget er ofte gjennomsiktig, blir gjort av Indium tinn nitrogenoksid (ITO), en gjennomsiktig elektrisk leder.I noen design, spenning anvendt til dette rutenettet gir en enhetlig elektrostatiske felt, som kan måles., Når en ledende objekt, for eksempel en finger, kommer i kontakt med et PCT-panelet, det forvrenger den lokale elektrostatisk felt på det tidspunktet. Dette er målbar som en endring i kapasitans. Hvis en finger bro mellom to av «spor», lade-feltet er videre avbrutt og oppdaget av kontrolleren. Den kapasitans kan bli endret og målt på hver enkelt point på nettet. Dette systemet er i stand til å nøyaktig spore innslag.

på Grunn av det øverste laget av en PCT være glass, det er kraftigere enn billigere resistive touch-teknologi., I motsetning til tradisjonelle kapasitiv touch-teknologi er det mulig for en PCT-systemet til å sense en passiv stylus eller hansker finger. Imidlertid, fuktighet på overflaten av panelet, høy luftfuktighet, eller samlet støv kan forstyrre ytelsen.Disse miljømessige faktorer, imidlertid, er ikke et problem med «fine wire» basert berøringsskjermer på grunn av det faktum at ledningen basert berøringsskjermer har en mye lavere «parasittiske» kapasitans, og det er større avstand mellom eus ledere.

Det er to typer PCT: gjensidig kapasitans og selv-kapasitans.,

Gjensidig capacitanceEdit

Dette er en vanlig PCT tilnærming, som gjør bruk av det faktum at de fleste ledende objekter er i stand til å holde en kostnad hvis de er veldig tett sammen. I gjensidig kapasitive sensorer, en kondensator er dypest sett er dannet av rad spore og kolonne spore ved hvert kryss av nettet. En 16×14 tabell, for eksempel, ville ha 224 uavhengig kondensatorer. Spenning til rader eller kolonner. Å bringe en finger eller ledende pennen nær overflaten av sensoren endringer i den lokale elektrostatiske felt, som i sin tur reduserer gjensidig kapasitans., Den kapasitans endre på hvert enkelt punkt i rutenettet kan måles nøyaktig bestemme touch beliggenhet, ved å måle spenningen i den andre aksen. Gjensidig kapasitans tillater multi-touch betjening der flere fingre, håndflater eller stifter kan være nøyaktig spores på samme tid.

Self-capacitanceEdit

Selv-kapasitans sensorer kan ha den samme X-Y rutenett som gjensidig kapasitans sensorer, men kolonner og rader operere uavhengig av hverandre., Med self-kapasitans, den kapasitiv belastning av en finger er målt på hver rad eller kolonne elektrode av en gjeldende meter, eller endring i frekvens av en RC oscillator.

En finger kan bli oppdaget hvor som helst langs hele lengden av en rad. Hvis fingeren er også oppdaget av en kolonne, da det kan antas at fingeren din posisjon er i skjæringspunktet mellom denne raden/kolonnen par.Dette gir mulighet for rask og nøyaktig påvisning av en enkelt finger, men det fører til noen tvetydighet hvis mer enn én finger for å bli oppdaget., To fingre kan ha fire mulige deteksjon posisjoner, bare to av dem er sanne. Imidlertid, ved å selektivt de-allergifremkallende alle touch-poeng i strid, motstridende resultater er lett eliminert. Dette gjør at «Self Kapasitet» til å bli brukt for multi-touch betjening.

Alternativt, tvetydighet kan unngås ved å bruke en «de-allergifremkallende» signal til alle, men en av kolonnene . Dette etterlater bare en kort del av en rad følsom for berøring. Ved å velge en sekvens av disse delene langs rad, er det mulig å fastslå den nøyaktige plasseringen av flere fingre langs raden., Denne prosessen kan gjentas for alle de andre radene frem til hele skjermen har blitt skannet.

Selv-kapasitiv berøringsskjerm lag er brukt på mobiltelefoner som Sony Xperia Sola, Samsung Galaxy S4, Galaxy 3, Galaxy S5, og Galaxy Alpha.

Selv kapasitans er langt mer følsomme enn gjensidig kapasitans og er hovedsakelig brukt for enkelt trykk, enkle håndbevegelser og nærhet sensing hvor fingeren ikke engang å ta på glassoverflaten.Gjensidig kapasitans er hovedsakelig brukt for multitouch-programmer.,Mange berøringsskjerm produsenter bruker både selvtillit og gjensidig kapasitans teknologier i samme produkt, og dermed kombinere deres individuelle fordeler.

Bruk av stifter på kapasitiv screensEdit

Kapasitive berøringsskjermer ikke nødvendigvis trenger å bli operert av en finger, men inntil nylig har det spesielt stilig som kreves kan være ganske dyrt å kjøpe. Kostnaden av denne teknologien har falt kraftig i de siste årene og kapasitiv st er nå allment tilgjengelig for en ekstra avgift, og ofte gitt bort gratis med mobilt tilbehør., Disse består av en elektrisk ledende akselen med en myk ledende gummi tips, og dermed resistively koble fingrene til tuppen av pennen.

Infrarød gridEdit

En infrarød berøringsskjerm bruker en tabell for X-Y infrarød LED og photodetector par rundt kantene av skjermen for å oppdage en forstyrrelse i mønsteret av LED bjelker. Disse LED bjelker krysse hverandre i vertikale og horisontale mønstre. Dette hjelper sensorer plukke opp den nøyaktige plasseringen av trykk. En stor fordel med et slikt system er at det kan oppdage egentlig noen ugjennomsiktig objekt, inkludert en finger, hansker finger, penn eller penn., Det er vanligvis brukes i utendørs applikasjoner og POS systemer som ikke kan stole på en dirigent (for eksempel en naken finger) for å aktivere berøringsskjerm. I motsetning til kapasitive berøringsskjermer, infrarød berøringsskjermer ikke krever noen patterning på glass som øker holdbarheten og optisk klarhet i det totale systemet. Infrarød berøringsskjermer er følsomme for støv og skitt som kan forstyrre den infrarøde stråler, og lider av parallax i buede overflater og utilsiktede trykk når brukeren plasserer du en finger over skjermen mens du søker for elementet for å bli valgt.,

Infrarød akryl projectionEdit

En gjennomsiktig akryl ark er brukt som en bak-projeksjon skjermen for å vise informasjon. Kantene av akryl ark er opplyst av infrarøde Lysdioder, og infrarøde kameraer er fokusert på baksiden av arket. Objekter plassert på arket er synlig av kameraene. Når arket er berørt av brukeren, deformasjon resultater i lekkasje av infrarødt lys som topper på poeng av maksimalt trykk, noe som indikerer at brukeren»s touch beliggenhet. Microsoft»s PixelSense tabletter bruke denne teknologien.,

Optisk imagingEdit

Optisk berøringsskjermer er en relativt moderne utvikling i teknologi for berøringsskjerm, der to eller flere bildesensorer (for eksempel CMOS-sensorer) er plassert rundt kantene (det meste hjørner) på skjermen. Infrarød bakgrunnsbelysningen er plassert i sensorens synsfelt på motsatt side av skjermen. En touch blokkerer noen lys fra sensorer, og plassering og størrelse på å berøre objektet kan beregnes (se visual hull). Denne teknologien er økende i popularitet på grunn av sin skalerbarhet, fleksibilitet, og en rimelig pris for større berøringsskjermer.,

Anvendelse signal technologyEdit

Innført i 2002 av 3M, dette systemet oppdager en touch ved hjelp av sensorer til å måle piezoelectricity i glasset. Komplekse algoritmer tolke denne informasjonen og gi den faktiske plasseringen av trykk. Teknologien er upåvirket av støv og andre ytre elementer, inkludert riper. Siden det ikke er behov for ytterligere elementer på skjermen, kan det også krav til å gi gode optisk klarhet. Alle objekter som kan brukes til å generere touch arrangementer, inkludert hansker fingre., En ulempe er at etter den første kontakten, kan ikke systemet oppdage en urørlig finger. Imidlertid, av samme grunn, hviler objekter ikke forstyrre touch anerkjennelse.

Akustisk puls recognitionEdit

– tasten, og med denne teknologien er at et trykk på en posisjon på overflaten genererer en lyd bølge i underlaget som deretter produserer et unikt kombinert signal målt ved tre eller flere små sensorer festet til kantene av berøringsskjermen. Digitalisert signal er sammenlignet med en tilsvarende liste for hver posisjon på overflaten, for å fastslå touch beliggenhet., Et bevegelig trykk på sporet av rask repetisjon av denne prosessen. Unødvendig og lyder fra omgivelsene blir ignorert siden de ikke passer til noen som er lagret lyd-profil. Teknologien skiller seg fra andre lyd-baserte teknologier ved hjelp av en enkel look-up metode snarere enn dyre signal-behandling maskinvare. Som med anvendelse signal teknologi system, en urørlig fingeren ikke kan oppdages etter første kontakt. Imidlertid, av samme grunn, touch anerkjennelse er ikke forstyrret av noen hvile objekter., Teknologien ble opprettet av SoundTouch Ltd tidlig på 2000-tallet, som beskrevet av patent familie EP1852772, og introdusert til markedet av Tyco International»s Elo divisjon i 2006 som Akustisk Puls Anerkjennelse. Berøringsskjermen brukes av Elo er laget av vanlig glass, noe som gir god holdbarhet og optisk klarhet. Teknologien beholder vanligvis nøyaktighet med riper og støv på skjermen. Teknologien er også godt egnet til skjermer som er fysisk større.