Як це працює сенсорні екрани, комп’ютери, техніка, аргументи і факти

Існує чотири основних типи сенсорних екранів, але в мобільних пристроях використовуються тільки два: резистивні і ємнісні. Між ними немає подібності, але основна відмінність можна сформулювати так: резистивні екрани розпізнають натискання, а ємнісні - дотик. У планшетних комп'ютерах використовується третій тип екранів - індукційні.

Резистивні сенсорні екрани поширені найбільш широко - їх частка в загальній кількості становить близько 90 відсотків. Це пояснюється низькою собівартістю виробництва і простотою технології.

Резистивний екран представляє з себе рідкокристалічну панель, на який накладено дві прозорі пластини, розділені діелектриком. Верхня пластина, на яку натискає користувач, гнучка, нижня - жорстко закріплена на екрані. Звернені один до одного поверхні покриті струмопровідних складом, а по їх краях розташовується від чотирьох до семи електродів.

Коли користувач натискає на екран, верхній шар прогинається і стосується нижнього. Точка дотику визначається мікро контролером, який послідовно подає напругу на електроди верхньої і нижньої пластини. За одну секунду контролер встигає обчислити координати кілька сотень разів.

До плюсів резистивної технології відноситься не тільки дешевизна, але і непогана чутливість, а також можливість натискати на екран будь-яким предметом. В мінусах - погане світлопропускання, що змушує використовувати більш яскраве підсвічування і швидкий механічний знос, що обмежує ресурс найпопулярніших чотирьох провідних панелей одним мільйоном натискань. П'ятипровідні панелі витримують в 35 разів більше натискань через іншого розташування електродів, але з'ясувати який саме екран використовується в тому чи іншому пристрої практично неможливо.

До мінусів резистивної технології можна також віднести погану підтримку мультитач жестів. Деякі екрани вміють розпізнавати два одночасних натискання, але точність визначення координат в багатьох випадках залишає бажати кращого.

В основі роботи ємнісний сенсорною технології лежить той факт, що людина здатна проводити електричний струм і має деяку електричну ємність. Існує два варіанти ємнісних екранів: поверхнево-ємнісні і проекційно-ємнісні.

Екран першого типу являє собою скляну панель, покриту спеціальним провідним матеріалом. По кутах панелі розташовуються електроди, які подають низьковольтне змінну напругу на провідний шар. При торканні екрану пальцем відбувається витік струму, а оскільки величина струму з кожного електрода прямо пропорційно відстані до точки дотику, то контролера досить просто вирахувати її координати.

Поверхнево-ємнісні екрани не погіршують світлопропускання, мають великий ресурс - близько 210 млн. Торкань, але вимогливі до температури навколишнього середовища, не підтримують мультитач, а необхідність розміщувати з боків електроди робить їх погано підходящими для мобільних пристроїв.

Цих недоліків позбавлені проекционно-ємнісні панелі, які працюють за дещо іншою схемою. Залежно від типу в них використовується один або два набору вертикальних і горизонтальних електродів, ізольованих один від одного склом. Мікроконтролер послідовно подає на кожен з електродів напруга і вимірює амплітуду виникає імпульсу струму. При тому, що піднесло пальця до екрану, ємність електродів, що знаходяться під ним, змінюється, відповідно стає більше і імпульс напруги, який повинен подати контролер. Координата торкання - це електрод із збільшеною місткістю.

Поверхнево-ємнісні екрани встановлюються в Apple iPhone і iPad, тому ці пристрої так добре реагують на торкання і підтримують мультитач. У порівнянні з резистивним ці екрани набагато більш точно визначають координати, а відсутність прогинаються шарів робить їх надійними і довговічними. Правда, на них дуже важко малювати або писати від руки - для цього знадобиться спеціальний стилус. Ресурс проекционно-ємнісних панелей обмежений 160 млн. Торкань.

Сенсорні екрани планшетних ноутбуків не є ні резистивним, ні ємнісними. Вони індукційні і працюють за наступним принципом: під екраном знаходиться панель з котушками індуктивності, які формують на його поверхні електромагнітне поле. У спеціальному стилусе, який завжди йде в комплекті з ноутбуком, знаходиться резонансний контур. При тому, що піднесло стилуса до екрану цей контур змінює активність котушки індуктивності, яке вилежується мікро контролером.

Одна з причина, по якій в ноутбуках рідко використовується інший тип сенсорних екранів, полягає в можливості малювати і писати від руки. Залежно від сили натискання на стилус змінюється активність котушки індуктивності: чим вище тиск, тим товщі на екрані виходить лінія.

За допомогою стилуса можна легко емулювати натискання правої кнопки миші. Для цього на стилусе передбачена кнопка, що підключає додаткові витки до резонансного контуру. Вона сильніше змінює активність котушок індуктивності, що інтерпретується як натискання на праву кнопку миші.

Фахівці вважають, що в майбутньому переважна кількість мобільних пристроїв буде мати сенсорні екрани ємнісного типу. Резистивна технологія тримається на ринку виключно через дешевизну, але падіння її частки неминуче. Розвиток призначених для користувача інтерфейсів і конкуренція з "ємнісним піонером" Apple iPhone змушує виробників поступово відмовлятися від морально застарілої технології. Підтримка ємнісних екранів заявлена ​​в новій мобільній операційній системі Windows Phone.

На ринку вже з'явилися перші ємнісні ноутбуки з підтримкою мультитач жестів. Ці комп'ютери не є планшетними оскільки не підходять для малювання або рукописного введення, але прекрасно відображають тенденцію, що склалася. Через кілька років ми, ймовірно, забудемо про існування резистивних сенсорних екранів, а будь-який пристрій зі стилусом не викликатиме ніяких емоцій, крім непідробного подиву.