Touch screen per applicazioni ceramiche piezoelettriche

Il touch screen (noto anche come 'touch screen', 'pannello touch') è un dispositivo di visualizzazione a cristalli liquidi induttivo in grado di ricevere segnali di ingresso come i contatti. Quando viene toccato un pulsante grafico sullo schermo, il sistema di feedback tattile può pilotare vari dispositivi collegati secondo un programma preprogrammato, che può essere utilizzato per sostituire i pannelli dei pulsanti meccanici e utilizzare schermi a cristalli liquidi per creare effetti audio e video dinamici.

Il touch screen conferisce ai contenuti multimediali un nuovo aspetto ed è un nuovo dispositivo interattivo multimediale molto attraente. Viene utilizzato principalmente per richieste di informazioni pubbliche, uffici di leadership, controllo industriale, comando militare, videogiochi, canzoni e ordini, insegnamento multimediale, prevendita immobiliare, ecc.

I touch screen si distinguono dai principi tecnici di disco ceramico piezoelettrico e può essere suddiviso in cinque tipi base: touch screen con tecnologia di rilevamento della pressione vettoriale, touch screen con tecnologia resistiva, touch screen con tecnologia capacitiva, touch screen con tecnologia a infrarossi e touch screen con tecnologia a onde acustiche superficiali. Tra questi, la tecnologia touch screen con rilevamento della pressione vettoriale si è ritirata dalla scena storica;
Il posizionamento del touch screen con tecnologia resistiva è accurato, ma il suo prezzo è piuttosto alto e ha paura di graffi e danni;

Il design del touch screen con tecnologia capacitiva è ragionevole, ma il problema della distorsione dell'immagine è difficile da risolvere in modo fondamentale; la tecnologia a infrarossi del touch screen è economica, ma la sua cornice è fragile, è facile produrre interferenze luminose ed è distorta in condizioni curve;

Il touch screen con onde acustiche superficiali risolve vari difetti dei precedenti touch screen e non è facile da danneggiare. È adatto a varie occasioni. Lo svantaggio è che se gocce d'acqua e polvere sulla superficie dello schermo rendono il touch screen opaco o addirittura non funziona. Quanto segue introduce brevemente i tipi di touch screen sopra menzionati:

Touchscreen resistivo

Questo touch screen utilizza il rilevamento della pressione per il controllo. La parte principale di un touch screen resistivo è uno schermo a pellicola sottile resistiva che si adatta perfettamente alla superficie del display. Questo è un film composito multistrato. Utilizza uno strato di vetro o una lastra piana di plastica dura come strato di base e la superficie è rivestita con uno strato di ossido metallico trasparente (strato conduttivo trasparente conduttivo (resistenza), che è ricoperto da uno strato di plastica indurito, liscio e resistente ai graffi, anche la sua superficie interna è rivestita con un rivestimento e ci sono molti piccoli punti trasparenti (meno di 1/1000 di pollice) tra di loro I punti di isolamento separano i due strati conduttivi l'uno dall'altro. La chiave del touch screen resistivo è la tecnologia dei materiali. i materiali di rivestimento conduttivi trasparenti utilizzati sono ITO, ossido di indio, la trasmissione della luce è dell'80%, quindi diminuisce quando è più sottile e sale all'80% quando lo spessore è di 300 angstrom.

Limitazioni degli schermi resistivi

Lo svantaggio comune dei touch screen resistivi è che, poiché lo strato esterno della pellicola composita è realizzato in materiale plastico, le persone che non esercitano una pressione eccessiva o non utilizzano un tocco deciso potrebbero graffiare l'intero touch screen e causare rottami. Tuttavia, entro i limiti, il graffio danneggerà solo lo strato conduttivo esterno. Il graffio dello strato conduttivo esterno è irrilevante per il touch screen resistivo a cinque fili ed è fatale per il touch screen resistivo a quattro fili.

Touchscreen capacitivo

Funziona utilizzando l'induzione corrente del corpo umano. Il touch screen capacitivo è uno schermo in vetro composito a quattro strati. La superficie interna e lo strato intermedio dello schermo di vetro sono rivestiti ciascuno con uno strato di ITO. Lo strato più esterno è un sottile strato protettivo di vetro di silice. Il rivestimento interstrato ITO viene utilizzato come superficie di lavoro. Quattro elettrodi, lo strato interno di ITO è uno strato schermante per garantire un buon ambiente di lavoro. Quando un dito tocca lo strato metallico, a causa del campo elettrico del corpo umano, l'utente e la superficie del touch screen formano un condensatore di accoppiamento. Per la corrente ad alta frequenza, il condensatore è un conduttore diretto, quindi il dito assorbe una piccola corrente dal punto di contatto. Questa corrente fluisce dagli elettrodi ai quattro angoli del touch screen e la corrente che scorre attraverso i quattro elettrodi è proporzionale alla distanza dal dito ai quattro angoli. Il controller calcola la posizione del punto di contatto attraverso il calcolo accurato dei quattro rapporti di corrente. 

Difetti dei touch screen capacitivi

I touch screen capacitivi hanno una migliore trasmissione della luce e chiarezza rispetto agli schermi resistivi a quattro fili. Naturalmente non sono paragonabili agli schermi a onde acustiche superficiali e agli schermi resistivi a cinque fili. Gli schermi capacitivi hanno riflessi seri. Inoltre, il touch screen composito a quattro strati della tecnologia capacitiva ha una trasmittanza della luce non uniforme a varie lunghezze d'onda e c'è un problema di distorsione del colore. A causa della riflessione della luce tra gli strati, i caratteri dell'immagine risultano sfocati.

Touchscreen a infrarossi

Nei primi concetti, i touch screen a infrarossi presentavano limitazioni tecniche come bassa risoluzione, metodi touch limitati e suscettibili a interferenze ambientali e malfunzionamenti, una volta scomparsi dal mercato. Successivamente, la seconda generazione di schermi a infrarossi ha parzialmente risolto il problema delle interferenze anti-luce. La terza e la quarta generazione hanno inoltre migliorato la risoluzione e le prestazioni di stabilità del trasduttore piezo-disco, ma non hanno fatto un salto di qualità negli indicatori chiave o nelle prestazioni globali. Tuttavia, chiunque conosca la tecnologia touch screen sa che i touch screen a infrarossi non sono influenzati da corrente, tensione ed elettricità statica e sono adatti a condizioni ambientali difficili. La tecnologia a infrarossi è l'ultima tendenza di sviluppo dei prodotti touch screen. I touch screen che utilizzano tecnologie acustiche e di altri materiali hanno le loro barriere insormontabili, come danni e invecchiamento di un singolo sensore, paura di contaminazione dell'interfaccia touch, uso distruttivo e manutenzione complicata. Finché il touch screen a infrarossi raggiunge davvero un'elevata stabilità e un'alta risoluzione, sostituirà sicuramente altri prodotti tecnici e diventerà la corrente principale del mercato dei touch screen.

Touch screen con onde acustiche di superficie

1. Onda acustica superficiale

Onda acustica superficiale, un tipo di onda ultrasonica, un'onda di energia meccanica che si propaga superficialmente sulla superficie di un mezzo (come un materiale rigido come vetro o metallo). Attraverso la base triangolare a forma di cuneo (rigorosamente progettata in base alla lunghezza d'onda dell'onda superficiale), è possibile ottenere un'emissione di energia di onde acustiche superficiali direzionali e ad angolo ridotto. Le prestazioni delle onde acustiche superficiali sono stabili, facili da analizzare e presentano caratteristiche di frequenza molto nitide nel processo di trasmissione delle onde di taglio. Nel 2013, l'applicazione dei test non distruttivi, dell'imaging e del waver si è sviluppata rapidamente. Tecnologie come i materiali conduttivi e la tecnologia di rilevamento sono piuttosto mature. La parte touch screen del touch screen a onde acustiche di superficie può essere una lastra piana di vetro piatta, sferica o cilindrica, installata davanti allo schermo CRT, LED, LCD o al plasma. L'angolo superiore sinistro e l'angolo inferiore destro dello schermo di vetro sono fissati rispettivamente con trasduttori di trasmissione a ultrasuoni verticali e orizzontali, e l'angolo superiore destro è fissato con due trasduttori di ricezione a ultrasuoni corrispondenti. I trasduttori di trasmissione e ricezione a ultrasuoni qui sono realizzati in ceramica piezoelettrica. I quattro perimetri dello schermo di vetro sono incisi con strisce di riflessione molto precise con un angolo di 45° da sparse a densamente distanziate.

2. Principio di funzionamento del touch screen delle onde acustiche superficiali

I fogli di ceramica piezoelettrica posizionati sui quattro angoli o lati del touch screen vengono utilizzati come punti di supporto e punti di rilevamento del touch screen. Quando una forza esterna tocca il touch screen, viene generata una forza nel punto di contatto e le posizioni dei punti di contatto sono diverse, risultando in diversi rapporti di tensione generati dai quattro pezzi piezo-ceramici. Il principio della carica superficiale o della generazione di tensione dei trasduttori ceramici piezoelettrici è determinato in base all'effetto piezoelettrico del materiale ceramico piezoelettrico. Misurando la tensione generata dai quattro pezzi piezoceramici, è possibile calcolare la posizione specifica del punto di contatto e allo stesso tempo conoscere l'entità della forza. Modificando i fronti di salita e di discesa della forma d'onda di tensione formata sulla ceramica piezoelettrica, è possibile ottenere la velocità della variazione di forza o l'accelerazione del sensore di forza. Determinando la posizione e l'intensità del punto di contatto si raggiunge finalmente lo scopo del tocco. Inoltre, l'effetto di questo nuovo tipo di tocco è diverso dal tocco tradizionale. Non solo può rilevare con precisione la posizione del punto di contatto, ma anche l'entità e l'accelerazione della forza. La dimensione tattile aumenta. 

3. Caratteristiche del touch screen delle onde acustiche superficiali

4. 

Alta definizione e buona trasmissione della luce. Elevata durata, buona resistenza ai graffi (rispetto alla pellicola superficiale di resistenza, condensatore, ecc.). Reattivo. Non influenzato da fattori ambientali come temperatura e umidità, alta risoluzione, lunga durata (50 milioni di volte con buona manutenzione); l'elevata trasmissione luminosa (92%), può mantenere una qualità dell'immagine chiara e trasparente; nessuna deriva, deve solo essere installato Calibrazione una tantum; c'è una risposta dal terzo asse (cioè l'asse della pressione), ed è utilizzato maggiormente nei luoghi pubblici. Gli schermi a onde acustiche superficiali devono essere mantenuti frequentemente, poiché polvere, olio o anche liquidi di bevande contaminano la superficie dello schermo, bloccando la scanalatura della guida d'onda sulla superficie del touch screen, impedendo la trasmissione corretta delle onde o rendendo la forma d'onda cambia e il controller non è in grado di riconoscerla, il che influisce sul normale utilizzo del touch screen, gli utenti devono prestare particolare attenzione all'igiene ambientale.