Сенсорний екран для застосування в п'єзоелектричній кераміці

Сенсорний екран (також відомий як 'сенсорний екран', 'сенсорна панель') — це індуктивний рідкокристалічний дисплей, який може отримувати вхідні сигнали, наприклад контакти. Коли натискається графічна кнопка на екрані, система тактильного зворотного зв’язку може керувати різними підключеними пристроями відповідно до попередньо запрограмованої програми, яка може використовуватися для заміни механічних панелей кнопок і використання рідкокристалічних екранів для створення динамічних аудіо- та відеоефектів.

Сенсорний екран надає мультимедіа нового вигляду, і це дуже привабливий новий мультимедійний інтерактивний пристрій. Він в основному використовується для запиту публічної інформації, офісу керівництва, промислового контролю, військового командування, відеоігор, пісень і порядку, мультимедійного навчання, попереднього продажу нерухомості тощо.

Сенсорні екрани відрізняються від технічних принципів п’єзокерамічний диск і може бути розділений на п’ять основних типів: сенсорні екрани з векторним датчиком тиску, сенсорні екрани з резистивною технологією, сенсорні екрани з ємнісною технологією, сенсорні екрани з інфрачервоною технологією та сенсорні екрани з технологією поверхневих акустичних хвиль. Серед них сенсорний екран із технологією векторного вимірювання тиску вийшов з історичної сцени;
Резистивна технологія позиціонування сенсорного екрану точна, але її ціна досить висока, і вона боїться подряпин і пошкоджень;

Конструкція сенсорного екрана з ємнісною технологією є розумною, але її проблему спотворення зображення важко вирішити фундаментально; інфрачервона технологія сенсорного екрана дешева, але її рамка тендітна, легко створювати світлові перешкоди, і вона спотворюється в умовах викривлення;

Сенсорний екран із поверхневою акустичною хвилею усуває різні дефекти попередніх сенсорних екранів, і його нелегко пошкодити. Він підходить для різних випадків. Недоліком є ​​те, що краплі води та пил на поверхні екрана роблять сенсорний екран тьмяним або навіть не працюють. Нижче наведено короткий опис вищевказаних типів сенсорних екранів:

Резистивний сенсорний екран

Цей сенсорний екран використовує датчик тиску для керування. Основною частиною резистивного сенсорного екрана є резистивний тонкоплівковий екран, який точно відповідає поверхні дисплея. Це багатошарова композитна плівка. Він використовує шар скла або твердої пластикової плоскої пластини як базового шару, а поверхня покрита шаром прозорого оксиду металу (прозорий провідний (опір) провідний шар, який покритий зовнішньою поверхнею, твердою гладкою та стійкою до подряпин пластиковим шаром, його внутрішня поверхня також покрита покриттям, і між ними є багато маленьких (менше 1/1000 дюйма) прозорих точок ізоляції, які відокремлюють два провідні шари від кожного. Основою резистивного сенсорного екрану є технологія прозорого провідного покриття, світлопроникність якого становить 80%, а коли товщина становить 300 ангстрем, вона зростає до 80%.

Обмеження резистивних екранів

Загальним недоліком резистивних сенсорних екранів є те, що, оскільки зовнішній шар композитної плівки зроблений із пластику, люди, які не знають, чи використовують гострий дотик, можуть подряпати весь сенсорний екран і спричинити злам. Однак у межах обмежень подряпина зашкодить лише зовнішньому провідному шару. Подряпина зовнішнього провідного шару не має значення для п’ятипровідного резистивного сенсорного екрана, а для чотирипровідного резистивного сенсорного екрана вона є фатальною.

Ємнісний сенсорний екран

Він працює за допомогою індукції струму людського тіла. Ємнісний сенсорний екран — це чотиришаровий композитний скляний екран. Внутрішня поверхня та проміжний шар скляного екрана покриті шаром ITO. Зовнішній шар - це тонкий шар захисного шару з кремнеземного скла. В якості робочої поверхні використовується міжшарове покриття ITO. Чотири електроди, внутрішній шар ITO є екрануючим шаром для забезпечення гарного робочого середовища. Коли палець торкається металевого шару, завдяки електричному полю тіла людини користувач і поверхня сенсорного екрана утворюють конденсатор зв’язку. Для струму високої частоти конденсатор є прямим провідником, тому палець тягне невеликий струм від точки контакту. Цей струм тече від електродів у чотирьох кутах сенсорного екрана, і струм, що тече через чотири електроди, пропорційний відстані від пальця до чотирьох кутів. Контролер розраховує положення точки дотику шляхом точного обчислення чотирьох коефіцієнтів струму. 

Дефекти ємнісних сенсорних екранів

Ємнісні сенсорні екрани мають кращу світлопроникність і чіткість, ніж чотирипровідні резистивні екрани. Звичайно, їх не можна порівнювати з екранами на поверхневих акустичних хвилях і п'ятипровідними резистивними екранами. Ємнісні екрани мають серйозні відблиски. Крім того, чотиришаровий композитний сенсорний екран ємнісної технології має нерівномірне пропускання світла на різних довжинах хвиль, і існує проблема спотворення кольору. Через відбиття світла між шарами символи зображення розмиті.

Інфрачервоний сенсорний екран

У ранніх концепціях інфрачервоні сенсорні екрани мали технічні обмеження, такі як низька роздільна здатність, обмежені методи дотику та сприйнятливі до впливу навколишнього середовища та несправності, коли вони зникли з ринку. Після цього друге покоління інфрачервоних екранів частково вирішило проблему антисвітлових перешкод. Третє і четверте покоління також покращили роздільну здатність і стабільність п’єзодискового перетворювача, але вони не зробили якісного стрибка в ключових показниках або повній продуктивності. Проте кожен, хто знає технологію сенсорних екранів, знає, що на інфрачервоні сенсорні екрани не впливають струм, напруга та статична електрика, і вони підходять для суворих умов навколишнього середовища. Інфрачервона технологія є кінцевою тенденцією розвитку продуктів із сенсорним екраном. Сенсорні екрани, що використовують технології акустичних та інших матеріалів, мають свої нездоланні бар’єри, такі як пошкодження та старіння окремого сенсора, побоювання забруднення сенсорного інтерфейсу, руйнівне використання та складне обслуговування. Поки інфрачервоний сенсорний екран справді досягає високої стабільності та високої роздільної здатності, він, безсумнівно, замінить інші технічні продукти та стане основним на ринку сенсорних екранів.

Сенсорний екран із поверхневою акустичною хвилею

1.Поверхнева акустична хвиля

Поверхнева акустична хвиля, тип ультразвукової хвилі, хвиля механічної енергії, яка неглибоко поширюється на поверхні середовища (наприклад, твердого матеріалу, такого як скло або метал). Завдяки клиноподібній трикутній основі (строго розробленій відповідно до довжини хвилі поверхневої хвилі) можна досягти спрямованого випромінювання енергії поверхневої акустичної хвилі під малим кутом. Поверхнева акустична хвиля є стабільною, легко аналізується та має дуже гострі частотні характеристики в процесі передачі зсувної хвилі. У 2013 році застосування неруйнівного контролю, візуалізації та хвилі швидко розвивалося. Такі технології, як провідні матеріали та технологія виявлення, були досить зрілими. Частиною сенсорного екрана поверхневої акустичної хвилі може бути плоска, сферична або циліндрична скляна плоска пластина, яка встановлюється перед екраном CRT, LED, LCD або плазмовим дисплеєм. Верхній лівий кут і нижній правий кут скляного екрана відповідно закріплені вертикальним і горизонтальним ультразвуковими перетворювачами, а правий верхній кут закріплений двома відповідними ультразвуковими приймальними перетворювачами. Ультразвукові передавальні та приймальні перетворювачі тут виготовлені з п’єзокераміки. Чотири периметра скляного екрана вигравірувані дуже точними смугами відбиття під кутом 45 ° від рідкісних до щільних.

2. Принцип роботи сенсорного екрана з поверхневою акустичною хвилею

П’єзоелектричні керамічні листи, розміщені по чотирьох кутах або сторонах сенсорного екрана, використовуються як опорні точки та точки чутливості сенсорного екрана. Коли зовнішня сила торкається сенсорного екрана, у точці контакту створюється сила, і положення контактних точок відрізняються, що призводить до різних коефіцієнтів напруги, створюваних чотирма п’єзокерамічними елементами. Принцип генерації поверхневого заряду або напруги п'єзоелектричних керамічних перетворювачів визначається на основі п'єзоелектричного ефекту п'єзоелектричного керамічного матеріалу. Вимірюючи напругу, створювану чотирма п’єзокерамічними деталями, можна обчислити конкретне положення точки контакту та одночасно визначити величину сили. Змінюючи наростаючий і спадаючий фронти форми хвилі напруги, сформованої на п’єзокераміці, можна отримати швидкість зміни сили або прискорення датчика сили. Визначаючи положення та інтенсивність точки контакту, мета дотику остаточно досягається. Крім того, ефект цього нового типу дотику відрізняється від традиційного дотику. Він може не тільки точно визначити положення точки дотику, але також величину та прискорення сили. Збільшується тактильний вимір. 

3. Функції сенсорного екрана поверхневої акустичної хвилі

4. 

Висока чіткість і хороша світлопроникність. Висока міцність, хороша стійкість до подряпин (порівняно з поверхневою плівкою опору, конденсатором тощо). Чуйний. Не піддається впливу факторів навколишнього середовища, таких як температура та вологість, висока роздільна здатність, тривалий термін служби (50 мільйонів разів за належного обслуговування); висока світлопроникність (92%), може підтримувати чітку та прозору якість зображення; немає дрейфу, потрібно лише встановити одноразове калібрування; є відповідь від третьої осі (тобто осі тиску), і вона використовується більше в громадських місцях. Поверхневі екрани з акустичними хвилями потрібно часто обслуговувати, оскільки пил, олія або навіть рідини напоїв забруднюють поверхню екрана, що блокує канавку хвилеводу на поверхні сенсорного екрана, через що хвилі не передаються належним чином або змінюють форму хвилі, і контролер не може її розпізнати, що впливає на нормальне використання сенсорного екрана. Користувачі повинні приділяти особливу увагу гігієні навколишнього середовища.