Kosketusnäyttötyypit, historia ja miten ne toimivat

Mikä on aKosketusnäyttö?

Kosketusnäyttö on näytön syöttörajapinta, joka yleensä läpinäkyvä näyttö, jonka avulla käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa laitteen kanssa tunnistamalla kosketustulot näytön pinnalla. Suurimmalle osalle kosketusnäytöistä kosketustulot havaitaan käyttämällä ihmiskehon sähköisiä ominaisuuksia, erityisesti sormenpäidemme johtavaa luonnetta. Tämän johtavuuden avulla laite voi tunnistaa ja rekisteröidä kosketuksemme syötteenä.

Kaksi laajalti käytettyä kosketusnäyttötekniikkaa, resistiivinen ja kapasitiivinen, sisältää kosketuspaneelin sijoittamisen elektronisiin näytöihin, kuten  Nestekidenäytökset or Oleki Kosketuksen havaitsemisen mahdollistaminen. Käyttäjät voivat suorittaa erilaisia ​​toimintoja, mukaan lukien valinta, vieritys, zoomaus, piirtäminen, liukuminen jne.

Aiheeseen liittyvät: LCD vs OLED

Yksi kosketusnäyttöjen ensisijaisista eduista on, että ne eliminoivat perinteisten syöttölaitteiden, kuten hiiren, näppäimistön tai fyysisten painikkeiden tarpeen. Tämä johtuu siitä, että kosketusnäyttöjen avulla käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa suoraan digitaalisen sisällön kanssa napauttamalla, pyyhkäisemällä, puristamalla, liukumalla ja zoomaamalla sormillaan tai kynällä. Tämä helpottaa valikoiden navigointia, valintaa vaihtoehdoista ja suorittaa muita tehtäviä digitaalisissa laitteissa, etenkin pienemmissä laitteissa, kuten älypuhelimissa ja tablet -laitteissa, joissa perinteiset syöttölaitteet eivät välttämättä ole käytännöllisiä.

KosketusnäyttöTyyppisiä esimerkkejä

Kosketusnäyttöjen historia

Kosketusnäyttöjen historia juontaa juurensa 1960 -luvulle, kun varhainen kosketus - Pohjaiset syöttölaitteet kehitettiin käytettäväksi ohjauspaneeleissa ja muissa erikoistuneissa sovelluksissa. Seuraavassa aikajanassa tutkimme keskeisiä hetkiä ja innovaatioita kosketusnäyttöjen kehittämisessä heidän varhaisesta alustaan ​​nykypäivään.

Aikajanan esikatselu kosketusnäytön historiasta

1960 -- Ensin nauhoitettu kosketusnäyttö (kynän ohjaama).

Bell Phone Laboratories Inc (nyt AT&T) julkaisi yhden kosketusnäytön varhaisimmista versioista vuonna 1960, joka myöhemmin patentoitiin vuonna 1962 USA 3016421a. Tämä kosketusnäyttö käyttää suoravalojen ruudukkoa, joka kohdistuu suoraan pintaan ja on suunniteltu toimimaan vain kynällä, ei sormella. Valodetektorit rekisteröivät kosketuksen, kun kynän katkaisevan valonsäde keskeytyy kynän kosketuksella.

1965 -- Ensimmäinen sormenvetoinen kosketusnäyttö.

Eric Johnson, joka sijaitsi kuninkaallisessa tutkan perustamisessa Malvernissa, Englannissa, kehitti ensimmäisen kosketusnäytön, jota sormella voidaan käyttää liikenteen hallinnan helpottamiseksi. Hänen työnsä kapasitiivisilla kosketusnäytöillä kuvattiin alun perin vuonna 1965, ja hän myöhemmin kehitti sitä valokuvilla ja kaavioilla Artikkeli julkaistiin vuonna 1967. Hän haki patenttia Yhdistyneessä kuningaskunnassa (GB3352465) vuonna 1965 ja Yhdysvaltain patentti US3482241a myönnettiin vuonna 1969.

1971 -- Ensimmäinen resistiivinen kosketusnäyttö.

Dr. Samuel Hurstille annetaan hyvitys ensimmäisen resistiivisen kosketusnäytön kehittämisestä vuonna 1971, vaikka se ei ollut läpinäkyvä. Vuonna 1974 hän loi läpinäkyvän kosketusnäytön.

1972 --

Vuonna 1972 Illinoisin yliopisto kehitti kosketusnäytön terminaalijärjestelmään nimeltä Platon IV, jota käytettiin koulutusympäristössä. Kosketusnäytössä oli joukko 16x16 infrapuna -antureita, jotka koostuivat näytön reunoilla olevista LEDistä ja fototransistoreista, joiden avulla se pystyi havaitsemaan kosketuksen, kun esine oli lähellä näyttöä.

1973 -- Ensimmäinen läpinäkyvä kapasitiivinen kosketusnäyttö.

70 -luvun alkupuolella kaksi CERN (Euroopan ydintutkimusorganisaatio) -insinööri, Frank Beck ja Bent Stumpe, loivat SEE -: n kautta kosketusnäytöt, jotka perustuvat Stumpen aikaisempaan TV -tehtaaseen 1960 -luvun alkupuolella. CERN aloitti niiden valmistuksen vuonna 1973.

1974 -- Ensimmäinen läpinäkyvä resistiivinen kosketusnäyttö.

Dr. Samuel Hurst loi ensimmäisen resistiivisen kosketusnäytön, joka sisälsi läpinäkyvän pinnan, jonka hän jätti patentin US3911215a Se myönnettiin vuonna 1975 perustamalle yritykselle - Eligraphics Inc.

1982 -- Multi - kosketustekniikka.

Toronton yliopiston syöttötutkimusryhmä loi vuonna 1982 ensimmäisen Multi - Touch -näyttöjärjestelmän käyttämällä huurretta - lasipaneeli, jossa kamera on sijoitettu sen takana, merkitsemällä Multi - Touch -teknologian alkua.

80 -luvun alkupuolella - 90 -luvun lopulla -- Kosketusnäyttö ele - Pohjaiset ominaisuudet ja kehitys

80- ja 90 -luvun ajan tehtiin laaja tutkimus kosketusnäyttötekniikan tarkkuuden ja toiminnallisuuden parantamiseksi, joka sisältää erilaisia ​​eleitä - Perustetut ominaisuudet, kuten liukuminen, pyyhkäisy, napsauta - napsauta, nosto - pois, Multi - kosketus ja paljon muuta.

2000 - Nykyaika -- Globaali laajalle levinnyt ja kapasitiivisten kosketusnäyttöjen kehitys

Kosketusnäytöt ovat olleet noin 60 -luvulta lähtien, ja niiden parannukset ovat merkittäviä 80- ja 90 -luvuilla, mutta vasta 2000 -luvulla niitä käytettiin laajasti kulutuselektroniikassa, kuten matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, tablet -laitteissa ja muissa kannettavissa laitteissa. Tämä johtui osittain uusien tekniikoiden, kuten kapasitiivisten kosketusnäyttöjen, kehittämisestä, mikä mahdollisti tarkempia ja reagoivia kosketustuloja.

DisplaySearch -tutkimus paljasti, että vuonna 2018 kapasitiivisten kosketusnäyttöjen osuus oli yli 70% globaaleista lähetyksistä, kun taas resistiivisten kosketusnäyttöjen osuus oli vain 3%.

Mitenkosketusnäyttötyöskennellä?

Kosketusnäytön ensisijaiset komponentit ovat kosketusanturi, ohjain ja ohjelmisto. Kosketusanturi, joka tunnetaan myös nimellä kosketuspaneeli, koostuu kosketus - Herkästä pinnasta, joka havaitsee sähköisten ominaisuuksien, kuten virran, jännitteen, kapasitanssin tai vastusmuutoksen muutokset. Ohjain, laitteistokomponentti, muuntaa kosketuspaneelin havaitsemat sähkömuutokset signaaleiksi, joita käytetään tulkitsemaan kosketus eleitä, kuten kosketusta, liukumista, zoomaamista, pyyhkäisemistä jne. Lopuksi, kun nämä kosketussignaalit ovat vastaanottaneet, ohjelmisto voi käsitellä ne ja reagoida niihin suorittamalla tiettyjä toimintoja ja tarvittaessa, lähettämällä kirkkauksia, jotka ovat kiinnittäneet laitteen, joka on actigging Actigning Actiging Actigning Actigning Actigning Actigning Awning -laitteiden, kuten A -Moottori, muuttamalla A -moottoria koskevia laitteita, jotka ovat kiinnittäneet laitteet, jotka ovat kiinnittäneet laitteet, jotka ovat kiinnittäneet laitteet. tilavuus ja niin edelleen.

Kuinka kosketusnäytöt toimivat: askel - by - askel

1. Kosketusanturin aktivointi - Käyttäjä on vuorovaikutuksessa kosketus - herkkä pinta, aiheuttaen sen sähköisten ominaisuuksien, kuten virran, jännitteen, kapasitanssin tai vastusmuutosten muutoksia.
2. Ohjaimen käsittely Ja Laitteistoohjain havaitsee kosketuspaneelin sähkömuutokset, tunnistaa tietyt kosketuseleet (koskettaminen, liukuminen, zooming, pyyhkäisy jne.), Muuttaa ne signaaleiksi ja lähettää ne ohjelmistoon.
3. Ohjelmistovaste Ja Ohjelmisto vastaanottaa kosketussignaalit ja käsittelee ne suorittamaan tiettyjä toimintoja tai tehtäviä.

Tyypit kosketusnäytöt

Vaikka kaksi yleisintä kosketusnäyttötyyppiä ovat resistiivisiä ja kapasitiivisia, on saatavana muun tyyppisiä kosketusnäyttöjä, jokaisella on omat ainutlaatuiset piirteet ja toiminnot.

Kosketusnäyttöteknologia

• Resistiivinen
• Kapasitiivinen
• Projisoitu kapasitiivinen (p - cap)
• Infrapuna
• Saha (pinnan akustinen aalto)
• Optinen kuvantaminen

Resistiiviset kosketusnäytöt

Resistiiviset kosketusnäytöt toimivat näytölle kohdistetun paineen havaitsemisen kautta. Ne koostuvat kahdesta joustavasta kerroksesta, jotka on yleensä valmistettu polyesteristä ja lasista, jotka on päällystetty ohuella kerroksella johtavalla materiaalilla, kuten indium -tinoksidilla (ITO). Nämä kaksi kerrosta on erotettu pienillä välikappaleiden pisteillä.

Kun paine kohdistetaan näytölle, ylhäältä joustava kerros työnnetään kohti alakerrosta, mikä luo kontaktin kahden johtavan kerroksen välillä. Tämä fyysinen kosketus rekisteröi sähkövastuksen muutoksen, jonka kosketusnäytön ohjain sitten käsittelee kosketuksen tarkan sijainnin määrittämiseksi.

Resistiiviset kosketusnäytöt ovat suhteellisen edullisia, ja niitä voidaan käyttää erilaisilla syöttölaitteilla, kuten sormilla, kynällä tai käsineillä. Niillä on kuitenkin yleensä alhaisempi herkkyys ja selkeys kuin muilla kosketusnäyttötekniikoilla.

Kapasitiiviset kosketusnäytöt

Kapasitiivinen kosketusnäyttö tunnistaa ja reagoi näytön sähköstaattisen kentän aiheuttamien kapasitanssin muutoksiin, kun näytön pintaa kosketetaan.

Kun käyttäjä koskettaa näyttöä sormella tai johtavasta materiaalista valmistetulla kynällä, se aiheuttaa näytön kapasitanssin muutoksen kosketuspisteessä. Tämän muutoksen havaitsee kapasitiivinen kosketusohjain, joka sitten käsittelee tuloa ja määrittää kosketustapahtuman tarkan sijainnin.

Kapasitiivisia kosketusnäyttöjä käytetään laajasti älypuhelimissa, tablet -laitteissa ja muissa elektronisissa laitteissa niiden korkean herkkyyden, tarkkuuden ja reagointikyvyn vuoksi. Ne tukevat myös multi - kosketusominaisuuksia, jolloin käyttäjät voivat suorittaa eleitä, kuten puristamista ja zoomausta useilla samanaikaisilla kosketustuloilla. Ne eivät kuitenkaan välttämättä toimi hyvin ei -- johtavia materiaaleja, kuten käsineitä tai tavallista kynää, koska nämä materiaalit eivät ole vuorovaikutuksessa näytön sähköstaattisen kentän kanssa.

Projisoitu kapasitiivinen (PCAP)

Ennustetut kapasitiiviset kosketusnäytöt käyttävät elektrodien ruudukkoa kosketustulojen havaitsemiseksi. Elektrodit, jotka ovat tyypillisesti läpinäkyvästä johtavasta materiaalista, asetetaan ohuelle lasi- tai muovilevylle, joka peittää näytön.

Kun sormi tai kynä koskettaa kosketusnäytön pintaa, se muuttaa elektrodien välistä kapasitanssia, jonka ohjainpiiri havaitsee. Ohjain laskee sitten kosketuksen sijainnin kapasitanssin muutosten perusteella ja lähettää vastaavan tulon laitteelle.

Ennustetut kapasitiiviset kosketusnäytöt tunnetaan suuresta tarkkuudestaan, herkkyydestään ja kestävyydestään. Niitä käytetään yleisesti älypuhelimissa, tablet -laitteissa ja muissa elektronisissa laitteissa. Ne tukevat myös multi - kosketus eleitä, jolloin käyttäjät voivat olla vuorovaikutuksessa laitteen kanssa kahdella tai useammalla sormella samanaikaisesti.

Ero kapasitiivisen ja projisoidun kapasitiivisen välillä

Tärkein ero kapasitiivisten ja projisoitujen kapasitiivisten kosketusnäyttöjen välillä on tapa, jolla elektrodit rakennetaan ja järjestetään. Ennustetut kapasitiiviset kosketusnäytöt ovat tyypillisesti herkempiä ja tarkempia, joten ne sopivat korkeisiin - loppuohjelmiin, kuten älypuhelimiin, tablet -laitteisiin ja teollisuusohjauspaneeleihin.

IR (infrapuna) kosketusnäytöt

Infrapuna -kosketusnäytöt käyttävät valon ruudukkoa, joka emittoi diodeja (LED) ja valodetektoreita kosketustulojen havaitsemiseksi. LEDit lähettävät infrapunavalopalkkeja, jotka on järjestetty vaakasuoraan ja pystysuoraan ryhmään näytön reunojen ympärille. LEDiä vastapäätä sijaitsevat valodeektorit vastaanottavat jatkuvasti nämä infrapunavalopalkit.

Kun käyttäjä koskettaa näyttöä, heidän sormensa tai kynänsä keskeyttää infrapunavalopalkit aiheuttaen tauon ruudukossa. Järjestelmä laskee sitten kosketuspisteen koordinaatit, jotka perustuvat keskeytettyihin palkkiin. Nämä tiedot lähetetään laitteen prosessointiyksikölle, joka tulkitsee kosketustuloa ja suorittaa vastaavan toiminnan.

Infrapuna -kosketusnäytöt tarjoavat useita etuja, mukaan lukien korkea kestävyys ja naarmujen, pölyn ja veden kestävyys. Heillä on myös kyky työskennellä melkein minkä tahansa esineen kanssa, mukaan lukien kynät tai hansikkaat kädet, koska painetta asettaminen ei ole välttämätöntä kosketuksen rekisteröimiseksi. IR -näytöillä on uskomattoman valonsiirto ja kuvanlaatu, koska niiden yläosassa ei ole ylimääräistä lasi- tai kalvokerrosta. Toiminnallisuus voi kuitenkin olla vaikeaa kirkkaassa auringonvalossa, joten tyypillisesti niitä käytetään sisätiloissa. Ne toimivat myös parhaiten suuremmilla näyttökokoilla, koska profiilin korkeus voi olla rajoittava.

Saha (pinnan akustinen aalto)

Pinta -akustinen aalto (SAW) kosketusnäytöt ovat eräänlainen kosketustekniikka, joka käyttää ultraääniaaltoja näytön pinnalla kosketustulon havaitsemiseen. Näyttö koostuu lasikerroksesta tai muusta läpinäkyvästä materiaalista, ohuella heijastavaa materiaalia kerros lasikerroksen pinnalla.

Ultraääniaallot tuottavat näytön kulmissa sijaitsevat muuntimet ja lähetetään lasin pinnan poikki. Kun sormi, kynä tai muu esine koskettaa näyttöä, se imee joitain ultraääniaaltoja aiheuttaen häiriöitä aaltokuviossa. Muuntimet havaitsevat tämän häiriön, joka voi sitten laskea kosketustulon sijainnin ja tyypin.

Sahan kosketusnäytöt tarjoavat useita etuja, mukaan lukien korkea selkeys, kestävyys ja luotettavuus. Ne ovat myös erittäin reagoivia ja voivat havaita jopa kevyitä kosketuksia tai eleitä. Ne ovat kuitenkin kalliimpia kuin jotkut muun tyyppiset kosketusnäytöt, eivätkä välttämättä sovellu käytettäväksi ankarissa ympäristöissä, joissa on huolestuttava suuret määrät likaa, pölyä tai vettä.

Optinen kuvantaminenKosketusnäyttö

Optiset kuvantamisen kosketusnäytöt käyttävät kameraa - kuten anturit ja kuvankäsittelyalgoritmit havaitaksesi infrapuna -kosketusnäytöt kaltaiset kosketustulot. Kun käyttäjä koskettaa kosketusnäytön pintaa, anturit havaitsevat valon ja varjon muutoksen, jonka aiheuttavat kosketuksen paineen ja liikkumisen.

Optiset kuvantamisen kosketusnäytöt tunnetaan kestävyydestään, koska ne eivät ole alttiita käyttämään fyysistä kosketusta kuten muutkin kosketusnäytöt. Niitä käytetään yleisesti julkisissa kioskeissa, interaktiivisissa näytöissä ja pelisovelluksissa. Ne eivät kuitenkaan välttämättä ole yhtä reagoivia tai herkkiä kuin muun tyyppiset kosketusnäytöt eivätkä tue multi - kosketus eleitä.

Johtopäätös

Kapasitiiviset ja projisoidut kapasitiiviset kosketusnäytöt, joilla on korkea tarkkuus ja reagointikyky, ovat nousseet johtavaksi kosketusnäyttötekniikaksi, jota seuraa resistiiviset kosketusnäytöt. Vaikka infrapuna-, pinta -akustinen aalto ja optiset kuvantamisnäytöt eivät ole yhtä laajalti käytettyjä tai suosittuja, niillä on silti ainutlaatuisia sovelluksia ja ylläpitää pieni, mutta omistautunut markkinaosuus.

Kosketusnäyttövoidaan löytää kaikkialta, teollisuuden ohjauspaneeleista pankkiautomaatteihin, lääkinnällisiin laitteisiin ja kulutuselektroniikkaan. He ovat mullistaneet kuinka olemme vuorovaikutuksessa tekniikan kanssa ja ovat tulleet olennainen osa jokapäiväistä elämäämme.