Емкостный дисплей с поддержкой мультитач есть ли
Экраны современных устройств могут не только выводить изображение, но и позволяют взаимодействовать с устройством посредством сенсоров.
Современные технологии touchscreen
Изначально сенсорные экраны применялись в некоторых карманных компьютерах, а на сегодняшний день сенсорные экраны находят широкое применение в мобильных устройствах, плеерах, фото и видеокамерах, информационных киосках и так далее. При этом в каждом из перечисленных устройств может применяться тот или иной тип сенсорного экрана. В настоящее время разработано несколько типов сенсорных панелей, и, соответственно, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками. В данной статье мы как раз и рассмотрим, какие же бывают типы сенсорных экранов, их достоинства и недостатки, какой тип сенсорного экрана лучше.
Существует четыре основных типа сенсорных экранов: резистивные, емкостные, с определением поверхностно-акустических волн и инфракрасные. В мобильных же устройствах наибольшее распространение получили только два: резистивные и емкостные. Основным их отличием является тот факт, что резистивные экраны распознают нажатие, а емкостные – касание.
Резистивные сенсорные экраны
Данная технология получила наибольшее распространение среди мобильных устройств, что объясняется простотой технологии и низкой себестоимостью производства. Резистивный экран представляет собой LCD дисплей, на который наложены две прозрачные пластины, разделенные слоем диэлектрика. Верхняя пластина гибкая, так как на нее нажимает пользователь, нижняя же жестко закреплена на экране. На обращенные друг другу поверхности нанесены проводники.
Резистивный сенсорный экран
Микроконтроллер подает напряжение последовательно на электроды верхней и нижней пластины. При нажатии на экран гибкий верхний слой прогибается, и его внутренняя проводящая поверхность касается нижнего проводящего слоя, изменяя тем самым сопротивление всей системы. Изменение сопротивления фиксируется микроконтроллером и таким образом определяются координаты точки касания.
Из плюсов резистивных экранов можно отметить простоту и малую стоимость, неплохую чувствительность, а также возможность нажимать на экран как пальцем, так и любым предметом. Из минусов необходимо отметить плохое светопропускание (в результате приходится использовать более яркую подсветку), плохая поддержка множественных нажатий (multi-touch), не могут определять силу нажатия, а также довольно быстрый механический износ, хотя в сравнении со временем жизни телефона, этот недостаток не так уж и важен, так как обычно быстрее телефон выходит из строя, чем сенсорный экран.
Применение: сотовые телефоны, КПК, смартфоны, коммуникаторы, POS-терминалы, TabletPC, медицинское оборудование.
Емкостные сенсорные экраны
Емкостные сенсорные экраны делятся на два типа: поверхностно-емкостные и проекционно-емкостные. Поверхностно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло, на поверхность которого нанесено тонкое прозрачное проводящее покрытие, поверх которого нанесено защитное покрытие. По краям стекла расположены печатные электроды, которые подают на проводящее покрытие низковольтное переменное напряжение.
Поверхностно-емкостной сенсорный экран
При касании экрана образуется импульс тока в точке контакта, величина которого пропорциональна расстоянию из каждого угла экрана до точки касания, таким образом, вычислить координаты места касания контроллеру достаточно просто, сравнить эти токи. Из достоинств поверхностно-емкостных экранов можно отметить: хорошее светопропускание, малое время отклика и большой ресурс касаний. Из недостатков: размещенные по бокам электроды плохо подходят для мобильных устройств, требовательны к внешней температуре, не поддерживают multi-touch, касаться можно пальцами или специальным стилусом, не могут определять силу нажатия.
Применение: информационные киоски в охраняемых помещениях, в некоторых банкоматах.
Проекционно-емкостные сенсорные экраны представляют собой стекло с нанесенными на него горизонтальными ведущими линиями проводящего материала и вертикальными определяющими линиями проводящего материала, разделенные слоем диэлектрика.
Проекционно-емкостной сенсорный экран
Работает такой экран следующим образом: на каждый из электродов в проводящем материале микроконтроллером последовательно подается напряжение и измеряется амплитуда возникающего в результате импульса тока. По мере приближения пальца к экрану емкость электродов, находящихся под пальцем, изменяется, и таким образом контроллер определяет место касания, то есть координаты касания – это пересекающиеся электроды с возросшей емкостью.
Достоинством проекционно-емкостных сенсорных экранов является быстрая скорость отклика на касание, поддержка multi-touch, более точное определение координат по сравнению с резистивными экранами и определение силы нажатия. Поэтому эти экраны в большей степени используются в таких устройствах, как iPhone и iPad. Также стоит отметить большую надежность этих экранов и, как следствие, больший срок работы. Из недостатков можно отметить, что на таких экранах касаться можно только пальцами (рисовать или писать от руки пальцами очень неудобно) или специальным стилусом.
Применение: платежные терминалы, банкоматы, электронные киоски на улицах, touchpads ноутбуков, iPhone, iPad, коммуникаторы и так далее.
Сенсорные экраны ПАВ (поверхностно-акустические волны)
Состав и принцип работы данного типа экранов следующий: по углам экрана размещены пьезоэлементы, которые преобразуют подаваемый на них электрический сигнал в ультразвуковые волны и направляют эти волны вдоль поверхности экрана. Вдоль краев одной стороны экрана распределены отражатели, которые распределяют ультразвуковые волны по всему экрану. На противоположных от отражателей краях экрана расположены сенсоры, которые фокусируют ультразвуковые волны и передают их далее на преобразователь, который в свою очередь преобразует ультразвуковую волну обратно в электрический сигнал. Таким образом, для контроллера экран представляется в виде цифровой матрицы, каждое значение которой соответствует определенной точке поверхности экрана. При касании пальцем экрана в любой точке происходит поглощение волн, и в результате общая картина распространения ультразвуковых волн изменяется и в результате преобразователь выдает более слабый электрический сигнал, который сравнивается с хранящейся в памяти цифровой матрицей экрана, и таким образом вычисляются координаты касания экрана.
Сенсорный экран ПАВ
Из достоинств можно отметить высокую прозрачность, так как экран не содержит проводящих поверхностей, долговечность (до 50 млн. касаний), а также сенсорные экраны ПАВ позволяют определять не только координаты нажатия, но и силу нажатия.
Из недостатков можно отметить более низкую точность определения координат, чем у емкостных, то есть рисовать на таких экранах не получится. Большим недостатком являются сбои в работе при воздействии акустических шумов, вибраций или при загрязнении экрана, т.е. любая грязь на экране блокирует его работу. Также данные экраны корректно работают только с предметами, поглощающими акустические волны.
Применение: сенсорные экраны ПАВ в основном в охраняемых информационных киосках, в образовательных учреждениях, в игровых автоматах и так далее.
Инфракрасные сенсорные экраны
Устройство и принцип работы инфракрасных сенсорных экранов довольно простой. Вдоль двух прилегающих друг к другу сторон сенсорного экрана расположены светодиоды, излучающие инфракрасные лучи. А на противоположной стороне экрана расположены фототранзисторы, которые принимают инфракрасные лучи. Таким образом, весь экран покрыт невидимой сеткой пересекающихся инфракрасных лучей, и если коснуться экрана пальцем, то лучи перекрываются и не попадают на фототранзисторы, что немедленно регистрируется контроллером, и таким образом определяются координаты касания.
Инфракрасный сенсорный экран
Применение: инфракрасные сенсорные экраны используются в основном в информационных киосках, торговых автоматах, в медицинском оборудовании и т.д.
Из достоинств можно отметить высокую прозрачность экрана, долговечность, простоту и ремонтопригодность схемы. Из недостатков: боятся грязи (поэтому используются только в помещении), не могут определять силу нажатия, средняя точность определения координат.
P.S. Итак, мы рассмотрели основные типы наиболее распространенных сенсорных технологий (хотя есть еще и менее распространенные, такие, как оптические, тензометрические, индукционные и так далее). Из всех этих технологий наибольшее распространение в мобильных устройствах получили резистивные и емкостные, так как обладают высокой точностью определения точки касания. Из них наилучшими характеристиками обладают проекционно-емкостные сенсорные экраны.
Текст подготовлен по материалам из открытых источников методистами по Технологии Карабиным А.С., Л.В. Гаврик, С.В. Усачёвым
Современный мир технологий регулярно обновляется новыми гаджетами и различным техническим оборудованием. Практически каждый слышал такое модное слово, как «мультитач экран». Однако не все пользователи могут рационально оценить функции и преимущества этого устройства. Давайте разберёмся подробнее, как выглядит мультитач экран, что это вообще за технологическое новшество?
Мультитач способен одновременно распознавать больше двух нажатий
Дисплей мультитач: устройство и применение
Разновидность ёмкостных экранов
Почему, собственно говоря, они так называются? Объект большой ёмкости проводит по экрану устройства электрический переменный ток. Поверхность представляет собой не что иное, как стеклянную панель, покрытую резистивным прозрачным сплавом. Проводящий слой обладает большим уровнем напряжения и при соприкосновении с каким-либо предметом или пальцем совершается утечка тока. В результате этого датчиками фиксируется утечка тока, вследствие чего происходит мгновенное вычисление координат точки нажатия.
Применение в жизни
Следует сказать о том, что ёмкостные дисплеи устанавливают не только в планшеты, но также и в информационные киоски, банкоматы и охраняемые здания. Круг использования проекционно-ёмкостных дисплеев намного шире. Их можно встретить в платёжных терминалах, ноутбуках, электронных киосках и любых устройствах, которые поддерживают технологию мультитач. Для взаимодействия с проекционно-ёмкостными экранами можно использовать специальный токопроводящий стилус, однако его мало кто применяет. Гораздо удобнее совершать все действия в ручном режиме.
Говорить о недостатках ёмкостных и проекционно-ёмкостных экранов не приходится. Единственным минусом, пожалуй, является их высокая стоимость, однако она в полной мере себя оправдывает. Если хотите приобрести устройство с качественным сенсорным типом экрана, придётся заплатить соответствующую сумму.
Устройство и применение
Более простой и дешёвой технологией является резистивный сенсор, состоящий из пластиковой мембраны и проводящей подложки. При нажатии на мембранную часть происходит лёгкое замыкание с подложкой. Электроника управления при этом вычисляет сопротивление, которое возникает между краями двух частей. В результате происходит вычисление координат точки нажатия.
Зачастую резистивные сенсорные экраны используются в недорогих моделях планшетов и других мобильных устройствах, коммуникаторах, КПК, медицинском оборудовании и промышленных управленческих устройствах. К гаджетам со встроенным резистивным дисплеем в комплекте идёт специальный стилус. Несмотря на это, с таким планшетом можно работать и любым другим тупым предметом. Реагируют резистивные дисплеи и на пальцы, даже в перчатках. Правда, есть один небольшой нюанс — воздействие на поверхность не должно быть очень сильным, в противном случае можно повредить экран.
Как понять, есть ли мультитач в аппарате?
Очень важно еще до покупки уметь распознать наличие такого экрана . Сегодня есть много мошенников, которые выдают обычные сенсорные устройства за высокотехнологичный экран мультитач:
- Ещё в торговом павильоне включите своё устройство и зайдите в меню Googl Maps. Если в аппарате есть мультитач, то масштабирование в этой программе будет происходить двумя касаниями пальцев. В противном случае это означает, что продавец даёт вам некорректную информацию, поэтому приобретайте другую модель.
- Перед совершением покупки зайдите на сайты производителей. Там вы найдёте подробную информацию о каждом устройстве.
- Резистивный экран в планшетах и смартфонах не оснащён функцией мультитач, однако, встречаются такие пользователи, которые яростно доказывают обратное. Просто на таких экранах можно воплотить только функцию поворота и масштабирования двумя пальцами, но на этом его возможности заканчиваются. В современные игры вы не сможете играть, что наверняка расстроит каждого пользователя, который рассчитывал на приятный игровой процесс.
Сегодня мониторы недостаточно большие, чтобы работать на них двумя руками, но в ближайшее время в каждом гаджете будут такие технологические мультитач экраны. Все, что показывали когда-то в фантастических фильмах, сегодня осуществляется и активно внедряется в быт людей. Великие умы регулярно включают в гаджеты новые функции и используют мультитач экран для управления, при этом разрабатываются новые комбинации и совершенствуется сама технология. Сенсорный экран — это лицо нынешней технологии и за ним, несомненно, стоит все наше будущее.
Сенсорный экран предназначен, в первую очередь, для вывода и ввода информации за счёт жестикуляции или нажатия на дисплей. Сейчас существует множество разновидностей, позволяющих напрямую взаимодействовать с устройством. Встроенные сенсоры можно увидеть во многих устройствах: смартфонах, планшетах, плеерах, видеокамерах и фотоаппаратах. Существующие типы сенсорных экранов обладают своими достоинствами и недостатками. Для того чтобы решить, какой из них лучше, необходимо более детально изучить особенности каждого. В нашем случае мы остановимся на сенсорных дисплеях, встроенных в планшеты.
Отметим, что типы сенсорных экранов планшетов разделяются на четыре основных типа:
- Ёмкостные.
- Проекционно-ёмкостные.
- Дисплеи с поверхностно-акустическими волнами (ПАВ).
- Резистивные.
Наиболее распространены ёмкостные и резистивные. Их главное отличие заключается в том, что первые распознают касание, а вторые нажатие (стилусом или пальцем). По правде сказать, резистивные сенсоры устанавливаются в более дешёвых моделях планшетов и считаются пережитками. Ёмкостные широко используются в новых моделях мобильных устройств.
Отличительные характеристики мультитач от обычного сенсорного экрана
Не стоит путать эти два экрана. Обыкновенный сенсор реагирует только на одно прикосновение, для него особую важность составляет последовательность процесса. Управление мультитач экраном основано на нескольких касаниях одновременно.
Регулярно инженеры ведущих компаний разрабатывают новые комбинации, которые должны облегчить работу и управление электронными устройствами. Обладатели смартфонов давно ощутили преимущества в функции масштабирования. Многие производители утверждают, что их гаджеты способны распознавать от 10 до 20 касаний синхронно.
Использование мультитач в гаджетах:
- Управление играми и развлекательными приложениями.
- Масштабирование изображения одним касанием.
- Легкое управление приложениями и экономия времени.
Характеристики резистивных экранов
Значение мультитач в современном мире
Теперь, когда мы познакомились с этим устройством, возникает вопрос о том, что значит мультитач экран в современном мире? Может быть, в этой функции нет никакого смысла и переплачивать за неё готовы не все? Это только так кажется, на самом деле, такие прикосновения к экрану не просто упрощают поставленную задачу, но и экономят время пользователя. Вы, конечно, не замечаете, как машинально пытаетесь увеличить картинку двумя пальцами рук. Согласитесь, эта функция очень удобна и возникает недоумение, когда новый сенсорный гаджет не реагирует на это действие.
Если рядовой пользователь сможет прожить без этих новшеств в аппарате, то заядлый игроман столкнётся с массой трудностей. Сегодня многие известные производители адаптируют управление игрового процесса именно под мультитач экран. Они просто отказываются от кнопочных команд и используют современные технологии для упрощения процесса игры.
Конструкция экрана
Практически все современные мобильные устройства поддерживают эту функцию. А что такое мультитач в планшете? Здесь ответ будет простым — это свобода действий и экономия времени при работе со многими приложениями. Многие ноутбуки и электронные книги тоже имеют на вооружении эту функцию.
Такой экран может быть разработан несколькими технологическими путями, но самым практичным и популярным остаётся — резистивный. Сэмюэль Херст является главным его разработчиком. Основное достоинство в этой производственной схеме — низкая стоимость. Правда, этот способ был популярен до 2008 года. После этого разрабатывались более универсальные варианты создания экрана мультитач: тензометрические, оптические и индуктивные тачскрины. Сегодня многие создатели работают над проекционно-ёмкостным сенсорным экраном, именно его использует знаменитая фирма Apple в своих гаджетах.
Из чего же состоит этот высокотехнологичный экран? Панель из стекла, накрытая резистивным слоем, называется ёмкостный монитор. В углах дисплея размещаются четыре электрода, которые пропускают переменное напряжение. Как только палец прикасается к монитору, мгновенно происходит утечка тока. Чем больше размеры дисплея, тем больше точек касания распознаёт устройство.
Сенсорные дисплеи с поверхностно-акустическими волнами
Такие дисплеи работают следующим образом: пьезоэлементы, расположенные по углам устройства, преобразуют приходящий электросигнал в ультразвуковые волны. Они тут же поступают на поверхность дисплея. Вдоль краёв дисплея распространены отражающие элементы, а на противоположной стороне присутствуют сенсоры, которые фиксируют и передают волны ультразвука. Преобразователь трансформирует их в электросигнал. При касании он ослабляется, и вычисляются координаты касания. Следует отметить, что вычисляется и интенсивность касания, чего нет у других типов экранов. Однако, в отличие от своих конкурентов, этот вариант не в полной мере определяет координаты, следовательно, вы не сможете рисовать на таких экранах.
Сенсорные дисплеи с поверхностно-акустическими волнами обладают высокой прозрачностью и долговечностью. Экран практически не имеет проводящих поверхностей и может выдержать до 50 миллионов касаний. Существенным недостатком является то, что загрязнители блокируют работу устройства, а корректная работа дисплея осуществляется только во взаимодействии с поглощающими акустическими волнами. Дисплеи ПАВ встраивают не только в планшеты, но и в игровые автоматы, охраняемые киоски и прочие устройства.
Благодаря сенсорным экранам значительно упростился графический интерфейс и управление мобильных устройств. Доступ к функциям стал более простым. Сенсорные дисплеи позволяют делать минимум движений и получать информацию в полном объёме. Несмотря на то, что видов существует несколько, все они имеют свои преимущества. Какое устройство выбирать, решать только пользователю, отталкиваясь от собственных финансовых возможностей и предпочтений.
Небольшая статья про технологии мультитач уже была опубликована на Хабре в далеком октябре 2008 года. В апреле 2011 года хабраюзер DMikhail описал свой опыт создания интерактивного стола. На дворе октябрь 2012 года и пора рассказать очередную порцию новостей из мира мультитач.
Введение
С момента появления на свет первого мультитач дисплея прошло 35 лет, за это время появилось множество разнообразных технологий, поддерживающих от одного до бесконечности касаний. В этой статье я расскажу про несколько распространенных методов преобразования обычного средства отображения в интерактивное устройство.
Проекционно-емкостная технология (Projected Capacitive Touch)
Принцип работы данной технологии описан в вышеуказанной статье хабраюзера meako, а так же в Википедии.
На момент написания статьи в свободной продаже находятся пленки до 100” по диагонали (для форматов 4:3 и 16:9) с поддержкой до 12 независимых касаний. Так же компанией Perceptive Pixel (недавно купленной Microsoft corp.) представлен 82” мультитач ЖК-дисплей с поддержкой неограниченного числа касаний.
Прелесть этой технологии заключается в том, что сенсорная пленка наклеивается с обратной стороны от защитного стекла, т.е. находится между средством отображения (ЖК-панель, проекционный экран, и т.п.) и стеклом, таким образом защищена от погодных условий и механических повреждений. У некоторых производителей заявлено, что толщина стекла может доходить до 20мм. Именно на этой технологии основано большинство сенсорных дисплеев/терминалов/киосков, установленных в бизнес-центрах, аэропортах, вокзалах, метро и других общественных местах.
К недостаткам данной технологии можно отнести только отсутствие возможности распознавания меток (fiducial marker, см. далее) и ограниченная площадь сенсорной пленки. Последний недостаток может быть отчасти нивелирован возможностью наклейки пленки стык-в-стык.
Оптические технологии (Optical technologies)
- Rear Diffused Illumination (DI);
- Frustrated Total Internal Reflection (FTIR);
- Diffused Surface Illumination (DSI).
- поддержка практически неограниченного числа одновременных независимых касаний (на самом деле, количество ограничено разрешением камер(ы) и мощностью компьютера);
- возможность изготовить экран круглой, треугольной, шестиугольной и т.п. формы.
- поскольку технологии основаны на ИК-излучении определенной длины волны (см. далее), то наличие прямых солнечных лучей в зоне инсталляции недопустимо;
- для установки проектора и камер(ы) требуется довольно много пространства за экраном, что не всегда является приемлемым;
- необходимо разрабатывать специальное ПО, заставляющее эту систему работать, т.е. фактически писать драйвер.
Технология DI
Самый распространенный метод (из оптических), широко применяющийся в коммерческих инсталляциях в силу своей простоты и наглядности.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, придающий прочность экрану.
Проектор — проектор.
ИК-прожектор — монохромный излучатель в невидимом глазу человека ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-прожектора.
- ИК-прожектора создают равномерный ИК-фон, который проходит сквозь подложку и рассеиватель, и только малая часть излучения отражается обратно.
- при касании рассеивателя каким-либо предметом, отражающим ИК-излучение (рука, стилус, кружка и т.п.), в данном месте камера засекает довольно яркое пятно на сером фоне.
- сигнал с камеры обрабатывает специальное ПО и на выходе выдает координаты (а иногда и форму/размер/рисунок) ярких пятен, присутствующих в заранее заданной области экрана.
- возможность распознавания меток (см. далее);
- предельная простота реализации;
- возможность изготовить экран любой самой сложной формы, в т.ч. неплоской;
- возможность изготовить экран любой площади.
- самый низкий контраст изображения с камеры (среди указанных трех технологий);
- возможность ложных срабатываний (при поднесении пальца к экрану, но не касаясь его, плохо реализованное и настроенное ПО может распознать это как полноценное касание).
Технология FTIR
Довольно распространенный метод, однако в коммерческих продуктах встречается крайне редко.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — оптически прозрачный материал, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
По периметру подложки устанавливаются линейки ИК-светодиодов, излучение которых проникает внутрь подложки и распространяется там как волна в оптоволокне (явление носит название полное внутреннее отражение). Если палец касается экрана, то из-за изменения коэффициента преломления, волна проходит дальше границы подложки и отражается (рассеивается) от пальца, и это рассеянное излучение засекается камерой. Для усиления контраста изображения с камеры между рассеивателем и подложкой наносят слой так называемого “compliant layer”, выполненного чаще всего из силикона.
Рассеянное ИК-излучение засекается камерой и обрабатывается специальным ПО.
- самый высокий контраст изображения с камеры (среди указанных технологий);
- необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
- не распознает метки (см. далее).
Технология DSI
Технология идентична FTIR за исключением того, что подложка выполнена из специального оргстекла.
Рассеиватель — материал, рассеивающий поток проектора, т.е. экран обратной проекции.
Подложка — специальное оргстекло Endlighten, среда распространения ИК-волн.
Проектор — проектор.
ИК-светодиод — светодиод с длиной волны лежащей в ИК-диапазоне.
ИК-камера — камера с установленным узкополосным фильтром, пропускающим только длину волны соответствующую длине волны ИК-светодиода.
Фишка Endlighten в следующем: в материале размешана металлическая “пыль” таким образом, что при подсветке оргстекла с торца, излучение рассеивается на частичках “пыли” и возникает эффект самосвечения подложки, при этом на просвет материал все равно остается прозрачным.
Таким образом, помимо распознавания нажатий технология позволяет распознавать метки.
- возможность распознавания меток (см. далее);
- необходимость устанавливать торцевую ИК-подсветку;
- технология завязана на конкретном производителе оргстекла.
Метки (fiducials)
Метка представляет из себя плоскую фигуру, на которую нанесен рисунок, контрастный в ИК-диапазоне. Чаще всего это наклейка с черно-белым рисунком, нанесенная на реальный объект.
Пример меток.
ИК-излучение от белой области отражается, а черной — поглощается. Таким образом, в технологиях DI и DSI ИК-камера засекает рисунок, который легко распознается программным способом. В технологии же FTIR такой фокус не удастся: камера увидит только контур метки, но не ее содержание.
Ярким примером использования меток служит Reactable:
Технические детали
Рассеиватель
За время существования оптических технологий мультитач было испробовано большое количество разнообразных пленок и пластиков. Однако, самым лучшим материалом небезосновательно считается Evonik 7D006. Небезосновательно потому, что именно такой материал использовался в Microsoft Surface 1.0.
ИК-прожектор
Подбирается из ассортимента оборудования охранных систем. На рынке представлены прожектора с двумя длинами волн: 850 нм и 940 нм.
ИК-камера
Проектор
По проектору никаких ограничений нет, главное подобрать правильное разрешение, поток и объектив. Довольно много инсталляций используют ультракороткофокусные проектора, которые располагаются очень близко к экрану, экономя пространство. Так же не стоит обходить стороной лазерно-светодиодные проектора, которые на данный момент только начинают набирать популярность, главное преимущество которых заключается в высоком сроке службы источника света (более 20 тысяч часов против 3-4 тысяч у ламповых проекторов).
Примеры коммерческих продуктов
Microsoft Surface 1.0 (на технологии DSI):
UPD. Технология MS PixelSence
В январе 2011 года компания Microsoft совместно с компанией Samsung представили новый Microsoft Surface 2.0.
В 2012 году, в связи с выходом планшета MS Surface, стол Surface 2.0 был переименован в SUR40.
В столе SUR40 используется фирменная технология MS PixelSence.
Технология аналогична технологии DI, за исключением того, что вместо ИК-камеры используется ИК-сенсор, «встроенный» в каждый пиксель ЖК-матрицы. Таким образом PixelSence позволяет распознавать не только пальцы, но и метки, при этом толщина конструкции сведена к минимуму.
MultiTouch — стремительно набирающая популярность технология, позволяющая таким устройствам как сенсорные панели и экраны распознавать несколько касаний одновременно. Многие считают её технологией будущего, которая выведет пользовательский интерфейс на качественно новый уровень взаимодействия. Первым массовым mutlitouch устройством, стал Apple IPhone, выпущенный в 2007 году.
Но не iPhone единым жив , в этой статье я хочу рассказать о разных подходах к реализации с технической стороны, но не углубляясь в сверхсложные и непонятные простому человеку нюансы.
Чуток истории
Но далеко не Apple изобрели MultiTouch, работы в этом направлении велись с середины 80х годов. В 1984 году Bell Labs разработали экран на котором можно было манипулировать изображениями при помощи более чем одной руки, но эта разработка так и не увидела будущего.
В 1999 году компания FingerWorks выпустила несколько MultiTouch устройств, таких как внешний жестовый тачпад iGesture Pad и весьма экзотичная клавиатура TouchStream. После нескольких лет пребывания в собственной нише продукции, FingerWorks были приобретены Apple.
Технологическая сторона
Для простого пользователя, все во что можно тыкать — есть тач, а то во что можно тыкать несколькомя пальцами одновременно — . Но вот с технической точки зрения, к реализации сенсорных поверхностей есть множество совершенно разных подходов.
Резистивная технология
Технология относительно старая, и становящаяся уже «немодной». Тачпад состоит фактически из двух частей: гибкого слоя сверху (тонкая полиэфирная пленка ), и нижнего жёсткого слоя (как правило стекло), оба слоя являются проводниками, и имеют электрическое сопротивление. Они разделены воздухом или другим диэлектриком. Палец касаясь верхнего слоя, прогибает его так, что тот контактирует с нижней подкладкой. Напряжение в точке контакта измеряется и вычисляются координаты касания.
Поверхности могут быть прозрачны и использоваться в , кпк Для большей точности нажатия можно использовать стилус, или любой предмет.
У этой технологии множество недостатков, таких как невысокая чувствительность, механический износ, относительно большие физические размеры, подверженность случайным касаниям.
Но, Nokia, используя резистивную технологию у своих и новой модели 5800 добились тактильного фидбека от экрана. , по ощущениям нажатие кнопки на таком экране сходно с нажатием реальной физической кнопки.
Ёмкостная технология
Взаимная ёмкость
Сенситивная поверхность наносится подобно обыкновенным печатным платам. Она состоит из верхнего изоляционного слоя и сетки под ним. Когда палец касается поверхности, он изменяет электрическую ёмкость между соседними дорожками, исходя из чего возможно вычислить его положение и площадь касания.
Этот подход эффективнее резистивного, более долговечен отсутствия подвижных частей, более точен, и благодаря технологии изготовления, может быть нанесён практически на любую поверхность. Большинство современных производителей (Synaptics, Apple, другие) используют именно её. Проводниковые дорожки могут быть изготовлены из прозрачных материалов, что позволяет также использовать ёмкостную технологию в . Так же, технология позволяет распознавать несколько касаний одновременно, но реагирует только на человеческие пальцы (и другие объекты со сходными электрическими характеристиками). Использование классических стилусов, или подручных средств в их качестве — невозможно, но на рынке присутствуют специальные стилусы, по сути имитирующие свойства человеческого пальца.
Собственная ёмкость
Технология подобна предыдущей, но вместо двух отдельных слоев проводников, используется один слой электродов, подсоединённых к цепи.
Технология может обладать более высокой точностью по сравнению со , но она плохо применима для устройств с большой площадью высокой восприимчивости к паразитным ёмкостям, появляющимся на самих электродах.
В IPhone по неподтверждённым данным используются оба подхода.
Технология DuoSense™, представленная компанией для продуктов Microsoft является по сути все той же технологией, с поддержкой мультитач и специальных стилусов (продукты Apple впрочем, тоже.).
Другие подходы к MultiTouch
Рассеивание полного внутреннего отражения
Этот подход с очень уж заумным названием, весьма перспективен к созданию большой площади.
На акриловый экран проецируется изображение, с помощью проекторов, расположенных с противоположной к пользователю стороны. Когда к поверхности прикасается объект, свет излучаемый светодиодами, размещёнными по периметру экрана рассеивается в точке соприкосновения и попадает на датчики отражений, при помощи которых, программными методами рассчитывается местоположение точки касания.
Инфракрасный свет распространяется внутри акрила, не выходя наружу, но если палец касается поверхности, свет рассеивается от него и попадает на сенсоры. Использование гибкого материала для покрытия экрана позволит измерять силу нажатия, следя за изменением характера рассеивания лучей.
Microsoft Surface использует подобный подход, но источник инфракрасного света расположен рядом с проектором, а преломления распознаются инфракрасными камерами.
Другие, менее распостранённые технологии
Инфракрасное позиционирование
Первый
опирается на изменение электрического сопротивления поверхности в последствии изменения температуры. Этот метод неточен, медленен и требует тёплых рук.
Второй
состоит в размещении сетки инфракрасных излучателей и сенсоров по периметру, перед экраном. При касании, объект заслоняет собою лучи и тем самым даёт определить позицию. Этот метод применяется в военных приложениях, требующих сенсорной панели.
Распознавание поверхностных акустических волн
По распространяются ультразвуковые волны, при касании её сторонним предметом, они искажаются и исходя из этого просчитывается положение касания.
Тензиометры
Тензиометр — прибор для определения механических деформаций в твёрдом теле и преобразования их в электрические импульсы. При совмещении такого устройства с экраном получается недорогой, неточный, но прочный и надёжный . Используются в аппаратах продающих билеты, своей вандалостойкости.
Оптическое распознавание
Относительно новый и перспективный подход. Два или больше оптических сенсора размещаются по краям экрана (чаще по углам). С противоположных сторон, в зоне видимости камер — инфракрасная подсветка. При соприкосновении стороннего тела с экраном, возникает тень от подсветки, камеры с разных углов снимают её. Информация сопоставляется, и позволяет вычислить местоположение.
Дисперсия сигнала
Точка касания вычисляется датчиками относительно вибраций и деформаций в стекле. Заявляется, что эта технология устойчива к пыли, грязи и царапинам. Так же, малого количества дополнительных приспособлений, она может быть применена на обычных стеклах (окнах, столешницах ). Но поскольку отслеживаются механические вибрации, эта система не может опознать недвижимый объект.
Акустическое распознавание
Технология подобна методу дисперсии сигнала, но механические колебания конвертируются в и сравниваются с предзаписаными профилями каждой точки экрана. Преимущества и недостатки те же, что и в дисперсионного метода.
Пиксель-сенсорные дисплеи
Компания Sharp анонсировала сверхчуствительные Touch-экраны. Суть новинки в том, что каждый пиксель экрана включает в себя оптический сенсор. Таким образом нет нужды в дополнительном покрытии поверх экрана, и можно добиться более чистого изображения, по сравнению с другими сенсорными дисплеями. Такой экран может отслеживать касания, передвижение, а так же использоваться в качестве сканера.
(Данную инфу предоставил krmolot)
Текст собран из разных источников, написан голыми руками в PyRoom , размечен в Vim и финально типографирован в Типографе.
Решил и я закосить под рекламу в конце поста:)
Особенности использования
Если говорить о недостатках дисплеев резистивного типа, то они очень чувствительны к любым механическим повреждениям. Устройство с таким экраном ни в коем случае нельзя носить в кармане с ключами или использовать вместо стилуса другой предмет. Иначе на дисплее останутся некрасивые царапины, а это может привести к снижению чувствительности. Для того чтобы обезопасить себя от подобных рисков, необходимо наклеить защитную плёнку на резистивную поверхность. Кроме того, при низких температурах он всё равно будет работать плохо. Если говорить о прозрачности, пропускается всего 84% света, исходящего от экрана — это очень низкий показатель.
Многие пользователи задаются вопросом: какой тип сенсорного экрана лучше? Однозначного ответа нет. Если по цене, то самыми недорогими являются дисплеи резистивного типа. По качеству, естественно, опережают проекционно-ёмкостные. Однако есть ещё одни тип сенсорного экрана, о котором стоит рассказать.
Область применения
Сенсорный ёмкостный мультитач экран понятен практически каждому, именно поэтому его внедряют не только в компьютерные аппараты и мобильные устройства, но и в бытовую технику. Даже дети легко разбираются с тем, как управлять таким гаджетом. Оборудование имеет дополнительный плюс, если управление происходит через сенсор с несколькими касаниями. Особенно популярны разнообразные панели мультитач в общественных местах: учебные заведения, медицинские центры, торговые павильоны и детские развлекательные центры. Зачастую они используются для предоставления необходимой информации и в качестве рекламных панелей.
Посетители легко передвигаются по электронной карте и знакомятся с каталогами продукции. Такие системы оснащаются микрофоном и колонками, что тоже упрощает процесс восприятия необходимой информации для потенциальных покупателей и посетителей. Очень важно, что картинка дисплея всегда отличается яркостью и контрастностью, при этом монитор защищён от царапин и других возможных механических повреждений. Каждый предприниматель хочет приобрести такую мультитач панель, поскольку это повышает уровень восприятия и добавляет престиж любой компании.
Дополнительные возможности
Покупатели по всему миру скупают гаджеты, в которых присутствует современная функция. Неудивительно, что Apple активно внедряет такие экраны во все свои мобильные устройства. Наверняка каждый, кто держал в руках такой аппарат, может понять его преимущества перед другими. Но все же обратим внимание на дополнительные возможности для тех, кто сомневается в функциональности такого оборудования:
- Простое управление, экономия времени.
- Такими устройствами пользоваться удобно, так как они гармонично вписываются в повседневный быт человека.
- Приспособление могут эксплуатировать несколько пользователей, но перед этим необходимо убедиться в присутствии соответствующих приложений.
- Управление происходит на интуитивном уровне, поэтому с приборами справятся не только дети, но и пенсионеры. Кнопки всегда вводят в заблуждение, а их отсутствие упрощает понимание рабочего процесса.
Мультитач: термин и история
Мультитач представляет собой сенсорный экран. Он способен реагировать на несколько прикосновений одновременно. Клавиатура в таком устройстве отсутствует, а главный инструмент — это лёгкие касания пальцами рук. Если переводить термин с английского языка, то он обозначает «многократное прикосновение».
Ещё в шестидесятые годы прошлого века великие умы работали над созданием высокотехнологичного сенсорного экрана. Все эти нововведения применялись в ЦЕРН (центр ядерных исследований в Европе). Общество впервые увидело такие экраны в Нью-Йорке, а их разработчиком был Джеф Хан. Именно в начале XXI века все в мире заговорили о нереальных технологиях, когда можно управлять картинкой монитора лишь одним прикосновением пальца. Это был настоящий технологический взрыв, и огромный шаг в мире электроники.
Преимущества дисплея
Существуют проекционно-ёмкостные типы экранов планшетов. Они считаются более продвинутыми и отличаются повышенной чувствительностью, быстрой реакцией, а главное, позволяют взаимодействовать с устройством через перчатки. Очень важным фактором является поддержка технологии мультитач. Благодаря ей можно нажимать на поверхность двумя или даже тремя пальцами. Это обусловлено тем, что одновременно находятся координаты нескольких точек, на которых направлено действие.
Главными достоинствами передовых сенсорных экранов является устойчивость к любым загрязнениям, прочность и надёжность. Кроме того, можно спокойно осуществлять работу на проекционно-ёмкостных экранах в холодную погоду. Они отличаются стойкостью к низким температурам. Быстрая реакция является безусловным преимуществом перед ёмкостным дисплеем. Достаточно одного лёгкого касания для вывода информации.
Читайте также: