Porównanie zalet i wad obecnych różnych technologii dotykowych

   Obecnie technologie dotykowe stosowane w produktach obejmują głównie podczerwień, rezystancyjną, pojemnościową, powierzchniową falę akustyczną, obraz optyczny, rozpoznawanie obrazu, indukcję panelu, elektromagnetyczną, plamkę świetlną i ultradźwiękową. Poniżej znajduje się analiza zalet i wad różnych technologii dotykowych.

1. Typ podczerwieni: Matryca podczerwieni służy do tworzenia poziomych i pionowych linii skanowania. Kiedy obiekt blokuje źródło światła, można określić położenie.

    Jest to powszechnie znane jako przełącznik fotoprzerywania. Technologię tę często można zobaczyć w filmach i wykorzystuje się ją do wykrywania zagrożeń. Jest szeroko stosowany, np. do pozycjonowania głowicy drukującej drukarki i kółka przewijania myszy. Według oceny jego wadą jest to, że rzeczywista rozdzielczość nie jest wysoka, światło łatwo na nią wpływa, a szybkość reakcji jest powolna, ale wykrywa każdy obiekt, który może blokować światło.

Można to ustalić w ten sposób, że w pobliżu muszą znajdować się pary nadajników i odbiorników.

    Obecnie rozwój promieni podczerwonych nie jest metodą przechwytywania, ale trybem, w którym obiekty po emisji odbijają się, co jest nieco podobne do radarowego pomiaru prędkości. Ta metoda może również symulować wiele punktów, ale nadal występują problemy z ekranowaniem, a koszt komponentów nadawania i odbioru wzrasta, jeśli chcesz budować gęsto (zwiększać rozdzielczość), powiązane koszty będą wyższe.

   2. Typ rezystancyjny: Dwie warstwy przewodzące stykają się pod wpływem nacisku, a następnie położenie obiektu jest obliczane na podstawie różnicy wartości impedancji.

Na początku technologię tę stosowano głównie w małych tabliczkach do pisania ręcznego lub tabliczkach dotykowych, a także w klawiaturach membranowych/wodoodpornych itp., a także we wczesnych joystickach analogowych, które obliczano na podstawie różnicy potencjałów generowanej przez rezystancję. Teraz ta technologia jest szeroko stosowana w telefonach komórkowych lub małych ekranach dotykowych. Zaletą jest to, że można go obsługiwać przedmiotami wystarczającymi do wywarcia nacisku, takimi jak dłonie i długopisy. Na dokładność będą miały wpływ zmiany wartości impedancji spowodowane temperaturą i wilgotnością.

Metoda oceny jest taka, że ​​podczas dotykania musi być wywierany nacisk, aby był dość elastyczny, a powierzchnia będzie wykonana z miękkiego materiału i jego technologii.

Ze względu na różne procesy produkcyjne istnieją przewody czteroprzewodowe, pięcioprzewodowe, ośmioprzewodowe i tak dalej.

    3. Pojemnościowy: Oblicz położenie obiektu poprzez zmianę pola elektrycznego pod wpływem substancji przewodzącej

Technologia ta została zastosowana w selektorach kanałów telewizyjnych 20 lat temu. Później wiele przycisków, których można było dotykać, ale których nie trzeba było naciskać, takich jak przyciski windy, we wczesnych fazach rozwoju było głównie wykonanych z metalu. Obecnie można zastosować wiele materiałów nieprzewodzących. Obecnie większość touchpadów w notebookach korzysta z tej technologii, a słynny iPod również wykorzystuje tę technologię. Jednak jego wadą jest to, że musi być wykryty przez obiekt oddziałujący na pole elektryczne, a prędkość reakcji jest również niska. Ponadto na urządzenie mogą wpływać także pobliskie pola elektromagnetyczne. Wpływ powoduje błąd dokładności.

    Metodę oceny można ogólnie przetestować, trzymając w dłoni materiał nieprzewodzący (przewodniki takie jak dłonie muszą znajdować się w pewnej odległości od powierzchni styku)

Istnieją dwie popularne technologie: pojemność powierzchniowa (MicroTouch firmy 3M) lub pojemność projektowana (Apple wykorzystuje pojemność przewidywaną). Zaletą przewidywanej pojemności jest to, że wykorzystuje ona wykrywanie bezdotykowe, to znaczy można ją wykryć przez szkło lub zawiesić w powietrzu. Zaletą jest to, że powierzchnia nie ulegnie zużyciu w wyniku długotrwałego użytkowania, a aktualnie projektowany kondensator może mieć nie tylko więcej punktów (obecnie wymaga oprogramowania), ale także duży rozmiar (obecnie 100 cali) dzięki specjalnemu procesowi. Japońskie Mitsubishi jest jeszcze większe. Wykorzystuje ludzkie ciało do przesyłania różnych sygnałów, aby osiągnąć dotyk wieloosobowy (to znaczy można rozróżnić, która osoba dotyka).

https://www.lcdtftlcd.com/touch-lcd

     4. Powierzchniowa fala akustyczna: Fale dźwiękowe o wysokiej częstotliwości rozchodzą się po powierzchni ośrodka. Kiedy fale dźwiękowe napotkają miękkie materiały i zostaną pochłonięte, można obliczyć położenie.

Technologia ta jest stopniowo stosowana w ekranach dotykowych. Jego dokładność i szybkość reakcji są lepsze niż w przypadku rozwiązań rezystancyjnych lub pojemnościowych. Może być również większy, ale wymaga umieszczenia anten odbijających wokół przewodzącego nośnika. , więc zmiany rozmiaru muszą być dostosowane. Obecnie wiele maszyn do gier, takich jak gry, zaczęło wykorzystywać tę technologię.

Metodę oceny można przetestować na twardych materiałach przewodzących, generalnie nie będzie ona wrażliwa na twarde materiały.

Nowe rozszerzenie tej technologii wykorzystuje powierzchniowe fale uderzeniowe (opatentowane przez firmę 3M), które są niewielkimi wibracjami generowanymi, gdy obiekt styka się z powierzchnią dotykową w celu obliczenia położenia.

    5. Obraz optyczny Dzięki więcej niż dwóm zestawom CIR (CMOS/CCD) pozycja jest obliczana na podstawie obserwacji cienia obiektu z boku.

W miarę rozwoju technologii CMOS/CCD technologia ta staje się coraz szerzej stosowana. Obecnie mikro-CIR może generować ponad sto obrazów na sekundę, dlatego jest to obecnie technologia o najszybszym czasie reakcji. Oczywiście, w miarę jak rozdzielczość CIR staje się coraz wyższa, prędkość przetwarzania staje się coraz większa, światłoczułość staje się coraz lepsza, a wielkość cienia można ocenić, dzięki czemu można tworzyć coraz bardziej zróżnicowane zastosowania. Wadą jest to, że jest łatwiej. pod wpływem światła.

    Metodą oceny jest obserwacja czterech rogów. Muszą istnieć więcej niż dwa zestawy CIR i muszą znajdować się materiały odblaskowe lub świecące (światło niewidzialne, takie jak promienie ultrafioletowe podczerwone itp.) lub których jedna strona musi zawierać materiały luminescencyjne (światło niewidzialne, takie jak promienie ultrafioletowe podczerwone). Czekać).

     Obecnie istnieją dwie powszechne technologie. Jedna wykorzystuje światło podczerwone do wytworzenia cienia obiektu, druga wykorzystuje światło ultrafioletowe, aby zobaczyć absorpcję światła przez obiekt, a ta bardziej szczególna wykorzystuje laser, aby zobaczyć odbicie obiektu.

      6. Rozpoznawanie obrazu: użyj kamery (CMOS/CCD) do obliczenia pozycji, obserwując zmiany światła i cienia na powierzchni styku z przodu lub z tyłu.

     Jest to coś, z czym na pewno zetknie się wiele osób studiujących gry interaktywne czy multi-touch. Najbardziej znaną metodą technologiczną jest metoda zaproponowana przez Jeffa Hana. Najpopularniejszy Microsoft Surface również wykorzystuje podobną technologię, a jego zaletą techniczną jest to, że można go rozróżnić. Kształt obiektu zostaje wyeksponowany, dzięki czemu można wykonać więcej zastosowań. Wadą jest jednak to, że aparat służy do obserwacji z przodu lub z tyłu, dlatego wymagana jest pewna przestrzeń i odległość, a jako źródło światła obrazu wykorzystywana jest podczerwień, która jest podatna na zakłócenia i nie można jej używać z płaskim ekranem. -wyświetlacz panelowy, a większość z nich wymaga użycia metody projekcyjnej.

     Metoda oceny polega na tym, że musi istnieć odległość, np. Stół od ziemi, a druga polega na tym, że musi być on wyposażony w projektor.

Istnieje kilka sposobów generowania źródeł światła w oparciu o ich technologię. Na przykład Jeff Han prowadzi źródło światła w akrylu, więc źródła światła są rozmieszczone wokół niego, podczas gdy Surface naświetla źródła światła podczerwonego z tyłu (wewnątrz stołu). Tutaj wcześniej Microsoft zaproponował również metodę (TouchLight), która wykorzystuje superpozycję obrazów z dwóch kamer do ustalenia. Niektórzy zagraniczni studenci studiów magisterskich używają worków z wodą do generowania transmisji źródła światła. Zmienności jest całkiem sporo. Wiele dostępnych na rynku interaktywnych reklam podłogowych lub ściennych również wykorzystuje tę metodę. W podobny sposób istnieje wiele konsol do gier, które wykorzystują tę metodę do projektowania gier. W Japonii opracowano nawet pilota, który wykorzystuje tę technologię i pozwala używać dłoni jako telewizora.

  7. Wykrywanie panelu: wstaw CIR (CMOS/CCD) na panel (LED/LCD), aby wykryć ilość zmiany światła i obliczyć pozycję.

Jest to stosunkowo nowa technologia, jednak wymaga jeszcze przełomu w procesie produkcyjnym, ponieważ nie jest łatwo umieścić źródło światła i czujnik światła jednocześnie pomiędzy panelami, zwłaszcza panelem LCD, ponieważ zastosowano w nim tylny panel źródła światła, do wykonania potrzeba tak wielu elementów świetlnych (odbicie lub załamanie), słynny Jeff Han użył paneli LED do osiągnięcia tej technologii.

Metoda oceny jest obecnie rzadkością, więc nie ma jednoznacznej metody oceny, ale obserwując model Jeffa Hana, muszą być widoczne przerwy pomiędzy źródłami światła.

    Jest to technologia, która z dużym prawdopodobieństwem będzie w przyszłości produkowana masowo, ponieważ panel i sterowanie dotykowe są zintegrowane w tym samym czasie, a dyskryminacja wielopunktowa może być przeprowadzona bez konieczności zajmowania dużej przestrzeni i dużej odległości, a wielopunktowa dyskryminacja punktowa nie będzie wymagana ze względu na problemy z cieniowaniem. Dodano wiele algorytmów do obsługi.

8. Typ elektromagnetyczny: użyj pola magnetycznego generowanego przez cewkę, aby zmienić zmianę prądu generowaną przez antenę odbiorczą w celu obliczenia pozycji.

    Jest to technologia stosowana we wczesnych tablicach cyfrowych lub deskach kreślarskich. Później większość komputerów typu Tablet również przyjęła tę technologię. Następnie znajdują się ekrany dotykowe do nauczania i ekrany na cyfrowych podium. Należy używać naładowanego pióra (Wacom posiada wyjątkową technologię indukcyjną, która może indukować prąd od strony anteny, nie jest wymagana bateria), wczesna zdolność przeciwdziałania zakłóceniom elektromagnetycznym nie jest silna, a wielu tabletów do pisania nie można używać po umieszczeniu na stół z metalowym blatem. Teraz nie będzie już tego problemu.

Metoda oceny jest bardzo prosta, musi być dedykowany długopis, a pośrodku pióra musi znajdować się cewka, aby wygenerować pole magnetyczne. Obecnie wiele interaktywnych tablic elektronicznych (skanujących bez obrazu) również wykorzystuje tę technologię.

     Punkt świetlny: Obserwuj położenie punktu świetlnego przez kamerę (CMOS/CCD).

     Technologia ta została najpierw zintegrowana z telewizorami do projekcji tylnej i tablicami interaktywnymi, a później z projektorami do prezentacji. Obecnie wiele interaktywnych tablic elektronicznych wykorzystuje tę technologię. Wadami są niska dokładność i jitter. zjawisko (ze względu na odległość) i musi mieć długopis emitujący punkt świetlny. Jego zaletą jest możliwość zdalnego sterowania, co jest bardzo wygodne w przypadku prezentacji na dużą skalę. Obecnie najsłynniejsza konsola do gier Wii wykorzystuje tę technologię (Uwaga: wydanie Długi i drogi „odbiornik” pod telewizorem to tak naprawdę tylko dwie diody podczerwieni w środku, a prawdziwa kamera znajduje się na uchwycie, więc wartość uchwytu jest znacznie większy niż „odbiornik”, chociaż sprzedaje się go za ponad 700, a jedna sztuka za ponad 1000. Sprzedaż tego „odbiornika” jest naprawdę opłacalna ~ Haha, sprytne Nintendo).

    Metoda oceny jest również bardzo prosta. W oddali musi znajdować się małe pudełko z ukrytą w środku kamerą, podobnie jak w przypadku rozpoznawania obrazu, z tą różnicą, że to, co ocenia, to plamka świetlna (trochę podobnie do Jeffa Hana, który dotyka rękami akrylowych światłowodów w celu wygenerowania punktu świetlnego).

Obecnie technologię tę można również podzielić na światło widzialne i światło niewidzialne, pojedynczy punkt świetlny/wiele punktów świetlnych, światło czerwone/zielone, sygnał migający/brak sygnału migającego itp. Różne kombinacje mogą również stworzyć różne obszary zastosowań (Wii to służy do oceny pozycji podobnie jak w przypadku pistoletu świetlnego, a tablica wykorzystuje migające światło do przesyłania sygnałów przycisków, podobnie jak pilot zdalnego sterowania, i wykorzystuje światło czerwone lub zielone do odzwierciedlenia naciśnięcia przycisku itp.).

    Ultradźwięki: Użyj nadajnika ultradźwiękowego, aby wyemitować fale ultradźwiękowe do dwóch lub więcej odbiorników w celu odebrania i obliczenia pozycji.

    Pozycjonowanie ultradźwiękowe jest trochę podobne do radaru, z tą różnicą, że sygnał radarowy jest przesyłany przez stronę odbiorczą, a następnie odbijany przez obiekt w celu obliczenia odległości, natomiast fala ultradźwiękowa jest wysyłana przez urządzenie ręczne (pióro) w celu jej odbioru, i muszą być dwa odbiorniki. Głównym powodem jest to, że położenie można obliczyć za pomocą triangulacji, która jest taka sama jak w przypadku obrazu optycznego, który wykorzystuje triangulację do obliczenia położenia. Różnica polega na tym, że odległość uzyskana przez falę ultradźwiękową jest odległością od nadajnika do odbiornika, natomiast obraz optyczny obliczany jest na podstawie kąta. Do takich zastosowań należą tablice do pisania ręcznego, tablice elektroniczne, a niektórzy używają ich jako ekranów dotykowych. Większość z nich służy głównie do celów dydaktycznych, ponieważ do ich dopasowania potrzebny jest jeszcze długopis. Wadą jest to, że dokładność nie jest wysoka i będzie się trzęsła (wpływ odległości), są też wolne czasy reakcji i tak dalej.

    Można to ocenić, umieszczając dwa długie odbiorniki wyglądające jak mikrofony, a produkty obecne na rynku z pewnością usłyszą drgania skrzydeł muchy ze względu na zależność pomiędzy częstotliwością fal dźwiękowych.

    Dzięki tej technologii powstaje wiele różnych typów produktów ze względu na różne zastosowania. Zasada techniczna jest taka sama, ale odbiorniki są oddalone od siebie po obu stronach powierzchni wykrywającej lub w tym samym rogu, ale w określonej odległości lub w określonej odległości. Po jednej stronie znajduje się pewna odległość, o ile istnieje pewna odległość między dwoma odbiornikami a źródłem emisji ultradźwiękowej, można ją umieścić. Teoretycznie im większa odległość, tym dokładniejsze obliczenia, ale w rzeczywistości falę dźwiękową można łatwo stłumić i zakłócać, więc odległość jest za duża. W tym momencie wzrosną problemy z zakłóceniami i tłumieniem.