Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

Типы дисплеев и сенсоров мобильных телефонов.

16.057 Aufrufe

Veröffentlicht am

Презентации, обучение продавцов, видеоуроки, навыки продаж, все это и многое другое на сайте www.uaseller.org

Veröffentlicht in: Geräte & Hardware
  • Als Erste(r) kommentieren

Типы дисплеев и сенсоров мобильных телефонов.

  1. 1. Типы дисплеев в мобильных телефонах Виды и технологии дисплеев Прежде всего, когда мы берем мобильный телефон в руки, мы обращаемвнимание на его корпус и дисплей. В этой статье мы поговорим как раз о дисплеях. Мыпопытаемся разобраться с существующими типами дисплеев, рассмотреть иххарактеристики и пригодность в тех или иных ситуациях. Ну что же, давайте поговоримобо всем по порядку… Жидкие кристаллы открыл австрийский ботаник Рейницер еще в 1888 году. И лишьв 1963 году ученые обнаружили, что в нормальном состоянии такие кристаллыпропускают свет, но могут менять свою структуру и отражать или поглощать свет подвоздействием электротока. Это открытие через 10 лет позволило создать первый ЖК-экран, который появился на рынке в 1973 году в калькуляторах Sharp. Монохромные (черно-белые) дисплеи сейчас встречаются разве что как внешниеэкраны раскладушек и дисплеи телефонов эконом класса. Иногда используются иинверсионные (инверсные) монохромные дисплеи. Это экраны, в которых «всё наоборот»-белые буквы пишутся на чёрном фоне. В основном же в телефонах применяют цветные дисплеи спассивными(CSTN,UFB), либо активными (TFT и отчасти TFD) матрицами.LCD (Монохронные) LCD (Liquid-Crystal Display) – Жидко-кристаллические дисплеи, они же впростонародье, черно-белые. Самые первые дисплеи, используемые в мобильныхаппаратах, при чем не только в телефонах. Главная их особенность состоит в том, что уних очень низкое энергопотребление, из-за невозможности отображения цветногоизображения. Они не излучают света и поэтому телефоны модернизируют лампамиподсветки. На некоторых телефонах было несколько разных цветов подсветки,основанных на наличие разных светодиодов по периметру дисплея. На таком типедисплеев отчетливо видны пиксели, да и большим разрешением такие дисплеипохвастаться не могут. Для того, чтобы продлить жизнь таким дисплеям, делали ихинверсионным, т.е. текст и символы отображались не заполненными пикселями, а,наоборот, неактивными на фоне заполненных. Таким образом, получался светлый текстна темном фоне.CSTN CSTN (Color Super Twisted Nematic) – Цветные жидко-кристаллические дисплеи спассивной матрицей. Каждый пиксель такого дисплея состоит из трех объединенныхпикселей, которым соответствуют три цвета (RGB). STN - экраны отличаются низкимэнергопотреблением и невысокой стоимостью. А к недостаткам можно отнестиотносительно низкое качество картинки, небольшой угол обзора (в идеале 90 градусов погоризонтали и 50 градусов по вертикали) и основное - это долгое время отклика наизменение напряжения на матрице, что отрицательно сказывается на воспроизведениединамических сцен и видео. В совокупности этих недостатков, этот тип дисплеевпрактически перестал использоваться в качестве основных дисплеев в телефонах бизнескласса, его удел – внешние дисплеи раскладушек и телефоны эконом классаUFB UFB (Ultra Fine and Bright) – Жидко-кристаллические дисплеи с повышеннойяркостью и контрастностью на пассивной матрице. Можно сказать, что этопромежуточный вариант между CSTN и TFT. Такой тип дисплеев может похвастатьсяболее низким энергопотреблением по сравнению с TFT. По большей части такие дисплеи
  2. 2. применяла компания Samsung в телефонах среднего класса. Данный тип дисплеев неполучил широкого распространения.TFT TFT (Thin Film Transistor) – Жидко-кристаллические дисплеи, основанные натонкопленочных транзисторах с активной матрицей. На каждый пиксель здесь приходитсятри транзистора, соответствующих трем цветам (RGB – красный, зеленый, синий). Наданный момент, это самые распространенные дисплеи, имеющие ряд преимуществ наддругими дисплеями. Они отличаются минимальным временем отклика, высокойконтрастностью, а также углами обзора до 160 градусов по горизонтали и до и120градусов - по вертикали. Данная технология стремительно развивается. Постоянно растетразрешение и количество цветов. К недостаткам TFT -технологии следует отнести зависимость качестваизображения от внешнего освещения, а также высокое энергопотребление. Кроме того, вTFT - дисплеях всегда существует вероятность выхода из строя одного или несколькихтранзисторов - на дисплее могут появиться постоянно светящиеся точки (так называемые«битые пиксели»).TFD Технология TFD (Thin Film Diode), которую считают некоторым «компромиссом»,между активными и пассивными матрицами, на самом деле почти ничем не отличаютсяот TFT. Просто вместо транзисторов для работы с кристаллами используются диоды, чтоснижает их энергопотребление.OLED OLED (Organic Light Emitting Diode) - электролюминесцентные дисплеи наорганических светоизлучающих полупроводниках. Физически органическийэлектролюминесцентный дисплей представляет собой цельное устройство, состоящее изнескольких очень тонких органических пленок, заключенных между двумя проводниками.Подача на эти проводники небольшого напряжения (порядка 2-8 вольт) и заставляетдисплей излучать свет. Основу OLED-матрицы составляют полимерные материалы, ихпостоянное совершенствование в немалой степени способствует улучшению дисплеев иразвитию технологий изготовления матрицы. Что ж хорошего есть в OLED-дисплеях? Во-первых, это высокая яркость (до 100 тыс. кд/м2) и контрастность (до 300:1), что, по идее,должно обеспечивать читаемость дисплея в любых условиях. Далее идет компактность илегкость, толщина дисплея не превышает 1 мм (с учетом защитного стекла 2 мм), массаисчисляется граммами. Немаловажным параметром считается и диапазон рабочихтемператур. И в лютую зиму (до минус 30 градусов Цельсия), так и летом на пляже (доплюс 60) OLED-дисплей оказывается работоспособен. Отличаются OLED-дисплеиприличной механической прочностью, и даже гибкостью. Впрочем, использование гибкихподложек уже выделилось в отдельное направление FOLED. Ну и, наконец, в отличие отсуществующих TFT и STN дисплеев, OLED-дисплеи потребляют заметно меньшеэнергии. По аналогии с другими дисплеями здесь также возможно использованиепассивной или активной матрицы. Впервые органические люминесцентные полупроводники (диоды) были созданы в1987 году компанией Kodak. В природе аналогичное по происхождению (но не по способуполучения) свечение наблюдается у светлячков и глубоководных рыб. Ученыеисследовали процессы их свечения и синтезировали необходимые вещества. Напротяжении последних лет технологии производства органических дисплеев активноразрабатывались, совершенствовались, а в 2003 году OLED-дисплеи выплеснулись намассовый рынок. Изобретатели люминесцентных диодов обнаружили, что еслисовместить два слоя определенных органических материалов и в какой-либо точкепропустить через них электрический ток, то в этом месте появится свечение. Используяразные материалы и светофильтры, можно получать разные цвета. Существующие
  3. 3. модели разделяются по типу управляющей матрицы. Есть OLED с пассивными, а есть и сактивными матрицами. Принцип работы матрицы такой же, но вместо слоя жидкихкристаллов используется слой органических полупроводников. TFT OLED — самыебыстрые и обеспечивают просто потрясающую картинку. Такой экран не спасует и присолнечном освещении, а при воспроизведении видео, картинка будет смотреться не хуже,чем на телеэкране.Сенсорный экран Сенсорный (чувствительный к нажатию) экран позволяет переключаться по менютелефона с помощью нажатия на определенные участки самого экрана. Обычно дляэтого используется специальный указатель - стилус, который не дает повредить дисплей.Большинство смартфонов/коммуникаторов оснащены экранами, чувствительными кнажатию. Если вы собираетесь использовать мобильный телефон в качествеорганайзера, то наличие сенсорного экрана будет очень полезным. Сенсорный экран изобрели в США в рамках исследований по программированномуобучению. Компьютерная система PLATO IV, появившаяся в 1972 году, имела сенсорныйэкран на сетке ИК-лучей, состоявший из 16×16 блоков. Но даже столь низкая точностьпозволяла пользователю выбирать ответ, нажимая в нужное место экрана. В 1971 году Сэмюэлем Херстом (будущим основателем компании Elographics,ныне Elo TouchSystems) был разработан элограф — графический планшет,действовавший по четырёхпроводному резистивному принципу. В 1974 году тот же Херстсумел сделать элограф прозрачным, в 1977 — разработал пятипроводной экран.Достоинства и недостатки в карманных устройствахДостоинства Простота интерфейса. В аппарате могут сочетаться небольшие размеры и крупный экран. Быстрый набор в спокойной обстановке. Серьёзно расширяются мультимедийные возможности аппарата.Недостатки Нет тактильной отдачи — сложно работать в условиях тряски. К тому же,невозможен слепой набор. (В резистивных экранах существует отдача при нажатии — этоделает работу руками более комфортной. Кроме того, в некоторых телефонах удачноенажатие подтверждается вибрацией.) Приходится либо занимать две руки (одну устройством, вторую пером), либоделать крупные, пригодные для нажатия пальцем элементы интерфейса, нивелируяпреимущества большого экрана. Высокое энергопотребление. Без специальных покрытий отпечатки пальцев могут мешать пользователю.Принципы работы сенсорных экранов Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают наразных физических принципах.Резистивные сенсорные экраны Четырёхпроводной экран Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового
  4. 4. преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его вкоординаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков: На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый справым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжениесоответствует Y-координате экрана. Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего инижнего считывается X-координата. Существуют также восьмипроводные сенсорные экраны. Они улучшают точностьотслеживания, но не повышают надёжности. Пятипроводной экран Пятипроводной экран более надёжен за счёт того, что резистивное покрытие на мембране заменено проводящим (5- проводной экран продолжает работать даже с прорезанной мембраной). На заднем стекле нанесено резистивное покрытие с четырьмя электродами по углам. Изначально все четыре электрода находятся под напряжением +5В, а мембрана заземлена. Уровеньнапряжения на мембране постоянно отслеживается аналогово-цифровымпреобразователем. Когда ничто не касается сенсорного экрана, напряжение равно нулю. Как только на экран нажимают, микропроцессор улавливает изменениенапряжения мембраны и начинает вычислять координаты касания следующим образом: На два правых электрода подаётся напряжение +5В, левые заземляются.Напряжение на экране соответствует X-координате. Y-координата считывается подключением к +5В обоих верхних электродов и к«земле» обоих нижних. Особенности Резистивные сенсорные экраны дёшевы и обладают максимальной стойкостью кзагрязнению. Резистивные экраны реагируют на прикосновение любым гладким твёрдымпредметом: рукой (голой или в перчатке), пером, кредитной картой, тупым концомскальпеля. Их используют везде, где вандализм и низкие температуры полностьюисключены: для автоматизации промышленных процессов, в медицине, в сфереобслуживания (POS-терминалы), в персональной электронике (КПК). Недостатками резистивных экранов являются низкое светопропускание (не более85 % для 5-проводных моделей и ещё более низкое для 4-проводных), низкаядолговечность (не более 35 млн нажатий в одну точку) и недостаточнаявандалоустойчивость (плёнку легко разрезать).Матричные сенсорные экраны Конструкция и принцип работы Конструкция аналогична резистивной, но упрощена до предела. На стеклонанесены горизонтальные проводники, на мембрану — вертикальные.При прикосновении к экрану проводники соприкасаются. Контроллер определяет, какиепроводники замкнулись, и передаёт в микропроцессор соответствующие координаты. Особенности Имеют очень низкую точность. Элементы интерфейса приходится специальнорасполагать с учётом клеток матричного экрана. Единственное достоинство — простота,дешевизна и неприхотливость. Обычно матричные экраны опрашиваются по строкам(аналогично матрице кнопок); это позволяет наладить мультитач. Постепенно заменяютсярезистивными. Multitouch или Multi-touch технология, по которой сенсорный дисплейподдерживает одновременно несколько нажатий. Например, сближая пальцы рук можно
  5. 5. уменьшить картинку на дисплее, а раздвигая — увеличить. Мультитач-пады позволяютработать с устройством более чем одному пользователю одновременно.Ёмкостные сенсорные экраны Принцип действия ёмкостного сенсорного экрана Ёмкостный экран использует тот факт, что предмет большой ёмкости проводит переменный ток. Ёмкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую проводящим материалом. Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Токво всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер,вычисляющий координаты точки касания. В более ранних моделях ёмкостных экранов применялся постоянный ток — этоупрощает конструкцию, но при плохом контакте пользователя с землёй приводит к сбоям.Особенности Ёмкостные сенсорные экраны надёжны (порядка 200 млн нажатий), не пропускаютжидкости и отлично терпят непроводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %.Впрочем, проводящее покрытие всё ещё уязвимо. Поэтому ёмкостные экраны широкоприменяются в автоматах, установленных в охраняемом помещении. Не реагируют наруку в перчатке.Проекционно-ёмкостные сенсорные экраны Принцип действия проекционно-ёмкостного сенсорного экрана На внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор; электроника измеряет ёмкость этого конденсатора (подаёт импульс тока и измеряет напряжение). Особенности Прозрачность таких экранов до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место — сложная электроника, обрабатывающая нажатия). На ПЁЭ может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайнейвандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легкоподавляются программными методами. Поэтому проекционно-ёмкостные сенсорныеэкраны применяются в автоматах, устанавливаемых на улице. Реагирует на руку вперчатке. Невысокая точность дополняется параллаксом (изменение видимогоположения объекта относительно удалённого фона в зависимости от положениянаблюдателя) от толстого вандалоустойчивого стекла. Отличают нажатие рукой от нажатия проводящим пером. В некоторых моделяхподдерживается мультитач. Поэтому такая технология применяется в тачпадах имультитач-экранах.Сенсорные экраны ПАВ (на поверхностно-акустических волнах)Конструкция и принцип работы На экране возбуждаются ультразвуковые колебания. Прикосновение к экрануизменяет характер прохождения ультразвука и регистрируется датчиками.Особенности
  6. 6. Предельно высокая прозрачность (не нужны никакие электроды; мало того,ультразвук можно возбуждать прямо на экране). Реагирует на силу нажатия. Высокаянадёжность. Не реагирует на предмет, не поглощающий ультразвук (перо, карточка).Любой посторонний предмет (например, прилепленная жвачка) полностью блокируетработу экрана. Не удаётся надёжно загерметизировать края экрана. Поэтому такиеэкраны применяют только в охраняемом помещении.Сетка инфракрасных лучей Принцип работы инфракрасной сенсорной панели прост — сетка, сформированнаягоризонтальными и вертикальными инфракрасными лучами, прерывается при касании кмонитору любым предметом. Контроллер определяет место, в котором луч был прерван.Особенности Инфракрасные сенсорные экраны боятся загрязнений и поэтому применяются там,где важно качество изображения. Из-за простоты и ремонтопригодности схема популярнау военных.Оптические сенсорные экраны Стеклянная панель снабжена инфракрасной подсветкой. На границе «стекло-воздух» получается полное внутреннее отражение, на границе «стекло — постороннийпредмет» свет рассеивается. Остаётся заснять картину рассеяния, для этого существуютдве технологии:Особенности Позволяют отличить нажатия рукой от нажатий какими-либо предметами, естьмультитач. Такая технология позволяет делать сколь угодно большие «сенсорные»поверхности, вплоть до классной доски.Тензометрические сенсорные экраны Реагируют на деформацию экрана. Точность тензометрических экранов невелика,зато они отлично выдерживают вандализм. Применение аналогично проекционно-ёмкостным: банкоматы, билетные автоматы и прочие устройства, расположенные наулице.Индукционные сенсорные экраны Индукционный сенсорный экран — это графический планшет со встроеннымэкраном. Такие экраны реагируют только на специальное перо. Применяются, когда требуется реакция именно на нажатия пером (а не на рукой):художественные планшеты класса high-end, некоторые модели планшетных ПК.
  7. 7. Тензометрическ Индукционные 4-х проводные Проекционно- Ресистивные Ресистивные 5 проводные Оптические Матричные Ёмкостные ёмкостные ИК-сетка ПАВ иеФункциональностьРука в перчатке Да Да Да Да Да Да Да ДаТвёрдыйпроводящий Да Да Да Да Да Да Да ДапредметТвёрдыйнепроводящий Да Да Да Да Да ДапредметМультитач Да Да ДаПредельнаяпрозрачность, 85 75 85 90 90 100 100 100 95 90%Точность1 Низ Выс Выс Выс Сред Сред Низ Сред Низ ВысНадёжностьСрок жизни, 35 10 35 200млн. нажатийЗащита от грязи Да Да Да Да Да Да Да Даи жидкостейУстойчивость к Да Да Давандализму Огра Огра Огра Поме Улиц Поме Поме Поме Улиц ОграПрименение4 н н н щ а щ щ щ а н1 Высокая — до пикселя (точно отслеживает острое перо). Средняя — до несколькихпикселей (достаточная для нажатий пальцем). Низкая — крупными блоками экрана(невозможно рисование, требуются очень крупные элементы интерфейса).2 Ограничивается надёжностью электроники3 Ограничивается загрязнением датчика4 Огран — аппаратура ограниченного доступа (персональная электроника, промышленнаяаппаратура). Помещ — общий доступ в охраняемом помещении. Улица — общий доступна улице. UASELLER.ORG

×