Wat is een touchscreen: hoe het werkt, classificatie op type en functies

Wat is een touchscreen op een smartphone en wie heeft het uitgevonden?

De term Touch Screen is gevormd uit twee Engelse woorden. De eerste staat voor "touch" en de tweede staat voor "screen". Deze uitdrukking geeft volledig het werkingsprincipe weer van dit type displays, dat bestaat uit het reageren op de aanraking van iemands vingers en het uitvoeren van bepaalde acties. Ondanks dat dit soort technologie ons modern lijkt, wordt 1970 beschouwd als de datum van de uitvinding van het eerste touchscreen. Het was toen dat een universitair docent uit Kentucky, Semuel Hirst, de eerste was die besloot het proces van het lezen van informatie van recorderbanden te vereenvoudigen. Het resultaat van de ontwikkeling van de wetenschapper was het verschijnen van 's werelds eerste scherm dat aanraakinvoertechnologie ondersteunt.

TER INFORMATIE!

De nieuwigheid gebruikte het meest primitieve type werk: een vierdraads resistieve methode om de coördinaten van het aanraakpunt te bepalen.

De eerste apparaten die een dergelijk systeem ontvingen voor het invoeren van informatie waren computers, en pas in 1998 werd de eerste mobiele telefoon geboren, waarin touch dialing werd gebruikt. Het was het geesteskind van Alcatel. Vervolgens bood Ericsson zijn eigen versie van het touchscreen aan op een mobiel apparaat. Maar deze prototypes leken weinig op moderne versies van touchscreens.

Het paneel was monochroom, klein van formaat en stond de gebruiker alleen toe om een ​​nummer te kiezen. Het eerste model, waarbij het touchscreen een moderne vorm kreeg, was de communicator van HTC Qtek 1010/02 XDA, uitgebracht in 2002. En het idee om het touchscreen in mobiele apparaten te gebruiken werd door Apple naar een kwalitatief nieuw niveau gebracht, die de mogelijkheid heeft geïmplementeerd om te multitoucheren of te reageren op gelijktijdig aanraken van het scherm met twee of meer vingers.

BELANGRIJK!

De uitvinding en massale adoptie van touchscreens bracht een groot aantal positieve aspecten voor de gebruiker en verhoogde de bruikbaarheid van de smartphone. Maar dit leidde tot één belangrijk nadeel: de apparaten werden "delicaat" en vereisten een zorgvuldige behandeling, omdat schade aan het glas de hele sensor zou kunnen beschadigen.

Wat is een sensor en waar wordt deze gebruikt?

Een modern persoon kan zijn leven niet meer voorstellen zonder apparaten met aanraakinvoer, deze uitvinding is zo stevig verankerd in het leven. Volgens statistieken heeft meer dan 90% van de hele bevolking van de aarde minstens één keer een touchscreen ontmoet, dat wordt gebruikt in een verscheidenheid aan elektronische apparaten en gadgets:

• smartphones;
• tablets en tabletcomputers;
• bank- of betaalterminals;
• apparaten voor het kopen van elektronische tickets;
• beeldschermen (computer, in koelkasten, huishoudelijke apparaten).

De ontwikkeling van touch-technologie is niet beperkt tot mobiele apparaten. Er zijn ontwikkelingen waarbij het touchscreen op een groot oppervlak wordt geïntroduceerd.

TER INFORMATIE!

Nog niet zo lang geleden werd er een slimme tafel aangekondigd waarvan het oppervlak één groot touchscreen is. Zo'n tafelblad kan worden gebruikt als multimediacentrum in een smart home. Ook is er een paar jaar geleden een hele sensorische muur geïntroduceerd, wanneer je op een willekeurig gebied klikt waarvan je verschillende functies kunt oproepen.

Sommige mensen die niets weten van technologie vragen zich af wat een touchscreen op een tablet is en hoe het verschilt van een vergelijkbaar invoerapparaat op een smartphone. Het antwoord op deze vraag is eenvoudig - niets, omdat het werkingsprincipe van het aanraakscherm hetzelfde is, ongeacht het apparaat waarin het wordt gebruikt.

Voordelige smartphones van hoge kwaliteit. In een speciale publicatie van onze portal vertellen we je uitgebreid over goedkope touchscreen-smartphones. U zult ontdekken of een budgetsmartphone goed kan zijn: voor- en nadelen, hoe u een smartphone kiest op basis van parameters: display, geheugen, processor.

Hoe het touchscreen werkt

Om volledig te begrijpen wat een touchscreen op een telefoon is, moet je uitzoeken waar een smartphonescherm uit bestaat en hoe de sensor werkt. De belangrijkste elementen van het touchscreen zijn:

1. Matrix bestaande uit een laag vloeibare kristallen. Een vergelijkbare technologie voor weergaveoppervlakken wordt gebruikt in televisies of computermonitoren.
2. Microdiodes, die zich in de tweede laag onder de matrix bevinden en dienen om het werkoppervlak te verlichten.
3. Diodes op het oppervlak van de afbeeldingslaag, die het belangrijkste hulpmiddel zijn voor aanraakverwerking.
4. Glas dat het scherm zelf bedekt en beschadiging voorkomt.
5. Antireflectiecoating die verblinding voorkomt en je bij zonnig weer comfortabel naar het scherm laat kijken.

Op basis van hoe het touchscreen werkt, zijn er een aantal voor- en nadelen van deze dialoogtechnologie. gebruiker met een elektronisch apparaat, die zijn onderverdeeld in voor- en nadelen voor vaste apparaten en mobiel technologie.

TER INFORMATIE!

Veel fabrikanten, met name stationaire apparaten die een touchscreen in hun werk gebruiken, hebben op basis van hun tekortkomingen de weg ingeslagen om de mogelijkheid van invoer met mechanische toetsen te dupliceren. Dit is nodig als het aanraakscherm uitvalt.

Soorten touchscreens

De algemene classificatie van touchscreens op de markt impliceert een indeling in variëteiten naar type en ontwerpkenmerken. De meest gebruikte zijn resistieve en capacitieve typen, die in de meeste mobiele gadgets worden gebruikt. Er zijn ook:

• Matrix;
• infrarood;
• projectie-capacitief;
• optisch;
• DST-sensoren;
• Golf;
• inductie.

Resistief touchscreen

Nu we het hebben over wat een touchscreen is, het eerste dat moet worden vermeld, zijn resistieve schermen, die de eerste waren in massaproductie. Dergelijke schermen bestaan ​​uit twee transparante platen van kunststof, waarop het dunste geleidende gaas is aangebracht. Tussen de platen wordt een diëlektrische laag aangebracht, die nodig is om door de gebruiker druk op het gewenste gebied van het scherm op te vangen.

Wanneer de eigenaar van de smartphone een actie uitvoert (bijvoorbeeld door op het gewenste gedeelte van het scherm te klikken), beweegt het diëlektricum op deze plaats uit elkaar, wat leidt tot contact van de twee platen met elkaar. Er verschijnt een stroom die wordt geregistreerd door een speciale controller, die een specifiek depressiepunt op een raster van coördinaten bepaalt. Verder komen deze gegevens het verwerkingsprogramma binnen, dat volgens een eerder gemaakt algoritme de nodige actie uitvoert.

Weerstandsschermen zijn op hun beurt onderverdeeld in twee subtypen:

1. Vierdraads sensor. Ze zijn gemaakt van slechts één paneel, gemaakt van glas en een plastic membraan, waarop de resistieve ondersteuning van het scherm zelf is aangebracht. Alle vrije ruimte tussen glas en kunststof is gevuld met isolatoren. Wanneer u op drukt, wordt het circuit gesloten, wat leidt tot het verschijnen van de coördinaten van het contactpunt.
2. Vijfdraads. Een onderscheidend kenmerk van dit type is de afwezigheid van resistieve ondersteuning van het membraan, de aanwezigheid van een geleidende laag. Dit zorgt voor een grotere betrouwbaarheid, want zelfs nadat de matrix is ​​​​beschadigd, blijft deze werken. Het drukpunt wordt gevolgd door de mate van verandering in de membraanspanning.

TER INFORMATIE!

Er zijn ook achtdraads resistieve schermen die de nauwkeurigheid van de verwerking van het persen kunnen verbeteren, maar de betrouwbaarheid van dit type sensor niet vergroten.

Over resistieve aanraakschermen gesproken, let op hun lage kosten, de mogelijkheid om met een vinger, stylus en zelfs een gehandschoende hand te drukken. Een van de nadelen zijn:

• lage geleidbaarheid van lichtstralen;
• gevoeligheid voor krassen en scheuren door stoten;
• gebrek aan multitouch;
• korte levensduur, gemiddeld niet meer dan 34 miljoen klikken;
• de onmogelijkheid om de functie van glijden over het scherm te implementeren, omdat de resistieve matrix alleen reageert op drukken.

Capacitieve touchscreen

Het moderne type matrix is ​​het capacitieve type van het scherm. Wat het is? De essentie van het werk van dit type is om de wetten van de elementaire fysica te volgen, namelijk in het bezit van een object met een groter vermogen om wisselstroom te geleiden.

Door zijn structuur is dit type matrix een glasplaat, op het oppervlak waarvan een laag resistief materiaal is aangebracht.

TER INFORMATIE!

In dit geval worden indiumoxide en tinoxide-legeringen gebruikt als de beste weerstanden.

In de hoeken van het scherm bevinden zich elektroden die een kleine spanning op het gehele oppervlak van de matrix aanbrengen. Wanneer een persoon een vinger aanraakt, ontstaat er een lek, dat wordt geregistreerd door de sensoren en doorgegeven aan de verwerkingscontroller, die de coördinaten van het drukpunt berekent. Kenmerkende kenmerken van dit type schermen zijn een lange levensduur van meer dan 200 miljoen klikken, verhoogde transparantie en het vermogen om geen vloeistof door te laten. Maar het oppervlak van deze sensor blijft nog steeds kwetsbaar voor mechanische belasting, daarom zijn dergelijke typen matrices worden gebruikt in stationaire apparaten die zich in een beschermd tegen externe factoren bevinden plaats.

Geprojecteerde capacitieve sensoren

Nu we het toch over een aanraakscherm hebben, let op het type matrix dat wordt gebruikt in de meeste moderne smartphones en tabletcomputers. Dit is een geprojecteerde capacitieve sensor. Een dergelijk ontwerp wordt, naast het gebruikelijke paneel, gepresenteerd met een raster van elektroden, die op de achterkant van de matrix worden aangebracht. De beschikbare elektroden vormen samen met het menselijk lichaam een ​​condensator en er is ingebouwde elektronica nodig om de capaciteit van het resulterende systeem te meten.

TER INFORMATIE!

Een van de leiders in de productie van schermen, Samsung, is erin geslaagd om drukgevoelige elektroden tussen de subpixels te plaatsen, wat het mogelijk maakte het ontwerp te vereenvoudigen en de transparantie te vergroten.

Verhoogde transparantie, de mogelijkheid om dik glas te gebruiken (tot 19 mm) - dit alles zorgt voor een vermindering het risico op schade aan projectie-capacitieve schermen, daarom worden ze geïnstalleerd in apparaten die in een open grondgebied.

Matrix- en infrarood-aanraakschermen

Onder de soorten sensoren kunnen twee niet de meest voorkomende typen worden genoemd: matrix- en infraroodschermen. Matrix-apparaten werken volgens de algemene principes van resistieve ontwerpen, maar hun onderscheidende kenmerk is eenvoud. Op het membraanoppervlak worden verticale geleidende strips aangebracht en op het glasoppervlak worden horizontale strepen aangebracht. Wanneer ingedrukt, raken de strips elkaar en berekent de controller het contactpunt en bepaalt de coördinaten van het punt. Een belangrijk nadeel is de onmogelijkheid om een ​​hoge resolutie van de sensor te garanderen vanwege de eenvoud van het ontwerp.

De infraroodtypes gebruiken een soortgelijk principe van elkaar kruisende banden, die infrarode stralen zijn. Wanneer een object het scherm raakt, wordt het stralenraster op dit punt onderbroken. Een vergelijkbare weergave wordt gebruikt op apparaten waar high-definition beeldoverdracht vereist is, bijvoorbeeld e-books. Het nadeel van een IR-sensor is de gevoeligheid voor besmetting.

Optische touchscreens en rekstrookjes

Het optische type onderscheidt zich door de aanwezigheid van infraroodverlichting, die wordt verdeeld tussen het glas en de matrix, en in staat is tot 100% van het licht in zichzelf te reflecteren. Bij aanraking met een vinger treedt verstrooiing op. De elektronica hoeft alleen een strooipatroon te creëren om het drukpunt te bepalen. Dit gebeurt op de volgende manieren:

• de camera naast de projector installeren;
• de introductie van een hulpsubpixel.

Vergelijkbare soorten schermen worden gebruikt in interactieve whiteboards. De rekstrooksensor is gevoelig voor vervorming van het schermoppervlak. Dit type onderscheidt zich door een verhoogde weerstand tegen schade, daarom worden deze matrices gebruikt op kaartautomaten, geldautomaten.

Zomertijd touchscreens

De basis van dit soort werk is om het piëzo-elektrische fenomeen in het glaspaneel te fixeren. Het belangrijkste kenmerk is de mogelijkheid om te reageren op aanraking met elk object en te functioneren in alle stoffige omstandigheden. Voor een goede respons moet de vinger constant in beweging zijn.

De sensor kalibreren (touchscreen)

Eigenaren van gadgets met een touchscreen lopen vaak tegen een probleem aan wanneer de sensor stopt met "luisteren" of correct reageert op drukken. Dit kan gebeuren door beschadiging van de matrix, het binnendringen van vocht in het apparaat of het vervangen van het beeldscherm.

Er zijn twee manieren waarop u het touchscreen kunt kalibreren:

• door standaard middel van het besturingssysteem;
• met behulp van software van derden.

De ingebouwde kalibratietechnologie is bijna hetzelfde voor alle smartphonefabrikanten. Om in te stellen met behulp van standaardtools, hebt u het volgende nodig:

• ga naar telefooninstellingen;
• zoek het item "Kalibratie";
• druk minstens drie keer in het midden van het doel dat op het scherm verschijnt.

Het toestel onthoudt zelfstandig de aanrakingen en past het touchscreen aan.

Het touchscreen werkt niet - hoe te bepalen?

In sommige gevallen kan het aanraakscherm defect raken. Bij mechanische beschadiging van de matrix is ​​het niet nodig om de breuk vast te stellen, aangezien deze met het blote oog zichtbaar is. Tekenen die wijzen op het falen van het touchscreen bij afwezigheid van externe schade zijn:

• gebrek aan reactie op aanraking;
• gedeeltelijke schermreactie op drukken, bijvoorbeeld, alleen een bepaald gebied kan werken;
• vervorming van de perceptie van aanraking.

Als de sensor defect raakt, moet het apparaat worden gerepareerd. Moderne technologieën impliceren de fabricage van een gemeenschappelijke displaymodule, waarbij het touchscreen en het display in één eenheid zijn gecombineerd. Daarom is voor reparaties een volledige vervanging van het apparaat vereist als het touchscreen niet kan worden gescheiden. Dit kan alleen onder de servicevoorwaarden.

Touchscreen en display: wat is het verschil?

Het verschil tussen deze twee delen ligt in de functies die ze vervullen. Het display is het onderdeel van een smartphone dat nodig is om afbeeldingen en informatie weer te geven.

Een touchscreen is een aanraakglas dat wordt gebruikt om het apparaat te activeren tot gebruikersacties en te reageren op het indrukken om een ​​bepaalde functie op te roepen. Moderne fabrikanten begonnen steeds meer een soort "sandwiches" te produceren, waar het wordt gebruikt lamineertechnologie, wanneer het display en het touchscreen worden gecombineerd tot een monolithische eenheid die aan elkaar is gelijmd met een transparante afdichtmiddel. Dit verbetert de prestaties, maar vereist een volledige vervanging als een onderdeel defect raakt.

Nu kijk je met een frisse blik naar je smartphone of tablet-pc. Deel in ieder geval in de reacties uw ervaring met het ontgrendelen van het "slaapscherm" en stel vragen aan de auteur van het artikel.