2.3 Другие технологии

Помимо вышеперечисленных трёх разновидностей сенсорных экранов имеются и другие технологии изготовления чувствительных экранов. Они так же применяются в различных гаджетах, разве что не так широко, как вышеперечисленные сенсорные технологии. Причины ограничения в использовании этих сенсорных технологий разные, но в ряде случаев бывает не заменим именно этот сенсорный, не самый популярный экран.

Сенсорные экраны, основанные на ПАВ.

Чувствительная поверхность такого экрана представляет собой стеклянную панель. На краях панели имеются пьезоэлектрические преобразователи, которые предназначены для распространения по стеклу поверхностно-акустических волн (сокращённо - ПАВ).

В системе имеется контроллер, способный формировать высокочастотный сигнал. Этот сигнал посылается на упомянутые преобразователи, а эти преобразователи преобразуют ВЧ-сигнал в ПАВ. Полученные волны распространяются по стеклу сенсорного экрана. Кроме преобразователей по краям экрана устанавливаются отражатели, формирующие определённую картину распространения поверхностных волн.

Пьезоэлектрические преобразователи могут так же преобразовывать волну обратно в сигнал. Это свойство используется для анализа характера распространения волны по сенсорному экрану. Контроллер периодически анализирует сигнал, полученный из отражённой волны [10].

Если прикоснуться пальцем к экрану, то часть энергии волны в этом месте будет поглощена пальцем. Соответственно, изменится картина распространения волны по экрану, что в итоге и будет зафиксировано контроллером. Вот по этому изменению контроллер и может достаточно точно вычислить координаты точки касания, что и нужно для реализации сенсорного ввода информации.

Достоинства: волна распространяется по поверхности прозрачного стекла, поэтому прозрачность такого сенсорного экрана максимальная. Есть даже варианты, где используется непосредственно стекло самого экрана. Это возможно в том случае, если поверхность экрана стеклянная. Если же это, к примеру LCD, Дополнительная стеклянная панель будет обязательна. Эти экраны весьма долговечны, стекло не пластик. Теоретически число касаний не ограничено. Ещё одно положительное свойство: экран не прогибается, но может оценить силу нажатия. Дело в том, что чем сильнее нажатие, тем больше пятно контакта (палец сильнее расплющивается). И это хорошо отслеживается контроллером по изменению характера распространения ПАВ. Указанное свойство можно использовать для повышения информативности воздействия на сенсорный экран.

Недостатки: основным недостатком считается повышенная чувствительность к вибрациям и акустическим шумам. Они могут быть причиной сбоев и нестабильной работы сенсорного экрана. Экран очень чувствителен к загрязнениям и посторонним предметам на экране. Это накладывает большие ограничения на использование экрана в общественных местах. Воздействовать на такую сенсорную поверхность можно только предметом, поглощающим волну. Подойдёт не всякий предмет.

Инфракрасные сенсорные экраны.

Ещё один тип тачскрина. Технология эта достаточно простая. Такой тип сенсорного экрана реализуется на основе оптических пар: светодиод и фотодиод. Само устройство состоит из рамки, на сторонах которой и размещены оптические пары. На двух сторонах этой рамки, вертикальной и горизонтальной, расположены по одному ряду светодиодов, способных работать в ИК диапазоне.

Соответственно, на противоположных сторонах рамки расположены ряды фотодиодов. Излучение светодиодов имеет узенькую диаграмму направленности. Это нужно для того, чтобы луч каждого светодиода попадал только на определённый фотодиод, и не задевал соседние. Это очень важно, поскольку шаг размещения оптических пар для обеспечения требуемой точности маленький, обычно он составляет 2,5 мм. Таким образом для нормальной работы сенсорного экрана необходимо, чтобы каждому светодиоду соответствовал свой фотодиод.

Такая рамка накладывается на экран, и подключается к специальному контроллеру. Работает эта сенсорная система следующим образом: в исходном состоянии на каждый фотодиод попадает луч своего светодиода. Если палец, либо другой непрозрачный предмет, касается сенсорного экрана, то поток излучения либо прерывается, либо существенно ослабляется.

Контроллер фиксирует этот факт и определяет координаты касания, что собственно говоря и нужно для реализации функции touchscreen.

Достоинства: основным достоинством инфракрасного сенсорного экрана является его абсолютная прозрачность. Рамка никоим образом не ослабляет световой поток. Именно это и является в ряде случаев решающим фактором. Устройство чаще всего необходимо там, где требуется высокое качество изображения. Прежде всего это необходимо для просмотра видео и фото высокого качества, особенно на больших экранах. Благо, что такая сенсорная система не критична к большим размерам экранов. Помимо того устройство обладает хорошей ремонтопригодностью: сенсорную рамку можно быстро поменять без особых проблем - быстрый ремонт экранов, чувствительных к касаниям в ряде случаев просто необходим. На экранах этого типа можно реализовать функцию мультитач, хотя и с некоторыми ограничениями. Это последнее обстоятельство существенно расширяет функционал сенсорного устройства [11].

Недостатки: к сожалению, широкому распространению такого типа экрана препятствует ряд существенных недостатков. Экран имеет невысокую надёжность по сравнению с другими типами сенсорных экранов. Связано это с относительно низкой надёжностью оптических пар, работающих в ИК диапазоне. А ещё оптические пары плохо работают при наличии загрязнений, пыли, конденсата - устройство будет надёжно работать только в чистом помещении. Работу такого экрана может нарушать прямое попадание солнечного света. Поскольку рамка накладывается не в плотную к экрану, а с некоторым зазором, что может влиять на точность касания явление параллакса. Рамку нельзя применять непосредственно на жидкокристаллических экранах. Дело в том, что частое касание ЖК панели нежелательно, она на это не рассчитана: в результате такого воздействия могут появляться неработающие пиксели. Еще одним минусом является высокая стоимость ИК сенсорных экранов.

Матричные сенсорные экраны.

Конструкция матричных сенсорных экранов, называемых иногда цифровыми, очень схожа с конструкцией резистивных экранов, только вместо сплошных резистивных слоев используются горизонтальные и вертикальные прозрачные проводящие полосы. При касании экрана передняя пленка деформируется и вертикальная полоса касается горизонтальной. Наличие замыкания фиксирует микропроцессор. Расположение всех электродов на плоскости известно, а потому пересечение замкнутых электродов однозначно определяет точку касания экрана.

Основной недостаток данного устройства - очень низкое разрешение, порядка 10 линий на дюйм. Поэтому такие устройства совершенно не подходят для рисования и ввода надписей. Главное достоинство - самая низкая среди всех сенсорных экранов стоимость. Надежность матричных экранов выше, чем резистивных, так как даже при нарушении проводящего слоя (изменении сопротивления) микроконтроллер определит наличие замыкания между электродами и вычислит координату точки касания точно. Матричные экраны применяются в тех случаях, когда требуется дешевый экран, а программа-приложение допускает низкую точность указания.

Элементы интерфейса приходится специально располагать с учётом клеток матричного экрана. Единственное достоинство — простота, дешевизна и неприхотливость.