Che tipo di touch screen hanno gli smartphone moderni? Tipi di touch screen per tablet

Da sempre l'umanità ama essere divisa in gruppi: cattolici e protestanti, vegetariani e carnivori, appassionati di touch screen e coloro che non ne hanno una particolare brama. Fortunatamente, è improbabile che i fanatici della tecnologia inizino una guerra o una crociata contro coloro che non condividono il loro punto di vista, nonostante il fatto che l'esercito di sostenitori delle interfacce "orientate alle dita" stia crescendo alla velocità dello sviluppo della tecnologia stessa. . Come funziona tutto?

Smartphone e tablet: come funziona lo schermo?

Il primo touch screen è apparso 40 anni fa negli Stati Uniti. Una griglia di raggi IR, composta da blocchi 16x16, è stata installata nel sistema informatico Plato IV. Il primo televisore touch-screen fu presentato all'Esposizione Mondiale del 1982 e un anno dopo fu presentato il primo personal computer, l'HP-150. I touch screen sono apparsi nei telefoni molto più tardi: nel 2004, al 3GSM Congress (come all'epoca veniva chiamata la mostra Mobile World Congress), Philips ha presentato ai giornalisti tre modelli (Philips 550, 755 e 759). A quel tempo, gli operatori di telefonia mobile riponevano grandi speranze nel servizio MMS, quindi le funzioni principali del touch screen erano limitate all'intrattenimento: per rendere gli MMS più emozionanti, gli sviluppatori offrivano agli utenti di elaborare le foto utilizzando uno stilo - firmare, disegnare dettagli - e solo dopo inviarlo al destinatario.

Allo stesso tempo, è diventato possibile utilizzare una tastiera virtuale, ma poiché tutti i modelli avevano una tastiera digitale e il touch screen ha aumentato significativamente il costo dei dispositivi, per un po 'sono stati dimenticati. Un anno dopo, apparve Fly X7: un candy bar senza tastiera completamente touchscreen, sfortunatamente, con una serie di difetti hardware che, insieme all'allora oscurità del marchio, lo seppellirono tra modelli insignificanti. E questi non furono gli unici tentativi di creare qualcosa di nuovo, tuttavia, nonostante una serie di predecessori, i primi modelli "orientati alle dita" a tutti gli effetti possono essere chiamati solo Apple iPhone, LG KE850 PRADA e la linea HTC Touch, che apparve sul mercato nel 2007. Hanno segnato l'inizio dell'era dei telefoni touch.

A rigor di termini, l'elemento touch non è uno schermo: è una superficie conduttiva che funziona in tandem con lo schermo e consente di inserire dati utilizzando un dito o un altro oggetto.

Come fa lo schermo a riconoscere il tocco?

Esistono molti tipi di touch screen, ma ci concentreremo solo su quelli più utilizzati nei dispositivi mobili: smartphone e tablet.

Un display resistivo è costituito da una membrana di plastica flessibile e un pannello di vetro, con lo spazio tra di loro riempito con microisolanti che isolano la superficie conduttiva. Quando si preme lo schermo con il dito o lo stilo, il pannello e la membrana si chiudono e il controller registra la variazione di resistenza, in base alla quale l'elettronica intelligente determina le coordinate della stampa. I principali vantaggi sono il basso costo e la facilità di produzione, che riduce il costo di mercato del dispositivo finale.

Un altro indubbio vantaggio è che lo schermo risponde a qualsiasi pressione: quando si lavora con esso, non è necessario utilizzare uno stilo o un dito conduttivo speciale; una penna stilografica o qualsiasi altro oggetto con cui è possibile premere su un determinato punto dello schermo è abbastanza adatto per questo. Lo schermo resistivo è resistente allo sporco. Numerose operazioni possono essere eseguite anche con la mano guantata, ad esempio rispondere a una chiamata nella stagione fredda. Tuttavia, non era privo di inconvenienti. Uno schermo resistivo si graffia facilmente, quindi è consigliabile coprirlo con una speciale pellicola protettiva, che a sua volta non ha l'effetto migliore sulla qualità dell'immagine. Inoltre, questi graffi tendono ad aumentare di dimensioni.

Lo schermo ha una bassa trasparenza: trasmette solo l'85% della luce proveniente dal display. A basse temperature lo schermo “si blocca” e risponde meno bene alla pressione, oltre ad essere poco resistente (35 milioni di clic su un punto). I precursori degli schermi resistivi erano i touch screen a matrice, la cui base era una griglia tattile: conduttori orizzontali venivano applicati al vetro e conduttori verticali alla membrana. Quando hai toccato lo schermo, le guide si sono chiuse e hanno indicato le coordinate del punto. Questa tecnologia è ancora utilizzata oggi, ma difficilmente la si vede più negli smartphone.

Circuito schermo resistivo

La tecnologia degli schermi capacitivi si basa sul fatto che una persona ha una grande capacità elettrica ed è in grado di condurre corrente. Affinché tutto funzioni, sullo schermo viene applicato un sottile strato conduttivo e a ciascuno dei quattro angoli viene fornita una debole corrente alternata di piccola entità. Quando si tocca lo schermo, si verifica un punto di perdita, che dipende dalla distanza dall'angolo del display in cui avviene il tocco. Questo valore viene utilizzato per determinare le coordinate del punto. Tali schermi sono più resistenti ai graffi, non lasciano passare liquidi, sono più durevoli (circa 200 milioni di clic) e trasparenti rispetto a quelli resistivi, e rispondono anche ai tocchi più leggeri. Tuttavia, questo ha anche i suoi svantaggi: durante una conversazione puoi toccare goffamente il telefono all'orecchio e avviare facilmente qualche applicazione, non puoi rispondere alla chiamata con la mano guantata - la conduttività elettrica non è la stessa. Il costo più elevato dello schermo, ovviamente, influisce sul prezzo del dispositivo.

Circuito dello schermo capacitivo

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I tipi più avanzati di schermi capacitivi includono schermi capacitivi di proiezione. Un elettrodo viene applicato sulla superficie interna del vetro; una persona funge da secondo elettrodo. Quando si tocca lo schermo si forma un condensatore, misurando la capacità del quale è possibile determinare le coordinate del tocco. Poiché l'elettrodo è applicato sulla superficie interna dello schermo, è molto resistente alla contaminazione; Lo strato di vetro può raggiungere i 18 mm, il che può aumentare significativamente la durata del display e la resistenza ai danni meccanici.

Una delle caratteristiche più interessanti degli schermi capacitivi proiettati è il supporto per la tecnologia multi-touch. Hanno anche una grande sensibilità e un intervallo di temperature operative relativamente ampio, ma non interagiscono ancora molto bene con una mano guantata. Sembrerebbe che questo possa confondere i potenziali acquirenti, ma diversi anni fa uno degli intraprendenti fan coreani dell'iPhone pensò di utilizzare come stilo una normale salsiccia, la cui conduttività elettrica consentiva di rispondere a una chiamata. La tendenza controversa ha suscitato una tempesta di entusiasmo nei forum e ha attirato l'attenzione dei produttori di accessori, che hanno lanciato in vendita uno speciale stilo per salsiccia. Ha almeno un vantaggio rispetto alla normale salsiccia: non lascia tracce di grasso sullo schermo del dispositivo.

Diagramma dello schermo capacitivo proiettivo

Indipendentemente dalla tecnologia dello schermo, ha una serie di caratteristiche tipiche. Le caratteristiche principali dello schermo, oltre alla risoluzione, sono l'angolo di visione e la resa cromatica, che dipendono dal tipo di display. Il concetto di riproduzione del colore è indissolubilmente legato alla “profondità del colore”, un termine che si riferisce alla quantità di memoria nel numero di bit utilizzati per archiviare e trasmettere il colore. Più bit, più profondi saranno i colori. I moderni display LCD di smartphone e tablet visualizzano colori a 18 bit (più di 262mila sfumature). Il massimo possibile al momento è TrueColor a 24 bit, in grado di riprodurre più di 16 milioni di sfumature nelle matrici AMOLED e IPS.

L'angolo di visione, come qualsiasi angolo, è misurato in gradi e caratterizza il valore al quale la luminosità e la leggibilità dello schermo diminuiscono non più di due volte se lo si guarda direttamente perpendicolarmente. I display LCD hanno questa caratteristica, ma non gli OLED.

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Tipi di schermi di smartphone e tablet

Attualmente, la produzione di smartphone e tablet utilizza tipicamente display LCD o OLED.

Gli schermi LCD sono basati su cristalli liquidi, che non hanno una propria luminosità, quindi richiedono assolutamente una retroilluminazione. Sotto l'influenza esterna (temperatura o elettrica), i cristalli possono cambiare struttura e diventare opachi. Controllando la corrente è possibile creare iscrizioni o immagini sul display.

Circuito pixel LCD

Gli schermi a cristalli liquidi utilizzati negli smartphone e nei tablet sono per lo più a matrice attiva (TFT). I TFT utilizzano transistor trasparenti a film sottile che si trovano appena sotto la superficie dello schermo. Un transistor separato è responsabile di ciascun pixel dell'immagine, quindi l'immagine viene aggiornata rapidamente e facilmente.

Con l'avvento delle matrici LCD TFT, il tempo di risposta del display è aumentato in modo significativo, ma permangono problemi con la resa cromatica, gli angoli di visione e i pixel morti.

Circuito pixel LCD

Le matrici TFT più comuni sono TN+film e IPS. TN+film è la tecnologia più semplice. La pellicola è uno strato aggiuntivo utilizzato per aumentare l'angolo di visione. I vantaggi di tali matrici sono i tempi di risposta brevi e il basso costo, gli svantaggi sono la scarsa resa cromatica e, ahimè, gli angoli di visione (120-140 gradi). Nelle matrici IPS (In-Plane-Switchin), è stato possibile aumentare l'angolo di visione a 178 gradi, aumentare il contrasto e la riproduzione del colore a 24 bit e ottenere un colore nero profondo: in questa matrice, il secondo filtro è sempre perpendicolare al primo , quindi la luce non lo attraversa. Ma i tempi di risposta sono ancora bassi. Super-IPS è il successore diretto dell'IPS con tempi di risposta ridotti.

La matrice PLS (Plain-to-Line Switchin) è apparsa nelle viscere di Samsung come alternativa all'IPS. I suoi vantaggi includono una densità di pixel maggiore rispetto all'IPS, elevata luminosità e buona riproduzione dei colori, basso consumo energetico e ampi angoli di visione. Il tempo di risposta è paragonabile a Super-IPS. Tra i difetti c'è l'illuminazione non uniforme. La generazione successiva, Super-PLS, ha superato l'IPS negli angoli di visione del 100% e del 10% nel contrasto. Inoltre, queste matrici si sono rivelate più economiche da produrre fino al 15%.

Nella produzione dei display OLED vengono utilizzati diodi organici a emissione di luce che emettono la propria luce quando esposti alla corrente elettrica. Rispetto ai display LCD, gli OLED presentano numerosi vantaggi. In primo luogo, non utilizzano una retroilluminazione aggiuntiva, il che significa che la batteria dello smartphone non si scarica così rapidamente come nel caso dell'LCD. In secondo luogo, i display OLED sono più sottili. Lo spessore e il design del dispositivo dipendono direttamente da questa caratteristica. Inoltre, i display OLED possono essere flessibili, il che fa ben sperare per gli sviluppi futuri. OLED non ha un parametro come "angolo di visione": l'immagine è chiaramente visibile da qualsiasi angolazione. L'OLED è leader anche in termini di luminosità e contrasto (1.000.000:1).

È elogiato per i suoi colori vibranti e ricchi e, separatamente, per i suoi neri profondi. Ma ci sono, ovviamente, degli svantaggi. Uno dei principali è la fragilità: i composti organici sono instabili con l’ambiente e tendono a sbiadire, e alcuni colori dello spettro soffrono più di altri. Anche se cambi il telefono ogni tre anni, è improbabile che questo costituisca un argomento contro l'acquisto. Inoltre, gli OLED sono ancora più costosi da produrre rispetto agli LCD.

Circuito OLED

Anche gli schermi OLED di seconda generazione hanno per lo più matrice attiva TFT. Si chiamano AMOLED. Il vantaggio principale è un consumo energetico ancora inferiore, gli svantaggi sono l'illeggibilità dell'immagine in pieno sole.

Circuito AMOLED

Il passo successivo nello sviluppo della tecnologia sono stati gli schermi SuperAMOLED, che Samsung ha iniziato a utilizzare per la prima volta. La loro differenza fondamentale rispetto agli AMOLED è che le pellicole con transistor attivi (TFT) sono integrate in una pellicola di semiconduttori. Ciò garantisce un aumento del 20% della luminosità, una riduzione del 20% del consumo energetico e un aumento della leggibilità alla luce solare fino all'80%!

Circuito SUPERAMOLED

Non confondere gli schermi realizzati con la tecnologia OLED con gli schermi retroilluminati a LED: sono cose completamente diverse. In quest'ultimo caso, un normale display LCD riceve una retroilluminazione LED posteriore o laterale, che, ovviamente, migliora la qualità dell'immagine, ma è comunque inferiore a AMOLED o SuperAMOLED.

Cosa ci riserva il futuro?

Al momento, le prospettive più chiare e prevedibili attendono gli schermi OLED. Già ora su Internet è possibile trovare informazioni sulla tecnologia del prossimo futuro QLED: LED basati su punti quantici (nanocristallo semiconduttore che si illumina se esposto alla corrente o alla luce). I punti di forza di questa tecnologia sono l'elevata luminosità, il basso costo di produzione, l'ampia gamma di colori, il basso consumo energetico. I punti quantici, che costituiscono la base della nuova tecnologia, hanno un'altra proprietà importante: sono in grado di emettere colori spettralmente puri. Si prevede già che questa tecnologia avrà un futuro brillante. Samsung ha già sviluppato un display QLED da 4 pollici a colori, ma non ha fretta di lanciare il nuovo prodotto nella produzione di massa.

Prototipo di display QLED

Ma Samsung ha confermato che la produzione di massa di display OLED flessibili inizierà quest’anno. I primi dispositivi saranno probabilmente smartphone e tablet. Il piccolo spessore dello schermo e le proprietà fisiche del pannello aumenteranno significativamente l'area utilizzabile dello schermo e libereranno le mani dei tecno-designer.

Un'altra tecnologia promettente è IGZO, sviluppata da Sharp. Si basa sulla ricerca del professor Hideo Hosono, che ha deciso di dare un'occhiata più da vicino ai semiconduttori alternativi e di conseguenza ha sviluppato la tecnologia TAOS (Transparent Amorphous Oxide Semiconductors) - semiconduttori di ossido amorfo trasparente che contengono ossidi di indio, gallio e zinco (InGaZnO). , abbreviato in IGZO. La differenza tra la miscela e il silicio amorfo, utilizzato nella produzione del TFT, può ridurre significativamente i tempi di risposta, aumentare significativamente la risoluzione dello schermo, renderlo più luminoso e con maggiore contrasto. Apple si interessò molto alle prospettive di questa tecnologia e investì un miliardo di dollari nella produzione dei display IGZO.

Se vai in un moderno negozio di telefoni cellulari e fai conoscenza con i prodotti in offerta, le specifiche per la maggior parte dei dispositivi sul display indicheranno: "Tipo di schermo - capacitivo". Chi cambia spesso i dispositivi di comunicazione mobile ha familiarità con questo termine, ma cosa fare se una persona non si sforza di acquistare le ultime novità, preferendo soluzioni collaudate?

Può solo essere perplesso: "Schermo capacitivo: che cos'è?"

Tecnologia di immissione dati

Il principio della digitazione tattile è ormai utilizzato ovunque. Ad esempio, in quasi tutti i grandi negozi si possono trovare bancomat o macchine per effettuare vari tipi di pagamenti, sui cui pannelli sono presenti un minimo di pulsanti e i numeri richiesti vengono inseriti facendo clic sull'immagine corrispondente. furono proposti per la prima volta negli anni settanta, ma non furono molto diffusi a causa dell'insufficiente precisione nel riconoscimento della zona di pressione e della complessità dell'implementazione. Ma il lavoro per migliorare questa soluzione è continuato.

Sensori nei telefoni

Quando sono comparsi modelli di dispositivi di comunicazione mobile con schermi di grandi dimensioni, è sorta immediatamente la questione dell'ergonomia. Naturalmente era possibile ridurre il già piccolo blocco di pulsanti, ma ciò avrebbe un impatto molto negativo sulla facilità d'uso. Sono state utilizzate soluzioni di compromesso: i cosiddetti "slider", ma ciò rendeva il dispositivo troppo spesso e lo rendeva meno affidabile a causa della necessità di utilizzare una connessione mobile meccanica. I produttori hanno iniziato a cercare una soluzione. Ed è stato trovato. A quel tempo si rivelarono notevolmente migliorati e ideali per i telefoni.

Resistere alla pressione

I primi modelli di tali schermi sono stati realizzati secondo il principio resistivo. A causa di una serie di caratteristiche, tali sensori vengono utilizzati ancora oggi. è costituito da due lastre completamente trasparenti: quella esterna, che riceve la pressione, è resa flessibile, e quella interna, al contrario, è rigida. Lo spazio tra loro è riempito con un materiale dielettrico trasparente. Uno strato elettricamente conduttivo viene spruzzato su entrambe le piastre sui lati interni. È appositamente collegato tramite conduttori a un controller che fornisce costantemente bassa tensione agli strati. L'intero "sandwich" è fisso sul display principale. Quando una persona preme su una sezione dello schermo, le piastre si toccano in un certo punto, provocando il passaggio di corrente. Determinando i valori di resistenza lungo due assi cartesiani è possibile scoprire con sufficiente precisione esattamente il punto in cui è avvenuta la pressatura. Questi dati vengono trasferiti al programma in esecuzione, che li elabora ulteriormente.

I sensori resistivi sono economici da produrre e funzionano bene a basse temperature.

Schermi capacitivi

I sensori che funzionano secondo il principio capacitivo sono molto più avanzati. I touchpad nei laptop sono un ottimo esempio di tali soluzioni. Sui siti stranieri, le caratteristiche dei telefoni con questa tecnologia indicano “Capacità”. A differenza della soluzione resistiva sopra descritta, qui la pressatura meccanica non ha alcuna importanza. In questo caso viene sfruttata la capacità di accumulo del corpo umano, comportandosi come un classico condensatore. Gli schermi capacitivi sono più durevoli e hanno un'eccellente reattività. Esistono due metodi di implementazione: superficie e proiezione. Nel primo caso, sulla superficie di vetro o plastica viene applicato uno strato trasparente di materiale conduttivo. È costantemente esposto al potenziale elettrico proveniente dal controller. Basta toccare un punto dello schermo con il dito e la batteria penetra nel corpo umano. Può essere facilmente determinato e le coordinate trasferite al programma in esecuzione. Gli schermi capacitivi proiettati funzionano diversamente. Dietro il vetro esterno del display si trova una griglia di elementi sensori trasparenti (possono essere visti ad una certa angolazione e illuminazione). Se tocchi il punto, infatti, si formerà un condensatore, una delle piastre del quale è il dito dell'utente. La capacità nel circuito viene determinata dal controller e calcolata. Questa soluzione consente di implementare la tecnologia multi-touch.

C'è un dibattito costante su quale telefono abbia lo schermo migliore. Soprattutto tra i possessori di apparecchiature Apple e coloro che preferiscono i dispositivi sulla piattaforma Android.

Questa semplice infografica analizza magnificamente tutti i vantaggi di ogni tipo di touchscreen. Spero che quando acquisti il ​​​​tuo prossimo smartphone ti aiuterà a fare la scelta giusta e a non pagare più del dovuto una bella somma.

Quindi, ci sono tre tipi di touch screen: resistivo, capacitivo e a infrarossi.

Resistivo

Telefoni con schermi resistivi: Samsung Messager Touch, Samsung Instinct, HTC Touch Diamond, LG Dare

Come funzionano? Piccoli punti separano diversi strati di materiale che trasmettono corrente. Quando lo strato flessibile superiore preme sullo strato inferiore, la corrente elettrica cambia e viene calcolata la posizione dell'impatto, cioè il tocco.

Quanto costa produrlo? Il costo di produzione dei touch screen resistivi non è molto elevato - $ .

Materiale dello schermo. Uno strato di materiale flessibile (solitamente una pellicola di poliestere) viene posizionato sopra il vetro.

Strumenti di influenza. Dita, dita guantate o stilo.

Visibilità sulla strada. Scarsa visibilità con tempo soleggiato.

Possibilità di multigesti. NO.

Durabilità. Per il suo prezzo, lo schermo dura parecchio. Facilmente graffiato e suscettibile ad altri danni minori. Si consuma abbastanza rapidamente e richiede la sostituzione.

Capacitivo

Telefoni con touch screen capacitivo: Huawei Ascend, Sanyo Zio, iPhone, HTC Hero, DROID Eris, Palm Pre, Blackberry Storm.

Come funzionano? La corrente viene trasmessa dagli angoli dello schermo. Quando un dito tocca lo schermo, cambia la direzione della corrente e quindi viene calcolata la posizione del tocco.

Quanto costa produrlo? Abbastanza costoso - $$ .

Materiale dello schermo. Bicchiere.

Strumenti di influenza. Solo dita senza guanti.

Visibilità sulla strada. La visibilità in una giornata soleggiata è buona.

Possibilità di multigesti. Mangiare.

Durabilità.

Infrarossi

Telefoni con touch screen a infrarossi: Samsung U600 (calore), Neonode N2 (ottico).

Come funzionano? Affinché lo schermo sensibile al calore reagisca, è necessario toccarlo con un oggetto caldo. Uno schermo ottico utilizza una griglia di sensori invisibili direttamente sopra lo schermo. Il punto di contatto viene calcolato in base al punto in cui è stato violato l'asse xy.

Quanto costa produrlo? Molto costoso - $$$ .

Materiale dello schermo. Bicchiere.

Strumenti di influenza. Ottico: dita, guanti e stilo. Sensibile al calore: dita calde senza guanti.

Visibilità sulla strada. La visibilità con tempo soleggiato è buona, ma la forte luce solare influisce sulla produttività e sulla precisione.

Possibilità di multigesti. SÌ.

Durabilità. Dura parecchio tempo. Il vetro si rompe solo a causa di danni gravi.

Prima di considerare uno schermo capacitivo o resistivo, è necessario decidere cos'è la tecnologia touch in generale. Qui tutto è chiaro: questa è la schermata che determina le coordinate della stampa. In termini scientifici si tratta di un metodo di controllo dell'interfaccia con cui l'utente può cliccare direttamente sul luogo di interesse. Al momento esistono diversi metodi per implementare i touch screen. Vale la pena considerarli separatamente.

Tecnologia resistiva

Per decidere quale tipo di schermo, capacitivo o resistivo, è più adatto a te, devi considerarli. La seconda opzione prevede l'uso di una determinata tecnologia di produzione. Nella parte inferiore è presente un pannello di vetro, sopra il quale è presente una membrana flessibile trasparente. Sul pannello e sulla membrana è presente un rivestimento conduttivo, cioè resistivo. Quando si preme sullo schermo, a un certo punto si verifica un cortocircuito. Se conosci la tensione sugli elettrodi su un lato e la misuri sulla membrana, puoi tracciare una coordinata. Due coordinate richiederanno lo spegnimento di un gruppo di elettrodi per accenderne un altro. Tutto questo viene fatto automaticamente dal microprocessore non appena cambia la tensione sulla membrana. Gli schermi resistivi non consentono il multi-touch.

Caratteristiche della tecnologia resistiva

Come ogni altro tipo di dispositivo implementato, ci sono alcune caratteristiche positive o negative a seconda della situazione. I vantaggi sono solitamente la produzione a basso costo, nonché la possibilità di pressare con qualsiasi cosa, poiché è sufficiente spingere la membrana. La precisione del posizionamento viene aumentata attraverso l'uso degli stili.

Punti negativi

I principali svantaggi includono un basso grado di trasmissione della luce, un alto tasso di graffi sulla superficie, la possibilità di fare clic su un punto non più di 35 milioni di volte e l'incapacità di implementare il multi-touch. Se non sai decidere se scegliere uno schermo capacitivo o resistivo, è anche importante notare che è impossibile utilizzare gesti come lo scorrimento, poiché è necessario premere il dito sullo schermo e trascinarlo senza rilasciarlo. Nei dispositivi con tali controlli, è meglio utilizzare software che richieda un uso minimo dei gesti di "scorrimento".

Comprendendo le caratteristiche di questa tecnologia, vale la pena notare che può essere implementata in diversi modi che presentano alcune differenze. Un touchscreen capacitivo può essere semplicemente capacitivo o capacitivo proiettato. La prima opzione prevede l'uso di determinati elementi. Un materiale resistivo trasparente, come una lega di ossido di stagno o indio, viene posizionato sopra il pannello di vetro. Negli angoli sono posizionati gli elettrodi che applicano una piccola tensione alternata allo strato conduttivo. Se lo schermo viene toccato da un oggetto conduttivo, si verifica una perdita e quanto più questo oggetto è vicino all'elettrodo, tanto minore è la resistenza dello schermo, ovvero l'intensità della corrente aumenta notevolmente. E tutto questo è chiamato schermo capacitivo, poiché la corrente alternata è condotta da un oggetto con una capacità maggiore. Molto spesso parliamo di un dito.

Caratteristiche degli schermi capacitivi

Come altri tipi di tecnologie, in questo caso parliamo di una combinazione di vantaggi e svantaggi. I vantaggi rispetto ad altri includono un'elevata trasmissione della luce, una significativa durata del clic, semplicità e facilità d'uso utilizzando il metodo "capovolgimento". Ci sono anche degli svantaggi qui: devi solo usare le dita o stili specializzati. Uno schermo capacitivo normale non supporta la tecnologia multi-touch. Spesso si verificano clic accidentali. Ad esempio, il sistema può riconoscere un gesto come “scorrimento” anche quando non è previsto, poiché è difficile mantenere il dito rigorosamente in un punto dopo averlo premuto.

Touch screen capacitivo proiettato

In questo caso, il dispositivo differisce notevolmente dai precedenti. Il lato interno dello schermo è una griglia di elettrodi. Se un oggetto di capacità maggiore tocca l'elettrodo, si forma un condensatore con capacità costante. Tali schermi vengono utilizzati all'aperto, poiché consentono l'installazione di vetro con uno spessore fino a 18 mm, che non solo produce la superficie più dura possibile, ma garantisce anche la resistenza agli atti vandalici.

Caratteristiche dei sensori capacitivi proiettati

In questo caso, come in tutti gli altri, ci sono alcuni vantaggi e svantaggi di cui dovresti essere consapevole. I vantaggi includono la capacità di implementare il multi-touch, rispondere alla pressione con un guanto, un elevato grado di trasmissione della luce e la durata dello schermo stesso. Tali schermi sono in grado di rispondere all'avvicinarsi delle dita senza effettivamente premere. La soglia per il completamento del tocco è solitamente configurabile tramite software. Il punto estremo è solitamente lo schermo stesso, poiché spingerlo attraverso è completamente inutile.

Se consideriamo uno schermo capacitivo-proiettivo, presenta anche alcuni svantaggi, che di solito sono chiamati elettronica complessa e piuttosto costosa, l'incapacità di utilizzare uno stilo normale e la probabilità di clic accidentali.

Tecnologia multitouch

È impossibile determinare il tipo appropriato di touch screen, capacitivo o resistivo, senza affrontare la questione relativa all'implementazione di questa tecnologia. Il multitouch è la capacità di effettuare più tocchi. Questa implementazione prevede il tracciamento simultaneo delle coordinate di più clic. Se tale tecnologia viene implementata in uno smartphone o tablet, può essere utilizzata per imitare l'esecuzione di uno strumento musicale, ad esempio una chitarra. Questo aspetto deve essere esaminato più in dettaglio.

Puoi prendere un normale schermo capacitivo o resistivo. Se premi prima, ad esempio, nell'angolo in alto a sinistra e poi, senza alzare il dito, premi l'angolo in basso a destra con un altro, l'elettronica determinerà come coordinate il centro dello schermo, cioè il centro di il segmento tra queste coppie di tocchi. Questo sarà visibile se avvii un'applicazione speciale che tiene traccia delle coordinate del clic. Sorge però la domanda: come viene implementato il ridimensionamento dell'immagine se viene comunque riconosciuto solo un clic?

Tutto è semplice qui. Questo è il trucco software più comune. Hai premuto lo schermo capacitivo: l'elettronica lo ha rilevato. Questo sarà il punto "A". Ora, senza rilasciare il dito, premi in un altro punto, che sarà il punto “B”, si scopre che in questo momento il punto di pressione si è spostato istantaneamente di lato, formando “C”. È stato in questo momento, in cui non si è verificato il rilascio effettivo del dito, ma il punto di pressione si è spostato istantaneamente, che il software viene elaborato come multi-touch. Inoltre, se il punto “C” si avvicina ad “A”, viene determinato il movimento delle dita, ovvero nel caso di un'immagine l'immagine deve essere ridotta e viceversa. Ancora un punto: se il punto “C” descrive un arco attorno a uno dei punti, il programma lo definisce come la rotazione di un dito attorno all'altro, che richiede la rotazione dell'immagine nella direzione appropriata.

Utilizzo di schermi resistivi e capacitivi

Gli sviluppatori professionisti utilizzano tradizionalmente il primo tipo, poiché consente di controllare qualsiasi oggetto in diverse condizioni meteorologiche. La tecnologia resistiva utilizza un numero maggiore di sensori per centimetro quadrato rispetto alla tecnologia capacitiva, quindi il display può visualizzare piccole icone che possono essere premute con un ago. Ad esempio, il sistema operativo Windows Mobile è stato progettato pensando a questa funzionalità, quindi funziona bene con schermi resistivi. Tali display sono quasi insensibili ai clic accidentali. Tuttavia, molti sviluppatori ora mirano a creare applicazioni destinate ai touch screen capacitivi. Questo sta già diventando un problema per i dispositivi realizzati con la tecnologia resistiva.

Grado di protezione

È importante capire che per i tablet e i comunicatori il display è la parte più vulnerabile. Uno schermo capacitivo è un'opzione più preferibile in termini di affidabilità. Le sue prestazioni in qualsiasi condizione sono notevolmente più elevate e i modelli resistivi potrebbero fallire, ad esempio, se li porti verso il basso con il vetro. Lo schermo capacitivo è un'opzione a prova di errore. Anche se rotto, continuerà a svolgere le sue funzioni. Se decidi se scegliere uno schermo capacitivo o resistivo, vale la pena notare che in condizioni di campo la prima sarà l'opzione migliore.

conclusioni

Per riassumere, si può notare che entrambe le opzioni di implementazione del display presentano vantaggi e svantaggi. Mentre uno schermo capacitivo offre tutta una serie di possibilità, uno schermo resistivo si concentra sull'uso in determinate situazioni. Di solito tutto dipende dall'interfaccia utilizzata nel gadget. facile da usare, la sua area di pressione è notevolmente più piccola di quella di un dito, tuttavia, con una buona reattività della superficie, è conveniente fare a meno di questo dispositivo. Il costante miglioramento dei display resistivi ha portato alla nascita di modelli piuttosto duri, cioè resistenti ai graffi, ma anche reattivi. Tali opzioni sono diventate molto comode da usare.

La necessità di utilizzare uno stilo speciale per schermi capacitivi a volte causa notevoli inconvenienti, poiché di solito non viene fornito con il dispositivo. E la tecnologia resistiva prevede sia l'accompagnamento con un dispositivo speciale sia la capacità di premere con qualsiasi oggetto duro. Uno dei motivi per cui molte persone scelgono un touchscreen capacitivo è il multi-touch, tuttavia vale la pena notare che molto spesso si tratta di un'implementazione software, come già descritto, e con il giusto approccio può essere applicata a uno resistivo. La tecnologia capacitiva proiettata non è ancora diventata accessibile come vorremmo.

Un dispositivo di input di informazioni, ovvero uno schermo che risponde al tocco. Esistono molti tipi diversi di touch screen che funzionano secondo principi fisici diversi. Ma considereremo solo quelli che si trovano nei telefoni cellulari e in altre apparecchiature portatili.

Come funzionano i touch screen resistivi

I touch screen resistivi sono disponibili in due tipi, a quattro e cinque fili. Consideriamo separatamente il principio di funzionamento di ciascun tipo.

Schermo resistivo a quattro fili

Principio di funzionamento del touch screen resistivo a 4 fili

Un touch screen resistivo è costituito da un pannello di vetro e una membrana di plastica flessibile. Sia sul pannello che sulla membrana viene applicato un rivestimento resistivo. Lo spazio tra il vetro e la membrana è pieno di microisolanti che sono distribuiti uniformemente sull'area attiva dello schermo e isolano in modo affidabile le superfici conduttive. Quando si preme lo schermo, il pannello e la membrana vengono chiusi e il controller con convertitore analogico-digitale registra la variazione di resistenza e la converte in coordinate di tocco (X e Y). In termini generali, l’algoritmo di lettura è il seguente:

1. All'elettrodo superiore viene applicata una tensione di +5 V e quello inferiore è messo a terra. Il lato sinistro e quello destro sono cortocircuitati e la tensione su di essi viene controllata. Questa tensione corrisponde alla coordinata Y dello schermo.
2. Allo stesso modo, +5 V e terra vengono forniti agli elettrodi sinistro e destro e la coordinata X viene letta dall'alto e dal basso.

Schermo resistivo a cinque fili

Lo schermo a cinque fili è più affidabile perché il rivestimento resistivo sulla membrana viene sostituito da uno conduttivo (lo schermo a 5 fili continua a funzionare anche con una membrana tagliata). Il vetro posteriore ha un rivestimento resistivo con quattro elettrodi agli angoli.

Principio di funzionamento del touch screen resistivo a 5 fili

Inizialmente, tutti e quattro gli elettrodi sono collegati a terra e la membrana viene “tirata verso l'alto” da un resistore a +5 V. Il livello di tensione sulla membrana viene costantemente monitorato convertitore analogico-digitale. Quando nulla tocca il touch screen, la tensione è 5 V.

Non appena si preme lo schermo, il microprocessore rileva la variazione della tensione della membrana e inizia a calcolare le coordinate del tocco come segue:

1. Ai due elettrodi di destra viene applicata una tensione di +5V, quelli di sinistra sono messi a terra. La tensione sullo schermo corrisponde alla coordinata X.
2. La coordinata Y viene letta collegando entrambi gli elettrodi superiori a +5V e collegando a massa entrambi gli elettrodi inferiori.

Come funzionano i touch screen capacitivi

Uno schermo capacitivo (o capacitivo di superficie) sfrutta il fatto che un oggetto di grande capacità conduce corrente alternata.

Principio di funzionamento di un touch screen capacitivo

Un touch screen capacitivo è un pannello di vetro rivestito con un materiale resistivo trasparente (solitamente una lega di ossido di indio e ossido di stagno). Gli elettrodi situati agli angoli dello schermo applicano una piccola tensione alternata (la stessa per tutti gli angoli) allo strato conduttivo. Quando si tocca lo schermo con il dito o con un altro oggetto conduttivo, si verificano perdite di corrente. Inoltre, più il dito è vicino all'elettrodo, minore è la resistenza dello schermo, e quindi maggiore è la corrente. La corrente in tutti e quattro gli angoli viene registrata da sensori e trasmessa al controller, che calcola le coordinate del punto di contatto.

Nei precedenti modelli di schermi capacitivi veniva utilizzata la corrente continua: ciò semplificava la progettazione, ma se l'utente aveva uno scarso contatto con il suolo, ciò causava guasti.

I touchscreen capacitivi sono affidabili, circa 200 milioni di clic (circa 6 anni e mezzo di clic al secondo), non perdono liquidi e tollerano molto bene i contaminanti non conduttivi. Trasparenza al 90%. Tuttavia, il rivestimento conduttivo è ancora vulnerabile. Pertanto, gli schermi capacitivi sono ampiamente utilizzati nelle macchine installate in aree protette. Non rispondono alla mano guantata.

Principio di funzionamento dei touch screen capacitivi proiettati

All'interno dello schermo è applicata una griglia di elettrodi. L'elettrodo insieme al corpo umano forma un condensatore; l'elettronica misura la capacità di questo condensatore (fornisce un impulso di corrente e misura la tensione).

Principio di funzionamento del touch screen capacitivo proiettato

La trasparenza di tali schermi arriva fino al 90%, l'intervallo di temperatura è estremamente ampio. Molto resistente (il collo di bottiglia è la complessa elettronica che elabora i clic). POE può utilizzare vetri fino a 18 mm di spessore, il che si traduce in un'estrema resistenza agli atti vandalici. Non reagiscono ai contaminanti non conduttivi; quelli conduttivi vengono facilmente soppressi utilizzando metodi software. Pertanto, i touch screen capacitivi proiettati vengono utilizzati nelle macchine esterne. Molti modelli reagiscono a una mano guantata. Nei modelli moderni, i progettisti hanno raggiunto una precisione molto elevata, tuttavia, le versioni resistenti agli atti vandalici sono meno precise.

I PEE reagiscono anche all'avvicinarsi di una mano: la soglia di risposta è impostata dal software. Distinguere tra la pressatura a mano e la pressatura con una penna conduttiva. Alcuni modelli supportano il multitouch. Pertanto, questa tecnologia viene utilizzata nei touchpad e negli schermi multi-touch.

Vale la pena notare che, a causa delle differenze terminologiche, gli schermi capacitivi di superficie e quelli proiettati vengono spesso confusi. Secondo la classificazione utilizzata in questo articolo, lo schermo dell'iPhone è proiettato capacitivo.

Conclusione

Ogni tipo di touch screen ha i suoi vantaggi e svantaggi; per chiarezza, guardiamo la tabella.

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