Cảm biến là điện dung. Màn hình dựa trên sóng âm bề mặt. Màn hình cảm ứng điện dung: nguyên lý hoạt động
Trước khi xem xét màn hình điện dung hoặc điện trở, bạn cần quyết định công nghệ cảm ứng nói chung là gì. Mọi thứ đều rõ ràng ở đây: đây là màn hình xác định tọa độ của máy ép. Theo thuật ngữ khoa học, điều này đề cập đến một phương pháp kiểm soát giao diện mà người dùng có thể nhấp trực tiếp vào địa điểm quan tâm. Hiện tại, có một số phương pháp để triển khai màn hình cảm ứng. Đó là giá trị xem xét từng riêng biệt.
Công nghệ điện trở
Để quyết định loại màn hình nào, điện dung hay điện trở, là tốt nhất cho bạn, bạn cần xem xét chúng. Tùy chọn thứ hai liên quan đến việc sử dụng một công nghệ sản xuất nhất định. Phía dưới có tấm kính, phía trên có màng dẻo trong suốt. Có một lớp phủ dẫn điện trên bảng và màng, nghĩa là điện trở. Khi bạn nhấn vào màn hình, hiện tượng đoản mạch sẽ xảy ra tại một điểm nhất định. Nếu bạn biết điện áp trên các điện cực ở một bên và đo nó trên màng, bạn có thể theo dõi một tọa độ. Hai tọa độ sẽ yêu cầu tắt một nhóm điện cực để bật nhóm khác. Tất cả điều này được bộ vi xử lý thực hiện tự động ngay khi điện áp trên màng thay đổi. Màn hình điện trở không cho phép cảm ứng đa điểm.
Đặc điểm của công nghệ điện trở
Giống như bất kỳ loại thiết bị được triển khai nào khác, có một số tính năng nhất định là tích cực hoặc tiêu cực tùy thuộc vào tình huống. Ưu điểm thường là chi phí sản xuất thấp cũng như khả năng ép bằng bất cứ thứ gì vì bạn chỉ cần đẩy màng. Độ chính xác định vị được tăng lên thông qua việc sử dụng bút stylus.
Điểm tiêu cực
Những nhược điểm chính bao gồm mức độ truyền ánh sáng thấp, tỷ lệ trầy xước trên bề mặt cao, khả năng nhấp vào một điểm không quá 35 triệu lần và không thể thực hiện cảm ứng đa điểm. Nếu bạn không thể quyết định nên chọn màn hình điện dung hay điện trở, thì điều quan trọng cần lưu ý là không thể sử dụng các cử chỉ như trượt, vì bạn cần phải nhấn ngón tay lên màn hình và kéo mà không thả ngón tay ra. Trong các thiết bị có điều khiển như vậy, tốt hơn là nên sử dụng phần mềm yêu cầu sử dụng tối thiểu các cử chỉ “vuốt”.
Tìm hiểu các tính năng của công nghệ này, điều đáng chú ý là nó có thể được thực hiện theo nhiều cách và có những khác biệt nhất định. Màn hình cảm ứng điện dung có thể đơn giản là điện dung hoặc điện dung chiếu. Tùy chọn đầu tiên liên quan đến việc sử dụng các yếu tố nhất định. Một vật liệu điện trở trong suốt, chẳng hạn như hợp kim oxit thiếc hoặc indium, được đặt phía trên tấm kính. Các điện cực được đặt ở các góc, tạo một điện áp xoay chiều nhỏ lên lớp dẫn điện. Nếu màn hình bị một vật dẫn điện chạm vào thì sẽ xảy ra hiện tượng rò rỉ và vật này càng gần điện cực thì điện trở của màn hình càng thấp, tức là cường độ dòng điện tăng lên rõ rệt. Và tất cả điều này được gọi là màn hình điện dung, vì dòng điện xoay chiều được dẫn bởi một vật thể có điện dung lớn hơn. Thông thường chúng ta đang nói về một ngón tay.
Đặc điểm của màn hình điện dung
Giống như các loại công nghệ khác, trong trường hợp này chúng ta đang nói về sự kết hợp giữa ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm so với các loại khác bao gồm độ truyền ánh sáng cao, tuổi thọ nhấp chuột đáng kể, tính đơn giản và dễ vận hành bằng phương pháp “lật”. Ở đây cũng có nhược điểm: bạn chỉ cần sử dụng ngón tay hoặc bút cảm ứng chuyên dụng. Màn hình điện dung thông thường không hỗ trợ công nghệ cảm ứng đa điểm. Thường có những cú nhấp chuột tình cờ. Ví dụ: hệ thống có thể nhận dạng một cử chỉ là "cuộn" ngay cả khi nó không có chủ ý, vì rất khó để giữ ngón tay ở một vị trí sau khi nhấn.
Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến
Trong trường hợp này, thiết bị khác khá nhiều so với những thiết bị trước. Mặt trong của màn hình là một mạng lưới các điện cực. Nếu một vật có điện dung lớn hơn chạm vào điện cực thì sẽ hình thành một tụ điện có điện dung không đổi. Những màn hình như vậy được sử dụng ngoài trời vì chúng cho phép lắp đặt kính có độ dày lên tới 18 mm, không chỉ tạo ra bề mặt cứng nhất có thể mà còn đảm bảo khả năng chống phá hoại.
Các tính năng của cảm biến điện dung dự kiến
Trong trường hợp này, cũng như tất cả những trường hợp khác, có những ưu điểm và nhược điểm nhất định mà bạn nên biết. Những ưu điểm bao gồm khả năng thực hiện cảm ứng đa điểm, phản ứng với áp lực bằng găng tay, mức độ truyền ánh sáng cao cũng như độ bền của màn hình. Những màn hình như vậy có thể phản hồi khi ngón tay tiếp cận mà không cần thực sự nhấn. Ngưỡng thời điểm hoàn tất thao tác chạm thường có thể được cấu hình bằng phần mềm. Điểm cực đoan thường là chính màn hình, vì việc đẩy qua nó hoàn toàn vô dụng.
Nếu chúng ta xem xét màn hình điện dung chiếu, nó cũng có một số nhược điểm nhất định, thường được gọi là thiết bị điện tử phức tạp và khá đắt tiền, không thể sử dụng bút cảm ứng thông thường và khả năng xảy ra nhấp chuột vô tình.
Công nghệ cảm ứng đa điểm
Không thể xác định loại màn hình cảm ứng, điện dung hoặc điện trở thích hợp nếu không giải quyết được vấn đề liên quan đến việc triển khai công nghệ này. Multitouch là khả năng thực hiện nhiều thao tác chạm. Việc triển khai này liên quan đến việc theo dõi tọa độ của một số lần nhấp chuột cùng một lúc. Nếu công nghệ như vậy được triển khai trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng thì nó có thể được sử dụng để bắt chước việc chơi một nhạc cụ, chẳng hạn như ghi-ta. Điều này cần phải được xem xét chi tiết hơn.
Bạn có thể lấy màn hình điện dung hoặc điện trở thông thường. Ví dụ: nếu trước tiên bạn nhấn vào góc trên bên trái, sau đó không nhấc ngón tay lên mà dùng ngón tay khác nhấn vào góc dưới bên phải, thì thiết bị điện tử sẽ xác định tâm màn hình là tọa độ, tức là giữa đoạn giữa các cặp chạm này. Điều này sẽ hiển thị nếu bạn chạy một ứng dụng đặc biệt theo dõi tọa độ của lần nhấp. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra: việc chia tỷ lệ hình ảnh được thực hiện như thế nào nếu chỉ nhận ra một cú nhấp chuột?
Mọi thứ đều đơn giản ở đây. Đây là thủ thuật phần mềm phổ biến nhất. Bạn đã nhấn vào màn hình điện dung - thiết bị điện tử đã phát hiện ra điều này. Đây sẽ là điểm "A". Bây giờ, không cần thả ngón tay ra, bạn ấn vào một chỗ khác, đó sẽ là điểm “B”, hóa ra lúc này điểm ấn lập tức di chuyển sang một bên, tạo thành chữ “C”. Đó là thời điểm ngón tay chưa thực sự được nhả ra nhưng điểm áp lực đã di chuyển ngay lập tức, điều này được xử lý trong phần mềm dưới dạng cảm ứng đa điểm. Hơn nữa, nếu điểm “C” trở nên gần hơn với “A”, thì chuyển động của các ngón tay sẽ được xác định, tức là trong trường hợp là một hình ảnh, hình ảnh phải được giảm bớt và ngược lại. Một điểm nữa: nếu điểm “C” mô tả một vòng cung xung quanh một trong các điểm thì chương trình sẽ xác định đây là thao tác xoay một ngón tay quanh ngón tay kia, điều này đòi hỏi phải xoay hình ảnh theo hướng tương ứng.
Sử dụng màn hình điện trở và điện dung
Các nhà phát triển chuyên nghiệp thường sử dụng loại đầu tiên vì nó cho phép bạn điều khiển bất kỳ đối tượng nào trong các điều kiện thời tiết khác nhau. Công nghệ điện trở sử dụng số lượng cảm biến trên mỗi cm vuông lớn hơn so với công nghệ điện dung, do đó màn hình có thể hiển thị các biểu tượng nhỏ có thể được ấn bằng kim. Ví dụ: hệ điều hành Windows Mobile được thiết kế với tính năng này nên nó hoạt động tốt với màn hình điện trở. Những màn hình như vậy hầu như không nhạy cảm với những cú nhấp chuột vô tình. Tuy nhiên, nhiều nhà phát triển hiện đang hướng tới việc tạo ra các ứng dụng hướng tới màn hình cảm ứng điện dung. Điều này đã trở thành một vấn đề đối với các thiết bị được chế tạo bằng công nghệ điện trở.
Mức độ bảo vệ
Điều quan trọng là phải hiểu rằng đối với máy tính bảng và thiết bị liên lạc, màn hình là bộ phận dễ bị tổn thương nhất. Màn hình điện dung là một lựa chọn thích hợp hơn về độ tin cậy. Hiệu suất của nó trong mọi điều kiện cao hơn đáng kể và các mẫu điện trở có thể bị hỏng, chẳng hạn như nếu bạn mang chúng xuống bằng kính. Màn hình điện dung là một lựa chọn không an toàn. Ngay cả khi nó bị hỏng, nó vẫn sẽ tiếp tục thực hiện các chức năng của mình. Nếu bạn đang quyết định nên chọn màn hình điện dung hay điện trở, điều cần lưu ý là trong điều kiện hiện trường, màn hình đầu tiên sẽ là lựa chọn tốt nhất.
kết luận
Tóm lại, có thể lưu ý rằng cả hai tùy chọn triển khai hiển thị đều có những ưu điểm và nhược điểm. Trong khi màn hình điện dung là một tập hợp các khả năng thì màn hình điện trở lại tập trung vào việc sử dụng trong một số tình huống nhất định. Thông thường tất cả phụ thuộc vào giao diện được sử dụng trong tiện ích. dễ sử dụng, diện tích nhấn của nó nhỏ hơn đáng kể so với ngón tay, tuy nhiên, với khả năng phản hồi bề mặt tốt, rất thuận tiện khi thực hiện mà không cần thiết bị này. Sự cải tiến không ngừng của màn hình điện trở đã dẫn đến sự xuất hiện của các mẫu khá cứng, tức là có khả năng chống trầy xước nhưng cũng phản hồi nhanh. Các tùy chọn như vậy đã trở nên rất thuận tiện để sử dụng.
Nhu cầu sử dụng bút cảm ứng đặc biệt dành cho màn hình điện dung đôi khi gây ra sự bất tiện đáng kể vì nó thường không đi kèm với thiết bị. Và công nghệ điện trở liên quan đến cả việc đi kèm với một thiết bị đặc biệt và khả năng ấn bằng bất kỳ vật cứng nào. Một trong những lý do khiến nhiều người chọn màn hình cảm ứng điện dung là cảm ứng đa điểm, tuy nhiên, cần lưu ý rằng phần lớn đây là cách triển khai phần mềm, như đã được mô tả và với cách tiếp cận phù hợp, nó có thể được áp dụng cho màn hình cảm ứng điện trở. Công nghệ điện dung dự kiến vẫn chưa trở nên dễ tiếp cận như chúng ta mong muốn.
Nhân loại luôn thích chia thành các nhóm: người Công giáo và người Tin lành, người ăn chay và người ăn thịt, người hâm mộ màn hình cảm ứng và những người không có niềm khao khát đặc biệt nào với chúng. May mắn thay, những người đam mê công nghệ khó có thể bắt đầu một cuộc chiến hoặc chiến dịch chống lại những người không cùng quan điểm với họ, mặc dù thực tế là đội quân tín đồ của giao diện “hướng ngón tay” đang phát triển với tốc độ phát triển của chính công nghệ. . Mọi chuyện diễn ra như thế nào?
Điện thoại thông minh và máy tính bảng: màn hình hoạt động như thế nào?
Màn hình cảm ứng đầu tiên xuất hiện cách đây 40 năm ở Mỹ. Một lưới tia hồng ngoại, bao gồm các khối 16x16, đã được cài đặt trong hệ thống máy tính Plato IV. Chiếc TV màn hình cảm ứng đầu tiên được trưng bày tại Hội chợ Thế giới năm 1982 và một năm sau chiếc máy tính cá nhân đầu tiên, HP-150, đã được giới thiệu. Màn hình cảm ứng xuất hiện trên điện thoại muộn hơn nhiều: vào năm 2004, tại Đại hội 3GSM (tên gọi của triển lãm Đại hội Thế giới Di động vào thời điểm đó), Philips đã giới thiệu ba mẫu máy cho các nhà báo (Philips 550, 755 và 759). Vào thời điểm đó, các nhà khai thác di động đặt nhiều hy vọng vào dịch vụ MMS nên chức năng chính của màn hình cảm ứng chỉ giới hạn ở mục đích giải trí: để MMS trở nên giàu cảm xúc hơn, các nhà phát triển đã đề nghị người dùng xử lý ảnh bằng bút cảm ứng - ký tên, vẽ chi tiết - và chỉ sau đó gửi cho người nhận.
Đồng thời, người ta có thể sử dụng bàn phím ảo, nhưng vì tất cả các kiểu máy đều có bàn phím kỹ thuật số và màn hình cảm ứng làm tăng đáng kể giá thành của thiết bị nên chúng đã bị lãng quên trong một thời gian. Một năm sau, Fly X7 xuất hiện - một thanh kẹo không có bàn phím màn hình cảm ứng hoàn toàn, thật không may, có một số lỗi về phần cứng, cùng với sự mù mờ của thương hiệu khi đó, đã chôn vùi nó giữa những mẫu máy không có gì nổi bật. Và đây không phải là những nỗ lực duy nhất để tạo ra thứ gì đó mới mẻ, tuy nhiên, bất chấp một số mẫu tiền nhiệm, những mẫu “định hướng bằng ngón tay” hoàn chỉnh đầu tiên chỉ có thể được gọi là Apple iPhone, LG KE850 PRADA và dòng HTC Touch, đã xuất hiện trên thị trường năm 2007. Chúng đánh dấu sự khởi đầu của kỷ nguyên điện thoại cảm ứng.
Nói đúng ra, phần tử cảm ứng không phải là màn hình - nó là một bề mặt dẫn điện hoạt động song song với màn hình và cho phép bạn nhập dữ liệu bằng ngón tay hoặc vật thể khác.
Màn hình nhận dạng cảm ứng như thế nào?
Có nhiều loại màn hình cảm ứng, nhưng chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào những loại được sử dụng rộng rãi trong thiết bị di động: điện thoại thông minh và máy tính bảng.
Màn hình điện trở bao gồm một màng nhựa dẻo và một tấm kính, với khoảng trống giữa chúng chứa đầy các chất cách điện siêu nhỏ giúp cách ly bề mặt dẫn điện. Khi bạn nhấn vào màn hình bằng ngón tay hoặc bút cảm ứng, bảng điều khiển và màng sẽ đóng lại và bộ điều khiển sẽ ghi lại sự thay đổi điện trở, dựa vào đó thiết bị điện tử thông minh sẽ xác định tọa độ của máy ép. Ưu điểm chính là chi phí thấp và dễ sản xuất, giúp giảm giá thành thị trường của thiết bị cuối cùng.
Một ưu điểm không thể nghi ngờ khác là màn hình phản ứng với bất kỳ áp lực nào - khi làm việc với nó, không cần thiết phải sử dụng bút cảm ứng hoặc ngón tay dẫn điện đặc biệt; bút máy hoặc bất kỳ vật nào khác mà bạn có thể nhấn vào một điểm nhất định trên màn hình. khá phù hợp cho việc này. Màn hình điện trở có khả năng chống bụi bẩn. Một số thao tác có thể được thực hiện ngay cả khi đeo găng tay - ví dụ: trả lời cuộc gọi trong mùa lạnh. Tuy nhiên, nó không phải là không có nhược điểm. Màn hình điện trở rất dễ bị trầy xước, vì vậy nên phủ nó bằng một lớp màng bảo vệ đặc biệt, điều này không ảnh hưởng tốt nhất đến chất lượng hình ảnh. Hơn nữa, những vết xước này có xu hướng ngày càng lớn hơn.
Màn hình có độ trong suốt thấp - nó chỉ truyền 85% ánh sáng phát ra từ màn hình. Ở nhiệt độ thấp, màn hình “đóng băng” và phản ứng kém hơn khi nhấn cũng như độ bền không cao (35 triệu lần nhấp vào một điểm). Tiền thân của màn hình điện trở là màn hình cảm ứng ma trận, cơ sở của nó là lưới cảm ứng: dây dẫn ngang được áp dụng cho kính và dây dẫn dọc được áp dụng cho màng. Khi bạn chạm vào màn hình, các hướng dẫn sẽ đóng lại và chỉ ra tọa độ của điểm. Công nghệ này vẫn được sử dụng cho đến ngày nay nhưng bạn hầu như không còn thấy nó trên điện thoại thông minh nữa.
Mạch màn hình điện trở
Công nghệ màn hình điện dung dựa trên thực tế là con người có công suất điện lớn và có khả năng dẫn dòng điện. Để mọi thứ hoạt động, một lớp dẫn điện mỏng được áp dụng cho màn hình và một dòng điện xoay chiều yếu có cường độ nhỏ được cung cấp cho mỗi góc trong số bốn góc. Khi bạn chạm vào màn hình, một điểm rò rỉ sẽ xảy ra, điều này phụ thuộc vào khoảng cách từ góc màn hình đến điểm chạm. Giá trị này được sử dụng để xác định tọa độ của điểm. Những màn hình như vậy có khả năng chống trầy xước cao hơn, không cho chất lỏng đi qua, bền hơn (khoảng 200 triệu lần nhấp) và trong suốt so với màn hình điện trở, đồng thời phản hồi với những cú chạm nhẹ nhất. Tuy nhiên, điều này cũng có nhược điểm - trong khi trò chuyện, bạn có thể lúng túng chạm điện thoại vào tai và dễ dàng khởi chạy một số ứng dụng, bạn không thể trả lời cuộc gọi bằng tay đeo găng - độ dẫn điện không giống nhau. Tất nhiên, giá thành màn hình cao hơn sẽ ảnh hưởng đến giá của thiết bị.
Mạch màn hình điện dung
iPhone của tôi hoạt động như thế nào?
Các loại màn hình điện dung tiên tiến hơn bao gồm màn hình điện dung chiếu. Một điện cực được đặt vào bề mặt bên trong của kính; con người đóng vai trò là điện cực thứ hai. Khi bạn chạm vào màn hình, một tụ điện sẽ được hình thành, bằng cách đo điện dung của nó, bạn có thể xác định tọa độ của cảm ứng. Vì điện cực được áp vào bề mặt bên trong của màn hình nên nó có khả năng chống nhiễm bẩn rất cao; Lớp kính có thể đạt tới 18 mm, có thể tăng đáng kể tuổi thọ của màn hình và khả năng chống hư hỏng cơ học.
Một trong những tính năng thú vị nhất của màn hình điện dung dự kiến là hỗ trợ công nghệ cảm ứng đa điểm. Chúng cũng có độ nhạy cao và phạm vi nhiệt độ hoạt động tương đối rộng, nhưng chúng vẫn không tương tác tốt với bàn tay đeo găng. Có vẻ như điều này có thể gây nhầm lẫn cho những người mua tiềm năng, nhưng vài năm trước, một trong những người hâm mộ iPhone táo bạo ở Hàn Quốc đã nghĩ đến việc sử dụng một chiếc xúc xích thông thường làm bút cảm ứng, tính dẫn điện của nó giúp bạn có thể trả lời cuộc gọi. Xu hướng gây tranh cãi này đã gây bão trên các diễn đàn và thu hút sự chú ý của các nhà sản xuất phụ kiện, họ tung ra thị trường chiếc bút cảm ứng xúc xích đặc biệt. Nó có ít nhất một ưu điểm so với xúc xích thông thường - nó không để lại vết dầu mỡ trên màn hình thiết bị.
Sơ đồ màn hình điện dung chiếu
Bất kể công nghệ màn hình là gì, nó đều có một số đặc điểm điển hình. Ngoài độ phân giải, các đặc điểm chính của màn hình bao gồm góc nhìn và khả năng hiển thị màu sắc, tùy thuộc vào loại màn hình. Khái niệm tái tạo màu sắc gắn bó chặt chẽ với “độ sâu màu”, một thuật ngữ đề cập đến lượng bộ nhớ tính bằng số bit được sử dụng để lưu trữ và truyền màu sắc. Càng nhiều bit, màu sắc càng sâu. Màn hình LCD hiện đại trên điện thoại thông minh và máy tính bảng hiển thị màu 18 bit (hơn 262 nghìn sắc thái). Mức tối đa có thể có ở thời điểm hiện tại là TrueColor 24-bit, có khả năng tái tạo hơn 16 triệu sắc thái trong ma trận AMOLED và IPS.
Góc nhìn, giống như bất kỳ góc nào, được đo bằng độ và đặc trưng cho giá trị mà tại đó độ sáng và khả năng đọc của màn hình giảm xuống không quá hai lần khi nhìn thẳng vào màn hình. Màn hình LCD có đặc điểm này, nhưng OLED thì không.
So sánh các trình phát đa phương tiện: ưu và nhược điểm
| Người mẫu |
Loại màn hình |
sai sót |
Thuận lợi |
| |
Điện dung dự kiến |
|
|
| |
AMOLED |
|
|
|
|
|
|
|
| màn hình TFT TN |
|
|
|
| |
IPS |
|
|
ZOOM.CTin tức
Các loại màn hình điện thoại thông minh và máy tính bảng
Hiện nay, việc sản xuất điện thoại thông minh và máy tính bảng thường sử dụng màn hình LCD hoặc OLED.
Màn hình LCD dựa trên tinh thể lỏng, không có ánh sáng riêng nên nhất thiết phải có đèn nền. Dưới tác động bên ngoài (nhiệt độ hoặc điện), tinh thể có thể thay đổi cấu trúc và trở nên mờ đục. Bằng cách kiểm soát dòng điện, bạn có thể tạo dòng chữ hoặc hình ảnh trên màn hình.
Mạch pixel LCD
Màn hình tinh thể lỏng được sử dụng trong điện thoại thông minh và máy tính bảng chủ yếu là ma trận hoạt động (TFT). Màn hình LCD sử dụng bóng bán dẫn màng mỏng trong suốt nằm ngay dưới bề mặt màn hình. Một bóng bán dẫn riêng biệt chịu trách nhiệm cho từng pixel của hình ảnh nên hình ảnh được cập nhật nhanh chóng và dễ dàng.
Với sự ra đời của ma trận LCD TFT, thời gian phản hồi của màn hình đã tăng lên đáng kể nhưng vẫn còn các vấn đề về hiển thị màu sắc, góc nhìn và điểm ảnh chết.
Mạch pixel LCD
Ma trận TFT phổ biến nhất là phim TN+ và IPS. Phim TN+ là công nghệ đơn giản nhất. Phim là một lớp bổ sung được sử dụng để tăng góc nhìn. Ưu điểm của ma trận như vậy là thời gian phản hồi ngắn và chi phí thấp, nhược điểm là khả năng hiển thị màu kém và than ôi, góc nhìn (120-140 độ). Trong ma trận IPS (In-Plane-Switchin), có thể tăng góc nhìn lên 178 độ, tăng độ tương phản và tái tạo màu lên 24 bit và đạt được màu đen sâu: trong ma trận này, bộ lọc thứ hai luôn vuông góc với ma trận thứ nhất , nên ánh sáng không truyền qua nó. Nhưng thời gian đáp ứng vẫn còn thấp. Super-IPS là sự kế thừa trực tiếp cho IPS với thời gian phản hồi giảm.
Ma trận PLS (Plain-to-Line Switchin) xuất hiện trong lòng Samsung như một giải pháp thay thế cho IPS. Ưu điểm của nó bao gồm mật độ điểm ảnh cao hơn IPS, độ sáng cao và tái tạo màu sắc tốt, tiêu thụ điện năng thấp và góc nhìn lớn. Thời gian phản hồi có thể so sánh với Super-IPS. Trong số những thiếu sót là ánh sáng không đồng đều. Thế hệ tiếp theo, Super-PLS, vượt trội hơn IPS ở góc nhìn tương phản 100% và 10%. Ngoài ra, những ma trận này hóa ra lại có chi phí sản xuất rẻ hơn tới 15%.
Trong quá trình sản xuất màn hình OLED, người ta sử dụng các điốt phát sáng hữu cơ, chúng tự phát ra ánh sáng khi tiếp xúc với điện. So với màn hình LCD, OLED có nhiều ưu điểm. Thứ nhất, chúng không sử dụng thêm đèn nền, điều đó có nghĩa là pin điện thoại thông minh không cạn kiệt nhanh như trong trường hợp LCD. Thứ hai, màn hình OLED mỏng hơn. Độ dày và thiết kế của thiết bị phụ thuộc trực tiếp vào đặc điểm này. Ngoài ra, màn hình OLED có thể linh hoạt, điều này báo hiệu tốt cho sự phát triển trong tương lai. OLED không có thông số như “góc nhìn” - hình ảnh có thể nhìn thấy rõ ràng từ mọi góc độ. OLED cũng dẫn đầu về độ sáng và độ tương phản (1.000.000:1).
Nó được khen ngợi vì màu sắc rực rỡ và phong phú, đặc biệt là vì màu đen sâu. Nhưng tất nhiên là có những nhược điểm. Một trong những nguyên nhân chính là tính dễ vỡ: các hợp chất hữu cơ không ổn định với môi trường và có xu hướng mờ dần, đồng thời một số màu của quang phổ bị ảnh hưởng nhiều hơn những màu khác. Mặc dù nếu bạn thay đổi điện thoại ba năm một lần, đây khó có thể là lý do phản đối việc mua hàng. Ngoài ra, chi phí sản xuất OLED vẫn đắt hơn LCD.
mạch OLED
Màn hình OLED thế hệ thứ hai cũng hầu hết có ma trận hoạt động TFT. Chúng được gọi là AMOLED. Ưu điểm chính là tiêu thụ điện năng thấp hơn, nhược điểm là không thể đọc được hình ảnh dưới ánh sáng mặt trời.
mạch AMOLED
Bước tiếp theo trong quá trình phát triển công nghệ là màn hình SuperAMOLED mà Samsung bắt đầu sử dụng lần đầu tiên. Sự khác biệt cơ bản của chúng so với AMOLED là các màng có bóng bán dẫn hoạt động (TFT) được tích hợp vào một màng bán dẫn. Điều này giúp tăng độ sáng 20%, giảm 20% mức tiêu thụ điện năng và tăng khả năng đọc dưới ánh sáng mặt trời lên tới 80%!
mạch SIÊU AMOLED
Đừng nhầm lẫn màn hình được làm bằng công nghệ OLED với màn hình có đèn nền LED - đây là những thứ hoàn toàn khác nhau. Trong trường hợp thứ hai, màn hình LCD thông thường nhận được đèn nền LED ở mặt sau hoặc mặt bên, tất nhiên, điều này giúp cải thiện chất lượng hình ảnh nhưng vẫn thua AMOLED hoặc SuperAMOLED.
Tương lai mang lại điều gì cho chúng ta?
Hiện tại, triển vọng rõ ràng và dễ đoán nhất đang chờ đợi màn hình OLED. Hiện trên Internet, bạn có thể tìm thấy thông tin về công nghệ của QLED trong tương lai gần - đèn LED dựa trên các chấm lượng tử (tinh thể nano bán dẫn phát sáng khi tiếp xúc với dòng điện hoặc ánh sáng). Điểm mạnh của công nghệ này là độ sáng cao, giá thành sản xuất thấp, màu sắc đa dạng, tiêu thụ điện năng thấp. Các chấm lượng tử, nền tảng của công nghệ mới, có một đặc tính quan trọng khác - chúng có khả năng phát ra các màu sắc thuần khiết về mặt quang phổ. Hiện tại, công nghệ này được dự đoán sẽ có một tương lai tươi sáng. Samsung đã phát triển màn hình QLED 4 inch đủ màu nhưng không vội đưa sản phẩm mới vào sản xuất hàng loạt.
Nguyên mẫu màn hình QLED
Nhưng Samsung xác nhận rằng việc sản xuất hàng loạt màn hình OLED linh hoạt sẽ bắt đầu trong năm nay. Các thiết bị đầu tiên có thể sẽ là điện thoại thông minh và máy tính bảng. Độ dày nhỏ của màn hình và các đặc tính vật lý của tấm nền sẽ làm tăng đáng kể diện tích sử dụng của màn hình và giải phóng đôi tay của các nhà thiết kế công nghệ.
Một công nghệ đầy hứa hẹn khác là IGZO, đang được Sharp phát triển. Nó dựa trên nghiên cứu của Giáo sư Hideo Hosono, người đã quyết định xem xét kỹ hơn các chất bán dẫn thay thế và kết quả là đã phát triển công nghệ TAOS (Chất bán dẫn oxit vô định hình trong suốt) - chất bán dẫn oxit vô định hình trong suốt có chứa các oxit indium, gali và kẽm (InGaZnO) , viết tắt là IGZO. Sự khác biệt giữa hỗn hợp và silicon vô định hình được sử dụng trong sản xuất TFT có thể làm giảm đáng kể thời gian phản hồi, tăng đáng kể độ phân giải màn hình, làm cho màn hình sáng hơn và tương phản hơn. Apple rất quan tâm đến triển vọng của công nghệ này và đã đầu tư một tỷ đô la vào việc sản xuất màn hình IGZO.
20/07/2016 14/10/2016 bởi Tại sao
Lịch sử hình thành màn hình cảm ứng.
Ngày nay, màn hình cảm ứng, hay đúng hơn là màn hình có khả năng nhập thông tin bằng cảm ứng sẽ không khiến ai ngạc nhiên. Hầu như tất cả điện thoại thông minh, máy tính bảng hiện đại, một số máy đọc sách điện tử và các thiết bị hiện đại khác đều được trang bị các thiết bị tương tự. Lịch sử của thiết bị nhập thông tin tuyệt vời này là gì?
Người ta tin rằng cha đẻ của thiết bị cảm ứng đầu tiên trên thế giới là Samuel Hearst, một giáo viên người Mỹ tại Đại học Kentucky. Năm 1970, ông phải đối mặt với vấn đề đọc thông tin từ một số lượng lớn băng ghi âm. Ý tưởng tự động hóa quá trình này của ông đã trở thành động lực cho việc thành lập công ty màn hình cảm ứng đầu tiên trên thế giới, Elotouch. Sự phát triển đầu tiên của Hirst và các cộng sự của ông được gọi là Elograph. Nó được phát hành vào năm 1971 và sử dụng phương pháp điện trở bốn dây để xác định tọa độ của điểm tiếp xúc.
Thiết bị máy tính đầu tiên có màn hình cảm ứng là hệ thống PLATO IV, ra đời năm 1972 nhờ một nghiên cứu được thực hiện như một phần của giáo dục máy tính ở Hoa Kỳ. Nó có một bảng điều khiển cảm ứng bao gồm 256 khối (16x16) và hoạt động bằng cách sử dụng lưới tia hồng ngoại.
Năm 1974, Samuel Hearst lại xuất hiện lần nữa. Công ty do ông thành lập, Elographics, đã phát triển bảng điều khiển cảm ứng trong suốt và ba năm sau, vào năm 1977, họ đã phát triển bảng điện trở 5 dây. Vài năm sau, công ty sáp nhập với nhà sản xuất thiết bị điện tử lớn nhất Siemens và vào năm 1982, họ cùng nhau cho ra đời chiếc TV đầu tiên trên thế giới được trang bị màn hình cảm ứng.
Năm 1983, nhà sản xuất thiết bị máy tính Hewlett-Packard cho ra mắt máy tính HP-150, được trang bị màn hình cảm ứng hoạt động theo nguyên lý lưới hồng ngoại.
Điện thoại di động đầu tiên có thiết bị đầu vào cảm ứng là Alcatel One Touch COM, phát hành năm 1998. Chính cô ấy đã trở thành nguyên mẫu của điện thoại thông minh hiện đại, mặc dù theo tiêu chuẩn ngày nay, nó có khả năng rất khiêm tốn - màn hình đơn sắc nhỏ. Một nỗ lực khác đối với điện thoại thông minh màn hình cảm ứng là Ericsson R380. Nó cũng có màn hình đơn sắc và rất hạn chế về khả năng của nó.
Màn hình cảm ứng ở dạng hiện đại xuất hiện vào năm 2002 trên mẫu Qtek 1010/02 XDA do HTC phát hành. Đó là màn hình đủ màu với độ phân giải khá tốt, hỗ trợ 4096 màu. Nó sử dụng công nghệ cảm ứng điện trở. Apple đã đưa màn hình cảm ứng lên một tầm cao mới. Nhờ có IPhone của cô ấy mà các thiết bị có màn hình cảm ứng đã trở nên phổ biến đáng kinh ngạc và sự phát triển của chúng về Multitouch (phát hiện cảm ứng bằng hai ngón tay) đã đơn giản hóa đáng kể việc nhập thông tin.
Tuy nhiên, sự ra đời của màn hình cảm ứng không chỉ là một sự đổi mới tiện lợi mà còn kéo theo một số bất tiện. Các thiết bị điện tử được trang bị cảm biến sẽ nhạy cảm hơn với việc xử lý bất cẩn và do đó thường xuyên hỏng hóc hơn. Thậm chí màn hình iPhone còn bị vỡ. May mắn thay, ngay cả một chuyên gia không đủ trình độ cũng có thể thay thế chúng.
Màn hình cảm ứng hoạt động như thế nào?
Một điều kỳ diệu như màn hình cảm ứng - một màn hình có khả năng nhập thông tin chỉ bằng cách ấn lên bề mặt của nó bằng bút cảm ứng đặc biệt hoặc chỉ bằng một ngón tay - từ lâu đã không còn gây ngạc nhiên cho người dùng các thiết bị điện tử hiện đại. Hãy thử tìm hiểu xem nó hoạt động như thế nào.
Trên thực tế, có khá nhiều loại màn hình cảm ứng. Họ khác nhau ở những nguyên tắc cơ bản trong công việc của họ. Ngày nay, thị trường điện tử công nghệ cao hiện đại chủ yếu sử dụng cảm biến điện trở và điện dung. Tuy nhiên, cũng có ma trận, điện dung chiếu, sử dụng sóng âm bề mặt, hồng ngoại và quang học. Điểm đặc biệt của hai cái đầu tiên, phổ biến nhất, là bản thân cảm biến được tách ra khỏi màn hình, vì vậy nếu nó bị hỏng, ngay cả một thợ điện mới vào nghề cũng có thể dễ dàng thay thế nó. Tất cả những gì bạn phải làm là mua một màn hình cảm ứng cho điện thoại di động hoặc bất kỳ thiết bị điện tử nào khác.
Màn hình cảm ứng điện trở bao gồm một màng nhựa dẻo mà chúng ta thực sự ấn bằng ngón tay và một tấm kính. Một vật liệu điện trở, về cơ bản là dây dẫn, được phủ lên bề mặt bên trong của hai tấm. Một chất cách điện siêu nhỏ nằm đều giữa màng và kính. Khi chúng ta ấn vào một trong các khu vực của cảm biến, các lớp dẫn điện của màng và tấm kính sẽ đóng lại ở nơi này và xảy ra tiếp xúc điện. Mạch điều khiển cảm biến điện tử chuyển đổi tín hiệu từ việc nhấn thành tọa độ cụ thể trên vùng hiển thị và truyền đến mạch điều khiển của chính thiết bị điện tử. Việc xác định tọa độ, hay đúng hơn là thuật toán của nó, rất phức tạp và dựa trên phép tính tuần tự đầu tiên là tọa độ dọc và sau đó là tọa độ ngang của tiếp điểm.
Màn hình cảm ứng điện trở khá đáng tin cậy vì chúng hoạt động bình thường ngay cả khi mặt trên hoạt động bị bẩn. Ngoài ra, do tính đơn giản nên chúng rẻ hơn để sản xuất. Tuy nhiên, họ cũng có nhược điểm. Một trong những vấn đề chính là độ truyền ánh sáng yếu của cảm biến. Tức là do cảm biến được dán vào màn hình nên hình ảnh không quá sáng và không có độ tương phản.
Màn hình cảm ứng điện dung. Hoạt động của nó dựa trên thực tế là bất kỳ vật thể nào có điện dung, trong trường hợp này là ngón tay của người dùng, đều dẫn dòng điện xoay chiều. Bản thân cảm biến là một tấm kính được phủ một chất điện trở trong suốt tạo thành một lớp dẫn điện. Dòng điện xoay chiều được cung cấp cho lớp này bằng các điện cực. Ngay khi ngón tay hoặc bút stylus chạm vào một trong các vùng cảm biến, dòng điện sẽ rò rỉ tại vị trí đó. Sức mạnh của nó phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc được thực hiện gần với mép của cảm biến. Một bộ điều khiển đặc biệt đo dòng điện rò rỉ và dựa trên giá trị của nó, tính toán tọa độ của tiếp điểm.
Cảm biến điện dung, giống như cảm biến điện trở, không sợ nhiễm bẩn và cũng không sợ chất lỏng. Tuy nhiên, so với phiên bản trước, nó có độ trong suốt cao hơn, giúp hình ảnh trên màn hình rõ hơn và sáng hơn. Nhược điểm của cảm biến điện dung xuất phát từ đặc điểm thiết kế của nó. Thực tế là bộ phận hoạt động của cảm biến trên thực tế nằm trên bề mặt và do đó có thể bị hao mòn và hư hỏng.
Bây giờ chúng ta hãy nói về nguyên lý hoạt động của các cảm biến ngày nay ít phổ biến hơn.
Cảm biến ma trận Chúng hoạt động theo nguyên lý điện trở, nhưng khác với nguyên lý đầu tiên ở thiết kế đơn giản nhất. Sọc dẫn điện dọc được áp dụng cho màng, sọc dẫn điện ngang được áp dụng cho kính. Hoặc ngược lại. Khi áp suất được tác dụng lên một khu vực nhất định, hai dải dẫn điện được đóng lại và bộ điều khiển khá dễ dàng tính toán tọa độ của tiếp điểm.
Nhược điểm của công nghệ này có thể nhìn thấy bằng mắt thường - độ chính xác rất thấp và do đó không có khả năng cung cấp độ rời rạc cao cho cảm biến. Do đó, một số thành phần của hình ảnh có thể không trùng với vị trí của các sọc dẫn và do đó, việc nhấp vào khu vực này có thể khiến chức năng mong muốn được thực hiện không chính xác hoặc hoàn toàn không hoạt động. Ưu điểm duy nhất của loại cảm biến này là giá thành thấp, nói đúng ra là do tính đơn giản. Ngoài ra, cảm biến ma trận không khó sử dụng.
Màn hình cảm ứng điện dung dự kiến Chúng là một loại điện dung, nhưng chúng hoạt động hơi khác một chút. Một lưới điện cực được áp vào bên trong màn hình. Khi một ngón tay chạm vào giữa điện cực tương ứng và cơ thể con người, một hệ thống điện sẽ được tạo ra - tương đương với một tụ điện. Bộ điều khiển cảm biến cung cấp một xung dòng điện siêu nhỏ và đo điện dung của tụ điện thu được. Do một số điện cực được kích hoạt đồng thời tại thời điểm chạm, nên bộ điều khiển chỉ cần tính toán chính xác vị trí chạm (sử dụng điện dung lớn nhất) là đủ.
Ưu điểm chính của cảm biến điện dung dự kiến là độ trong suốt cao của toàn bộ màn hình (lên tới 90%), phạm vi nhiệt độ hoạt động và độ bền cực rộng. Khi sử dụng loại cảm biến này, kính đỡ có thể đạt độ dày 18 mm, giúp tạo ra màn hình chống va đập. Ngoài ra, cảm biến có khả năng chống ô nhiễm không dẫn điện.
Cảm biến sóng âm bề mặt - Sóng truyền trên bề mặt vật rắn. Cảm biến là một tấm kính có bộ chuyển đổi áp điện nằm ở các góc. Bản chất của cách thức hoạt động của một cảm biến như vậy như sau. Cảm biến áp điện tạo ra và nhận sóng âm lan truyền giữa các cảm biến trên bề mặt màn hình. Nếu không có tiếp xúc, tín hiệu điện sẽ được chuyển thành sóng và sau đó trở lại thành tín hiệu điện. Nếu xảy ra thao tác chạm, một phần năng lượng của sóng âm sẽ bị ngón tay hấp thụ và do đó sẽ không đến được cảm biến. Bộ điều khiển sẽ phân tích tín hiệu nhận được và sử dụng thuật toán để tính toán vị trí của cảm ứng.
Ưu điểm của các cảm biến như vậy là sử dụng thuật toán đặc biệt, không chỉ có thể xác định tọa độ của cảm ứng mà còn cả lực nhấn - một thành phần thông tin bổ sung. Ngoài ra, thiết bị hiển thị cuối cùng có độ trong suốt rất cao do không có điện cực dẫn điện mờ trong đường truyền ánh sáng. Tuy nhiên, cảm biến cũng có một số nhược điểm. Thứ nhất, đây là một thiết kế rất phức tạp và thứ hai, độ rung ảnh hưởng rất nhiều đến độ chính xác của việc xác định tọa độ.
Màn hình cảm ứng hồng ngoại. Nguyên lý hoạt động của chúng dựa trên việc sử dụng lưới tọa độ các tia hồng ngoại (bộ phát và bộ thu ánh sáng). Tương tự như trong hầm ngân hàng trong các bộ phim truyện về gián điệp và kẻ cướp. Khi bạn chạm vào cảm biến tại một điểm nhất định, một số tia sẽ bị gián đoạn và bộ điều khiển sử dụng dữ liệu từ bộ thu quang để xác định tọa độ của điểm tiếp xúc.
Nhược điểm chính của các cảm biến như vậy là thái độ rất khắt khe của chúng đối với độ sạch của bề mặt. Bất kỳ sự ô nhiễm nào cũng có thể dẫn đến sự không hoạt động hoàn toàn của nó. Mặc dù do thiết kế đơn giản nên loại cảm biến này được sử dụng cho mục đích quân sự và thậm chí trong một số điện thoại di động.
Màn hình cảm ứng quang học là sự tiếp nối hợp lý của những màn hình trước đó. Ánh sáng hồng ngoại được sử dụng làm ánh sáng thông tin. Nếu không có vật thể của bên thứ ba trên bề mặt, ánh sáng sẽ bị phản xạ và đi vào bộ tách sóng quang. Nếu xảy ra tiếp điểm, một số tia sẽ bị hấp thụ và bộ điều khiển sẽ xác định tọa độ của tiếp điểm.
Nhược điểm của công nghệ là thiết kế phức tạp do phải sử dụng thêm một lớp cảm quang của màn hình. Những ưu điểm bao gồm khả năng xác định khá chính xác vật liệu mà thao tác chạm được thực hiện.
Máy đo biến dạng DST và màn hình cảm ứng hoạt động theo nguyên lý biến dạng lớp bề mặt. Độ chính xác của chúng khá thấp nhưng chịu được áp lực cơ học rất tốt nên được sử dụng trong máy ATM, máy bán vé và các thiết bị điện tử công cộng khác.
Màn hình cảm ứng hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra một trường điện từ phía dưới đầu cảm biến. Khi chạm vào bằng bút đặc biệt, đặc tính trường sẽ thay đổi và bộ điều khiển sẽ tính toán tọa độ chính xác của tiếp điểm. Chúng được sử dụng trong các máy tính bảng nghệ thuật thuộc loại cao cấp nhất vì chúng mang lại độ chính xác cao hơn trong việc xác định tọa độ.
Các thiết bị được trang bị màn hình cảm ứng (điện thoại di động, máy tính bảng, netbook, thậm chí cả máy tính cá nhân) đang ngày càng trở nên phổ biến. Nhưng nếu bạn quyết định mua một thiết bị có màn hình phản hồi khi chạm, bạn nên biết rằng có nhiều loại khác nhau. các loại màn hình cảm ứng.
Các loại màn hình cảm ứng khác nhau hoạt động theo các nguyên tắc vật lý khác nhau. Có hai loại màn hình cảm ứng chính - điện dung và điện trở. Còn có những loại khác, ví dụ như màn hình dựa trên sóng âm bề mặt, hồng ngoại, quang học, máy đo biến dạng, cảm ứng (dùng trong), v.v. Nhưng khả năng gặp phải những loại màn hình này trong cuộc sống hàng ngày là khá ít nên hãy nói về hai loại màn hình cảm ứng phổ biến nhất.
Các loại màn hình cảm ứng: điện trở
Màn hình cảm ứng điện trở là công nghệ đơn giản và rẻ hơn. Màn hình như vậy bao gồm hai phần chính: chất nền dẫn điện và màng nhựa. Khi bạn ấn vào màng, nó sẽ khóa tiếp xúc với chất nền. Trong trường hợp này, thiết bị điện tử điều khiển sẽ tính toán điện trở xảy ra giữa các cạnh của màng và chất nền, từ đó xác định tọa độ của điểm ép.
Màn hình cảm ứng điện trở được sử dụng trong PDA, thiết bị liên lạc và một số mẫu điện thoại di động, Thiết bị đầu cuối POS, máy tính bảng, thiết bị điều khiển công nghiệp, thiết bị y tế. Thông thường, các thiết bị cỡ nhỏ được trang bị màn hình điện trở đều được trang bị bút cảm ứng để dễ dàng ấn vào màng hơn (với diện tích màn hình nhỏ thì khó có thể thực hiện việc này bằng ngón tay).
Ưu điểm đáng kể của màn hình điện trở là tính đơn giản và chi phí thấp., điều này cuối cùng làm giảm giá của toàn bộ thiết bị. Chúng cũng có khả năng chống vết bẩn. Nhưng điều quan trọng nhất là ngay cả khi không có bút cảm ứng đặc biệt, bạn vẫn có thể làm việc với chúng với hầu hết mọi vật cứng, cùn có trong tay. Chúng cũng phản ứng khi chạm vào ngón tay, ngay cả khi tay đang đeo găng, tuy nhiên, lực chạm phải đủ mạnh.
Nhưng màn hình điện trở cũng có nhược điểm.. Loại màn hình cảm ứng này rất nhạy cảm với hư hỏng cơ học: nếu bạn sử dụng một vật không phù hợp thay vì bút cảm ứng hoặc cất điện thoại trong cùng túi với chìa khóa, bạn có thể dễ dàng làm xước nó. Vì vậy, đối với những thiết bị có loại màn hình này, tốt hơn hết bạn nên mua thêm một lớp màng bảo vệ đặc biệt. Độ nhạy của màn hình điện trở giảm ở nhiệt độ thấp. Ngoài ra, độ trong suốt của chúng cũng còn nhiều điều chưa được mong đợi: chúng truyền tối đa 85% ánh sáng phát ra từ màn hình.
Các loại màn hình cảm ứng: điện dung
Màn hình cảm ứng điện dung lợi dụng thực tế là các vật thể có điện dung cao (trong trường hợp này là con người) dẫn dòng điện xoay chiều. Những màn hình như vậy bao gồm một tấm kính được phủ một hợp kim điện trở trong suốt. Một điện áp xoay chiều nhỏ được truyền đến lớp dẫn điện. Nếu bạn chạm ngón tay của mình vào màn hình hoặc vật thể khác dẫn dòng điện, dòng điện bị rò rỉ, nó sẽ được cảm biến phát hiện và tọa độ của điểm tiếp xúc sẽ được tính toán.
Có màn hình điện dung thông thường và điện dung dự kiến. Công nghệ thứ hai “tiên tiến” hơn. Những màn hình như vậy nhạy hơn (giả sử chúng phản ứng với bàn tay đeo găng, tùy thuộc vào bàn tay điện dung đơn giản), hỗ trợ công nghệ cảm ứng đa điểm(xác định đồng thời tọa độ của một số điểm tiếp xúc). Màn hình điện dung được sử dụng trong máy ATM, ki-ốt thông tin và khu vực an ninh. Điện dung dự kiến - trong các ki-ốt điện tử trên đường phố, thiết bị đầu cuối thanh toán, máy ATM, bàn di chuột của máy tính xách tay, điện thoại thông minh và các thiết bị khác hỗ trợ công nghệ cảm ứng đa điểm.
Ưu điểm của màn hình cảm ứng như vậy- đây là độ bền, khả năng chống lại hầu hết các chất gây ô nhiễm (những chất không dẫn dòng điện), độ trong suốt của màn hình cao và khả năng hoạt động ở nhiệt độ thấp. Nếu cần, có thể đảm bảo độ bền cao - lớp kính trên màn hình điện dung có thể dày tới 2 cm, màn hình điện dung phản ứng với những cú chạm nhẹ nhất. Màn hình điện dung dự kiến cũng hỗ trợ cảm ứng đa điểm.
Nhược điểm của màn hình điện dung là giá thành cao hơn so với màn hình điện trở. Ngoài ra, những màn hình như vậy chỉ phản ứng với các vật dẫn điện: ngón tay hoặc bút cảm ứng đặc biệt (không giống như cách sử dụng với màn hình điện trở). Một số thợ thủ công cố gắng sử dụng xúc xích, nhưng đâu là sự đảm bảo rằng xúc xích sẽ có trong tay vào đúng thời điểm?
Bạn có thể thấy, các loại màn hình cảm ứng khác nhau đều có ưu điểm và nhược điểm, vì vậy, tùy bạn quyết định cái nào phù hợp hơn với cá nhân bạn.
iPhone 2G là điện thoại di động đầu tiên hoạt động hoàn toàn trên màn hình cảm ứng. Đã hơn mười năm trôi qua kể từ khi nó được trình làng nhưng nhiều người trong chúng ta vẫn chưa biết Màn hình cảm ứng hoạt động như thế nào. Nhưng chúng ta gặp phải công cụ nhập liệu trực quan này không chỉ trong điện thoại thông minh mà còn trong máy ATM, thiết bị đầu cuối thanh toán, máy tính, ô tô và máy bay - theo đúng nghĩa đen ở mọi nơi.
Trước màn hình cảm ứng, giao diện phổ biến nhất để nhập lệnh vào các thiết bị điện tử là các loại bàn phím khác nhau. Mặc dù chúng dường như không có gì chung với màn hình cảm ứng, nhưng trên thực tế, màn hình cảm ứng giống với bàn phím đến mức nào có thể gây ngạc nhiên. Hãy xem xét chi tiết thiết bị của họ.
Bàn phím là một bảng mạch in trên đó có lắp đặt một số hàng nút công tắc. Bất kể thiết kế, màng hay cơ học của chúng là gì, khi bạn nhấn từng phím, điều tương tự cũng xảy ra. Một mạch điện được đóng trên bo mạch máy tính dưới nút bấm, máy tính ghi lại dòng điện đi qua vị trí này của mạch, “hiểu” phím nào được nhấn và thực hiện lệnh tương ứng. Trong trường hợp màn hình cảm ứng, điều tương tự cũng xảy ra gần như tương tự.
Có khoảng chục loại màn hình cảm ứng khác nhau, nhưng hầu hết các mẫu này đều đã lỗi thời và không được sử dụng hoặc chỉ mang tính thử nghiệm và khó có thể xuất hiện trong các thiết bị sản xuất. Trước hết, tôi sẽ nói về cấu trúc của các công nghệ hiện tại, những công nghệ mà bạn thường xuyên tương tác hoặc ít nhất có thể gặp phải trong cuộc sống hàng ngày.
Màn hình cảm ứng điện trở
Màn hình cảm ứng điện trở được phát minh vào năm 1970 và có rất ít thay đổi kể từ đó.
Trong màn hình có cảm biến như vậy, một vài lớp bổ sung được đặt phía trên ma trận. Tuy nhiên, tôi sẽ khẳng định rằng ma trận ở đây hoàn toàn không cần thiết. Các thiết bị cảm ứng điện trở đầu tiên hoàn toàn không phải là màn hình.
Lớp cảm biến phía dưới bao gồm một đế bằng kính và được gọi là lớp điện trở. Một lớp phủ kim loại trong suốt được áp dụng cho nó để truyền dòng điện tốt, chẳng hạn như từ chất bán dẫn như oxit thiếc indi. Lớp trên cùng của màn hình cảm ứng, nơi người dùng tương tác bằng cách nhấn vào màn hình, được làm bằng một lớp màng dẻo và đàn hồi. Nó được gọi là lớp dẫn điện. Khoảng trống giữa các lớp được để lại một khe hở không khí hoặc được rải đều các hạt cách điện cực nhỏ. Dọc theo các cạnh, bốn, năm hoặc tám điện cực được kết nối với lớp cảm biến, kết nối nó với các cảm biến và bộ vi điều khiển. Càng nhiều điện cực, độ nhạy của màn hình cảm ứng điện trở càng cao vì sự thay đổi điện áp trên chúng được theo dõi liên tục.
Đây là màn hình có màn hình cảm ứng điện trở được bật. Vẫn chưa có gì xảy ra. Dòng điện chạy tự do qua lớp dẫn điện, nhưng khi người dùng chạm vào màn hình, lớp màng phía trên sẽ uốn cong, các hạt cách điện tách ra và nó chạm vào lớp dưới cùng của màn hình cảm ứng và tiếp xúc. Tiếp theo là sự thay đổi điện áp cùng một lúc trên tất cả các điện cực của màn hình.
Bộ điều khiển màn hình cảm ứng phát hiện sự thay đổi điện áp và đọc kết quả từ các điện cực. Bốn, năm, tám ý nghĩa và tất cả đều khác nhau. Dựa trên sự chênh lệch số đọc giữa điện cực bên phải và bên trái, bộ vi điều khiển sẽ tính toán tọa độ X của máy ép, đồng thời dựa trên sự chênh lệch điện áp ở điện cực trên và điện cực dưới sẽ xác định tọa độ Y và từ đó cho biết máy tính điểm mà các lớp của lớp màn hình cảm ứng chạm vào.
Màn hình cảm ứng điện trở có một danh sách dài các nhược điểm. Vì vậy, về nguyên tắc, họ không thể nhận ra hai lần nhấp chuột đồng thời chứ chưa nói đến số lượng lớn hơn. Họ không cư xử tốt trong thời tiết lạnh. Do cần có một lớp giữa các lớp cảm biến, ma trận của những màn hình như vậy sẽ giảm đáng kể độ sáng và độ tương phản, có xu hướng chói dưới ánh nắng mặt trời và nhìn chung trông tệ hơn rõ rệt. Tuy nhiên, khi chất lượng hình ảnh chỉ có tầm quan trọng thứ yếu, chúng vẫn tiếp tục được sử dụng do khả năng chống bám bẩn, khả năng sử dụng với găng tay và quan trọng nhất là giá thành thấp.
Những thiết bị đầu vào như vậy có mặt khắp nơi trong các thiết bị sản xuất hàng loạt rẻ tiền, chẳng hạn như thiết bị đầu cuối thông tin ở những nơi công cộng, và vẫn còn được tìm thấy trong các thiết bị cũ kỹ, chẳng hạn như máy nghe nhạc MP3 giá rẻ.
Màn hình cảm ứng hồng ngoại
Tùy chọn tiếp theo, ít phổ biến hơn nhưng vẫn phù hợp cho màn hình cảm ứng là màn hình cảm ứng hồng ngoại. Nó không có gì chung với cảm biến điện trở, mặc dù nó thực hiện các chức năng tương tự.
Màn hình cảm ứng hồng ngoại được cấu tạo từ dãy đèn LED và tế bào quang điện nằm ở hai phía đối diện của màn hình. Đèn LED chiếu sáng bề mặt màn hình bằng ánh sáng hồng ngoại vô hình, tạo thành thứ gì đó giống như mạng nhện hoặc lưới tọa độ trên đó. Điều này gợi nhớ đến cảnh báo an ninh, như được thể hiện trong các bộ phim hành động gián điệp hoặc trò chơi máy tính.
Khi có thứ gì đó chạm vào màn hình, cho dù đó là ngón tay, bàn tay đeo găng, bút cảm ứng hay bút chì, hai hoặc nhiều chùm tia sẽ bị gián đoạn. Các tế bào quang điện ghi lại sự kiện này, bộ điều khiển màn hình cảm ứng sẽ tìm ra cái nào trong số chúng không nhận đủ ánh sáng hồng ngoại và dựa trên vị trí của chúng, tính toán diện tích màn hình nơi phát sinh chướng ngại vật. Việc còn lại là khớp cảm ứng với thành phần giao diện nào trên màn hình tại vị trí đó - công việc của phần mềm.
Ngày nay, màn hình cảm ứng hồng ngoại có thể được tìm thấy trong những thiết bị có màn hình có thiết kế không chuẩn, trong đó việc thêm các lớp cảm ứng bổ sung là khó khăn về mặt kỹ thuật hoặc không thực tế - trong sách điện tử dựa trên màn hình E-link, chẳng hạn như Amazon Kindle Touch và Sony. Sách điện tử. Ngoài ra, các thiết bị có cảm biến tương tự do tính đơn giản và dễ bảo trì nên đã thu hút sự chú ý của quân đội.
Màn hình cảm ứng điện dung
Nếu trong màn hình cảm ứng điện trở, máy tính ghi lại sự thay đổi độ dẫn điện sau khi nhấn trực tiếp lên màn hình giữa các lớp của cảm biến, thì cảm biến điện dung sẽ ghi lại thao tác chạm trực tiếp.
Cơ thể con người và da là chất dẫn điện tốt và mang điện tích. Bạn thường nhận thấy điều này bằng cách đi trên thảm len hoặc cởi chiếc áo len yêu thích của mình rồi chạm vào thứ gì đó bằng kim loại. Tất cả chúng ta đều quen thuộc với tĩnh điện, đã từng trải nghiệm tác dụng của nó và đã từng nhìn thấy những tia lửa nhỏ bay ra khỏi ngón tay của mình trong bóng tối. Sự trao đổi điện tử yếu hơn, không thể nhận thấy giữa cơ thể con người và các bề mặt dẫn điện khác nhau xảy ra liên tục và đây là điều mà màn hình điện dung ghi lại.
Những màn hình cảm ứng đầu tiên như vậy được gọi là điện dung bề mặt và là sự phát triển hợp lý của cảm biến điện trở. Trong đó, chỉ có một lớp dẫn điện, tương tự như lớp được sử dụng trước đây, được lắp trực tiếp lên trên màn hình. Các điện cực nhạy cảm cũng được gắn vào nó, lần này là ở các góc của bàn di chuột. Các cảm biến theo dõi điện áp trên các điện cực và phần mềm của chúng được làm cho nhạy hơn đáng kể và giờ đây có thể phát hiện những thay đổi nhỏ nhất trong dòng điện chạy qua màn hình. Khi một ngón tay (một vật dẫn điện khác, chẳng hạn như bút stylus) chạm vào bề mặt bằng màn hình cảm ứng điện dung bề mặt, lớp dẫn điện ngay lập tức bắt đầu trao đổi electron với nó và bộ vi điều khiển sẽ nhận thấy điều này.
Sự ra đời của màn hình cảm ứng điện dung bề mặt là một bước đột phá, nhưng do lớp dẫn điện được phủ trực tiếp lên mặt kính rất dễ bị hư hỏng nên chúng không phù hợp với thế hệ thiết bị mới.
Để tạo ra chiếc iPhone đầu tiên, cần có cảm biến điện dung dự kiến. Loại màn hình cảm ứng này đã nhanh chóng trở thành loại phổ biến nhất trong các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện đại: điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay, máy tính đa năng và các thiết bị gia dụng khác.
Lớp trên cùng của loại màn hình cảm ứng này có chức năng bảo vệ và có thể được làm bằng kính cường lực, chẳng hạn như loại kính Gorilla Glass nổi tiếng. Dưới đây là các điện cực mỏng nhất tạo thành lưới. Lúc đầu, chúng được đặt chồng lên nhau thành hai lớp, sau đó để giảm độ dày của màn hình, chúng bắt đầu được đặt ngang nhau.
Được làm từ vật liệu bán dẫn, bao gồm oxit thiếc indium nói trên, những sợi lông dẫn điện này tạo ra một trường tĩnh điện nơi chúng giao nhau.
Khi ngón tay chạm vào kính, do đặc tính dẫn điện của da, nó sẽ làm biến dạng điện trường cục bộ tại các điểm giao nhau gần nhất của các điện cực. Sự biến dạng này có thể được đo bằng sự thay đổi điện dung tại một điểm lưới.
Do dãy điện cực được chế tạo khá nhỏ và dày đặc nên hệ thống như vậy có thể theo dõi thao tác chạm rất chính xác và có thể dễ dàng nhận biết nhiều thao tác chạm cùng một lúc. Ngoài ra, việc không có các lớp và lớp xen kẽ bổ sung trong lớp ma trận, cảm biến và kính bảo vệ có tác động tích cực đến chất lượng hình ảnh. Đúng, vì lý do tương tự, màn hình bị hỏng thường được thay thế hoàn toàn. Sau khi lắp ráp lại với nhau, màn hình cảm ứng điện dung dự kiến sẽ cực kỳ khó sửa chữa.
Giờ đây, những ưu điểm của màn hình cảm ứng điện dung xạ ảnh nghe có vẻ không có gì đáng ngạc nhiên, nhưng tại thời điểm iPhone ra mắt, họ đã mang lại cho công nghệ này thành công rực rỡ, bất chấp những nhược điểm khách quan - nhạy cảm với bụi bẩn và độ ẩm.
Màn hình cảm ứng nhạy áp lực - 3D Touch
Tiền thân về mặt tư tưởng của màn hình cảm ứng nhạy áp lực là công nghệ độc quyền của Apple, được gọi là Force Touch, được sử dụng trong đồng hồ thông minh của công ty, MacBook, MackBook Pro và Magic Trackpad 2.
Sau khi thử nghiệm các giải pháp giao diện và các tình huống khác nhau để sử dụng tính năng nhận dạng áp lực trên các thiết bị này, Apple bắt đầu triển khai một giải pháp tương tự trên điện thoại thông minh của mình. Trong iPhone 6s và 6s Plus, nhận dạng và đo áp suất đã trở thành một trong những chức năng của màn hình cảm ứng và nhận được tên thương mại là 3D Touch.
Mặc dù Apple không che giấu sự thật rằng công nghệ mới chỉ sửa đổi các cảm biến điện dung mà chúng ta quen thuộc và thậm chí còn đưa ra một sơ đồ giải thích chung về nguyên lý hoạt động của nó, nhưng chi tiết về thiết kế màn hình cảm ứng với 3D Touch chỉ xuất hiện sau những chiếc iPhone đầu tiên. của thế hệ mới đã được tháo rời bởi những người đam mê.
Để dạy cho màn hình cảm ứng điện dung nhận biết các cú nhấp chuột và phân biệt giữa nhiều mức độ áp lực, các kỹ sư từ Cupertino cần phải xây dựng lại bánh sandwich màn hình cảm ứng. Họ đã thực hiện các thay đổi đối với từng bộ phận của nó và thêm một lớp mới vào lớp điện dung. Và điều thú vị là khi làm điều này, rõ ràng họ đã lấy cảm hứng từ những màn hình điện trở lỗi thời.
Lưới cảm biến điện dung vẫn không thay đổi nhưng được di chuyển về phía sau, gần với ma trận hơn. Một mảng bổ sung gồm 96 cảm biến riêng lẻ đã được tích hợp giữa một bộ tiếp điểm điện theo dõi nơi chạm vào màn hình và kính bảo vệ.
Nhiệm vụ của nó không phải là xác định vị trí của ngón tay trên màn hình iPhone. Màn hình cảm ứng điện dung vẫn xử lý việc này một cách hoàn hảo. Những tấm này cần thiết để phát hiện và đo mức độ uốn cong của kính an toàn. Apple dành riêng cho iPhone đã đặt hàng Gorilla Glass phát triển và sản xuất một lớp phủ bảo vệ có thể giữ nguyên độ bền, đồng thời đủ linh hoạt để màn hình phản ứng với áp lực.
Sự phát triển này có thể là sự kết thúc của tài liệu về màn hình cảm ứng, nếu không có một công nghệ khác được dự đoán sẽ có tương lai tuyệt vời cách đây vài năm.
Màn hình cảm ứng dạng sóng
Điều đáng ngạc nhiên là chúng không sử dụng điện và thậm chí không liên quan gì đến ánh sáng. Công nghệ hệ thống Surface Acoustic Wave sử dụng sóng âm bề mặt truyền dọc theo bề mặt màn hình để phát hiện điểm chạm. Siêu âm được tạo ra bởi các phần tử áp điện ở các góc quá cao để thính giác của con người có thể phát hiện được. Nó lan tới lui, bật ra khỏi mép màn hình nhiều lần. Âm thanh được phân tích để phát hiện những điểm bất thường do các vật thể chạm vào màn hình.
Màn hình cảm ứng sóng có một số nhược điểm. Họ bắt đầu mắc lỗi sau khi kính bị bẩn nhiều và trong điều kiện có nhiều tiếng ồn, nhưng đồng thời, ở những màn hình có cảm biến như vậy không có lớp bổ sung làm tăng độ dày và ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh. Tất cả các thành phần cảm biến được ẩn dưới khung hiển thị. Ngoài ra, cảm biến sóng cho phép bạn tính toán chính xác diện tích tiếp xúc giữa màn hình với ngón tay hoặc vật thể khác và dựa trên diện tích này, gián tiếp tính toán lực nhấn vào màn hình.
Chúng ta khó có thể bắt gặp công nghệ này trên điện thoại thông minh do xu hướng màn hình không khung hiện nay, nhưng vài năm trước, Samsung đã thử nghiệm hệ thống Surface Acoustic Wave ở dạng khối đơn và các tấm nền có màn hình cảm ứng âm thanh cũng được bán dưới dạng linh kiện cho máy đánh bạc và thiết bị đầu cuối quảng cáo. Hiện nay
