Тачскрины и их развитие в будущем

Тачскрины и их развитие в будущем

17.07.15

Что для нас является обычной вещью, к которой мы привыкли и даже забыли, когда она появилась? Это сенсорные экраны. Сейчас большинство новинок телефонов, а точнее, смартфонов, планшетных компьютеров, ноутбуков и прочей электроники оснащены сенсорными экранами или тачскринами. Мы все привыкли к этим устройствам так, будто они были в нашей жизни всегда. Не зря существует пословица: «К хорошему быстро привыкаешь». Удобство сенсорных экранов говорит само за себя: почти все мировые производители электроники в последние годы сосредоточили свое внимание на продукции с сенсорными дисплеями.

Оно и понятно, ведь это упрощает работу с новой техникой и позволяет внедрять ее в различные сферы деятельности человека, будь то простой банкомат, смартфон или высокоточное оборудование, которое функционирует на заводах или в том же автомобиле. Сейчас многие автопроизводители устанавливают сенсорные экраны вместо привычных кнопок, что позволяет на сравнительно небольшой площади экрана поместить максимум информации о работе авто, а также настроить его по своему усмотрению просто нажав пальцем на дисплей.
 

Сама идея сенсорного экрана довольно-таки старая, она была опубликована и запатентована американским изобретателем Семюэлем Херстом, который получил два свидетельства на технологию тачскринов в 1972 и 1974 годах. Но современный человек, которому недосуг углубляться в историю появления сенсорных экранов, почти со 100% уверенностью скажет, что такую технологию придумал основатель одной из наиболее дорогостоящих компаний в мире — «Apple» — Стив Джобс. Верящие в правдивость данного утверждения, будут неправы, но если говорить о том, кто эту идею ввел в нашу жизнь и сделал свою продукцию лидером в применении сенсорных экранов, то здесь, несомненно, есть доля истины.


 

Сначала Джобс представил миру революционный на то время телефон «iPhone», а позже новинку, нашедшую свою нишу между смартфонами и ноутбуками — планшетный компьютер «iPad», который управляется только с помощью сенсорного экрана. Многие считают, что Джобс не единожды опережал свое время, предлагая миру революционные идеи. Если бы он был еще жив, кто знает, какие новинки могли увидеть свет благодаря ему .
 

Но давайте на время вернемся к человеку, благодаря которому мы сейчас пользуемся этой технологией. Семюель Херст работал в лаборатории Университета штата Кентуки, свои изобретения он сделал в начале 70-х годов ХХ века. Первый патент на технологию тачскринов был в соавторстве с Джеймсом Парксом, второй он запатентовал уже сам.

В свое время Херст работал в Окриджской лаборатории в направлении «медицинская физика». По долгу службы ему приходилось вводить много информации в компьютер с данных самописцев, что было утомительно и отнимало уйму времени. Чтобы упростить себе жизнь, Херст возвращается в родной университет и начинает работать над автоматизацией процесса ввода данных с помощью сенсорного экрана, по которому движется самописец. Главной задачей было придумать, как наиболее точно определить координаты точки касания самописцев и экрана, чтобы максимально достоверно оцифровать получаемые данные.
 

Изобретение Херста принесло ему немало прибыли, так как производители банкоматов быстро нашли применение его идеям. Херст основал фирму Elographics, которая и выпускала сенсорные экраны под названием Elograph. В 1994 году она получила новое название — Elo TouchSystems. Сейчас фирма принадлежит гиганту мира электроники Tyco Electronics Ltd, являющийся одной из старейших фирм в США. Умер Сэм Херст 7 июля 2010 года, успев увидеть триумф своего изобретения. Правда, мало кто теперь вспомнит о том, что он был создателем технологии сенсорного экрана — сейчас недостаточно изобрести что-то, нужно это еще и продать. Поэтому и помнят имя того, кто смог продвинуть изобретение в массы.
 

Одним из этапов развития сенсорных устройств стала реализация принципа мультитач, то есть когда экран распознает не одну пару координат, а сразу несколько (минимум — две). Этот принцип позволяет сдвиганием пальцев увеличивать или уменьшать масштаб изображения на экране, перелистывать страницы в интернете, а также пользоваться множеством приложений и игр. Данная технология была применена еще в первой версии «iPhone», а сейчас есть практически во всех сенсорных устройствах. Развитие функции мультитач позволяет работать сразу в нескольких точках планшета и выполнять различные функции. Вы одновременно можете печатать что-то и листать картинки, лишь бы хватало пальцев. Патент на данное ноу-хау был получен сотрудником лаборатории Белла Леонардом Кэсдей в далеком 1981 году.

 

А как оно все же работает?

 

С момента появления первых сенсорных экранов, изобретенных Херстом, прошло более 40 лет. За это время появилось много других технологий и принципов работы сенсорных дисплеев, которые отличаются между собой сферой применения, стоимостью, физическими параметрами и многим другим. Известно, что чем проще в изготовлении, надежней и функциональней, тем лучше для всех. Но, увы, нельзя совместить все достоинства сенсорных экранов в одном. Пока нельзя.
 

Реализованная Херстом технология сейчас является наиболее популярной и обладает низкой себестоимостью, при этом имеет хорошие эксплуатационные и технические характеристики. Называется она «резистивная технология сенсорного экрана». До 2008 года рынок устройств с резистивными экранами был заполнен на 91%, но сейчас с изобретением новых методик эта ситуация изменилась. Например, по другому принципу реализованы экраны планшетов фирмы «Apple».
 

В основе работы резистивного экрана заложено следующее: экран состоит из двух пластин, которые разделены диэлектриком. Одна из пластин является жесткой и накладывается на стекло дисплея, а вторая (верхняя) — гибкая. Пластины покрыты резистивным слоем. Стандартный вариант данного вида экрана является четырехпроводным, то есть в верхней и нижней пластине, которые являются диэлектрическими, параллельно друг другу уложены нити проводника. При этом нити нижней пластины параллельны нитям верхней.


 

Когда палец касается экрана, он нажимает на верхнюю пластину — мембрану — и она прикасается к нижней. В этой момент резистивные слои замыкаются и возникает электрический ток. Чтобы определить координаты точки касания, достаточного электрического потенциала и двух точек касания на нижней пластине, но для повышения точности применяют схемы из трех, четырех и даже восьми точек измерения потенциала. Сейчас наиболее распространенной является схема из 5 точек определения координат. Именно она была запатентована Сэмом Херстом.
 

Для определения координат в точке Х на горизонтальную пару электродов подается напряжение. Соответственно, величина точки У определяется по закороченным вертикальным контактам. Для точности определения координат используется пять или восемь электродов, о чем ранее говорилось в статье.
 

Другой распространенной технологией являются сенсорные экраны с емкостным принципом работы. Они представляют собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным слоем, по углам которой расположены четыре электрода. Через них подается напряжение малой величины на резистивную прослойку. Когда палец касается экрана, возникает ток утечки. Чем ближе палец будет к какому-то электроду, тем сильнее между ними будет падать сопротивление, а ток, соответственно, увеличиваться. Таким образом, для электрода, к которому ближе всего будет палец, и зафиксируется максимальный ток.
 

Также была изобретена проектно-импульсная технология, при которой сканируется весь экран импульсами тока, и в точке, где палец соприкасается с экраном, возникает полость, то есть уменьшается сопротивление между пластинами. Еще есть экраны, построенные на работе сетки из инфракрасных лучей, которая наложена поверх экрана и регистрируется фотоэлементами. Такую технологию предпочитают использовать военные.
 

Тачскрины, основанные на принципе работы поверхностно-акустических волн, оснащаются пьезоэлектрическими преобразователями, излучающими ультразвуковую волну с частотой 5 МГц. По всему периметру экрана расположены принимающие и отражающие датчики. Когда от них отражается волна, в месте соприкосновения пальца и экрана она изменяется, таким образом датчики фиксируют измененную волну и место искажения, то есть точку координат соприкосновения.
 

К сегодняшнему моменту создано много способом и принципов применения акустических и оптических, механических и электрических схем для определения точки координат, соприкосновения пальца к экрану. Одним из принципов, на котором бы хотелось остановиться, является схема, когда к экрану касается не палец, а специальный щуп — стилус, обеспечивающий эффект резонансным контуром. При касании стилусом экрана изменяется электромагнитное поле экрана, фиксируемое датчиками. Таким образом определяется точка координат соприкосновения. Стилусы имеют специализированное применение, например, для ввода графических изображений, рисунков, чертежей или рукописного текста. В данный момент наиболее надежной является резистивная технология тачскринов.

 

Что скрывается за обложкой, или “лицо гаджета

 

Хотя технология сенсорных экранов за последние годы продвинулась вперед очень далеко, однако все же идеальных тачскринов пока не изобретено. Все они имеют свои плюсы и минусы. Так, например, резистивный экран достаточно популярен благодаря надежности и низкой себестоимости, но он обладает невысокой светопроводимостью, составляющей 85% в лучших образцах. Тем не менее такие экраны применяются во многих областях, таких как компьютерная техника, медицина, на производствах для контроля технологических процессов, в сфере обслуживания и так далее.


 

Тачскрины, работающие по принципу поверхностно-акустических волн, являются дорогостоящими и плохо работают при внешних вибрациях. Но и они нашли нишу для применения, так как обладают уникальным свойством определения силы нажатия на экран. Оптические экраны используются для построения сенсорных панелей больших размеров, вплоть до габаритов классной доски и более. Главное, чтобы было где ее использовать.
 

Для банкоматов, демонстрационных стендов, уличных платежных терминалов применяются проекционно-емкостные тачскрины, поскольку эта технология позволяет использовать ее на толстом стекле, чтобы избежать повреждения устройств вандалами. Толщина стекла может достигать до 18 мм. Также такие экраны монтируют в маленькие портативные мультимедийные устройства.
 

Еще пять лет назад функция мультитач была в новинку, и ее применение на проекционно-емкостных экранах дало возможность существенно увеличить продажи устройств с таким дисплеем. Ведь возможность одновременно работать несколькими пальцами на экране — это удобно. Такой принцип используется в смартфонах и планшетах фирмы «Apple». А конкуренция на рынке заставляет производителей все более совершенствовать свою продукцию и снижать на нее цены.
 

Когда только появился планшет «iPad», конкуренты неодобрительно о нем отзывались, так как не понимали сферы его применения. А она оказалась значительной: на тоненьком планшете можно смотреть фильмы, читать книги, работать в интернете, слушать музыку, печатать текст и так далее. Но не стоит забывать, что первые модели были не так идеальны, как их рекламировали. Они не были оборудованы встроенной камерой, в них отсутствовала навигация, продолжительность работы оставляла желать лучшего. Но прошло всего 5-6 лет, и сейчас это высокотехнологичные и удобные устройства, без которых мы уже не представляем нашу жизнь. Но и сегодня не стоит забывать, что планшет нужно выбирать по соотношению «цена-качество», а не по внешнему виду или совету знакомого. Чем дешевле планшет, тем меньше его функционал и хуже качество применяемых материалов. Например, средняя цена на планшеты «iPad» — от 600 до 900 долларов. Но за эти деньги покупатель получает не только икону преклонения многих фанатов «Apple», а и стильное, функциональное и практичное устройство.
 

С каждым поколением планшетов «iPad» производитель улучшает их качество, функции, делает интерфейс более простым и понятным. Наполняет качественным контентом, чтобы пользователю было чем заняться. Именно простота интерфейса завоевала немало поклонников среди младшего и старшего поколения, ведь в принципе работы с планшетом заложено интуитивное управление, а не знания, как, например, при использовании обычного компьютера.
 

На данный момент у «iPad» появилось много конкурентов (Samsung, HP, Acer, Lenovo, LG). Эти планшеты управляются операционной системой «Android» и имеют множество интересных функций. На многих устройствах благодаря поддержке мультитач-технологии можно рисовать или писать рукописные буквы, которые будут преобразованы в документ формата «тхт». Но как бы там ни было, популярность «iPad» все растет, несмотря на конкуренцию. Ведь хорошую вещь будут покупать всегда.

 

Взгляд в будущее


 

Сейчас большинство производителей уделяют повышенное внимание сенсорным дисплеям, и развитие этой технологии происходит ускоренными темпами. Не так давно компанией «Samsung» был представлен гибкий сенсорный экран. Скоро мы увидим ультратонкие смартфоны, которые будут оснащены не хуже планшета или компьютера, совмещая в себе множество функций.

На большинстве смартфонов уже сейчас применяются технологии, которые еще пару лет назад были для нас фантастикой.

Но чтобы ваш гаджет выделялся из таких же товаров, обращать внимание нужно и на его лицо, то есть дизайн. Чем заметнее он в толпе конкурентов и приятнее его держать в руках, тем больше у него будет покупателей. Ведь большинство смартфонов и планшетов очень похожи между собой, поэтому производители уделяют достаточно внимания деталям дизайна. Большинство покупателей сначала видят смартфон или планшет, а уж потом вникают в принцип его работы и функциональность.
 

Увеличение функций тачскринов позволит им считывать информацию с пластиковых карт, распознавать лица пользователей (сейчас эта функция работает с помощью веб-камер в смартфонах и планшетах). Таким образом, управление гаджетами выходит на совершенно новый уровень, ведь скоро можно будет включать любое приложение просто взмахом руки. А пока будем ждать новинок от мировых производителей, которые обязательно удивят нас.

Контакты
  • Телефон:
    0 (800) 21-02-35
  • Контактное лицо:
    Уважаемые покупатели, если у Вас есть вопросы, то напишите нам на наш email ctehsale10@gmail.com
  • Адрес:
    Сайт для оформления заказов WWW.LCDSHOP.NET Наша компания имеет три склада в Украине: Киев, Покровск, Одесса (склад закрытого типа-самовывоза нет). Мы работаем только по 100% оплате, отправляем Новой почтой , Сайт для оформления Ваших заказов WWW.LCDSHOP.NET, Киевская область, Украина
  • Email:
    xboxer.org1@gmail.com
  • ICQ:
    611487987 (опт)
Карта