Сенсорні екрани більше не є дивиною. Вони всюди. У міру зниження цін за останнє десятиліття вони перемістилися з лабораторій до вітальні. Однак технологія, що стоїть за скляною поверхнею, дуже відрізняється. Це не окремий винахід. Це три різні системи, які конкурують за домінування.
Якщо ви хочете дізнатися, як ваш пристрій перетворює натискання пальця на цифрові кліки, вам потрібно подивитися на датчик. Трьома основними кандидатами є резистивні плівки, ємнісні плівки та технологія поверхневих акустичних хвиль (SAW). Кожна з них має свій механізм. У кожної є свої переваги та недоліки. Розуміння цих відмінностей може пояснити, чому старі планшети відчуваються інакше, ніж сучасні смартфони.
Резистивний підхід
Резивні екрани – це стара гвардія. Вони найпоширеніші у міцних чи економічних пристроях. Конструкція проста. Скляна панель розташована під гнучким прозорим провідним шаром. Ще один провідний шар знаходиться над ним. Ці два шари розділені крихітними ізоляторами.
Коли ви натискаєте на екран, ви змушуєте верхній шар опуститися вниз, доки він не торкнеться нижнього шару. Таким чином замикається електричний ланцюг. Коли дисплей увімкнено, струм тече через обидва шари. Точка контакту змінює електричне поле у цій точці.
Комп’ютер обчислює координати. Драйвер перетворює ці координати на команди кліка або перетягування, як це робить миша.
Цей підхід має величезну перевагу: він працює з будь-якими об’єктами. Ви можете використати стілус, руку в рукавичці або навіть гумовий м’ячик. Поки два шари стикаються, екран реєструє введення.
Однак резистивні екрани мають проблему з чіткістю. Багатошарова структура блокує світло. Пропускається лише близько 75% світла. Зображення виглядає трохи тьмянішим. Згодом гострі предмети можуть пошкодити верхній шар. Проте це найдешевший варіант.
Ємнісний стандарт
Майже всі сучасні смартфони використовують ємнісні технології. Вона працює інакше. Вона покладається не так на тиск, але в заряд.
Провідний шар на скляній поверхні накопичує електричний заряд. Ваше тіло є провідником. Коли ви торкаєтеся екрана пальцем, заряд переходить від екрана до вашого тіла. Заряд у цій конкретній точці зменшується.
Ланцюги в кожному куті дисплея вимірюють цю втрату. Порівнюючи відносну різницю заряду у чотирьох кутах, система може точно визначити місце вашого торкання. Потім драйвер сенсорного екрана передає ці дані операційній системі.
В результаті зображення стає чіткішим. Ємнісні екрани пропускають майже 90% світла. Це помітна відмінність від резистивних панелей. Картинка стає чіткішою. Кольори стають яскравішими.
Є одна вада. Ємнісні екрани зазвичай реагують тільки на провідне введення. Ваш палець працює. Гумовий м’ячик – ні. Зазвичай потрібна оголена шкіра або спеціальний стілус, що імітує ємність. Це обмеження пояснює, чому ви не можете використовувати ємнісний екран у товстих рукавичках.
Точність поверхневих акустичних хвиль
Системи поверхневих акустичних хвиль (SAW) менш поширені у споживчій електроніці, але важливі у промисловому обладнанні та дисплеях високого класу. Вони забезпечують найкращу чіткість із усіх трьох методів.
Ця система використовує датчик та відбивачі, встановлені на скляній панелі. Перетворювач випромінює звукові хвилі. Інший їх приймає. Відбивачі спрямовують хвилі взад і вперед по осях X та Y. Ця ультразвукова хвиля змушує скло вібрувати.
Коли ви торкаєтеся екрана, звукова енергія поглинається. Приймальні датчики негайно виявляють обурення. Система обчислює місце контакту на основі того, коли і де хвиля була перервана.
Екрани SAW забезпечують 100% пропускання світла, оскільки в них немає металевого шару, що перешкоджає огляду. Чіткість зображення ідеальна. Жодного погіршення. Це робить їх ідеальними для відображення детальної графіки, коли важлива візуальна точність.
Як і резистивні плівки системи SAW можуть активуватися різними об’єктами. Майже все, що може досить сильно порушити хвилі, може бути знайдено як контакт. Виняток становлять маленькі тверді предмети, такі як олівець грифель, які можуть не блокувати хвилі досить ефективно.
Вибір правильної технології
Вибір між цими системами зрештою є компромісом. Ціна, чіткість та метод введення є вирішальними факторами.
Резистивні екрани – це бюджетний вибір. Вони витримують високий тиск, але низька яскравість, а шар може бути пошкоджений. Підходять для промислового керування, де потрібне використання рукавичок або ручки.
Ємнісна технологія забезпечує баланс, якого хочуть більшість споживачів. Вона пропонує високу чіткість та чуйність дотику. Вона стала стандартом для мобільних пристроїв, тому що підтримує жести з кількома дотиками, які складно реалізувати на резистивних або SAW-дисплеях.
Поверхневі акустичні хвилі забезпечують найкращий візуальний досвід. Вони дорогі у виробництві, що обмежує їхнє застосування. Однак вони, як і раніше, є хорошим вибором для програм, де якість зображення не можна нехтувати.
З розвитком дисплеїв з’являються гібридні рішення. Але базова фізика нашої взаємодії зі склом не змінилася. Ми все ще натискаємо, торкаємось та поглинаємо енергію. Технологія просто стає кращою у тому, щоб «слухати».
Часті питання
Як екран реєструє дотики?
Екран використовує сенсорний шар виявлення введення. У ємнісній системі цей шар містить заряд, який змінюється при контакті з провідними об’єктами, такими як пальці. У резистивній системі фізичний тиск змушує два провідні шари зіткнутися, утворюючи ланцюг.
Чому сенсорні екрани такі точні?
Точність обумовлена щільністю сітки датчиків та швидкістю обробки драйверного програмного забезпечення. Сучасні ємнісні датчики можуть виявляти незначні зміни ємності в матриці високої роздільної здатності, точно визначаючи положення із субміліметровою точністю.
