Seis categorías y cuatro tecnologías principales de pantalla táctil
La pantalla táctil es un dispositivo de posicionamiento y los usuarios pueden ingresar información de coordenadas directamente con los dedos como en una computadora. Al igual que el mouse y el teclado, también es un dispositivo de entrada. Las pantallas táctiles tienen muchas ventajas, como durabilidad, respuesta rápida, ahorro de espacio y fácil comunicación.
Con esta tecnología, puede operar el host tocando suavemente los íconos o caracteres en la pantalla de la computadora con los dedos, lo que hace que la interacción persona-computadora sea más directa. Esta tecnología facilita enormemente a los usuarios que no saben cómo operar computadoras. Ahora se usa ampliamente en control, consulta de información y otros campos de la industria, tratamiento médico, comunicaciones y otros campos.
Tipos de pantalla táctil
1. Pantalla táctil resistiva
Pantalla resistiva analógica
La pantalla táctil resistiva analógica es lo que solemos llamar "resistencia". " "Pantalla" es una pantalla táctil controlada por detección de presión.
Utiliza dos capas de película plástica ITO recubiertas con función conductora. Las dos piezas de ITO están equipadas con puntos de apoyo de partículas, de modo que cuando la pantalla no está bajo presión, hay un cierto espacio entre las dos capas. de ITO y se encuentra en un estado no conductor.
Cuando el operador presiona la pantalla con la punta del dedo o la punta del bolígrafo, la presión abollará la película y la capa de ITO entrará en contacto con el conductor debido a la deformación, y luego el punto de presión correspondiente se convertirá detectando el voltaje cambia en el eje X y el eje Y, completando así el mecanismo de procesamiento táctil de toda la pantalla.
Actualmente existen muchos tipos de pantallas táctiles resistivas analógicas, incluidas las de 4 hilos, 5 hilos, 6 hilos, 8 hilos, etc. Cuanto mayor sea el número de líneas, mayor será la precisión de la detección, pero mayor será el coste.
Además, la pantalla resistiva no admite multitáctil, tiene un alto consumo de energía y una vida útil corta. Al mismo tiempo, el uso prolongado hará que el punto de detección se desvíe y requiera calibración. Sin embargo, la pantalla resistiva tiene una estructura simple y un bajo costo. Antes de que madurara la pantalla táctil capacitiva, alguna vez ocupó la mayor parte del mercado de pantallas táctiles.
Pantalla resistiva digital
El principio básico de la pantalla resistiva digital es similar al de la pantalla resistiva analógica. A diferencia de las pantallas resistivas analógicas que cubren uniformemente una capa de ITO sobre un sustrato de vidrio, las pantallas resistivas digitales solo utilizan un sustrato con franjas de ITO. Las tiras de ITO de los sustratos superior e inferior son perpendiculares entre sí.
Las pantallas resistivas digitales se parecen más a un simple interruptor, por lo que se suelen utilizar como interruptores de membrana. Las pantallas resistivas digitales permiten el control multitáctil.
2. Pantalla táctil capacitiva
Capacitancia de superficie
La pantalla táctil capacitiva de superficie detecta el comportamiento táctil en la superficie de la pantalla a través de la inducción de campo eléctrico. Su panel es una capa de ITO recubierta uniformemente, y cada una de las cuatro esquinas del panel tiene un enchufe conectado al controlador, de modo que se genera un campo eléctrico uniforme en la superficie de la pantalla táctil durante la operación.
Las pantallas táctiles capacitivas de superficie se caracterizan por una larga vida útil y una alta transmitancia de luz, pero tienen baja resolución y no admiten multitáctil.
Actualmente se utiliza principalmente para pantallas táctiles exteriores de gran tamaño, como plataformas de información pública, plataformas de servicios públicos, etc.
Pantalla capacitiva proyectada
La pantalla táctil capacitiva proyectada utiliza líneas de fuerza electrostática emitidas por los electrodos de la pantalla táctil para la detección. La tecnología de detección capacitiva proyectada se puede dividir en dos tipos: autocapacitancia y capacitancia interactiva.
La autocapacitancia, también conocida como capacitancia absoluta, utiliza el objeto detectado como otra placa de capacitancia. Se induce una carga entre el electrodo sensor y el electrodo detectado, y se determina detectando cambios en la ubicación del acoplamiento. . Pero si se trata de un solo toque, solo hay un conjunto de coordenadas determinadas en las direcciones de los ejes X e Y mediante cambios de capacitancia, y las coordenadas combinadas también son únicas. Si hay dos toques en la pantalla táctil y los dos toques no están en la misma dirección X o en la misma dirección Y, y hay dos proyecciones de coordenadas en las direcciones X e Y respectivamente, entonces las cuatro coordenadas se combinan. Evidentemente sólo dos coordenadas son reales, y las otras dos se conocen comúnmente como "puntos fantasma". Por lo tanto, las pantallas autocapacitivas no pueden lograr un verdadero toque multitáctil.
La capacitancia mutua, también conocida como capacitancia cruzada, es la capacitancia causada por el acoplamiento entre electrodos adyacentes. A medida que el objeto que se detecta se acerca a las líneas del campo eléctrico de un electrodo al otro, se siente un cambio en la capacitancia mutua. Cuando los electrodos transversales envían señales de excitación en secuencia, todos los electrodos longitudinales reciben las señales al mismo tiempo, de modo que se pueden obtener los valores de capacitancia en las intersecciones de todos los electrodos transversales y longitudinales, es decir, el valor de capacitancia del plano bidimensional completo de la pantalla táctil. Cuando se acerca el dedo de una persona, la capacitancia local disminuye. De acuerdo con los datos de cambio de capacitancia bidimensional de la pantalla táctil, se pueden calcular las coordenadas de cada punto de contacto, por lo que incluso si hay varios puntos de contacto en la pantalla, se pueden calcular las coordenadas reales de cada punto de contacto.
En los dos tipos anteriores de sensores capacitivos proyectados, la capacitancia de detección se puede diseñar de acuerdo con un método determinado para que el toque de un dedo pueda detectarse en cualquier momento dado, no limitado a un dedo, sino También pueden ser varios dedos.
Desde 2007, los productos de las series iPhone y iPad de Apple se han convertido en un gran éxito y las pantallas capacitivas proyectadas han comenzado a desarrollarse rápidamente, reemplazando rápidamente las pantallas táctiles resistivas y convirtiéndose en la tecnología táctil principal del mercado.
3. Pantalla táctil infrarroja
La pantalla táctil infrarroja utiliza una matriz infrarroja densa en las direcciones X e Y para detectar y localizar el toque del usuario.
La pantalla táctil de infrarrojos está equipada con un marco de placa de circuito delante de la pantalla. La placa de circuito dispone de tubos transmisores de infrarrojos y tubos receptores de infrarrojos en los cuatro lados de la pantalla. matriz infrarroja entrecruzada.
Cuando un usuario toca la pantalla, su dedo bloquea dos rayos infrarrojos que pasan por ese lugar. En base a esto, se puede determinar la posición del punto táctil en la pantalla.
La pantalla táctil infrarroja tiene las ventajas de una alta transmitancia de luz, sin interferencias de corriente, voltaje y electricidad estática, y una alta estabilidad táctil. Sin embargo, la pantalla táctil infrarroja se verá afectada por cambios en las fuentes de luz infrarroja, como la luz ambiental, controles remotos, objetos a alta temperatura y lámparas incandescentes, lo que reducirá su precisión.
La primera pantalla táctil infrarroja apareció en 1992, con una resolución de sólo 32×32. Era susceptible a interferencias ambientales y requería ser utilizada en un determinado entorno de protección contra la luz.
Después de 20 años de desarrollo, la avanzada pantalla táctil infrarroja tiene una vida útil de más de 7 años en condiciones normales de trabajo. Al rastrear las trayectorias del movimiento de los dedos, la precisión, la suavidad y la velocidad de seguimiento pueden cumplir con los requisitos, y la escritura del usuario se puede convertir sin problemas en trayectorias de imágenes, lo que admite totalmente la entrada de reconocimiento de escritura a mano.
Las pantallas táctiles infrarrojas se utilizan principalmente en diversos lugares públicos, oficinas y lugares de control industrial, sin interferencias de luz infrarroja ni fuertes.
4. Pantalla táctil acústica
Pantalla táctil de ondas acústicas de superficie
La pantalla táctil de ondas acústicas de superficie es una tecnología táctil que utiliza el posicionamiento de ondas acústicas.
En las cuatro esquinas de la pantalla táctil, se colocan sensores que emiten y reciben ondas sonoras en la dirección X e Y respectivamente, con franjas reflectantes de 45 grados grabadas alrededor de ellos. Cuando un dedo toca la pantalla, absorbe algo de energía sonora y el controlador detecta la atenuación de la señal recibida en un momento determinado, de modo que se puede calcular la posición del punto de contacto.
La tecnología Surface Acoustic Wave (SAW) es extremadamente estable y muy precisa. Además de las coordenadas X e Y a las que pueden responder las pantallas táctiles normales, también responde a su coordenada única del tercer eje Z, que es la respuesta del eje de presión.
Entre todos los tipos de pantallas táctiles, sólo las pantallas táctiles de ondas acústicas de superficie tienen la capacidad de detectar la presión táctil. La invención no se ve afectada por factores ambientales como la temperatura y la humedad, y tiene las características de alta definición, buena transmisión de luz, alta durabilidad, buena resistencia al rayado, respuesta sensible, larga vida útil, calidad de imagen clara y brillante, sin deriva y No hay deriva durante la instalación. Solo necesita una calibración y tiene un buen rendimiento antiviolencia. Más adecuado para consultas de información pública, oficinas, agencias gubernamentales y lugares públicos con un ambiente limpio.
Pantalla táctil acústica curvada
La pantalla táctil acústica curvada es una tecnología basada en el reconocimiento de impulsos acústicos.
Cuando un objeto toca la superficie de la pantalla táctil, el sensor detectará la frecuencia de la onda sonora y determinará la ubicación del punto de contacto comparando esta frecuencia con la frecuencia estándar prealmacenada en el chip.
Las ondas sonoras de la pantalla táctil de superficie se propagan a lo largo de la superficie del sustrato, mientras que las ondas sonoras de la superficie curva se propagan dentro del sustrato. Por lo tanto, el rendimiento contra interferencias ambientales de la pantalla táctil curva es mejor que. el del tipo de superficie. Actualmente, las pantallas táctiles curvas se utilizan generalmente en quioscos de información, equipos financieros y máquinas expendedoras de más de 5 pulgadas de tamaño.
5. Pantalla táctil de imágenes ópticas
La pantalla táctil de imágenes ópticas es una tecnología táctil que utiliza el posicionamiento de la luz. Las fuentes de luz y los sensores de captura de luz se encuentran en las cuatro esquinas de la pantalla. Cuando un objeto toca la superficie de la pantalla táctil, la luz cambia y el módulo IC táctil analiza los cambios en el sensor de luz para determinar la ubicación del toque.
La pantalla táctil de imágenes ópticas tiene una alta durabilidad y es adecuada para su uso en entornos complejos. Admite multitáctil, pero se identifica erróneamente fácilmente por la luz ambiental, el polvo, los insectos, etc.
6. Pantalla táctil de inducción electromagnética
El sensor de la pantalla táctil de inducción electromagnética se coloca detrás de la pantalla para generar un área electromagnética en la superficie de la pantalla. Cuando un golpe electrónico toca la superficie de la pantalla, el sensor puede determinar la ubicación del punto de contacto calculando los cambios electromagnéticos.
En comparación con otras tecnologías de pantalla táctil, las pantallas táctiles de inducción electromagnética tienen la mayor precisión y resolución, bajo consumo de energía y peso más liviano, lo que las hace particularmente adecuadas para su uso en entornos de guerra y de construcción. Actualmente esta tecnología es utilizada principalmente por el ejército estadounidense.
Otras tecnologías de pantalla táctil: además de las tecnologías táctiles mencionadas anteriormente, también existen varias tecnologías de pantalla táctil, como detección de presión, guía de ondas sonoras digitales y punteros oscilantes. , generalmente utilizado para fines especiales.
Tecnología de pantalla táctil
1. Estructura de pantalla táctil integrada
Actualmente, las pantallas táctiles adoptan básicamente una estructura de complemento. El módulo de visualización y el módulo táctil de esta estructura son dos dispositivos relativamente independientes, y luego los dos dispositivos se integran entre sí mediante un proceso de unión final. Sin embargo, esta estructura de complemento relativamente independiente afectará el grosor del producto y no está en línea con la tendencia de desarrollo de los productos de pantalla táctil.
Como resultado, surgió el concepto de pantalla táctil integrada. La estructura integrada integra el módulo táctil en el módulo de visualización de modo que los dos módulos estén integrados juntos en lugar de dos dispositivos relativamente independientes.
En comparación con la estructura externa tradicional, la estructura empotrada tiene las siguientes ventajas:
Solo se requieren dos capas de vidrio ITO, lo que reduce los costos de material, mejora la transmisión de luz y es más liviana. .
No es necesario conectar el módulo de pantalla táctil al extremo posterior del módulo TFT, lo que aumenta el rendimiento.
El conjunto de pantalla táctil y el módulo TFT se producen al mismo tiempo, lo que reduce el costo de transporte del módulo.
Además, las pantallas táctiles integradas se pueden dividir en dos tipos: tecnología integrada y tecnología integrada.
Tecnología intracelular
Las definiciones de estas dos tecnologías son ligeramente diferentes, pero los principios son similares. Ambas tecnologías integran la pantalla táctil en el módulo LCD. La tecnología In-cell integra la pantalla táctil debajo del filtro de color.
Dado que el sensor táctil está colocado dentro del panel LCD y ocupa parte del área de visualización, se sacrifica parte del efecto de visualización. También complica el proceso y dificulta lograr una alta tasa de rendimiento.
Tecnología de la unidad
La tecnología On-cell integra una pantalla táctil en el filtro de color en lugar de incrustar un sensor táctil en el panel LCD. Solo es necesario instalarlo en la parte inferior del. filtro de color Se forma un electrodo transparente simple entre el polarizador y el polarizador, lo que reduce la dificultad técnica. El principal desafío en la celda es la cantidad de ruido que la pantalla acopla a la capa de detección, y los componentes de la pantalla táctil deben usar algoritmos complejos para manejar este ruido. La tecnología On-cell ofrece todos los beneficios de integrar una pantalla táctil en una pantalla, como hacer que el panel táctil sea más delgado y reducir significativamente los costos, pero la reducción general del costo del sistema sigue siendo mucho menor que la de la tecnología Incell.
El concepto de integración fue propuesto por primera vez por TMD en 2003. Posteriormente, Sharp, Samsung, AUO, LG y otras empresas propusieron sucesivamente este concepto y publicaron algunos resultados de investigación. Sin embargo, debido a problemas técnicos, ninguno puede hacerlo. ser comercializado.
Las pantallas táctiles integradas se llevan desarrollando desde hace casi 10 años y aún están lejos de su comercialización. Sin embargo, las pantallas táctiles integradas representan la dirección de desarrollo futuro de las pantallas táctiles, y los fabricantes que reserven activamente la tecnología integrada estarán en una posición relativamente ventajosa en la competencia del mercado futuro.
2. Tecnología multitáctil
En 2007, Apple implementó la función multitáctil a través de tecnología capacitiva proyectada, brindando una experiencia de usuario sin precedentes y reflejando el contraste con otras tecnologías táctiles de ese momento. La diferencia en la tecnología de control hace que la tecnología multitáctil sea una tendencia en el mercado.
En la actualidad, la tecnología multitáctil se ha desarrollado desde el zoom con dos dedos, el desplazamiento con tres dedos y el desplazamiento con cuatro dedos hasta admitir el reconocimiento táctil y múltiples métodos de entrada de más de cinco puntos. En el futuro, se desarrollará la tecnología multitáctil para permitir un control más detallado de los objetos de la pantalla y una mayor libertad.
3. Tecnología táctil híbrida
Aunque actualmente existen muchos tipos de tecnologías táctiles, cada tecnología tiene sus propias ventajas y desventajas, y ninguna tecnología es perfecta. En los últimos años, algunas personas han comenzado a proponer el concepto de tecnología táctil híbrida, es decir, utilizar dos o más tecnologías de reconocimiento táctil en una superficie táctil para lograr el propósito de complementar las ventajas de varias tecnologías táctiles.
Se ha desarrollado una pantalla táctil híbrida basada en capacitancia y resistencia, que puede operarse con un lápiz óptico y los dedos, admite multitáctil, etc., mejorando significativamente la eficiencia de reconocimiento de la pantalla táctil. A medida que los requisitos de los usuarios para la tecnología táctil continúan aumentando, la tecnología de un solo toque definitivamente no podrá satisfacer las necesidades de las personas, por lo que la tecnología táctil híbrida definitivamente se convertirá en una de las direcciones de desarrollo de la tecnología táctil en el futuro.
4. Tecnología de retroalimentación táctil
El desarrollo continuo de la tecnología de pantalla táctil ha brindado a las personas métodos de operación convenientes y buenos efectos visuales, pero ha ignorado los efectos de las operaciones táctiles en los usuarios. comentario.
Actualmente no hay mucha investigación sobre la tecnología de retroalimentación táctil. La empresa estadounidense Immersion ha lanzado una tecnología de retroalimentación táctil llamada "force feedback". Esta tecnología utiliza motores mecánicos para generar vibraciones o movimientos, que pueden simular efectos táctiles como saltos, caídas de objetos y movimientos de amortiguación. También es la tecnología de retroalimentación táctil más utilizada en la actualidad.
La tecnología “E-sense” de Senseg utiliza el principio de campos bioeléctricos para generar retroalimentación táctil. El desarrollo de una tecnología de retroalimentación táctil más realista puede brindar a los usuarios una nueva experiencia táctil, por lo que la tecnología de retroalimentación táctil también es una dirección para el desarrollo de la tecnología táctil del futuro.