Πώς λειτουργεί η οθόνη αφής; Τύποι οθονών αφής για υπολογιστές tablet

Σχεδιασμένο κυρίως για εμφάνιση και εισαγωγή πληροφοριών με χειρονομίες ή πάτημα της οθόνης. Τώρα υπάρχουν πολλές ποικιλίες που σας επιτρέπουν να αλληλεπιδράτε άμεσα με τη συσκευή. Οι ενσωματωμένοι αισθητήρες εμφανίζονται σε πολλές συσκευές: smartphone, tablet, συσκευές αναπαραγωγής, βιντεοκάμερες και κάμερες. Οι υπάρχοντες τύποι οθονών αφής έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Για να αποφασίσετε ποιο είναι καλύτερο, είναι απαραίτητο να μελετήσετε τα χαρακτηριστικά του καθενός με περισσότερες λεπτομέρειες. Στην περίπτωσή μας, θα επικεντρωθούμε σε οθόνες αφής ενσωματωμένες σε tablet.

Σημειώστε ότι οι αισθητηριακοί τύποι χωρίζονται σε τέσσερις κύριους τύπους:

• Χωρητικός.
• Προβαλλόμενη χωρητική.
• Εμφανίζει με επιφανειακά ακουστικά κύματα (SAW).
• Αντιστασιακός.

Τα πιο συνηθισμένα είναι τα χωρητικά και τα ωμικά.Η κύρια διαφορά τους είναι ότι οι πρώτοι αναγνωρίζουν το άγγιγμα και οι δεύτεροι το πάτημα (με γραφίδα ή δάχτυλο). Στην πραγματικότητα, οι αισθητήρες αντίστασης βρίσκονται σε φθηνότερα μοντέλα tablet και θεωρούνται λείψανα. Τα χωρητικά χρησιμοποιούνται ευρέως σε νέα μοντέλα κινητών συσκευών.

Γιατί, μάλιστα, λέγονται έτσι; Ένα αντικείμενο μεγάλης χωρητικότητας μεταφέρει εναλλασσόμενο ρεύμα μέσω της συσκευής. Η επιφάνεια δεν είναι τίποτα άλλο από ένα γυάλινο πάνελ επικαλυμμένο με ένα ανθεκτικό διαφανές κράμα. Το αγώγιμο στρώμα έχει υψηλό επίπεδο τάσης και όταν έρχεται σε επαφή με οποιοδήποτε αντικείμενο ή δάχτυλο, διαρρέει ρεύμα. Ως αποτέλεσμα, οι αισθητήρες ανιχνεύουν μια διαρροή ρεύματος, με αποτέλεσμα έναν άμεσο υπολογισμό των συντεταγμένων του σημείου πίεσης.

Οφέλη προβολής

Υπάρχουν προβολικοί χωρητικοί τύποι οθονών. Θεωρούνται πιο προηγμένα και χαρακτηρίζονται από αυξημένη ευαισθησία, γρήγορη απόκριση και το πιο σημαντικό, σας επιτρέπουν να αλληλεπιδράτε με τη συσκευή μέσω γαντιών. Ένας πολύ σημαντικός παράγοντας είναι η υποστήριξη της τεχνολογίας πολλαπλής αφής.Χάρη σε αυτό, μπορείτε να πιέσετε στην επιφάνεια με δύο ή και τρία δάχτυλα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι συντεταγμένες πολλών σημείων στα οποία κατευθύνεται η δράση βρίσκονται ταυτόχρονα.

Τα κύρια πλεονεκτήματα των προηγμένων οθονών αφής είναι αντοχή σε οποιαδήποτε μόλυνση, αντοχή και αξιοπιστία.Επιπλέον, μπορείτε να εργαστείτε με ασφάλεια σε προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες σε κρύο καιρό. Είναι ανθεκτικά στις χαμηλές θερμοκρασίες. Η γρήγορη απόκριση είναι ένα απόλυτο πλεονέκτημα σε σχέση με μια χωρητική οθόνη. Ένα ελαφρύ άγγιγμα αρκεί για την εμφάνιση πληροφοριών.

Εφαρμογή στη ζωή

Πρέπει να ειπωθεί ότι οι χωρητικές οθόνες εγκαθίστανται όχι μόνο σε tablet, αλλά και σε περίπτερα πληροφοριών, ΑΤΜ και ασφαλή κτίρια. Το εύρος χρήσεων των προβαλλόμενων χωρητικών οθονών είναι πολύ ευρύτερο. Μπορούν να βρεθούν σε τερματικά πληρωμών, φορητούς υπολογιστές, ηλεκτρονικά περίπτερα και οποιεσδήποτε συσκευές υποστηρίζουν τεχνολογία πολλαπλής αφής. Για να αλληλεπιδράσετε με προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ειδική αγώγιμη γραφίδα, αλλά λίγοι άνθρωποι τη χρησιμοποιούν. Είναι πολύ πιο βολικό να εκτελείτε όλες τις ενέργειες χειροκίνητα.

Δεν χρειάζεται να μιλήσουμε για τα μειονεκτήματα των χωρητικών και προβαλλόμενων χωρητικών οθονών. Το μόνο μειονέκτημα, ίσως, είναι το υψηλό κόστος τους, αλλά είναι απολύτως δικαιολογημένο. Εάν θέλετε να αγοράσετε μια συσκευή με οθόνη αφής υψηλής ποιότητας, θα πρέπει να πληρώσετε το κατάλληλο ποσό.

Χαρακτηριστικά αντίστασης οθονών

Συσκευή και εφαρμογή

Μια απλούστερη και φθηνότερη τεχνολογία είναι ένας αισθητήρας αντίστασης που αποτελείται από μια πλαστική μεμβράνη και ένα αγώγιμο υπόστρωμα. Όταν πιέζετε το τμήμα της μεμβράνης, εμφανίζεται ένα ελαφρύ βραχυκύκλωμα με το υπόστρωμα. Στη συνέχεια, το ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου υπολογίζει την αντίσταση που εμφανίζεται μεταξύ των άκρων των δύο τμημάτων. Ως αποτέλεσμα, υπολογίζονται οι συντεταγμένες του σημείου πίεσης.

Συχνά Οι οθόνες αφής με αντίσταση χρησιμοποιούνται σε φθηνά μοντέλα tabletκαι άλλες κινητές συσκευές, συσκευές επικοινωνίας, PDA, ιατρικός εξοπλισμός και συσκευές βιομηχανικού ελέγχου. Τα gadget με ενσωματωμένη οθόνη αντίστασης συνοδεύονται από ειδική γραφίδα. Παρόλα αυτά, μπορείτε να εργαστείτε με οποιοδήποτε άλλο αμβλύ αντικείμενο. Οι οθόνες αντίστασης ανταποκρίνονται επίσης στα δάχτυλα, ακόμη και με γάντια. Είναι αλήθεια ότι υπάρχει μια μικρή απόχρωση - η πρόσκρουση στην επιφάνεια δεν πρέπει να είναι πολύ ισχυρή, διαφορετικά η οθόνη μπορεί να καταστραφεί.

Χαρακτηριστικά χρήσης

Αν μιλάμε για τα μειονεκτήματα των οθονών τύπου αντίστασης, είναι πολύ ευαίσθητο σε οποιαδήποτε μηχανική βλάβη. Σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να μεταφέρετε μια συσκευή με τέτοια οθόνη στην τσέπη σας με κλειδιά ή να χρησιμοποιήσετε άλλο αντικείμενο αντί για γραφίδα. Διαφορετικά, θα παραμείνουν αντιαισθητικές γρατσουνιές στην οθόνη και αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της ευαισθησίας. Για να προστατευτείτε από τέτοιους κινδύνους, πρέπει να κολλήσετε μια προστατευτική μεμβράνη στην επιφάνεια αντίστασης. Επιπλέον, σε χαμηλές θερμοκρασίες εξακολουθεί να μην λειτουργεί καλά. Όσον αφορά τη διαφάνεια, μόνο το 84% του φωτός που προέρχεται από την οθόνη μεταδίδεται - αυτό είναι ένα πολύ χαμηλό ποσοστό.

Πολλοί χρήστες αναρωτιούνται: ποιος τύπος οθόνης αφής είναι καλύτερος; Δεν υπάρχει ξεκάθαρη απάντηση. Όσον αφορά την τιμή, οι πιο φθηνές είναι οι οθόνες αντίστασης. Ποιοτικά, φυσικά, προηγούνται των χωρητικών προβολής. Ωστόσο, υπάρχει ένας άλλος τύπος οθόνης αφής για τον οποίο αξίζει να μιλήσουμε.

Τέτοιες οθόνες λειτουργούν ως εξής: πιεζοστοιχεία που βρίσκονται στις γωνίες της συσκευής μετατρέπουν το εισερχόμενο ηλεκτρικό σήμα σε υπερηχητικά κύματα. Φτάνουν αμέσως στην επιφάνεια της οθόνης. Τα ανακλαστικά στοιχεία κατανέμονται κατά μήκος των άκρων της οθόνης και στην απέναντι πλευρά υπάρχουν αισθητήρες που καταγράφουν και μεταδίδουν υπερηχητικά κύματα. Ο μετατροπέας τα μετατρέπει σε ηλεκτρικό σήμα. Όταν αγγίζεται, αποδυναμώνεται και υπολογίζονται οι συντεταγμένες της αφής. Να σημειωθεί ότι υπολογίζεται και η ένταση της αφής, κάτι που δεν συμβαίνει με άλλους τύπους οθονών. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους ανταγωνιστές της, αυτή η επιλογή δεν καθορίζει πλήρως τις συντεταγμένες, επομένως δεν θα μπορείτε να σχεδιάσετε σε αυτές τις οθόνες.

έχουν υψηλή διαφάνεια και αντοχή. Η οθόνη δεν έχει ουσιαστικά αγώγιμες επιφάνειες και μπορεί να αντέξει έως και 50 εκατομμύρια αγγίγματα. Ένα σημαντικό μειονέκτημα είναι ότι οι ρύποι εμποδίζουν τη λειτουργία της συσκευής και η σωστή λειτουργία της οθόνης πραγματοποιείται μόνο σε αλληλεπίδραση με απορροφητικά ακουστικά κύματα. Οι οθόνες επιφανειοδραστικών είναι ενσωματωμένες όχι μόνο σε tablet, αλλά και σε μηχανές παιχνιδιών, φυλασσόμενα περίπτερα και άλλες συσκευές.

Χάρη στις οθόνες αφής, η γραφική διεπαφή και ο έλεγχος έχουν απλοποιηθεί πολύ. Η πρόσβαση σε λειτουργίες έχει γίνει ευκολότερη. Οι οθόνες αφής σάς επιτρέπουν να κάνετε ελάχιστες κινήσεις και να λαμβάνετε πληροφορίες πλήρως. Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν πολλά είδη, όλα έχουν τα πλεονεκτήματά τους. Ποια συσκευή θα επιλέξει εξαρτάται από τον χρήστη που θα αποφασίσει, με βάση τις δικές του οικονομικές δυνατότητες και προτιμήσεις.

20/07/2016 14/10/2016 από Γιατί

Η ιστορία της δημιουργίας της οθόνης αφής.

Σήμερα, μια οθόνη αφής, ή μάλλον μια οθόνη με δυνατότητα εισαγωγής πληροφοριών με την αφή, δεν θα εκπλήξει κανέναν. Σχεδόν όλα τα σύγχρονα smartphone, tablet PC, ορισμένοι ηλεκτρονικοί αναγνώστες και άλλα σύγχρονα gadget είναι εξοπλισμένα με παρόμοιες συσκευές. Ποια είναι η ιστορία αυτής της υπέροχης συσκευής εισαγωγής πληροφοριών;

Πιστεύεται ότι ο πατέρας της πρώτης συσκευής αφής στον κόσμο είναι ένας Αμερικανός δάσκαλος στο Πανεπιστήμιο του Κεντάκι, ο Samuel Hearst. Το 1970, βρέθηκε αντιμέτωπος με το πρόβλημα της ανάγνωσης πληροφοριών από έναν τεράστιο αριθμό κασετών εγγραφής. Η ιδέα του για την αυτοματοποίηση αυτής της διαδικασίας έγινε η ώθηση για τη δημιουργία της πρώτης εταιρείας οθονών αφής στον κόσμο, της Elotouch. Η πρώτη ανάπτυξη του Hirst και των συνεργατών του ονομάστηκε Elograph. Κυκλοφόρησε το 1971 και χρησιμοποίησε μια μέθοδο αντίστασης τεσσάρων συρμάτων για τον προσδιορισμό των συντεταγμένων του σημείου επαφής.

Η πρώτη ηλεκτρονική συσκευή με οθόνη αφής ήταν το σύστημα PLATO IV, το οποίο γεννήθηκε το 1972 χάρη σε έρευνα που διεξήχθη ως μέρος της εκπαίδευσης υπολογιστών στις ΗΠΑ. Είχε μια οθόνη αφής αποτελούμενη από 256 μπλοκ (16x16) και λειτουργούσε χρησιμοποιώντας ένα πλέγμα υπέρυθρων ακτίνων.

Το 1974, ο Samuel Hearst έκανε ξανά αισθητή την παρουσία του. Η εταιρεία που ίδρυσε, η Elographics, κυκλοφόρησε ένα διαφανές πάνελ αφής και τρία χρόνια αργότερα, το 1977, ανέπτυξαν ένα πάνελ αντίστασης πέντε συρμάτων. Λίγα χρόνια αργότερα, η εταιρεία συγχωνεύθηκε με τον μεγαλύτερο κατασκευαστή ηλεκτρονικών ειδών Siemens και το 1982 κυκλοφόρησαν από κοινού την πρώτη στον κόσμο τηλεόραση εξοπλισμένη με οθόνη αφής.

Το 1983, ο κατασκευαστής εξοπλισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών Hewlett-Packard κυκλοφόρησε τον υπολογιστή HP-150, εξοπλισμένο με οθόνη αφής που λειτουργεί με βάση την αρχή ενός δικτύου υπερύθρων.

Το πρώτο κινητό τηλέφωνο με συσκευή εισόδου αφής ήταν το Alcatel One Touch COM, που κυκλοφόρησε το 1998. Ήταν αυτή που έγινε το πρωτότυπο των σύγχρονων smartphone, αν και με τα σημερινά πρότυπα είχε πολύ μέτριες δυνατότητες - μια μικρή μονόχρωμη οθόνη. Μια άλλη προσπάθεια για smartphone με οθόνη αφής ήταν το Ericsson R380. Είχε επίσης μονόχρωμη οθόνη και ήταν πολύ περιορισμένη στις δυνατότητές του.

Η οθόνη αφής στη σύγχρονη μορφή της εμφανίστηκε το 2002 στο μοντέλο Qtek 1010/02 XDA, που κυκλοφόρησε από την HTC. Ήταν μια έγχρωμη οθόνη με αρκετά καλή ανάλυση, που υποστηρίζει 4096 χρώματα. Χρησιμοποιούσε τεχνολογία αντίστασης αφής. Η Apple έχει φέρει τις οθόνες αφής σε υψηλότερο επίπεδο. Χάρη στο iPhone της, οι συσκευές με οθόνες αφής απέκτησαν απίστευτη δημοτικότητα και η ανάπτυξή τους του Multitouch (ανίχνευση αφής με δύο δάχτυλα) απλοποίησε σημαντικά την εισαγωγή πληροφοριών.

Ωστόσο, η εμφάνιση των οθονών αφής δεν ήταν μόνο μια βολική καινοτομία, αλλά συνεπαγόταν και κάποιες ενοχλήσεις. Οι ηλεκτρονικές συσκευές εξοπλισμένες με αισθητήρα είναι πιο ευαίσθητες στον απρόσεκτο χειρισμό και ως εκ τούτου χαλούν συχνότερα. Ακόμα και οι οθόνες του iPhone σπάνε. Ευτυχώς, ακόμη και ένας ανειδίκευτος ειδικός μπορεί να τα αντικαταστήσει.

Πώς λειτουργεί μια οθόνη αφής;

Ένα τέτοιο θαύμα όπως μια οθόνη αφής - μια οθόνη με δυνατότητα εισαγωγής πληροφοριών πατώντας απλά στην επιφάνειά της χρησιμοποιώντας μια ειδική γραφίδα ή απλά ένα δάχτυλο - έχει πάψει εδώ και καιρό να προκαλεί έκπληξη στους χρήστες των σύγχρονων ηλεκτρονικών gadget. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε πώς λειτουργεί.

Στην πραγματικότητα, υπάρχει αρκετά μεγάλος αριθμός τύπων οθονών αφής. Διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τις αρχές που διέπουν τη δουλειά τους. Σήμερα, η αγορά σύγχρονων ηλεκτρονικών ειδών υψηλής τεχνολογίας χρησιμοποιεί κυρίως ωμικούς και χωρητικούς αισθητήρες. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης μήτρα, χωρητική προβολή, με χρήση επιφανειακών ακουστικών κυμάτων, υπέρυθρων και οπτικών. Η ιδιαιτερότητα των δύο πρώτων, των πιο συνηθισμένων, είναι ότι ο ίδιος ο αισθητήρας είναι διαχωρισμένος από την οθόνη, οπότε αν σπάσει, ακόμα και ένας αρχάριος ηλεκτρολόγος μπορεί εύκολα να τον αντικαταστήσει. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να αγοράσετε μια οθόνη αφής για το κινητό σας ή οποιαδήποτε άλλη ηλεκτρονική συσκευή.

Αντιστατική οθόνη αφής αποτελείται από μια εύκαμπτη πλαστική μεμβράνη, την οποία ουσιαστικά πιέζουμε με το δάχτυλό μας, και ένα γυάλινο πάνελ. Ένα ωμικό υλικό, ουσιαστικά ένας αγωγός, εφαρμόζεται στις εσωτερικές επιφάνειες των δύο πλαισίων. Ένας μικρο-μονωτήρας βρίσκεται ομοιόμορφα μεταξύ της μεμβράνης και του γυαλιού. Όταν πατάμε σε μία από τις περιοχές του αισθητήρα, τα αγώγιμα στρώματα της μεμβράνης και του γυάλινου πάνελ κλείνουν σε αυτό το σημείο και εμφανίζεται ηλεκτρική επαφή. Το κύκλωμα ελεγκτή ηλεκτρονικού αισθητήρα μετατρέπει το σήμα από το πάτημα σε συγκεκριμένες συντεταγμένες στην περιοχή της οθόνης και τις μεταδίδει στο κύκλωμα ελέγχου της ίδιας της ηλεκτρονικής συσκευής. Ο προσδιορισμός των συντεταγμένων, ή μάλλον ο αλγόριθμός του, είναι πολύ σύνθετος και βασίζεται στον διαδοχικό υπολογισμό πρώτα των κατακόρυφων και μετά των οριζόντιων συντεταγμένων της επαφής.

Οι οθόνες αφής με αντίσταση είναι αρκετά αξιόπιστες επειδή λειτουργούν κανονικά ακόμα κι αν το ενεργό επάνω πάνελ είναι βρώμικο. Επιπλέον, λόγω της απλότητάς τους, είναι φθηνότερα στην παραγωγή τους. Ωστόσο, έχουν και μειονεκτήματα. Ένα από τα κύρια είναι η χαμηλή μετάδοση φωτός του αισθητήρα. Δηλαδή, αφού ο αισθητήρας είναι κολλημένος στην οθόνη, η εικόνα δεν είναι τόσο φωτεινή και με αντίθεση.

Χωρητική οθόνη αφής. Η λειτουργία του βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε αντικείμενο που έχει ηλεκτρική χωρητικότητα, σε αυτήν την περίπτωση το δάχτυλο του χρήστη, άγει εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα. Ο ίδιος ο αισθητήρας είναι ένα γυάλινο πάνελ επικαλυμμένο με μια διαφανή ανθεκτική ουσία που σχηματίζει ένα αγώγιμο στρώμα. Το εναλλασσόμενο ρεύμα παρέχεται σε αυτό το στρώμα χρησιμοποιώντας ηλεκτρόδια. Μόλις ένα δάχτυλο ή μια γραφίδα αγγίξει μια από τις περιοχές του αισθητήρα, διαρρέει ρεύμα σε αυτή τη θέση. Η δύναμή του εξαρτάται από το πόσο κοντά στην άκρη του αισθητήρα βρίσκεται η επαφή. Ένας ειδικός ελεγκτής μετρά το ρεύμα διαρροής και, με βάση την τιμή του, υπολογίζει τις συντεταγμένες της επαφής.

Ένας χωρητικός αισθητήρας, όπως ένας αισθητήρας αντίστασης, δεν φοβάται τη μόλυνση και επίσης δεν φοβάται το υγρό. Ωστόσο, σε σύγκριση με το προηγούμενο, έχει μεγαλύτερη διαφάνεια, γεγονός που κάνει την εικόνα στην οθόνη πιο καθαρή και φωτεινότερη. Το μειονέκτημα ενός χωρητικού αισθητήρα προέρχεται από τα σχεδιαστικά του χαρακτηριστικά. Το γεγονός είναι ότι το ενεργό μέρος του αισθητήρα βρίσκεται, στην πραγματικότητα, στην ίδια την επιφάνεια και επομένως υπόκειται σε φθορά και ζημιά.

Τώρα ας μιλήσουμε για τις αρχές λειτουργίας των αισθητήρων που είναι λιγότερο δημοφιλείς σήμερα.

Αισθητήρες μήτρας Λειτουργούν με την αρχή της αντίστασης, αλλά διαφέρουν από τα πρώτα στον πιο απλοποιημένο σχεδιασμό. Στη μεμβράνη εφαρμόζονται κάθετες αγώγιμες λωρίδες, στο γυαλί εφαρμόζονται οριζόντιες αγώγιμες λωρίδες. Ή αντιστρόφως. Όταν ασκείται πίεση σε μια συγκεκριμένη περιοχή, δύο αγώγιμες λωρίδες είναι κλειστές και είναι αρκετά εύκολο για τον ελεγκτή να υπολογίσει τις συντεταγμένες της επαφής.

Το μειονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι ορατό με γυμνό μάτι - πολύ χαμηλή ακρίβεια, και επομένως η αδυναμία παροχής υψηλής διακριτικότητας του αισθητήρα. Εξαιτίας αυτού, ορισμένα στοιχεία της εικόνας ενδέχεται να μην συμπίπτουν με τη θέση των λωρίδων του αγωγού και, επομένως, κάνοντας κλικ σε αυτήν την περιοχή μπορεί είτε να εκτελεστεί λανθασμένα η επιθυμητή λειτουργία είτε να μην λειτουργεί καθόλου. Το μόνο πλεονέκτημα αυτού του τύπου αισθητήρων είναι το χαμηλό τους κόστος, το οποίο, αυστηρά μιλώντας, προέρχεται από την απλότητα. Επιπλέον, οι αισθητήρες matrix δεν είναι ιδιότροποι στη χρήση.

Προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής Είναι ένας τύπος χωρητικού, αλλά λειτουργούν λίγο διαφορετικά. Ένα πλέγμα ηλεκτροδίων εφαρμόζεται στο εσωτερικό της οθόνης. Όταν ένα δάχτυλο αγγίζει μεταξύ του αντίστοιχου ηλεκτροδίου και του ανθρώπινου σώματος, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό σύστημα - ισοδύναμο ενός πυκνωτή. Ο ελεγκτής αισθητήρα εκπέμπει έναν παλμό μικρορεύματος και μετρά την χωρητικότητα του πυκνωτή που προκύπτει. Ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι πολλά ηλεκτρόδια ενεργοποιούνται ταυτόχρονα τη στιγμή της αφής, αρκεί ο ελεγκτής να υπολογίσει απλώς την ακριβή θέση της αφής (χρησιμοποιώντας τη μεγαλύτερη χωρητικότητα).

Τα κύρια πλεονεκτήματα των προβαλλόμενων χωρητικών αισθητήρων είναι η μεγαλύτερη διαφάνεια ολόκληρης της οθόνης (έως 90%), το εξαιρετικά ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας και η ανθεκτικότητα. Όταν χρησιμοποιείτε αυτόν τον τύπο αισθητήρα, το γυαλί στήριξης μπορεί να φτάσει σε πάχος 18 mm, γεγονός που καθιστά δυνατή τη δημιουργία οθονών ανθεκτικών στην κρούση. Επιπλέον, ο αισθητήρας είναι ανθεκτικός σε μη αγώγιμη μόλυνση.

Αισθητήρες ακουστικών κυμάτων επιφάνειας – κύματα που διαδίδονται στην επιφάνεια ενός στερεού σώματος. Ο αισθητήρας είναι ένα γυάλινο πάνελ με πιεζοηλεκτρικούς μετατροπείς που βρίσκονται στις γωνίες. Η ουσία του πώς λειτουργεί ένας τέτοιος αισθητήρας είναι η εξής. Οι πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες δημιουργούν και λαμβάνουν ακουστικά κύματα που διαδίδονται μεταξύ των αισθητήρων σε όλη την επιφάνεια της οθόνης. Εάν δεν υπάρχει επαφή, το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε κύματα και μετά πάλι σε ηλεκτρικό σήμα. Εάν συμβεί ένα άγγιγμα, μέρος της ενέργειας του ακουστικού κύματος θα απορροφηθεί από το δάχτυλο και επομένως δεν θα φτάσει στον αισθητήρα. Ο ελεγκτής θα αναλύσει το λαμβανόμενο σήμα και, χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο, θα υπολογίσει τη θέση της αφής.

Τα πλεονεκτήματα τέτοιων αισθητήρων είναι ότι χρησιμοποιώντας έναν ειδικό αλγόριθμο είναι δυνατό να προσδιοριστούν όχι μόνο οι συντεταγμένες της αφής, αλλά και η δύναμη πίεσης - ένα πρόσθετο στοιχείο πληροφοριών. Επιπλέον, η τελική συσκευή απεικόνισης έχει πολύ υψηλή διαφάνεια αφού δεν υπάρχουν ημιδιαφανή αγώγιμα ηλεκτρόδια στη φωτεινή διαδρομή. Ωστόσο, οι αισθητήρες έχουν επίσης μια σειρά από μειονεκτήματα. Πρώτον, πρόκειται για έναν πολύ περίπλοκο σχεδιασμό και, δεύτερον, οι δονήσεις παρεμβαίνουν σε μεγάλο βαθμό στην ακρίβεια του προσδιορισμού των συντεταγμένων.

Υπέρυθρες οθόνες αφής. Η αρχή της λειτουργίας τους βασίζεται στη χρήση ενός πλέγματος συντεταγμένων υπέρυθρων ακτίνων (εκπομποί φωτός και δέκτες). Περίπου το ίδιο όπως στα θησαυροφυλάκια τραπεζών από ταινίες μεγάλου μήκους για κατασκόπους και ληστές. Όταν αγγίζετε τον αισθητήρα σε ένα συγκεκριμένο σημείο, ορισμένες από τις ακτίνες διακόπτονται και ο ελεγκτής χρησιμοποιεί δεδομένα από οπτικούς δέκτες για να καθορίσει τις συντεταγμένες της επαφής.

Το κύριο μειονέκτημα τέτοιων αισθητήρων είναι η πολύ κριτική στάση τους απέναντι στην καθαριότητα της επιφάνειας. Οποιαδήποτε μόλυνση μπορεί να οδηγήσει σε πλήρη αλειτουργία του. Αν και λόγω της απλότητας του σχεδιασμού, αυτός ο τύπος αισθητήρα χρησιμοποιείται για στρατιωτικούς σκοπούς, ακόμη και σε ορισμένα κινητά τηλέφωνα.

Οι οπτικές οθόνες αφής αποτελούν λογική συνέχεια των προηγούμενων. Το υπέρυθρο φως χρησιμοποιείται ως φωτισμός πληροφοριών. Εάν δεν υπάρχουν αντικείμενα τρίτων στην επιφάνεια, το φως ανακλάται και εισέρχεται στον φωτοανιχνευτή. Εάν συμβεί μια επαφή, μερικές από τις ακτίνες απορροφώνται και ο ελεγκτής καθορίζει τις συντεταγμένες της επαφής.

Το μειονέκτημα της τεχνολογίας είναι η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού λόγω της ανάγκης χρήσης ενός επιπλέον φωτοευαίσθητου στρώματος της οθόνης. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού του υλικού με το οποίο έγινε η αφή.

Ο μετρητής καταπόνησης DST και οι οθόνες αφής λειτουργούν με βάση την αρχή της παραμόρφωσης του επιφανειακού στρώματος. Η ακρίβειά τους είναι αρκετά χαμηλή, αλλά αντέχουν πολύ καλά στη μηχανική καταπόνηση, γι' αυτό χρησιμοποιούνται σε ΑΤΜ, μηχανήματα εισιτηρίων και άλλες δημόσιες ηλεκτρονικές συσκευές.

Οι επαγωγικές οθόνες βασίζονται στην αρχή της δημιουργίας ηλεκτρομαγνητικού πεδίου κάτω από την κορυφή του αισθητήρα. Όταν αγγίζεται με ένα ειδικό στυλό, το χαρακτηριστικό πεδίου αλλάζει και ο ελεγκτής, με τη σειρά του, υπολογίζει τις ακριβείς συντεταγμένες της επαφής. Χρησιμοποιούνται σε καλλιτεχνικά tablet PC της υψηλότερης κατηγορίας, καθώς παρέχουν μεγαλύτερη ακρίβεια στον προσδιορισμό των συντεταγμένων.

Μια συσκευή εισαγωγής πληροφοριών, η οποία είναι μια οθόνη που ανταποκρίνεται στα αγγίγματα. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι οθονών αφής που λειτουργούν με διαφορετικές φυσικές αρχές. Αλλά θα εξετάσουμε μόνο αυτά που βρίσκονται σε κινητά τηλέφωνα και άλλο φορητό εξοπλισμό.

Πώς λειτουργούν οι οθόνες αφής με αντίσταση

Οι οθόνες αφής με αντίσταση διατίθενται σε δύο τύπους, τεσσάρων και πέντε καλωδίων. Ας εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας κάθε τύπου ξεχωριστά.

Αντιστασιακή οθόνη τεσσάρων συρμάτων

Αρχή λειτουργίας της οθόνης αφής με αντίσταση 4 συρμάτων

Η οθόνη αφής με αντίσταση αποτελείται από ένα γυάλινο πάνελ και μια εύκαμπτη πλαστική μεμβράνη. Εφαρμόζεται μια ανθεκτική επίστρωση τόσο στο πάνελ όσο και στη μεμβράνη. Ο χώρος μεταξύ του γυαλιού και της μεμβράνης είναι γεμάτος με μικρομονωτές, οι οποίοι κατανέμονται ομοιόμορφα στην ενεργή περιοχή της οθόνης και απομονώνουν αξιόπιστα τις αγώγιμες επιφάνειες. Όταν πιέζεται η οθόνη, ο πίνακας και η μεμβράνη είναι κλειστά και ο ελεγκτής με μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακόκαταγράφει την αλλαγή στην αντίσταση και τη μετατρέπει σε συντεταγμένες αφής (Χ και Υ). Σε γενικές γραμμές, ο αλγόριθμος ανάγνωσης έχει ως εξής:

1. Εφαρμόζεται τάση +5V στο επάνω ηλεκτρόδιο και το κάτω γειώνεται. Τα αριστερά και τα δεξιά είναι βραχυκυκλωμένα και ελέγχεται η τάση σε αυτά. Αυτή η τάση αντιστοιχεί στη συντεταγμένη Υ της οθόνης.
2. Ομοίως, +5V και γείωση παρέχονται στο αριστερό και το δεξί ηλεκτρόδιο και η συντεταγμένη Χ διαβάζεται από πάνω και κάτω.

Οθόνη με αντίσταση πέντε συρμάτων

Η σήτα πέντε καλωδίων είναι πιο αξιόπιστη λόγω του γεγονότος ότι η ωμική επίστρωση στη μεμβράνη αντικαθίσταται από μια αγώγιμη (η οθόνη 5 καλωδίων συνεχίζει να λειτουργεί ακόμη και με μια κοπή μέσω μεμβράνης). Το πίσω γυαλί διαθέτει ωμική επίστρωση με τέσσερα ηλεκτρόδια στις γωνίες.

Αρχή λειτουργίας της οθόνης αφής με αντίσταση 5 συρμάτων

Αρχικά, και τα τέσσερα ηλεκτρόδια είναι γειωμένα και η μεμβράνη «έλκεται» από μια αντίσταση στα +5V. Το επίπεδο τάσης στη μεμβράνη παρακολουθείται συνεχώς μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό. Όταν τίποτα δεν αγγίζει την οθόνη αφής, η τάση είναι 5V.

Μόλις πατηθεί η οθόνη, ο μικροεπεξεργαστής ανιχνεύει την αλλαγή στην τάση της μεμβράνης και αρχίζει να υπολογίζει τις συντεταγμένες της αφής ως εξής:

1. Στα δύο δεξιά ηλεκτρόδια εφαρμόζεται τάση +5V, τα αριστερά είναι γειωμένα. Η τάση στην οθόνη αντιστοιχεί στη συντεταγμένη Χ.
2. Η συντεταγμένη Υ διαβάζεται συνδέοντας και τα δύο άνω ηλεκτρόδια στα +5V και στη γείωση και τα δύο κάτω.

Πώς λειτουργούν οι χωρητικές οθόνες αφής

Μια χωρητική (ή χωρητική επιφάνεια) οθόνη εκμεταλλεύεται το γεγονός ότι ένα αντικείμενο μεγάλης χωρητικότητας άγει εναλλασσόμενο ρεύμα.

Αρχή λειτουργίας χωρητικής οθόνης αφής

Μια χωρητική οθόνη αφής είναι ένα γυάλινο πάνελ επικαλυμμένο με ένα διαφανές ανθεκτικό υλικό (συνήθως ένα κράμα οξειδίου του ινδίου και οξειδίου του κασσιτέρου). Τα ηλεκτρόδια που βρίσκονται στις γωνίες της οθόνης εφαρμόζουν μια μικρή εναλλασσόμενη τάση (η ίδια για όλες τις γωνίες) στο αγώγιμο στρώμα. Όταν αγγίζετε την οθόνη με το δάχτυλό σας ή άλλο αγώγιμο αντικείμενο, διαρρέει ρεύμα. Επιπλέον, όσο πιο κοντά βρίσκεται το δάχτυλο στο ηλεκτρόδιο, τόσο χαμηλότερη είναι η αντίσταση της οθόνης, πράγμα που σημαίνει ότι τόσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα. Το ρεύμα και στις τέσσερις γωνίες καταγράφεται από αισθητήρες και μεταδίδεται στον ελεγκτή, ο οποίος υπολογίζει τις συντεταγμένες του σημείου επαφής.

Σε προηγούμενα μοντέλα χωρητικών οθονών, χρησιμοποιήθηκε συνεχές ρεύμα - αυτό απλοποίησε τη σχεδίαση, αλλά εάν ο χρήστης είχε κακή επαφή με το έδαφος, οδήγησε σε αστοχίες.

Οι χωρητικές οθόνες αφής είναι αξιόπιστες, περίπου 200 εκατομμύρια κλικ (περίπου 6,5 χρόνια κλικ κάθε δευτερόλεπτο), δεν διαρρέουν υγρά και ανέχονται πολύ καλά μη αγώγιμους ρύπους. Διαφάνεια στο 90%. Ωστόσο, η αγώγιμη επίστρωση είναι ακόμα ευάλωτη. Ως εκ τούτου, οι χωρητικές οθόνες χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανήματα που εγκαθίστανται σε προστατευμένες περιοχές. Δεν ανταποκρίνονται σε ένα χέρι με γάντι.

Αρχή λειτουργίας προβαλλόμενων χωρητικών οθονών αφής

Ένα πλέγμα ηλεκτροδίων εφαρμόζεται στο εσωτερικό της οθόνης. Το ηλεκτρόδιο μαζί με το ανθρώπινο σώμα σχηματίζουν έναν πυκνωτή. τα ηλεκτρονικά μετρά την χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή (παρέχει έναν παλμό ρεύματος και μετρά την τάση).

Αρχή λειτουργίας της προβαλλόμενης χωρητικής οθόνης αφής

Η διαφάνεια τέτοιων οθονών είναι έως και 90%, το εύρος θερμοκρασίας είναι εξαιρετικά ευρύ. Πολύ ανθεκτικό (το σημείο συμφόρησης είναι τα πολύπλοκα ηλεκτρονικά που επεξεργάζονται τα κλικ). Η POE μπορεί να χρησιμοποιήσει γυαλί πάχους έως 18 mm, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα την εξαιρετική αντίσταση στους βανδαλισμούς. Δεν αντιδρούν σε μη αγώγιμους ρύπους καταστέλλονται εύκολα χρησιμοποιώντας μεθόδους λογισμικού. Επομένως, οι προβαλλόμενες χωρητικές οθόνες αφής χρησιμοποιούνται σε μηχανήματα εξωτερικού χώρου. Πολλά μοντέλα αντιδρούν σε ένα χέρι με γάντι. Στα σύγχρονα μοντέλα, οι σχεδιαστές έχουν επιτύχει πολύ υψηλή ακρίβεια - ωστόσο, οι εκδόσεις που είναι ανθεκτικές στους βανδαλισμούς είναι λιγότερο ακριβείς.

Τα PEE αντιδρούν ακόμη και στην προσέγγιση ενός χεριού - το όριο απόκρισης ορίζεται από το λογισμικό. Διακρίνετε το πάτημα με το χέρι και το πάτημα με αγώγιμο στυλό. Ορισμένα μοντέλα υποστηρίζουν multi-touch. Επομένως, αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε επιφάνειες αφής και οθόνες πολλαπλής αφής.

Αξίζει να σημειωθεί ότι λόγω διαφορών στην ορολογία, οι οθόνες επιφανειακής και προβαλλόμενης χωρητικής συχνά συγχέονται. Σύμφωνα με την ταξινόμηση που χρησιμοποιείται σε αυτό το άρθρο, η οθόνη του iPhone προβάλλεται χωρητική.

συμπέρασμα

Κάθε τύπος οθόνης αφής έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα για λόγους σαφήνειας, ας δούμε τον πίνακα.

	Αντιστασιακό 4-σύρμα	Αντιστασιακό 5-σύρμα	Χωρητικός	Προβαλλόμενη χωρητική
Λειτουργικότητα
Χέρι με γάντι	Ναί	Ναί	Οχι	Ναί
Στερεό αγώγιμο αντικείμενο	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί
Στερεό μη αγώγιμο αντικείμενο	Ναί	Ναί	Οχι	Οχι
Πολλαπλής αφής	Οχι	Ναί	Ναί	Ναί
Μέτρηση πίεσης	Οχι	Οχι	Οχι	Ναί
Απόλυτη διαφάνεια, %	75	85	90	90
Ακρίβεια	Υψηλός	Υψηλός	Υψηλός	Υψηλός
Αξιοπιστία
Διάρκεια ζωής, εκατομμύρια κλικ	10	35	200	∞
Προστασία από βρωμιά και υγρά	Ναί	Ναί	Ναί	Ναί
Αντίσταση στους βανδαλισμούς	Οχι	Οχι	Οχι	Ναί

Το άρθρο γράφτηκε με βάση υλικά από τον ιστότοπο

Αποφασίσαμε να αφιερώσουμε το πέμπτο μάθημα του πρώτου βήματος του εκπαιδευτικού μας μαθήματος σε ένα από τα πιο σημαντικά μέρη ενός smartphone, το οποίο απαιτεί τη μεγαλύτερη προσοχή - την οθόνη. Μέσω της οθόνης έχουμε πρόσβαση σε όλες τις λειτουργίες ενός gadget για κινητά: κλήσεις, κλήση SMS, πρόσβαση στο Διαδίκτυο, προβολή φωτογραφιών και βίντεο κ.λπ.

Αλλά ξέρετε τι είναι η ανάλυση οθόνης, πώς διαφέρει το IPS από το AMOLED και πώς να επιλέξετε τη βέλτιστη διαγώνιο για τον εαυτό σας; Στο άρθρο μας, θα αναλύσουμε λεπτομερώς τι είναι η οθόνη smartphone και ποιες παραμέτρους οθόνης πρέπει να προσέξετε όταν αγοράζετε ένα νέο smartphone.

Η οθόνη μιας σύγχρονης κινητής συσκευής είναι ένα είδος "σάντουιτς": ένας συνδυασμός στρωμάτων, καθένα από τα οποία εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία:

• Οθόνη αφής ή επιφάνεια αφής
• Μήτρα
• Πηγή φωτός

Η οθόνη αφής βρίσκεται ακριβώς κάτω από τα δάχτυλα του χρήστη. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, στην αγορά κινητών τηλεφώνων βρίσκονταν δύο τύποι πάνελ αφής: αντίσταση και χωρητική. Ο πρώτος ανταποκρίθηκε στη δύναμη της πίεσης, ο δεύτερος - σε μια αλλαγή στην ηλεκτρική ώθηση κατά την αφή. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ένα δυνατό πάτημα θα μπορούσε εύκολα να βλάψει την εύθραυστη οθόνη αφής, οι οθόνες αντίστασης έγιναν όλο και λιγότερο δημοφιλείς και τώρα τα smartphone με αυτόν τον τύπο πάνελ αφής ουσιαστικά δεν παράγονται.

Ταυτόχρονα, οι χωρητικές οθόνες αφής μπορούν να αντέξουν περίπου 200 εκατομμύρια κλικ. Είναι αλήθεια ότι το πιο αξιοσημείωτο μειονέκτημα αυτού του τύπου είναι ότι το smartphone δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί με γάντια, καθώς το ύφασμα δεν μεταδίδει ηλεκτρικούς παλμούς.

Ορισμένοι κατασκευαστές επιλύουν αυτό το πρόβλημα εξοπλίζοντας τις κορυφαίες ναυαρχίδες τους με οθόνες αφής 3D. Τέτοιες οθόνες ανταποκρίνονται τόσο στο πάτημα όσο και στις αλλαγές χωρητικότητας.

Η μήτρα οθόνης αλλάζει την ποσότητα φωτός που διέρχεται από κάθε pixel από την πηγή στην οθόνη αφής, με άλλα λόγια, προσαρμόζει τη διαφάνεια των pixel. Σε αυτήν την περίπτωση, η τελική ποιότητα εικόνας επηρεάζεται σημαντικά από την παρουσία ή την απουσία ενός διακένου αέρα μεταξύ του αισθητήρα και της μήτρας.

Εάν υπάρχει ένα στρώμα, το φως διέρχεται διαδοχικά από τρία μέσα: γυαλί μήτρας, αέρας, γυαλί οθόνης αφής. Αντίστοιχα, κάθε μέσο έχει τον δικό του δείκτη διάθλασης και ανάκλασης του φωτός. Επομένως, τα smartphone με διάκενο αέρα δεν μπορούν πάντα να καυχηθούν για μια πλούσια και φωτεινή εικόνα.

Σήμερα, τα smartphones εξοπλίζονται όλο και περισσότερο με οθόνες στις οποίες ο αισθητήρας είναι κολλημένος στη μήτρα (OGS - διάλυμα ενός γυαλιού). Σε αυτήν την περίπτωση, το φως από την πηγή διαθλάται και ανακλάται από ένα μόνο εξωτερικό μέσο, ​​επομένως η ποιότητα της εικόνας γίνεται υψηλότερη.

Οι οθόνες OGS έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα. Εάν πέσει ένα τηλέφωνο με τέτοια οθόνη, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα να καταστραφεί η οθόνη αφής μαζί με τη μήτρα, γεγονός που περιπλέκει σημαντικά τις περαιτέρω επισκευές. Ενώ σε μια οθόνη με διάκενο αέρα, κατά κανόνα σπάει μόνο η οθόνη αφής, η οποία μπορεί να αντικατασταθεί ακόμα και στο σπίτι.

Το τελευταίο στρώμα της οθόνης είναι μια σύνθετη λάμπα, η οποία είναι η πηγή φωτός για τους υγρούς κρυστάλλους. Από την άλλη, οι οθόνες LED, που δεν απαιτούν πηγή φωτός, αφού λάμπουν μόνες τους, γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς κάθε χρόνο.

Τύποι οθονών smartphone

Μέχρι το 2017, είχαν εμφανιστεί δύο κύριοι τύποι οθονών: LCD ή LCD και OLED. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, τα πρώτα βασίζονται σε υγρούς κρυστάλλους, τα δεύτερα σε LED. Με τη σειρά τους, οι οθόνες LCD χωρίζονται σε τρεις κύριες ομάδες:

Η TN είναι η απλούστερη και πιο προσιτή τεχνολογία για την κατασκευή οθονών LCD. Τέτοιες οθόνες χαρακτηρίζονται από άμεση απόκριση και χαμηλό κόστος. Από την άλλη, οι οθόνες TN δεν έχουν τις μεγαλύτερες γωνίες θέασης (περίπου 120-130 μοίρες). Κατά κανόνα, τέτοιες οθόνες εγκαθίστανται σε οικονομικά smartphone smartphone.

Για παράδειγμα, ίσως το πιο προσιτό smartphone της βρετανικής εταιρείας Fly, το Nimbus 14, το οποίο μπορεί να αγοραστεί μόνο για 3.290 ρούβλια, είναι εξοπλισμένο με οθόνη TN 4,5 ιντσών. Αυτό το gadget θα είναι μια εξαιρετική λύση εάν χρειάζεστε ένα smartphone αρχικού επιπέδου για τις πιο απλές εργασίες: έλεγχο email, εργασία με απλές εφαρμογές, επικοινωνία σε συνομιλίες και άμεσους αγγελιοφόρους.

Ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους οθονών είναι η IPS. Τέτοιες οθόνες διακρίνονται από αναπαραγωγή χρωμάτων υψηλής ποιότητας (ειδικά εάν δεν υπάρχει κενό αέρα μεταξύ του αισθητήρα και της μήτρας), καθώς και από ευρείες γωνίες θέασης έως και 178 μοίρες. Πριν από μερικά χρόνια, το IPS ήταν μια αρκετά ακριβή τεχνολογία, αλλά τώρα αυτός ο τύπος μπορεί να βρεθεί παντού ακόμα και σε συσκευές προϋπολογισμού.

Μεταξύ των νέων προϊόντων της μάρκας Fly, ένα από τα πιο αξιοσημείωτα smartphone με οθόνη IPS είναι το μοντέλο, το οποίο είναι τώρα διαθέσιμο μόνο για 8.990 ρούβλια. Η οθόνη IPS 5,2 ιντσών με ευχάριστη στρογγυλοποίηση στις άκρες κατασκευάζεται με τεχνολογία Full Lamination - αφαιρείται το διάκενο αέρα μεταξύ της οθόνης αφής και της μήτρας, λόγω της οποίας ήταν δυνατό να επιτευχθεί μια ρεαλιστική, πλούσια και αντίθετη εικόνα.

Παρεμπιπτόντως, αυτό το smartphone κατάφερε να λύσει το πρόβλημα της αυξημένης ευπάθειας μιας τέτοιας σύνδεσης χωρίς αέρα. Η οθόνη Fly Selfie 1 προστατεύεται από ανθεκτικό γυαλί Panda, το οποίο είναι ανθεκτικό σε μικρά χτυπήματα και πτώσεις.

Η τεχνολογία PLS αναπτύχθηκε από τη Samsung. Ουσιαστικά, πρόκειται για το ίδιο IPS, τροποποιημένο μόνο για να μειώσει το κόστος παραγωγής. Είναι αλήθεια ότι αυτή η τεχνολογία δεν κέρδισε ποτέ μεγάλη δημοτικότητα.

OLED

Οι οθόνες OLED χωρίζονται σε τρεις κύριους τύπους:

• AMOLED
• SuperAMOLED
• ΔΙΠΛΩΣΕ

Η τεχνολογία OLED βασίζεται σε μικροσκοπικά LED που εκπέμπουν από μόνα τους φως. Λόγω της απουσίας εξωτερικής πηγής φωτός, οι οθόνες LED στα smartphone είναι λεπτές, μειώνοντας έτσι το μέγεθος του ίδιου του gadget. Επίσης, τα πλεονεκτήματα των LED περιλαμβάνουν χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, υψηλή αντίθεση και γρήγορη απόκριση.

Από την άλλη πλευρά, θα πρέπει να ληφθούν υπόψη τα δυσάρεστα μειονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας:

• Οι οθόνες OLED είναι πιο ακριβές στην παραγωγή
• Με την πάροδο του χρόνου, τα LED αρχίζουν να ξεθωριάζουν, προκαλώντας παραμόρφωση της εικόνας.
• Σε έντονο φως, οι οθόνες OLED υπερεκθέτουν περισσότερο από τις οθόνες LCD.

Η λειτουργία των οθονών AMOLED βασίζεται σε μια ενεργή μήτρα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης. Τέτοιες οθόνες διακρίνονται από βαθύ μαύρο χρώμα, καθώς κατά τη διαδικασία σχηματισμού εικόνας ορισμένα από τα LED απενεργοποιούνται, γεγονός που μειώνει επίσης το φορτίο της μπαταρίας.

Οι οθόνες SuperAMOLED αφαιρούν το στρώμα αέρα για να βελτιώσουν τη φωτεινότητα και τη σαφήνεια της εικόνας. Και οι οθόνες FOLED αποκαλούνται πλέον όλο και περισσότερο οι οθόνες του μέλλοντος. Αυτή η τεχνολογία καθιστά δυνατή τη δημιουργία εύκαμπτων οθονών που βασίζονται σε οργανικές διόδους εκπομπής φωτός.

Μεγέθη οθόνης smartphone. Αδεια

Αυτή η παράμετρος καθορίζει άμεσα τον σκοπό για τον οποίο αγοράζεται το smartphone. Συμβατικά, όλα τα smartphone μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες ομάδες με βάση το μέγεθος της οθόνης:

1. Έως 5,2 ίντσες
2. 5 έως 7 ίντσες

Η οθόνη έως και 5,5 ιντσών σάς επιτρέπει να κάνετε το smartphone σας συμπαγές και ελαφρύ. Αυτό το gadget μπορεί να ελέγχεται εύκολα με το ένα χέρι, ακόμα και όταν κινείστε. Τα μικρά smartphone αγοράζονται συχνά ως το πρώτο κινητό τηλέφωνο ενός παιδιού - το να κρατάς, για παράδειγμα, ένα smartphone 4 ιντσών στο χέρι ενός παιδιού είναι πολύ πιο βολικό από ένα μεγάλο, "ενήλικο" gadget.

Εάν η διαγώνιος μιας οθόνης smartphone φτάνει τις 6-7 ίντσες, ένα τέτοιο gadget ονομάζεται phablet ή τηλέφωνο tablet. Η μεγάλη οθόνη είναι ιδιαίτερα βολική για παρακολούθηση βίντεο, επεξεργασία και προβολή φωτογραφιών, παιχνίδι με πλούσια γραφικά, δημιουργία και επεξεργασία αρχείων κειμένου και πολλά άλλα.

Όταν επιλέγετε ένα smartphone ανά μέγεθος, είναι σημαντικό να δίνετε ιδιαίτερη προσοχή στην ανάλυση της οθόνης, η οποία καθορίζεται από τον αριθμό των pixel ανά μονάδα επιφάνειας. Έτσι, εάν το smartphone σας έχει μεγάλη οθόνη αλλά χαμηλή ανάλυση, η εικόνα θα είναι θολή και κοκκώδης. Στα smartphone, η ανάλυση οθόνης υποδεικνύεται από την παράμετρο dpi - τον αριθμό των κουκκίδων ανά ίντσα.

Σήμερα, υπάρχουν 4 πιο κοινές αναλύσεις οθόνης:

• Τα 320x480 pixels (HVGA) είναι σπάνια, αλλά βρίσκονται στα φθηνότερα smartphone. Η εικόνα σε μια τέτοια οθόνη βγαίνει αρκετά κοκκώδης.
• 480x800, 480x854 (WVGA) – η εικόνα φαίνεται καλή σε μικρές οθόνες με διαγώνιο έως και 4 ίντσες.
• 854 x 480 (FWVGA) – αρκετά άνετη ποιότητα σε οθόνες έως 4,5 ίντσες.
• 720x1280 (HD) – τα smartphone με αυτήν την ανάλυση είναι ίσως τα πιο συνηθισμένα. Η οθόνη ανάλυσης HD παρέχει υψηλό επίπεδο λεπτομέρειας, ακόμα κι αν η οθόνη έχει διαγώνιο 5,5 ίντσες.
• 1080x1920 (FullHD) – αυτή η ανάλυση παρέχει την υψηλότερη ποιότητα εικόνας, η οποία είναι ιδιαίτερα αισθητή σε smartphone με οθόνες 5 ιντσών.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα του τελευταίου είναι το μοντέλο Fly Cirrus 13. Ισχυρό, εντυπωσιακό και προσιτό με μόνο 8.490 ρούβλια, το smartphone είναι εξοπλισμένο με φωτεινή και αντίθετη οθόνη IPS 5 ιντσών με ανάλυση FullHD, η οποία επίσης δεν έχει κενό αέρα μεταξύ των στρωμάτων. Έτσι ο χρήστης μπορεί να βιώσει κάθε λεπτομέρεια της εικόνας. Για να αποφευχθεί η καταστροφή της ευάλωτης σύνδεσης μεταξύ της μήτρας και της οθόνης αφής, η οθόνη Fly Cirrus 13 προστατεύεται από ανθεκτικό στην κρούση γυαλί Dragontrail, το οποίο είναι 6 φορές ισχυρότερο από το δημοφιλές Gorilla Glass.

Τώρα ξέρετε πώς είναι οι οθόνες smartphone και τι πρέπει να προσέχετε όταν επιλέγετε ένα νέο gadget. Την επόμενη φορά θα σας πούμε τα πάντα για τους επεξεργαστές φορητών συσκευών. Θα μάθετε γιατί δεν πρέπει να συγχέετε τους όρους "επεξεργαστής" και "chipset", πώς ένας επεξεργαστής 4 πυρήνων μπορεί να εξουδετερώσει έναν επεξεργαστή 8 πυρήνων και επίσης τι επηρεάζει η μνήμη RAM του επεξεργαστή.

Αρθρο:

Συσκευή προβολής για κινητό τηλέφωνο (smartphone) και tablet. Συσκευή με οθόνη LCD. Τύποι οθονών, διαφορές τους.

Πρόλογος

Σε αυτό το άρθρο θα αναλύσουμε τη δομή της οθόνης των σύγχρονων κινητών τηλεφώνων, smartphone και tablet. Οι οθόνες μεγάλων συσκευών (οθόνες, τηλεοράσεις κ.λπ.), με εξαίρεση τις μικρές αποχρώσεις, είναι διατεταγμένες παρόμοια.

Θα πραγματοποιήσουμε αποσυναρμολόγηση όχι μόνο θεωρητικά, αλλά και πρακτικά, ανοίγοντας την οθόνη του «θυσιαστικού» τηλεφώνου.

Θα εξετάσουμε πώς λειτουργεί μια σύγχρονη οθόνη χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της πιο περίπλοκης από αυτές - οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD - οθόνη υγρών κρυστάλλων). Μερικές φορές ονομάζονται TFT LCD, όπου η συντομογραφία TFT σημαίνει "thin-film transistor" - thin-film transistor. αφού οι υγροί κρύσταλλοι ελέγχονται χάρη σε τέτοια τρανζίστορ που εναποτίθενται στο υπόστρωμα μαζί με τους υγρούς κρυστάλλους.

Το φθηνό Nokia 105 θα χρησιμεύσει ως ένα «θυσιαστικό» τηλέφωνο του οποίου η οθόνη θα ανοίξει.

Κύρια στοιχεία της οθόνης

Οι οθόνες υγρών κρυστάλλων (TFT LCD και οι τροποποιήσεις τους - TN, IPS, IGZO, κ.λπ.) αποτελούνται από τρία εξαρτήματα: μια επιφάνεια αφής, μια συσκευή σχηματισμού εικόνας (μήτρα) και μια πηγή φωτός (μεταξύ της επιφάνειας αφής και του φωτισμού). matrix Υπάρχει ένα άλλο επίπεδο, παθητικό. Είναι μια διαφανής οπτική κόλλα ή απλά ένα διάκενο αέρα. Η ύπαρξη αυτού του στρώματος οφείλεται στο γεγονός ότι στις οθόνες LCD η οθόνη και η επιφάνεια αφής είναι εντελώς διαφορετικές συσκευές, συνδυασμένες καθαρά μηχανικά.

Κάθε ένα από τα «ενεργά» συστατικά έχει μια μάλλον πολύπλοκη δομή.

Ας ξεκινήσουμε με την επιφάνεια αφής (οθόνη αφής). Βρίσκεται στο ανώτατο επίπεδο της οθόνης (αν υπάρχει, αλλά σε τηλέφωνα με κουμπιά, για παράδειγμα, δεν είναι).
Ο πιο συνηθισμένος τύπος του τώρα είναι ο χωρητικός. Η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας οθόνης αφής βασίζεται σε μια αλλαγή στην ηλεκτρική χωρητικότητα μεταξύ κάθετων και οριζόντιων αγωγών όταν αγγίζεται από το δάχτυλο του χρήστη.
Κατά συνέπεια, ώστε αυτοί οι αγωγοί να μην παρεμβαίνουν στην προβολή της εικόνας, είναι κατασκευασμένοι διαφανείς από ειδικά υλικά (συνήθως χρησιμοποιείται οξείδιο κασσιτέρου ινδίου για αυτό).

Υπάρχουν επίσης επιφάνειες αφής που ανταποκρίνονται στην πίεση (οι λεγόμενες αντίστασης), αλλά ήδη «φεύγουν από την αρένα».
Πρόσφατα, εμφανίστηκαν συνδυασμένες επιφάνειες αφής που ανταποκρίνονται ταυτόχρονα τόσο στη χωρητικότητα των δακτύλων όσο και στη δύναμη πίεσης (οθόνες αφής 3D). Βασίζονται σε έναν χωρητικό αισθητήρα, που συμπληρώνεται από έναν αισθητήρα πίεσης στην οθόνη.

Η οθόνη αφής μπορεί να διαχωριστεί από την οθόνη με ένα διάκενο αέρα ή μπορεί να κολληθεί πάνω της (το λεγόμενο "διάλυμα ενός γυαλιού", OGS - διάλυμα ενός γυαλιού).
Αυτή η επιλογή (OGS) έχει ένα σημαντικό ποιοτικό πλεονέκτημα, καθώς μειώνει το επίπεδο ανάκλασης στην οθόνη από εξωτερικές πηγές φωτός. Αυτό επιτυγχάνεται με τη μείωση του αριθμού των ανακλαστικών επιφανειών.
Σε μια «κανονική» οθόνη (με διάκενο αέρα) υπάρχουν τρεις τέτοιες επιφάνειες. Αυτά είναι τα όρια μεταβάσεων μεταξύ μέσων με διαφορετικούς δείκτες διάθλασης φωτός: «αέρα-γυαλί», μετά «γυαλί-αέρας» και τέλος πάλι «αερό-γυαλί». Οι πιο δυνατές αντανακλάσεις είναι από τα πρώτα και τα τελευταία όρια.

Στην έκδοση με OGS, υπάρχει μόνο μία ανακλαστική επιφάνεια (εξωτερική), «αέρας σε γυαλί».

Αν και η οθόνη με OGS είναι πολύ βολική για τον χρήστη και έχει καλά χαρακτηριστικά. Έχει επίσης ένα μειονέκτημα που "αναδύεται" εάν η οθόνη είναι σπασμένη. Εάν σε μια «κανονική» οθόνη (χωρίς OGS) σπάσει μόνο η ίδια η οθόνη αφής (ευαίσθητη επιφάνεια) κατά την πρόσκρουση, τότε όταν χτυπηθεί μια οθόνη με OGS, μπορεί να σπάσει ολόκληρη η οθόνη. Αλλά αυτό δεν συμβαίνει πάντα, επομένως οι δηλώσεις ορισμένων πυλών που εμφανίζονται με OGS δεν είναι απολύτως επισκευάσιμες δεν είναι αληθινές. Η πιθανότητα να σπάσει μόνο η εξωτερική επιφάνεια είναι αρκετά μεγάλη, πάνω από 50%. Αλλά οι επισκευές που περιλαμβάνουν το διαχωρισμό των στρωμάτων και τη συγκόλληση μιας νέας οθόνης αφής είναι δυνατές μόνο σε ένα κέντρο σέρβις. Το να το επισκευάσετε μόνοι σας είναι εξαιρετικά προβληματικό.

Οθόνη

Τώρα ας προχωρήσουμε στο επόμενο μέρος - την ίδια την οθόνη.

Αποτελείται από μια μήτρα με συνοδευτικά στρώματα και μια λάμπα οπίσθιου φωτισμού (επίσης πολυστρωματική!).

Το καθήκον της μήτρας και των σχετικών στρωμάτων της είναι να αλλάξουν την ποσότητα φωτός που διέρχεται από κάθε pixel από τον οπίσθιο φωτισμό, σχηματίζοντας έτσι μια εικόνα. δηλαδή σε αυτή την περίπτωση ρυθμίζεται η διαφάνεια των pixel.

Λίγες περισσότερες λεπτομέρειες για αυτή τη διαδικασία.

Η ρύθμιση της "διαφάνειας" πραγματοποιείται αλλάζοντας την κατεύθυνση της πόλωσης του φωτός όταν διέρχεται από τους υγρούς κρυστάλλους στο pixel υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου (ή αντίστροφα, απουσία επιρροής). Ταυτόχρονα, μια αλλαγή στην πόλωση από μόνη της δεν αλλάζει τη φωτεινότητα του εκπεμπόμενου φωτός.

Μια αλλαγή στη φωτεινότητα συμβαίνει όταν το πολωμένο φως διέρχεται από το επόμενο στρώμα - ένα πολωτικό φιλμ με "σταθερή" κατεύθυνση πόλωσης.

Η δομή και η λειτουργία της μήτρας σε δύο καταστάσεις ("υπάρχει φως" και "δεν υπάρχει φως") φαίνεται σχηματικά στο παρακάτω σχήμα:

(η εικόνα χρησιμοποιείται από την ολλανδική ενότητα της Wikipedia με μετάφραση στα ρωσικά)

Η πόλωση του φωτός περιστρέφεται στο στρώμα υγρών κρυστάλλων ανάλογα με την εφαρμοζόμενη τάση.
Όσο περισσότερο συμπίπτουν οι κατευθύνσεις πόλωσης στο pixel (στην έξοδο από τους υγρούς κρυστάλλους) και στο φιλμ με σταθερή πόλωση, τόσο περισσότερο φως τελικά διέρχεται από ολόκληρο το σύστημα.

Εάν οι κατευθύνσεις πόλωσης αποδειχθούν κάθετες, τότε θεωρητικά το φως δεν πρέπει να περάσει καθόλου - θα πρέπει να υπάρχει μια μαύρη οθόνη.

Στην πράξη, δεν μπορεί να δημιουργηθεί μια τέτοια «ιδανική» διάταξη διανυσμάτων πόλωσης. Επιπλέον, τόσο λόγω της «ατέλειας» των υγρών κρυστάλλων και της ατελούς γεωμετρίας του συγκροτήματος της οθόνης. Επομένως, δεν μπορεί να υπάρχει απολύτως μαύρη εικόνα σε μια οθόνη TFT. Στις καλύτερες οθόνες LCD, η αντίθεση λευκού/μαύρου μπορεί να είναι πάνω από 1000. κατά μέσο όρο 500...1000, στα υπόλοιπα - κάτω από 500.

Η λειτουργία μιας μήτρας κατασκευασμένης με τεχνολογία LCD TN+film μόλις περιγράφηκε. Οι μήτρες υγρών κρυστάλλων που χρησιμοποιούν άλλες τεχνολογίες έχουν παρόμοιες αρχές λειτουργίας, αλλά διαφορετική τεχνική υλοποίηση. Τα καλύτερα αποτελέσματα χρωματικής απόδοσης επιτυγχάνονται χρησιμοποιώντας τεχνολογίες IPS, IGZO και *VA (MVA, PVA, κ.λπ.).

Οπίσθιο φωτισμό

Τώρα προχωράμε στο "κάτω" της οθόνης - τον οπίσθιο φωτισμό. Αν και ο σύγχρονος φωτισμός στην πραγματικότητα δεν περιέχει λαμπτήρες.

Παρά το απλό όνομά του, η λάμπα οπίσθιου φωτισμού έχει μια πολύπλοκη δομή πολλαπλών επιπέδων.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο οπίσθιος φωτισμός πρέπει να είναι μια επίπεδη πηγή φωτός με ομοιόμορφη φωτεινότητα σε ολόκληρη την επιφάνεια και υπάρχουν πολύ λίγες τέτοιες πηγές φωτός στη φύση. Και αυτά που υπάρχουν δεν είναι πολύ κατάλληλα για αυτούς τους σκοπούς λόγω χαμηλής απόδοσης, «κακής» φάσματος εκπομπών ή απαιτούν «ακατάλληλο» τύπο και τιμή τάσης πυράκτωσης (για παράδειγμα, επιφάνειες ηλεκτροφωταύγειας, βλ. Βικιπαίδεια).

Από αυτή την άποψη, οι πιο συνηθισμένες τώρα δεν είναι καθαρά «επίπεδες» πηγές φωτός, αλλά φωτισμός «σημείων» LED με τη χρήση πρόσθετων στρωμάτων σκέδασης και ανακλαστικών στρωμάτων.

Ας εξετάσουμε αυτόν τον τύπο οπίσθιου φωτισμού «ανοίγοντας» την οθόνη του τηλεφώνου Nokia 105.

Έχοντας αποσυναρμολογήσει το σύστημα οπίσθιου φωτισμού της οθόνης στο μεσαίο του στρώμα, θα δούμε στην κάτω αριστερή γωνία ένα ενιαίο λευκό LED, το οποίο κατευθύνει την ακτινοβολία του στη σχεδόν διαφανή πλάκα μέσω μιας επίπεδης άκρης στο εσωτερικό «κόψιμο» της γωνίας:

Επεξηγήσεις για τη φωτογραφία. Στο κέντρο του πλαισίου υπάρχει μια οθόνη κινητού τηλεφώνου χωρισμένη σε στρώματα. Στη μέση στο πρώτο πλάνο κάτω είναι μια μήτρα καλυμμένη με ρωγμές (χαλασμένη κατά την αποσυναρμολόγηση). Στο προσκήνιο στο επάνω μέρος βρίσκεται το μεσαίο τμήμα του συστήματος οπίσθιου φωτισμού (τα υπόλοιπα στρώματα αφαιρούνται προσωρινά για να παρέχουν ορατότητα του λευκού LED που εκπέμπει και της ημιδιαφανούς πλάκας "οδηγού φωτός").
Στο πίσω μέρος της οθόνης μπορείτε να δείτε τη μητρική πλακέτα του τηλεφώνου (πράσινο) και το πληκτρολόγιο (στο κάτω μέρος με στρογγυλές οπές για τη μετάδοση πατημάτων κουμπιών).

Αυτή η ημιδιαφανής πλάκα είναι ταυτόχρονα ένας οδηγός φωτός (λόγω εσωτερικών αντανακλάσεων) και το πρώτο στοιχείο σκέδασης (λόγω «σπυριών» που δημιουργούν εμπόδια για τη διέλευση του φωτός). Σε μεγέθυνση, μοιάζουν με αυτό:

Στο κάτω μέρος της εικόνας, στα αριστερά της μέσης, είναι ορατός ένας φωτεινός λευκός φωτισμός LED που εκπέμπει.

Το σχήμα του λευκού οπίσθιου φωτισμού LED είναι καλύτερα ορατό στην εικόνα με μειωμένη φωτεινότητα:

Τα συνηθισμένα λευκά ματ πλαστικά φύλλα τοποθετούνται κάτω και πάνω από αυτήν την πλάκα, κατανέμοντας ομοιόμορφα τη ροή φωτός στην περιοχή:

Μπορεί να ονομαστεί υπό όρους "ένα φύλλο με ημιδιαφανές καθρέφτη και διπλή διάθλαση". Θυμάστε στα μαθήματα φυσικής που μας έλεγαν για το σπαθί της Ισλανδίας, όταν το φως πέρασε από μέσα του, χωρίστηκε στα δύο; Αυτό είναι παρόμοιο με αυτό, μόνο με λίγο περισσότερες ιδιότητες καθρέφτη.

Έτσι μοιάζει ένα συνηθισμένο ρολόι χειρός αν μέρος του καλύπτεται με αυτό το φύλλο:

Ο πιθανός σκοπός αυτού του φύλλου είναι το προκαταρκτικό φιλτράρισμα του φωτός με πόλωση (κρατήστε αυτό που χρειάζεστε, απορρίψτε το περιττό). Αλλά είναι πιθανό ότι όσον αφορά την κατεύθυνση της ροής φωτός προς τη μήτρα, αυτή η ταινία έχει επίσης κάποιο ρόλο.

Έτσι λειτουργεί μια «απλή» λάμπα οπίσθιου φωτισμού σε οθόνες και οθόνες υγρών κρυστάλλων.

Όσο για τις «μεγάλες» οθόνες, η δομή τους είναι παρόμοια, αλλά υπάρχουν περισσότερα LED στη συσκευή οπίσθιου φωτισμού.

Οι παλαιότερες οθόνες LCD χρησιμοποιούσαν λαμπτήρες φθορισμού ψυχρής καθόδου (CCFL) αντί για οπίσθιο φωτισμό LED.

Δομή οθονών AMOLED

Τώρα - λίγα λόγια για το σχεδιασμό ενός νέου και προοδευτικού τύπου οθόνης - AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode).

Ο σχεδιασμός τέτοιων οθονών είναι πολύ πιο απλός, καθώς δεν υπάρχει οπίσθιος φωτισμός.

Αυτές οι οθόνες σχηματίζονται από μια σειρά από LED και κάθε pixel ανάβει ξεχωριστά εκεί. Τα πλεονεκτήματα των οθονών AMOLED είναι η «άπειρη» αντίθεση, οι εξαιρετικές γωνίες θέασης και η υψηλή ενεργειακή απόδοση. και τα μειονεκτήματα είναι η μειωμένη διάρκεια ζωής των μπλε pixel και οι τεχνολογικές δυσκολίες κατασκευής μεγάλων οθονών.

Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι, παρά την απλούστερη δομή, το κόστος παραγωγής των οθονών AMOLED εξακολουθεί να είναι υψηλότερο από τις οθόνες TFT LCD.