Aanraakscherm voor piëzo-elektrische keramische toepassingen

Aanraakscherm (ook bekend als 'aanraakscherm', 'aanraakpaneel') is een inductief LCD-scherm dat invoersignalen zoals contacten kan ontvangen. Wanneer een grafische knop op het scherm wordt aangeraakt, kan het haptische feedbacksysteem verschillende aangesloten apparaten aansturen volgens een voorgeprogrammeerd programma, dat kan worden gebruikt om mechanische knoppanelen te vervangen, en LCD-schermen kan gebruiken om dynamische audio- en video-effecten te creëren.

Het touchscreen geeft de multimedia een nieuw uiterlijk en het is een zeer aantrekkelijk nieuw multimedia interactief apparaat. Het wordt voornamelijk gebruikt voor het opvragen van openbare informatie, leiderschapskantoren, industriële controle, militaire commando's, videogames, zang en orde, multimedia-onderwijs, voorverkoop van onroerend goed, enz.

Aanraakschermen onderscheiden zich van technische principes piëzo-keramische schijf en kan worden onderverdeeld in vijf basistypen: aanraakschermen met vectordruksensortechnologie, aanraakschermen met resistieve technologie, aanraakschermen met capacitieve technologie, aanraakschermen met infraroodtechnologie en aanraakschermen met akoestische oppervlaktegolftechnologie. Onder hen heeft het touchscreen met vectordrukdetectietechnologie zich uit het historische stadium teruggetrokken;
De positionering van het touchscreen met resistieve technologie is nauwkeurig, maar de prijs is vrij hoog en het is bang voor krassen en beschadigingen;

Het ontwerp van het touchscreen met capacitieve technologie is redelijk, maar het probleem van de beeldvervorming is moeilijk fundamenteel op te lossen; de infraroodtechnologie van het touchscreen is goedkoop, maar het frame is kwetsbaar, het is gemakkelijk om lichtinterferentie te veroorzaken en het wordt vervormd onder gebogen omstandigheden;

Het oppervlakte-akoestische golf-aanraakscherm lost verschillende defecten van de vorige aanraakschermen op en kan niet gemakkelijk worden beschadigd. Het is geschikt voor diverse gelegenheden. Het nadeel is dat als er waterdruppels en stof op het schermoppervlak komen, het aanraakscherm dof wordt of zelfs niet werkt. Hieronder worden de bovengenoemde typen aanraakschermen kort geïntroduceerd:

Resistief touchscreen

Dit aanraakscherm maakt gebruik van druksensoren voor bediening. Het belangrijkste onderdeel van een resistief aanraakscherm is een resistief dunnefilmscherm dat nauw aansluit bij het weergaveoppervlak. Dit is een meerlaagse composietfilm. Het maakt gebruik van een laag glas of een vlakke plaat van hard plastic als basislaag, en het oppervlak is bedekt met een laag transparant oxidemetaal (transparante geleidende (weerstand) geleidende laag, die is bedekt met een buitenoppervlak dat uithardt, glad en krasbestendig is plastic laag, het binnenoppervlak is ook bedekt met een coating en er zijn veel kleine (minder dan 1/1000 inch) transparant daartussen. Isolatiepunten scheiden de twee geleidende lagen van elkaar. De sleutel van het resistieve aanraakscherm is materiaaltechnologie. Gewoonlijk gebruikte transparante geleidende coatingmaterialen zijn ITO, indiumoxide, de lichtdoorlatendheid is 80%, en neemt vervolgens af als het dunner is, en stijgt tot 80% als de dikte 300 angstrom is.

Beperkingen van resistieve schermen

Het algemene nadeel van resistieve aanraakschermen is dat, omdat de buitenste laag van de composietfilm van plastic is gemaakt, mensen die niet al te goed weten of een scherpe aanraking gebruiken, het hele aanraakscherm kunnen bekrassen en afval kunnen veroorzaken. Binnen de grenzen zal de kras echter alleen de buitenste geleidende laag beschadigen. De kras op de buitenste geleidende laag is niet relevant voor het vijfdraads resistieve aanraakscherm, en is fataal voor het vierdraads resistieve aanraakscherm.

Capacitief touchscreen

Het werkt door gebruik te maken van de huidige inductie van het menselijk lichaam. Het capacitieve touchscreen is een vierlaags scherm van composietglas. Het binnenoppervlak en de tussenlaag van het glazen scherm zijn elk bedekt met een laag ITO. De buitenste laag is een dunne laag silicaglas-beschermlaag. De tussenlaag ITO-coating wordt gebruikt als werkoppervlak. Vier elektroden, de binnenste laag van ITO is een afschermingslaag om een ​​goede werkomgeving te garanderen. Wanneer een vinger de metaallaag aanraakt, vormen de gebruiker en het oppervlak van het aanraakscherm, als gevolg van het elektrische veld van het menselijk lichaam, een koppelcondensator. Voor hoogfrequente stroom is de condensator een directe geleider, dus de vinger trekt een kleine stroom uit het contactpunt. Deze stroom vloeit van de elektroden op de vier hoeken van het aanraakscherm, en de stroom die door de vier elektroden vloeit is evenredig met de afstand van de vinger tot de vier hoeken. De controller berekent de positie van het aanraakpunt door nauwkeurige berekening van de vier stroomverhoudingen. 

Defecten van capacitieve aanraakschermen

Capacitieve aanraakschermen hebben een betere lichttransmissie en helderheid dan vierdraads resistieve schermen. Uiteraard zijn ze niet te vergelijken met akoestische oppervlaktegolfschermen en vijfdraads resistieve schermen. Capacitieve schermen hebben ernstige reflecties. Bovendien heeft het vierlaagse composiet-aanraakscherm met capacitieve technologie een niet-uniforme lichtdoorlaatbaarheid bij verschillende golflengten, en is er een probleem van kleurvervorming. Door de reflectie van licht tussen de lagen zijn de beeldkarakters wazig.

Infrarood touchscreen

In de vroege concepten hadden infrarood-aanraakschermen technische beperkingen, zoals een lage resolutie, beperkte aanraakmethoden, en waren ze gevoelig voor omgevingsinvloeden en storingen, zodra ze uit de markt verdwenen. Daarna loste de tweede generatie infraroodschermen het probleem van anti-lichtinterferentie gedeeltelijk op. De derde en vierde generatie verbeterden ook de resolutie- en stabiliteitsprestaties van de piëzo-schijftransducer, maar ze maakten geen kwalitatieve sprong in de belangrijkste indicatoren of uitgebreide prestaties. Iedereen die touchscreen-technologie kent, weet echter dat infrarood-touchscreens niet worden beïnvloed door stroom, spanning en statische elektriciteit en geschikt zijn voor zware omgevingsomstandigheden. Infraroodtechnologie is de ultieme ontwikkelingstrend van touchscreenproducten. Aanraakschermen die gebruikmaken van akoestische en andere materiaaltechnologieën hebben hun onoverkomelijke barrières, zoals schade en veroudering van een enkele sensor, angst voor besmetting van de aanraakinterface, destructief gebruik en ingewikkeld onderhoud. Zolang het infrarood touchscreen werkelijk een hoge stabiliteit en hoge resolutie bereikt, zal het zeker andere technische producten vervangen en de mainstream van de touchscreenmarkt worden.

Oppervlakte-akoestisch golf-aanraakscherm

1. Oppervlakte-akoestische golf

Oppervlakte-akoestische golf, een soort ultrasone golf, een mechanische energiegolf die zich ondiep voortplant op het oppervlak van een medium (zoals een stijf materiaal zoals glas of metaal). Door de wigvormige driehoekige basis (strikt ontworpen volgens de golflengte van de oppervlaktegolf) kan directionele akoestische golfenergie-emissie met een kleine hoek worden bereikt. De prestaties van oppervlakte-akoestische golven zijn stabiel, gemakkelijk te analyseren en hebben zeer scherpe frequentiekarakteristieken tijdens het transmissieproces van schuifgolven. In 2013 heeft de toepassing van niet-destructief onderzoek, beeldvorming en wankelen zich snel ontwikkeld. Technologie zoals geleidende materialen en detectietechnologie zijn behoorlijk volwassen. Het aanraakschermgedeelte van het akoestische oppervlaktegolf-aanraakscherm kan een platte, bolvormige of cilindrische glazen vlakke plaat zijn, die voor het CRT-, LED-, LCD- of plasmascherm wordt geïnstalleerd. De linkerbovenhoek en de rechteronderhoek van het glazen scherm zijn respectievelijk bevestigd met verticale en horizontale ultrasone zendtransducers, en de rechterbovenhoek is bevestigd met twee overeenkomstige ultrasone ontvangsttransducers. De ultrasone zend- en ontvangsttransducers zijn hier gemaakt van piëzo-elektrisch keramiek. De vier randen van het glazen scherm zijn gegraveerd met zeer nauwkeurige reflectiestrepen in een hoek van 45 °, van dun tot dicht bij elkaar.

2. Werkingsprincipe van oppervlakte-akoestisch golfaanraakscherm

Piëzo-elektrische keramische platen die op de vier hoeken of zijkanten van het aanraakscherm zijn geplaatst, worden gebruikt als steunpunten en detectiepunten van het aanraakscherm. Wanneer een externe kracht het aanraakscherm raakt, wordt er een kracht gegenereerd op het contactpunt en zijn de posities van de contactpunten verschillend, wat resulteert in verschillende spanningsverhoudingen die worden gegenereerd door de vier piëzo-keramische stukken. Het principe van de oppervlaktelading of spanningsopwekking van de piëzo-elektrische keramische transducers wordt bepaald op basis van het piëzo-elektrische effect van het piëzo-elektrische keramische materiaal. Door de spanning te meten die door de vier piëzo-keramische stukken wordt gegenereerd, kan de specifieke positie van het contactpunt worden berekend en kan tegelijkertijd de grootte van de kracht bekend zijn. Door de stijgende en dalende randen van de spanningsgolfvorm die op het piëzo-keramiek wordt gevormd te veranderen, kan de snelheid van de krachtverandering of de versnelling van de krachtsensor worden verkregen. Door de positie en intensiteit van het contactpunt te bepalen, wordt uiteindelijk het doel van de aanraking bereikt. Bovendien is het effect van deze nieuwe vorm van aanraking anders dan die van traditionele aanraking. Het kan niet alleen nauwkeurig de positie van het aanraakpunt detecteren, maar ook de grootte en versnelling van de kracht. De tactiele dimensie neemt toe. 

3. Functies van het oppervlakte-akoestische golf-aanraakscherm

4. 

Hoge definitie en goede lichttransmissie. Hoge duurzaamheid, goede krasbestendigheid (vergeleken met weerstandsfilm op het oppervlak, condensator, enz.). Responsief. Niet beïnvloed door omgevingsfactoren zoals temperatuur en luchtvochtigheid, hoge resolutie, lange levensduur (50 miljoen keer bij goed onderhoud); hoge lichtdoorlatendheid (92%), kan een heldere en transparante beeldkwaliteit behouden; geen drift, hoeft alleen te worden geïnstalleerd Eenmalige kalibratie; er is een reactie van de derde as (dat wil zeggen de drukas), en deze wordt meer op openbare plaatsen gebruikt. Oppervlakte-akoestische golfschermen moeten regelmatig worden onderhouden, omdat stof, olie of zelfs vloeistoffen uit dranken het oppervlak van het scherm vervuilen, waardoor de golfgeleidergroef op het oppervlak van het aanraakscherm wordt geblokkeerd, waardoor golven niet goed worden overgedragen of waardoor de golfvorm verandert en de controller deze niet kan herkennen, wat het normale gebruik van het aanraakscherm beïnvloedt. Gebruikers moeten strikte aandacht besteden aan milieuhygiëne.