Cos'è un touchscreen: come funziona, classificazione per tipologia e caratteristiche

Che cos'è un touchscreen su uno smartphone e chi l'ha inventato

Il termine Touch Screen è formato da due parole inglesi. Il primo sta per "touch" e il secondo sta per "screen". Questa frase trasmette pienamente il principio di funzionamento di questo tipo di display, che consiste nel rispondere al tocco delle dita di una persona e nell'eseguire determinate azioni. Nonostante questo tipo di tecnologia ci sembri moderno, il 1970 è considerato la data dell'invenzione del primo touch screen. Fu allora che un docente universitario del Kentucky, Semuel Hirst, fu il primo a decidere di semplificare il processo di lettura delle informazioni dai nastri registrati. Il risultato dello sviluppo dello scienziato è stata la comparsa del primo schermo al mondo che supporta la tecnologia di input touch.

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La novità utilizzava il tipo di lavoro più primitivo: un metodo resistivo a quattro fili per determinare le coordinate del punto di contatto.

I primi dispositivi che hanno ricevuto un tale sistema per l'immissione di informazioni sono stati i computer e solo nel 1998 è nato il primo telefono cellulare, in cui è stata utilizzata la composizione touch. È stata un'idea di Alcatel. Successivamente, Ericsson ha offerto la propria versione del touchscreen in un dispositivo mobile. Ma questi prototipi avevano poca somiglianza con le versioni moderne dei touch screen.

Il pannello era monocromatico, di piccole dimensioni e consentiva all'utente solo di comporre un numero. Il primo modello, in cui il touch screen ha acquisito una forma moderna, è stato il comunicatore di HTC Qtek 1010/02 XDA, rilasciato nel 2002. E l'idea di utilizzare il touchscreen nei dispositivi mobili è stata portata a un livello qualitativamente nuovo da Apple, che ha implementato la capacità di Multitouch o di rispondere al tocco simultaneo dello schermo con due o più dita.

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L'invenzione e l'adozione di massa dei touchscreen hanno portato un gran numero di aspetti positivi per l'utente e hanno aumentato l'usabilità dello smartphone. Ma ciò ha comportato un inconveniente significativo: i dispositivi sono diventati più "delicati" e hanno richiesto un'attenta manipolazione, poiché il danneggiamento del vetro potrebbe danneggiare l'intero sensore.

Che cos'è un sensore e dove viene utilizzato

Una persona moderna non può più immaginare la sua vita senza dispositivi con input tattile, questa invenzione è diventata così saldamente radicata nella vita. Secondo le statistiche, oltre il 90% dell'intera popolazione della Terra ha incontrato almeno una volta un touchscreen, che viene utilizzato in una varietà di dispositivi elettronici e gadget:

• smartphone;
• tablet e computer a tavoletta grafica;
• terminali bancari o di pagamento;
• dispositivi per l'acquisto di biglietti elettronici;
• display (computer, frigoriferi, elettrodomestici).

Lo sviluppo della tecnologia touch non si limita ai dispositivi mobili. Ci sono sviluppi in cui il touchscreen viene introdotto in un'ampia superficie.

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Non molto tempo fa è stato annunciato un tavolo intelligente, la cui superficie è un grande touchscreen. Tale piano del tavolo può essere utilizzato come centro multimediale in una casa intelligente. Inoltre, alcuni anni fa, è stato introdotto un intero muro sensoriale, quando si fa clic su qualsiasi area di cui è possibile richiamare varie funzioni.

Alcune persone che ignorano la tecnologia si chiedono che cos'è un touchscreen su un tablet e in che modo differisce da un dispositivo di input simile su uno smartphone. La risposta a questa domanda è semplice: niente, poiché il principio di funzionamento del touch screen è lo stesso, indipendentemente dal dispositivo in cui viene utilizzato.

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Come funziona il touchscreen

Per comprendere appieno cos'è un touchscreen su un telefono, è necessario capire in cosa consiste lo schermo di uno smartphone e come funziona il sensore. Gli elementi principali del touch screen sono:

1. Matrice costituita da uno strato di cristalli liquidi. Una tecnologia di superficie di visualizzazione simile viene utilizzata nei televisori o nei monitor dei computer.
2. Microdiodi, che si trovano nel secondo strato sotto la matrice e servono per illuminare la superficie di lavoro.
3. Diodi situati sulla superficie dello strato di imaging, che sono lo strumento principale per l'elaborazione tattile.
4. Vetro che copre lo schermo stesso e ne impedisce il danneggiamento.
5. Rivestimento antiriflesso che previene l'abbagliamento e consente di guardare comodamente lo schermo con tempo soleggiato.

In base a come funziona il touchscreen, ci sono una serie di vantaggi e svantaggi di questa tecnologia di dialogo. utente con un dispositivo elettronico, che si dividono in pro e contro per dispositivi fissi e mobili tecnologia.

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Molti produttori, in particolare i dispositivi fissi che utilizzano un touchscreen nel loro lavoro, in base alle loro carenze, hanno seguito la strada della duplicazione della possibilità di immissione con tasti meccanici. Ciò è necessario se il touch screen non funziona.

Tipi di touch screen

La classificazione generale dei touchscreen sul mercato implica una divisione in varietà per tipologia e caratteristiche del design. I più utilizzati sono i tipi resistivi e capacitivi, che vengono utilizzati nella maggior parte dei gadget mobili. Ci sono anche:

• matrice;
• infrarossi;
• proiezione-capacitivo;
• ottico;
• sensori dell'ora legale;
• onda;
• induzione.

Touchscreen resistivo

Parlando di cosa sia un Touch Screen, la prima cosa da menzionare sono gli schermi resistivi, che sono stati i primi nella produzione di massa. Tali schermi sono costituiti da due lastre trasparenti in plastica, su cui viene applicata la maglia conduttiva più sottile. Uno strato dielettrico è installato tra le piastre, che è necessario per catturare la pressione sull'area desiderata dello schermo dall'utente.

Quando il proprietario dello smartphone esegue un'azione (ad esempio, facendo clic sull'area desiderata dello schermo), il dielettrico si allontana in questo punto, il che porta al contatto delle due piastre tra loro. Appare una corrente, che viene registrata da un apposito controller, che determina uno specifico punto di depressione su una griglia di coordinate. Inoltre, questi dati entrano nel programma di elaborazione, che, secondo un algoritmo precedentemente creato, esegue l'azione necessaria.

Gli schermi resistivi sono, a loro volta, divisi in due sottotipi:

1. Sensore a quattro fili. Sono costituiti da un unico pannello, in vetro e membrana plastica, sul quale è applicato il supporto resistivo dello schermo stesso. Tutto lo spazio libero tra vetro e plastica è riempito di isolanti. Quando si preme, il circuito si chiude, il che porta alla comparsa delle coordinate del punto di contatto.
2. Cinque fili. Una caratteristica distintiva di questo tipo è l'assenza di supporto resistivo della membrana, la presenza di uno strato conduttivo. Ciò garantisce una maggiore affidabilità, poiché anche dopo che la matrice è stata danneggiata, continua a funzionare. Il punto di pressione viene tracciato dal grado di variazione della tensione di membrana.

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Esistono anche schermi resistivi a otto fili che possono migliorare la precisione dell'elaborazione della pressatura, ma non aumentare l'affidabilità di questo tipo di sensore.

Parlando di touch screen resistivi, si dovrebbe notare il loro basso costo, la possibilità di premere con un dito, uno stilo e persino una mano guantata. Tra gli svantaggi ci sono:

• bassa conduttività dei raggi luminosi;
• suscettibilità a graffi e crepe dovute a urti;
• mancanza di multitouch;
• breve durata, che in media non supera i 34 milioni di clic;
• l'impossibilità di implementare la funzione di scorrimento sullo schermo, poiché la matrice resistiva reagisce solo alla pressione.

Touchscreen capacitivo

Il tipo moderno di matrice è il tipo capacitivo dello schermo. Cos'è? L'essenza del lavoro di questo tipo è seguire le leggi della fisica elementare, cioè nella proprietà di un oggetto di maggiore capacità di condurre corrente alternata.

Per la sua struttura, questo tipo di matrice è una lastra di vetro, sulla cui superficie viene applicato uno strato di materiale resistivo.

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In questo caso, le leghe di ossido di indio e ossido di stagno sono utilizzate come migliori resistori.

Agli angoli dello schermo ci sono degli elettrodi che applicano una piccola tensione all'intera superficie della matrice. Quando una persona tocca un dito, si verifica una perdita, che viene registrata dai sensori e trasmessa al controller di elaborazione, che calcola le coordinate del punto di pressione. Le caratteristiche distintive di questo tipo di schermi sono una lunga durata, che supera i 200 milioni di clic, una maggiore trasparenza e la capacità di non far passare il liquido. Ma la superficie di questo sensore rimane ancora vulnerabile allo stress meccanico, quindi questi tipi le matrici sono utilizzate in dispositivi fissi situati in un luogo protetto da fattori esterni Posizione.

Sensori capacitivi proiettati

Parlando di cos'è un touch screen, assicurati di notare il tipo di matrice utilizzata nella maggior parte dei moderni smartphone e tablet. Questo è un sensore capacitivo proiettato. Un design di questo tipo si presenta, oltre al consueto pannello, con una griglia di elettrodi, che vengono applicati sul retro della matrice. Gli elettrodi disponibili, insieme al corpo umano, formano un condensatore e l'elettronica integrata è necessaria per misurare la capacità del sistema risultante.

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Uno dei leader nella produzione di schermi, Samsung, è riuscito a inserire elettrodi sensibili alla pressione tra i sub-pixel, il che ha permesso di semplificare il design e aumentare la trasparenza.

Maggiore trasparenza, possibilità di utilizzare vetro spesso (fino a 19 mm) - tutto ciò fornisce una riduzione il rischio di danni agli schermi di proiezione-capacitivo, quindi sono installati in dispositivi che si trovano in uno spazio aperto territorio.

Touch screen a matrice e infrarossi

Tra le varietà di sensori, si possono menzionare due tipi non più comuni: schermi a matrice e infrarossi. I dispositivi a matrice funzionano secondo i principi generali dei progetti resistivi, ma la loro caratteristica distintiva è la semplicità. Strisce conduttive verticali vengono applicate alla superficie della membrana e strisce orizzontali vengono applicate alla superficie del vetro. Quando viene premuto, le strisce si toccano e il controller calcola il punto di contatto e determina le coordinate del punto. Uno svantaggio significativo è l'impossibilità di garantire un'alta risoluzione del sensore a causa della semplicità del design.

I tipi a infrarossi utilizzano un principio simile di bande intersecanti, che sono raggi infrarossi. Quando tocchi lo schermo con qualsiasi oggetto, la griglia di raggi viene interrotta a questo punto. Una visualizzazione simile viene utilizzata su dispositivi in ​​cui è richiesta la trasmissione di immagini ad alta definizione, ad esempio e-book. Lo svantaggio di un sensore IR è la sua suscettibilità alla contaminazione.

Touch screen ottici ed estensimetrici

Il tipo ottico si distingue per la presenza di illuminazione ad infrarossi, che si distribuisce tra il vetro e la matrice, ed è in grado di riflettere al suo interno fino al 100% della luce. Quando viene toccato con un dito, si verifica la dispersione. L'elettronica deve solo creare uno schema di dispersione per determinare il punto di pressione. Questo viene fatto nei seguenti modi:

• installazione della telecamera accanto al proiettore;
• l'introduzione di un subpixel ausiliario.

Tipi simili di schermi sono utilizzati nelle lavagne interattive. Il sensore dell'estensimetro è sensibile alla deformazione della superficie dello schermo. Questo tipo si distingue per una maggiore resistenza ai danni, pertanto queste matrici sono utilizzate su biglietterie automatiche, bancomat.

Touch screen DST

La base di questo tipo di lavoro è fissare il fenomeno piezoelettrico nel pannello di vetro. La caratteristica principale è la capacità di rispondere al tocco con qualsiasi oggetto e funzionare in qualsiasi condizione polverosa. Per una buona risposta, il dito deve essere costantemente in movimento.

Come calibrare il sensore (touchscreen)

I proprietari di gadget con touchscreen spesso affrontano un problema quando il sensore smette di "ascoltare" o risponde correttamente alla pressione. Ciò può accadere a causa di danni alla matrice, penetrazione di umidità nel dispositivo o sostituzione del display.

Esistono due modi principali per calibrare il touchscreen:

• per mezzo standard del sistema operativo;
• utilizzando software di terze parti.

La tecnologia di calibrazione integrata è quasi la stessa per tutti i produttori di smartphone. Per eseguire la configurazione utilizzando strumenti standard, è necessario:

• vai alle impostazioni del telefono;
• trova la voce "Calibrazione";
• premere almeno tre volte al centro del bersaglio che appare sullo schermo.

Il dispositivo ricorda in modo indipendente i tocchi e regola il touchscreen.

Il touchscreen non funziona: come determinarlo

In alcuni casi, il touch screen potrebbe non funzionare. In caso di danno meccanico alla matrice, non è necessario determinare la rottura, poiché è visibile ad occhio nudo. I segni che indicano il guasto del touchscreen in assenza di danni esterni sono:

• mancanza di risposta al tatto;
• risposta parziale dello schermo alla pressione, ad esempio, solo una determinata area può funzionare;
• distorsione della percezione del tatto.

Se il sensore si guasta, il dispositivo dovrà essere riparato. Le moderne tecnologie implicano la produzione di un modulo display comune, in cui il touchscreen e il display sono combinati in un'unica unità. Pertanto, per le riparazioni, è necessaria una sostituzione completa dell'unità se il touchscreen non può essere separato. Questo può essere fatto solo in base ai termini di servizio.

Touchscreen e display: qual è la differenza

La differenza tra queste due parti risiede nelle funzioni che svolgono. Il display è la parte di uno smartphone necessaria per visualizzare immagini e informazioni.

Un touchscreen è un vetro tattile che viene utilizzato per attivare il dispositivo per le azioni dell'utente e rispondere alla pressione per chiamare una determinata funzione. I produttori moderni hanno iniziato sempre più a produrre una sorta di "panini", dove viene utilizzato tecnologia di laminazione, quando il display e il touchscreen sono combinati in un'unità monolitica incollata tra loro con un trasparente sigillante. Ciò migliora le prestazioni, ma richiede una sostituzione completa in caso di guasto di un componente.

Ora potrai dare una nuova occhiata al tuo smartphone o tablet PC. In ogni caso, condividi nei commenti la tua esperienza di sblocco dello "schermo dormiente" e fai domande all'autore dell'articolo.