Сравнение матриц смартфонов. Чем отличаются технологии TN, IPS, AMOLED

Какой экран лучше для смартфона: как выбрать тип дисплея и его размер

Содержание

Что такое тачскрин

Тачскрин или сенсорный экран – это устройство, которое позволяет вводить в компьютер информацию касаясь его экрана с помощью специального пера (стилуса) или просто с помощью пальцев. Данная технология позволяет отказаться от использования дополнительных аппаратных кнопок, что повышает удобство работы и может снизить стоимость всего устройства.

Данный способ ввода информации был изобретен в США в 70-х годах прошлого столетия. Первым компьютером с тачскрином стала появившаяся в 1972 году система PLATO IV. Тот тачскрин работал на основе сетки инфракрасных лучей. Примерно в то же время Сэмюэлем Херстом был разработан первый сенсорный экран, работающий на основе резистивной технологии. А в 1982-году появился первый телевизор с резистивным сенсорным экраном.

Технология изготовления сенсорных экранов развивалась и в начале нулевых годов она начала активно использоваться в производстве мобильных устройств. Сначала появились карманные компьютеры с тачскрином, а потом, телефоны, смартфоны и планшеты. Применение тачскрина позволило значительно расширить возможности мобильных устройств, что стало толчком к значительному росту этой отрасли.

Сейчас тачскрин используется повсеместно, его встраивают в телефоны, смартфоны, планшеты, ноутбуки, моноблоки, мониторы. Также сенсорные экраны активно применяются в автомобильной, медицинской, промышленной и бытовой технике. Фактически, любое устройство, требующее ввода информации, может быть оснащено таким экраном.

История создания сенсорного экрана

Сегодня сенсорным дисплеем, а вернее экраном с возможностью введения информации посредством касания, никого не удивишь. Практически все современные смартфоны, планшетные ПК, некоторые электронные книги и другие современные гаджеты оснащены подобными устройствами. Какова же история этого чудесного устройства ввода информации?

Считается, что родителем первого в мире сенсорного устройства является американский преподаватель университета штата Кентукки, Сэмуэль Херст. В 1970 году он столкнулся с проблемой считывания информации с огромного количества лент самописцев. Его идея автоматизации этого процесса стала толчком к созданию первой в мире компании по производству сенсорных экранов – Elotouch. Первая разработка Херста и его единомышленников носила название Elograph. Она увидела свет в 1971 году и использовала четырех проводной резистивный метод определения координат точки касания.

Первой же компьютеризированным устройством с сенсорным дисплеем была система PLATO IV, появившаяся на свет в 1972 году благодаря исследованиям, проходившим в рамках компьютерного обучения в США. Она имела сенсорную панель, состоящую из 256 блоков (16×16), и работающую при помощи сетки инфракрасных лучей.

В 1974 году снова дал о себе знать Сэмюэль Херст. Образованная им компания Elographics выпустила прозрачную сенсорную панель, а еще через три года в 1977 ими была разработана пяти проводная резистивная панель. Спустя несколько лет компания объединяется с крупнейшим производителем электроники Siemens и в 1982 году они совместно выпускают первый в мире телевизор, оборудованный сенсорным экраном.

В 1983 году производитель компьютерной техники компания Hewlett-Packard выпускает компьютер HP-150, оборудованный сенсорным дисплеем, работающим по принципу инфракрасной сетки.

Первым мобильным телефоном с сенсорным устройством для ввода информации была модель Alcatel One Touch COM, выпущенная в 1998 году. Именно она стала прообразом современных смартфонов, хотя и имела по сегодняшним меркам весьма скромные возможности – небольшой монохромный дисплей. Еще одной попыткой смартфона с сенсорным экраном стала модель Ericsson R380. Она также имела монохромный дисплей и была весьма ограничена в своих возможностях.

Сенсорный экран в современном виде предстал в 2002 году в модели Qtek 1010/02 XDA, выпущенной компанией HTC. Это был полноцветный дисплей с достаточно хорошей разрешающей способностью, поддерживающий 4096 цветов. Он использовал резистивную технологию определения координат касания. На более высокий уровень сенсорные экраны вывела компания Apple. Именно благодаря ее IPhone, устройства с сенсорными дисплеями получили невероятную популярность, а их разработка Multitouch (определение касания двумя пальцами) существенно упрощала ввод информации.

Однако появление сенсорных экранов стало не только удобным новшеством, но и повлекло за собой некоторые неудобства. Электронные устройства, оснащенные сенсором, более чувствительны к неаккуратному обращению, поэтому и ломаются чаще. Ломаются даже экраны в Iphone. Благо, что заменить их может даже неквалифицированный специалист.

Как устроен сенсорный экран

Такая диковинка как сенсорный экран – дисплей с возможностью ввода информации простым нажатием на его поверхность при помощи специального стилуса или просто пальца, давно уже перестал вызывать удивление у пользователей современных электронных гаджетов. Давайте попробуем разобраться, как же он работает.

На самом деле видов сенсорных экранов существует достаточно большое количество. Друг от друга они отличаются принципами, заложенными в их работе. Сейчас на рынке современной высокотехнологичной электроники используются в основном резистивные и емкостные сенсоры. Однако существуют также матричные, проекционно-емкостные, использующие поверхностно-акустические волны, инфракрасные и оптические. Особенность двух первых, самых распространенных в том, что сам сенсор отделен от дисплея, поэтому при поломке его с легкостью может заменить даже начинающий электромастер. Вам останется лишь купить тачскрин для сотового или любого другого электронного устройства.

Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

Резистивный сенсорный экран состоит из гибкой пластиковой мембраны, на которую собственно мы и нажимаем пальцем, и стеклянной панели. На внутренние поверхности двух панелей нанесен резистивный материал, по сути, являющийся проводником. Между мембраной и стеклом равномерно расположен микроизолятор. Когда мы нажимаем на одну из областей сенсора, в этом месте замыкаются проводящие слои мембраны и стеклянной панели и происходит электрический контакт. Электронная схема-контроллер сенсора преобразует сигнал от нажатия в конкретные координаты на области дисплея и передает их в схему управления самим электронным устройством. Определение координат, а вернее ее алгоритм, очень сложен и основан на последовательном вычислении сначала вертикальной, а потом горизонтальной координаты контакта.

Резистивные сенсорные экраны достаточно надежны, поскольку нормально функционируют даже при загрязнении активной верхней панели. К тому же они, ввиду своей простоты более дешевы в производстве. Однако у них есть и недостатки. Одним из основных является низкая светопропускная способность сенсора. То есть поскольку сенсор наклеен на дисплей, изображение получается не таким ярким и контрастным.

Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

Емкостный сенсорный экран. В основу его работы заложен тот факт, что любой предмет, имеющий электрическую емкость, в данном случае палец пользователя, проводит переменный электрический ток. Сам сенсор представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным веществом, которое образует проводящий слой. На этот слой при помощи электродов подается переменный ток. Как только палец или стилус касается одной из областей сенсора, в этом месте происходит утечка тока. Его сила зависит от того на сколько близко к краю сенсора произведен контакт. Специальный контроллер измеряет ток утечки и по его значению вычисляет координаты контакта.

Емкостный сенсор также как и резистивный не боится загрязнений, к тому же ему не страшна жидкость. Однако по сравнению с предыдущим он имеет более высокую прозрачность, что делает изображение на дисплее более четким и ярким. Недостаток емкостного сенсора происходит из его конструктивных особенностей. Дело в том, что активная часть сенсора, по сути, находится на самой поверхности, поэтому подвержена износу и повреждениям.

Теперь поговорим о принципах работы менее популярных на сегодняшний день сенсоров.

Матричные сенсоры работают по принципу резистивных, однако отличаются от первых максимально упрощенной конструкцией. На мембрану наносятся вертикальные проводящие полосы, на стекло – горизонтальные. Или наоборот. При давлении на определенную область, замыкаются две проводящие полосы и контроллеру достаточно легко вычислить координаты контакта.

Недостаток такой технологии виден невооруженным глазом – очень низкая точность, а следовательно и невозможность обеспечить высокую дискретность сенсора. Из-за этого некоторые элементы изображения могут не совпадать с расположением полос проводника, а следовательно нажатие на эту область может либо вызвать неправильное исполнение нужной функции либо вообще не сработать. Единственным достоинством этого типа сенсоров является их дешевизна, которая собственно говоря, и выплывает из простоты. Кроме этого матричные сенсоры не прихотливы в использовании.

Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны являются как бы разновидностью емкостных, однако работают немного по-другому. На внутреннюю сторону экрана наносится сетка электродов. При касании пальцем между соответствующим электродом и телом человека возникает электрическая система – эквивалент конденсатора. Контроллер сенсора подает импульс микротока и измеряет емкость образовавшегося конденсатора. В результате того что в момент касания одновременно задействованы несколько электродов, контроллеру достаточно просто вычислить точное место касания (по самой большой емкости).

Основные достоинства проекционно-емкостных сенсоров – это большая прозрачность всего дисплея (до 90 %), чрезвычайно широкий диапазон рабочих температур и долговечность. При использовании такого типа сенсора несущее стекло может достигать толщины 18 мм, что дает возможность делать ударопрочные дисплеи. К тому же сенсор устойчив к непроводящему загрязнению.

Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

Сенсоры на поверхностно-акустических волнах – волнах, распространяющихся на поверхности твердого тела. Сенсор представляет собой стеклянную панель, по углам которой расположены пьезоэлектрические преобразователи. Суть работы такого сенсора в следующем. Пьезоэлектрические датчики генерируют и принимают акустические волны, которые распространяются между датчиками по поверхности дисплея. Если касания нет – электрический сигнал преобразуется в волны, а потом обратно в электрический сигнал. Если произошло касание часть энергии акустической волны поглотится пальцем, а следовательно не дойдет до датчика. Контроллер проанализирует полученный сигнал и посредством алгоритма вычислит место касания.

Достоинства таких сенсоров в том, что используя специальный алгоритм можно определять не только координаты касания, но и силу нажатия – дополнительная информационная составляющая. К тому же конечное устройство отображения (дисплей) имеет очень высокую прозрачность, поскольку на пути света нет полупрозрачных проводящих электродов. Однако сенсоры имеют и ряд недостатков. Во-первых, это очень сложная конструкция, а во-вторых – точности определения координат очень сильно мешают вибрации.

Сенсорный экран: история изобретения и принципы работы.

Инфракрасные сенсорные экраны. Принцип их работы основан на использовании координатной сетки из инфракрасных лучей (излучатели и приемники света). Примерно тоже, что и в банковских хранилищах из художественных фильмов про шпионов и грабителей. При касании в определенной точке сенсора прерывается часть лучей, а контроллер по данным от оптических приемников определяет координаты контакта.

Основной недостаток таких сенсоров – очень критичное отношение к чистоте поверхности. Любое загрязнение может привести к полной его неработоспособности. Хотя из-за простоты конструкции этот тип сенсора используется в военных целях, и даже в некоторых мобильных телефонах.

Оптические сенсорные экраны являются логическим продолжением предыдущих. Инфракрасный свет используется в качестве информационной подсветки. Если на поверхности нет сторонних предметов – свет отражается и попадает в фотоприемник. Если произошло касание – часть лучей поглощается, а контроллер определяет координаты контакта.

Недостатком технологии является сложность конструкции в виду необходимости использования дополнительного светочувствительного слоя дисплея. К достоинствам можно отнести возможность достаточно точного определения материала, с помощью которого произведено касание.

Тензометрические и сенсорные экраны DST работают по принципу деформацииповерхностного слоя. Их точность достаточно низкая, но они прекрасно выдерживают механические воздействия, поэтому применяются в банкоматах, билетных автоматах и прочих публичных электронных устройствах.

Индукционные экраны основаны на принципе формирования электромагнитного поля под верхней частью сенсора. При касании специальным пером, меняется характеристика поля, а контроллер в свою очередь вычисляет точные координаты контакта. Применяются в художественных планшетных ПК самого высокого класса, поскольку обеспечивают большую точность определения координат.

Где ещё используется тачскрин, кроме телефонов

Тачскрин в телефоне: что такое и как он работает
Установка оборудования с технологией touch-screen в магазинах, банках, супермаркетах и прочих коммерческих и торговых учреждениях способна существенно повысить уровень продаж и сервиса.
Это положительно сказывается на конкурентоспособности предприятий и оптимизации их работы.

В последние годы именно наличие подобного оборудования обычно подсознательно ассоциируется у покупателей с успешностью той или иной организации.
Если мы используем POS-терминалы, нам весьма удобно выбирать тот продукт, который нас интересует, рассчитывать его стоимость и т.д.
Также нередко встречаются терминалы самообслуживания с интерактивным меню – например, при оплате услуг или оформлении заказов.

Что такое жидкокристаллический экран (LCD)

ЖК – это аббревиатура, обозначающая жидкокристаллический дисплей (LCD). Такие экраны используются в смартфонах, телефонах, телевизорах, планшетах и много где еще. Это связано с их компактностью. Что позволяет встроить экран даже в такие гаджеты, как часы. В свою очередь, жидкокристаллические экраны отличаются технологией изготовления. Первые ЖК-экраны были монохромными. Затем появились цветные. Производители стараются улучшить технологию, чтобы сделать экраны ярче, с более насыщенными цветами, большими углами обзора и более глубоким черным цветом.

Что такое TFT экраны

TFT (Thin Film Transistor – тонкопленочный транзистор) – это технология, используемая для производства ЖК-дисплеев. В TFT ЖК-дисплеях используется “активная матричная технология”. Фактически, каждый пиксель может иметь до четырех транзисторов. Двумя наиболее распространенными типами TFT ЖК-дисплеев являются IPS и TN-дисплеи. Плюс еще фирменные разновидности. Всех их объединяет принцип работы – жидкокристаллическая пленка подсвечивается источником света снизу.

Конкурентом TFT-матриц являются LED, OLED и AMOLED экраны. Где источником света являются сами матрицы.

Как работают TN экраны

TN ЖК-дисплеи (Twisted Nematic) – одна из самых простых технологий и разновидностей TFT, которая появилась еще в 1980-х годах. И теперь уже практически не используется в производстве экранов для смартфонов. Технология основана на том, что жидкие кристаллы в TN-матрице при подаче электричества поворачиваются друг к другу на 90°.

Такие матрицы известны своими неправильными углами обзора. А еще не очень насыщенными цветами. Еще одна проблема таких матриц – невозможность добиться идеального черного цвета.

Что такое IPS экраны

Смартфон Xiaomi-mi-mix-3

Первый активный матричный IPS TFT ЖК-дисплей был разработан компанией Hitachi в 1996 году. Такая матрица решала проблему недостатков TN TFT ЖК-дисплеев. IPS означает “In-Plane Switching” (плоскостное переключение). И по ряду причин является наиболее популярным типом ЖК-панелей не только в смартфонах, но и в телевизорах и мониторах. Во-первых, углы обзора в таких матрицах достигают 178 градусов! Во-вторых, цвета более насыщенные, чем в TN. И черный цвет может быть практически идеальным.

Недостатки у IPS дисплеев тоже есть. Время отклика у таких экранов меньше, чем у TN TFT. Плюс энергопотребление тоже выше. Но производители развивают технологию.

Разновидности IPS:

  • PLS-матрицы была разработана вездесущим Samsung. Является аналогом IPS. И это весьма неплохо. Насыщенные цвета, хорошие углы обзора, высокая яркость – это все про дисплей.
  • Супер-IPS (S-IPS) для свободного цветового сдвига и улучшения времени обновления пикселей.
  • Усовершенствованный супер-IPS (AS-IPS) для высокой пропускной способности.
  • Усовершенствованная IPS (E-IPS) для улучшенного диагонального угла обзора и сокращения времени отклика.
  • Горизонтальная IPS (H-IPS) улучшает контрастность и более естественный цвет белого.
  • Профессиональная IPS (P-IPS) для более точной глубины цвета.

На данный момент, IPS-экраны одни из самых популярных. Используются в смартфонах, телевизорах, мониторах и даже умных часах.

Сравнение TN матрицы и IPS

Матрицы TN появились в смартфонах первыми, поэтому они самые примитивные. Главный плюс этой технологии – дешевизна. Себестоимость TN дисплея на 50% ниже по сравнению со себестоимостью других технологий. Такие матрицы обладают рядом недостатков: небольшие углы обзора (не более 60 градусов. Если больше, картинка начинает искажаться), плохая цветопередача, низкая контрастность. Логика производителей отказываться от этой технологии ясна – недостатков очень много, и все они серьезные. Тем не менее есть одно достоинство: время отклика. В TN-матрицах время отклика всего 1 мс, хотя в IPS-экранах время отклика обычно 5-8 мс. Но это всего лишь один плюс, который нельзя поставить в противовес всем минусам. Ведь даже 5-8 мс достаточно для отображения динамических сцен и в 95% случаев пользователь не заметит разницу между временем отклика 1 и 5 мс. На фото ниже разница отчетливо видна. Обратите внимание на искажение цвета под углом на TN матрице.

сравнение ips и tn матрицы

В отличие от TN, матрицы IPS показывают высокую контрастность и отличаются огромными углами обзора (иногда даже максимальными). Именно этот тип является самым распространенным, и иногда они обозначаются как SFT-матрицы. Есть множество модификаций этих матриц, поэтому при перечислении плюсов и минусов нужно иметь в виду какой-либо конкретный тип. Поэтому ниже для перечисления достоинств мы будем иметь ввиду самую современную и дорогую IPS-матрицу, а для перечисления минусов самую дешевую.

Плюсы:

  1. Максимальные углы обзора.
  2. Высокая энергоэффективность (низкое потребление энергии).
  3. Точная цветопередача и высокая яркость.
  4. Возможность использовать высокое разрешение, что даст большую плотность пикселей на дюйм (dpi).
  5. Хорошее поведение на солнце.

Минусы:

  1. Более высокая цена по сравнению с TN.
  2. Искажение цветов при большом наклоне дисплея (все же, углы обзора не всегда максимальные на некоторых типах).
  3. Перенасыщение цвета и недостаточная насыщенность.

Сегодня большинство телефонов обладают IPS-матрицами. Гаджеты с дисплеями TN применяются разве что в корпоративном секторе. Если компания хочет сэкономить деньги, то она может заказать мониторы или, например, телефоны для своих сотрудников подешевле. В них могут быть TN-матрицы, но для себя никто не покупает такие устройства.

Чем отличаются MVA, ASV TFT, PVA экраны?

Несмотря на то, что лучшим среди TFT матриц считается IPS, производители много экспериментировали. А потому появились различные промежуточные и не самые популярные технологии.

  • MVA TFT матрицы характеризуются глубоким черным цветом, углами обзора около 160 градусов. MVA – это компромиссный вариант между технологиями TN и IPS
  • ASV TFT дисплеи выполнены по технологии ASVA от Sharp. Это аналог технологии MVA. Характеризуется глубоким черным цветом, углами обзора около 160 градусов. ASV – это компромиссный вариант между технологиями TN и IPS.
  • PVA экраны были разработаны в Samsung. Характеризуются глубоким черным цветом, углами обзора около 160 градусов. PVA – это компромиссный вариант между технологиями TN и IPS. Редко встречаются в смартфонах.

Amoled и SuperAmoled экраны

Чаще всего в смартфонах Samsung применяются SuperAMOLED матрицы. Именно этой компании принадлежит данная технология, и многие другие разработчики пытаются выкупить или заимствовать ее.

Главной особенностью AMOLED матриц является глубина черного цвета. Если рядом положить AMOLED дисплей и IPS, то черный цвет на IPS будет казаться светлым по сравнению с AMOLED. Самые первые такие матрицы имели неправдоподобную цветопередачу и не могли похвастаться глубиной цвета. Часто на экране присутствовала так называемая кислотность или чрезмерная яркость.

сравнение super amoled и ips retina матриц

Но разработчики в Samsung исправили эти недостатки в SuperAMOLED экранах. Эти обладают конкретными достоинствами:

  1. Небольшое энергопотребление;
  2. Лучшая картинка по сравнению с теми же IPS матрицами.

Недостатки:

  1. Более высокая стоимость;
  2. Необходимость калибровки (настройки) дисплея;
  3. Редко может быть разный срок работы диодов.

На самые ТОПовые флагманы устанавливаются AMOLED и SuperAMOLED матрицы из-за лучшего качества картинки. Второе место занимают IPS-экраны, хотя часто невозможно отличить по качеству картинки AMOLED и IPS матрицу. Но в данном случае важно сравнивать подтипы, а не технологии в целом. Поэтому нужно быть на чеку при выборе телефона: часто в рекламных постерах указывают технологию, а не конкретный подтип матрицы, а технология не играет ключевой роли в итоговом качестве картинки на дисплее. НО! Если указывается технология TN+film, то в этом случае стоит сказать “нет” такому телефону.

Типы сенсорных экранов

Оснащенные сенсорными экранами устройства (мобильные телефоны, планшеты, нетбуки, даже персональные компьютеры) становятся все более популярными. Но если вы решились покупать устройство, экран которого реагирует на прикосновения, вам следует знать, что существуют разные типы сенсорных экранов.

Разные типы сенсорных экранов работают на разных физических принципах. Основных видов сенсорных экранов два — емкостные и резистивные. Существуют и другие типы, к примеру, экраны на поверхностно-акустических волнах, инфракрасные, оптические, тензометрические, индукционные (используются в графических планшетах) и др. Но шанс столкнуться с этими типами экранов в повседневной жизни достаточно мал, поэтому поговорим о двух самых распространенных разновидностях тачскринов.

Типы сенсорных экранов: резистивный

Резистивный сенсорный экран — это более простая и дешевая технология. Такой экран состоит из двух основных частей: проводящая подложка и пластиковая мембрана. Когда вы нажимаете на мембрану, она замыкается с подложкой. При этом управляющая электроника вычисляет сопротивление, возникающее между краями мембраны и подложки, и таким образом определяет координаты точки нажатия.

Резистивные сенсорные экраны используются в КПК, коммуникаторах, некоторых моделях мобильных телефонов, POS-терминалах, планшетных компьютерах, промышленных устройствах управления, медицинском оборудовании. Обычно малогабаритные приборы, оснащенные резистивным экраном, имеют в наборе стилус, чтобы удобнее было нажимать на мембрану (при невысокой площади экрана сделать это пальцем затруднительно).

Весомое преимущество резистивных экранов — это их простота и дешевизна, что в итоге снижает цену всего устройства. Также они стойки к загрязнениям. Но главное — даже при отсутствии специального стилуса с ними можно работать практически любым твердым тупым предметом, который окажется под рукой. На прикосновения пальцев они тоже реагируют, даже если рука в перчатке, правда, прикосновение должно быть достаточно сильным.

Но есть у резистивных экранов и свои недостатки. Этот тип сенсорных экранов чувствителен к механическим повреждениям: если использовать вместо стилуса неподходящий предмет или, скажем, хранить телефон в одном кармане с ключами, можно легко его поцарапать. Поэтому для устройств с этим типом экранов лучше дополнительно приобрести специальную защитную пленку. Чувствительность резистивных экранов при низких температурах снижается. Кроме этого, прозрачность их тоже оставляет желать лучшего: они пропускают максимум 85% света, исходящего от дисплея.

Основное применение резистивных экранов

  • Электронные планшеты для рисования
  • Электронные книги
  • Терминалы оплаты
  • Широкое применение в промышленности на устройствах с ЧПУ (Числовым Программным Обеспечением)
  • Медицинское оборудование

Учитывая свои характеристики, резистивное сенсорное управление обладает колоссальным применением для управления различного промышленного оборудования. Где экран предназначен для управления программным обеспечением станка (оборудование на предприятии, например – конвейер по сборке автомобиле), если рассматривать резистивные экраны для просмотра мультимедийных контентов, то для этих гаджетов существуют другие виды сенсорных экранов.

Инфракрасный сенсорный экран

Инфракрасный сенсорный экран

Этот тип сенсорного дисплея в наше время уже не популярен по ряду причин. Принцип работы также понятен из названия. По периметру экран снабжён светоизлучателями и приёмником в инфракрасном диапазоне. При нажатии палец попросту перекрывает ИК-лучи. И это воспринимается как сигнал. Однако у этой технологии есть пара минусов, которые перекрывали достоинства. Во-первых, точность нажатия на таких дисплеях была посредственной. Во-вторых, габариты устройства довольно крупными.

Типы сенсорных экранов: емкостные

Емкостные сенсорные экраны используют тот факт, что предметы большой емкости (в данном случае — человек) проводят переменный электрический ток. Такие экраны представляют собой панель из стекла, которая покрыта прозрачным резистивным сплавом. На проводящий слой передается небольшое переменное напряжение. Если вы касаетесь пальца экраном или другим предметом, проводящим ток, происходит утечка тока, она фиксируется датчиками, и вычисляются координаты точки нажатия.

Бывают обычные емкостные экраны и проекционно-емкостные. Вторая технология — более «продвинутая». Такие экраны более чувствительны (скажем, реагируют на руку в перчатке, в зависимости от просто емкостных), поддерживают технологию мультитач (одновременное определение координат нескольких точек касания). Емкостные экраны используют в части банкоматов, информационных киосках и охраняемых помещениях. Проекционно-емкостные — в уличных электронных киосках, платежных терминалах, банкоматах, тачпадах ноутбуков, смартфонах и других устройствах с поддержкой технологи мультитач.

Достоинства таких сенсорных экранов — это долговечность, стойкость к большинству загрязнений (к тем, которые не проводят ток), высокая прозрачность экрана, возможность работы при низких температурах. При необходимости можно обеспечить высокую прочность — слой стекла на емкостном экране может быть толщиной до 2 см. Емкостные экраны реагируют на легчайшие прикосновения. Проекционно-емкостные экраны еще и поддерживают мультитач.

Недостаток емкостных экранов — более высокая стоимость по сравнению с резистивными. К тому же, такие экраны реагируют лишь на токопроводящие предметы: палец или специальный стилус (не такой, как используется с резистивными экранами). Некоторые умельцы умудряются использовать сосиски, но где гарантия, что сосиска окажется под рукой в нужный момент?

Как видите, разные типы сенсорных экранов имеют свои преимущества и недостатки, так что вам решать, какой из них более подходящий лично для вас.

Типы сенсорных экранов

Основное применение емкостных экранов

  • В теплых помещения 
  • Терминалы оплаты
  • Банкоматы и пр..

Проекционно-ёмкостной вид сенсорных экранов

Этот вид экранов основан на измерении конденсатора емкости, образуя в момент прикосновения, между прозрачным электродом на стекле и тела человека, являющимся основным диэлектриком. Учитывая то, что электроды находятся на внутренней стороне экрана, такой вид сенсора устойчив к внешним механическим повреждениям (например – даже если разбить стекло, то вы сможете им пользоваться). Основных, каких либо ограничений в использовании такого вида сенсора в принципе нет. Проекционно-емкостной экран чувствителен даже для управления в перчатках.

Проекционно-ёмкостной вид сенсорных экранов.
Проекционно-ёмкостной вид сенсорных экранов.

Проекционно-емкостные экраны обладают повышенной чувствительностью и способны распознавать одновременно несколько нажатий, например – масштабирование картинки (эта функция называется мультитач). Главной особенностью такого экрана является высокая прозрачность, невосприимчивость к механическим повреждениям или загрязнениям и долговечность.

Основным минусом этого вида экранов заключается в чрезмерной повышенной точности и сложности построения дополнительного электронного модуля обработки координационной информации.

Основное применение проекционно-емкостного вида экранов

  • Современные планшеты, телефоны, ноутбуки
  • Уличные киоски
  • Терминалы оплаты, банкоматы

Вид экранов с определением поверхностно-акустических волн.

Сенсорная панель с определением поверхностно-акустических волн учитывает координаты при помощи различных ультразвуковых колебаний в толще экрана. В момент соприкосновения к вибрирующему стеклу, происходит поглощение волн, регистрируя точку прикосновения на экране датчиками. Главными плюсами этого вида сенсорного управления в том, что они обладают высоким распознаванием нажатия и очень надежны.

Вид экранов с определением поверхностно-акустических волн.
Вид экранов с определением поверхностно-акустических волн.

Недостатки их, в слабой защищенности от внешних воздействия окружающей среды, из-за чего, сенсорные мониторы с поверхностно-акустическими волнами нельзя применять на открытых пространствах (на улице), так же они очень восприимчивы к различным видам загрязнения.

Разрешение

В отличие от типа матрицы, этот показатель куда критичнее для восприятия картинки. При этом и разобраться здесь куда проще. Например, вы видите, что разрешение экрана заинтересовавшего вас смартфона выглядит так: 1080×1920. Первое число указывает на количество пикселей, расположенных по горизонтали, а второе — по вертикали. Все разрешения, помимо числового формата, также обозначаются аббревиатурой. Наиболее распространенные вы наверняка видели: так, те же 1080×1920 — это Full HD, 1440×2560 — QHD (или еще 2K), а 2160×3840 — Ultra HD (или 4K) и так далее.

Чем больше пикселей на экране, тем больше информации на нем помещается и тем четче выглядит изображение. Но есть нюанс. Одно дело — разместить 1080 пикселей по горизонтали и 1920 по вертикали, например, на 27-дюймовом компьютерном мониторе, и совсем другое — на относительно маленьком 6,5-дюймовом дисплее смартфона. Разрешение одинаковое, но в первом случае получим огромные пиксели, каждый из которых вы будете видеть невооруженным глазом. Отсюда «зернистость» картинки, которая не радует глаз.


Посмотрите, как хорошо видны пиксели на большом мониторе

Поэтому вместо разрешения правильнее обращать внимание на такой показатель, как плотность пикселей на дюйм. Потому что он учитывает не только разрешение экрана, но и его размер. Видите значение 300 ppi? Значит, на одном дюйме помещается 300 пикселей. Другой вопрос — много этого, мало или достаточно? Вопрос в некоторой степени анатомический.

Считается, что здоровый глаз человека физически не способен разглядеть нюансы экрана с разрешающей способностью более 350 ppi. То есть что 350, что 1350 ppi — для вас оба дисплея будут в равной степени четкие, без возможности различить отдельные пиксели. Для примера: в том же экране 27-дюймового монитора с разрешением Full HD показатель ppi составит 105, а в 6,5-дюймовом дисплее — неразличимые 340.

Сегодня маркетологи стараются работать в команде с инженерами. Так в смартфонах появляются дисплеи с 500, 600 и даже 800 ppi! Все это не несет никакой пользы для человека. Более того, подобные дисплеи отличаются повышенным энергопотреблением.


iPhone X — первый OLED-смартфон от Apple. Разрешающая способность экрана — аж 458 ppi

Скорее всего, вы будете полностью довольны смартфоном с экраном на 350 ppi. Для чересчур впечатлительных особ, которым нужна особая «противопиксельная гарантия», можно посоветовать что-нибудь в районе 400 ppi. Все, что выше, по крайней мере не стоит рассматривать в качестве определяющего фактора при покупке: экран с 600 ppi не будет четче дисплея с 400 ppi. Именно поэтому во многих флагманских смартфонах по умолчанию установлено разрешение пониже, хотя в рекламе всенепременно делается упор на сверхвысокое разрешение. Пользователь же даже не заметит разницы.


Посередке — смартфон Sony с рекордно высокой плотностью пикселей — 807 ppi! Слева от него — экран с 300 ppi, справа — с 424 ppi. При этом ни одну из трех матриц не назовешь суперкачественной

Таким образом, применительно к дисплеям важно не столько разрешение, сколько значение ppi — количество пикселей, помещаемых на одном дюйме площади экрана. Однако и в этом случае формула «чем больше, тем лучше» работает только до определенного момента. Точнее, до 300—400 ppi. Все, что выше, — чистейшей воды маркетинг, абсолютно ненужный в быту.

Частота обновления

До недавнего времени большинство смартфонов довольствовались частотой обновления экрана на уровне 60 Гц. Здесь тоже все просто: это означает лишь то, что в течение секунды изображение на дисплее перерисовывается 60 раз. Однако вслед за настольными мониторами этот показатель начал расти и в смартфонах.

Сначала появились модели с частотой обновления экрана 90 Гц, а с недавнего времени расширяется модельный ряд с 120 Гц. Что это дает в реальности? В первую очередь — более плавную анимацию различных эффектов. Плавно скроллится текст в браузере, плавно перемещаются менюшки. В общем и целом глазам становится приятнее. Но опять же не без нюансов.

Во-первых, высокая частота обновления экрана даст о себе знать далеко не во всех играх — в большинстве из них разницы по сравнению с 60 Гц вы не заметите. Во-вторых, повышенная частота заметно активнее высаживает батарею телефона — во время нашего теста Galaxy S20 Ultra аккумулятор садился на 15—20% быстрее. В-третьих, восприятие «уплавнялки» сильно зависит от индивидуальных особенностей конкретного человека. Вы в любом случае ее заметите, однако кто-то придет в восторг от сверхплавного пролистывания страниц, а кто-то хмыкнет и не поймет, в чем тут кайф.

В целом высокая частота обновления экрана — это круто. Но не для всех и не так чтобы «вау!». Лучше всего здесь самому вживую посмотреть на высокогигагерцевый экран, чтобы определиться, насколько этот параметр окажется важным именно для вас.

Функция сенсорных экранов Multi-touch

Всеми любимая в употреблении да и в использовании функция Multi-touch, самим сенсорным экраном не является (ЭТО ФУНКЦИЯ, ОПЦИЯ, ПРОГРАММНЫЙ КОД).

Мультитач – это программное обеспечение или технология, множественного нажатия и построенная по проэкционно-емкосному принципу с возможностью распознавания нескольких точек координат прикосновения с управлением ими. Функция Multi-Touch, является отличным дополнением к сверхчувствительным сенсорным экранам.

Функция сенсорных экранов Multi-touch.
Функция сенсорных экранов Multi-touch.

Например :

  • Сдвигая и раздвигая одновременно два пальца которые соприкасаются с экраном, позволяя тем самым зуммировать изображение (увеличивать и уменьшать) 
  • Прокрутка скролла в браузере при помощи двух точек соприкосновения
  • Возможность поворачивать изображение и пр….

Выводы

Полностью отказаться от клавиатуры не получается, намного удобнее набирать текст при помощи обычной клавиатуры. Но оборудование с сенсорным экраном в первую очередь, мобильно и удобно при управлении и выборе различных функций, освобождая пользователя от применения простых команд с использованием дополнительных устройств.

Повышенная гибкость, высокая изогнутость

Когда-то компания Samsung выпустила первый массовый смартфон с загнутым по бокам дисплеем. Такой фокус, к слову, возможен только с матрицами OLED — плюс им в копилку.

Несколько лет назад казалось, что это прорыв и перед нами будущее смартфонов. Модель с загнутыми торцами выглядит стильно, необычно, футуристично, и вообще. Однако прошло немного времени, и восторги поутихли. Производители так и не придумали, что делать с этими изогнутыми краями, какой полезный функционал к ним прикрутить. Эффект новизны сошел на нет. Более того, искажение картинки, преломление света на изгибах и ошибочные нажатия также не добавили удобства в повседневном использовании.

Неудивительно, что законодатель моды — Samsung — потихоньку выпрямляет свои изогнутости — из года в год изгибы экранов флагманских смартфонов компании становятся все менее заметными.

Что надо помнить: смартфоны с «бесконечными» дисплеями или экранами-«водопадами» могут выглядеть эффектно, однако в повседневности такие аппараты все же менее удобны, чем их коллеги с классическими ровными матрицами.

На смену изогнутости пришел новый тренд — раскладные дисплеи. Пока в более-менее широкой продаже их предлагают компании Samsung, Huawei и Motorola. Возможно, это и есть будущее. А может, такой же эксперимент, как изогнутые телефоны. Итог подведет лишь время. Сейчас же можно сказать, что подобные устройства носят имиджевый характер и стоят крайне дорого.

Ситуация с дисплеями смартфонов сегодня замечательная. Прошли времена, когда приходилось высчитывать угол наклона, при котором инвертировались цвета. Не нужно мириться с резистивными панелями и свыкаться с отсутствием мультитача. Сегодня, как правило, все дисплеи, даже в самых бюджетных моделях, обладают минимально необходимым для приятного восприятия набором характеристик.

Тачскрин и его поломки

Как уже было сказано, емкостный тачскрин, который применяется в телефонах и смартфонах, достаточно надежен. Поэтому при правильной эксплуатации он прослужит столько, сколько нужно. Но, из-за того, что он построен на основе стеклянной панели, он достаточно уязвим перед ударами. Даже небольшой удар может вызвать появление трещины, которая выведет сенсорный экран из строя.

тачскрин телефона Samsung

Тачскрин от телефона Samsung.

В такой ситуации поможет только замена тачскрина. В старых моделях телефонов данную деталь можно было поменять оставив старый экран. Это позволяло сделать замену достаточно простой и не затратной. Но, сейчас тачскрин чаще всего является частью самого экрана и отдельно заменить его невозможно, что значительно удорожает ремонт.

Чтобы избежать подобных расходов можно заблаговременно защитить свой телефон. Для этого поверх тачскрина нужно наклеить защитное стекло. Такое стекло никак не ухудшает работу сенсорной панели, но может спасти ее в случае падения устройства.

Какой сенсорный телефон лучше купить по типу экрана

Наиболее существенная деталь в сенсорном мобильнике – дисплей. Именно с ним придется постоянно взаимодействовать пользователю. Существуют такие виды телефонных экранов:

Разновидность дисплея Преимущества Недостатки
Резистивный
  • возможность воздействия на экран любым предметом достаточной твердости (подходят – стилус, ногти, карандаши и т. д.)
  • неплохой уровень чувствительности
  • простота конструкции
  • сравнительная дешевизна телефона
  • низкие показатели светопропускания
  • слабая поддержка множественных нажатий (мультитач-режима) и часто ошибочное распознавание скользящих жестов (например, перелистывания)
  • недолговечность (хотя срок жизни телефона все равно меньше, чем дисплея)
Емкостный
  • хорошая способность к пропусканию света
  • четкость и яркость изображения
  • значительный ресурс касаний
  • быстрый отклик даже на легкое касание
  • чувствительность дисплея только к нажатию пальцев или воздействию токопроводящего стилуса
  • высокая цена

сенсорный телефон
Хотя поклонники есть и у резистивных моделей, более качественным вариантом считается емкостный экран. Он в свою очередь делится на поверхностно- и проекционно-емкостный. В последнем случае улучшаются все эксплуатационные показатели, в частности – максимально полно реализуется мультитач и появляется возможность воздействовать на дисплей рукой в перчатке.

Почему так много разновидностей дисплеев?

Первое, что нужно знать перед тем как углубляться в тему дисплеев – почему их расплодилось так много. Листая характеристики на сайтах или рассматривая карточку на витрине, можно встретить самые разные названия матриц, начиная от привычных IPS и AMOLED, заканчивая PLS, LTPS, POLED и еще маркетинговых Retina и иже с ними. Но это не значит, что все они прям кардинально отличаются друг от друга, нет.

Почему так много разновидностей дисплеев?

Дело в том, что производители постоянно что то изобретают и улучшают свои экраны. Не всегда изменения существенные, но законы рынка обязывают все это дело запатентовать, придумать новое название и продвигать под видом – «It’s revolution Johnny».

На самом деле все проще. Экраны смартфонов можно поделить всего на два типа: OLED и LCD . Первый сейчас самый популярный. Если я буду ходить по магазину и рандомно указывать пальцем на экраны, то где то в 70% случаев попаду на LCD. К нему и относится PLS, LTPS и конечно всеми любимый IPS.

Источники

  • https://SmartPhonus.com/%D1%82%D0%B0%D1%87%D1%81%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BD-%D0%BD%D0%B0-%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B5-%D0%B8%D0%BB%D0%B8-%D1%81%D0%BC%D0%B0%D1%80%D1%82%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%B5/
  • https://mnogoto4ka.ru/sensornyj-ekran-principy-raboty/
  • https://mob-mobile.ru/statya/4164-chto-takoe-tachskrin-v-telefonah.html
  • https://sravnismart.ru/display_type/
  • https://tehnika-soveti.ru/sravnenie-matrits-smartfonov-chem-otlichayutsya-tehnologii-tn-ips-amoled/
  • https://strana-sovetov.com/computers/hardware/5301-touch-screen-types.html
  • https://disgear.ru/info/kakie-tipy-sensornykh-ekranov-byvayut-v-chem-ikh-polza-i-nedostatki/
  • https://MonitorVsem.ru/vidy-monitorov/sensornyj-ekran
  • https://tech.onliner.by/2021/03/18/displej
  • http://kakvybrat.su/sensornyj-telefon.html
  • https://uspei.com/gadzhety/chto-vnutri-ekrana-smartfona/
[свернуть]
Поделиться:
Нет комментариев
Adblock
detector