Dotykové displeje

Jan Figala

DOTYKOVÉ DISPLEJE

HISTORIE• 1971 – Elograph, první dotykový senzor na Univerzitě v Kentucky

• 1974 – první průhledný dotykový displej

• 1977 – vydán patent na technologii rezistivních displejů, která je dnes nejpoužívanější

• 1983 – Hewlett Packard: první stolní počítač s dotykovým displejem (CPU 8 MHz, MS-DOS, 2x floppy disk drive)

• Donedávna uměly detekovat pouze jeden bod dotyku, ale nastává éra multi-touch screenů

TECHNOLOGIE• Rezistivní

• Kapacitní

• Projekční kapacitní

• Infračervené záření

• Povrchová akustická vlna

• Stavba: na povrchu pružná membrána zevnitř pokrytá velmi tenkou průhlednou kovovou vrstvou

• Pod ní další průhledná pevná vodivá vrstva

• Mezi vrstvami tenká vzduchová mezera s izolačními podpěrami

• Obě vrstvy jsou připojeny k řídícímu a vyhodnocovacímu modulu

REZISTIVNÍ DOTYKOVÉ DISPLEJE

• Princip:

• Při dotyku se horní vrstva prohne

• V daném místě se vodivě spojí se spodní vrstvou

• Mezi vrstvami začne procházet proud

• Controller vypočítá na základě velikosti proudů polohu bodu dotyku

REZISTIVNÍ DOTYKOVÉ DISPLEJE

(NE)VÝHODY REZISTIVNÍCH DISPLEJŮ• Dotýkat se lze čímkoliv (jde jen o vyvinutý tlak na horní vrstvu)

• Velmi odolné → využívají se v průmyslových aplikacích

• Poměrně levné → nejčastější

• Lze vyrobit i multi-touch rezistivní displeje

• Propouští pouze 75% světla (kapacitní 90%)

• Založeno na vodivosti lidského těla (či jiného vodivého předmětu)

• Na povrchu je vodivá vrstva

• Při dotyku se vytvoří elektrostatické pole a část náboje se přenese do lidské ruky a tím se sníží náboj na kapacitní vrstvě

• Tento úbytek se změří v obvodech v rozích displeje

• Kontroler z relativních rozdílů náboje vypočítá, kde přesně došlo k dotyku

KAPACITNÍ DOTYKOVÉ DISPLEJE

VÝHODY A NEVÝHODY• Přenáší 90% světla z monitoru

• Vysoká mechanická odolnost

• Nízká náchylnost na poruchy kvůli zašpinění (prach aj.)

• Dotyk se musí uskutečnit pouze vodivým předmětem

• Vyzařuje elektrické pole do blízkého okolí, proto je možno umístit jej pod vrstvu skla, plexiskla apod.

• Jeho funkčnost zůstane zachována a zvýší se mechanická odolnost

PROJEKČNÍ KAPACITNÍ DISPLEJ

• Hustá síť infračervených paprsků

• Vsunutím předmětu se na určitém místě přeruší

• Takový systém lze vyrobit jako rám, který pak můžeme nasadit na libovolný monitor a přeměnit jej na dotykovou obrazovku

• Není nutné se dotýkat přímo podkladu

DOTYKOVÉ DISPLEJE S INFRAČERVENÝM ZÁŘENÍM

• Vůbec nejsofistikovanější

• V rozích pevné průhledné vrstvy nad displejem jsou umístěny vysílače a přijímače signálu

• Ten se šíří napříč po ploše displeje

• Vložením předmětu do vlnového pole se změní šíření vln a řídící jednotka tak vyhodnotí polohu vloženého předmětu

• Vlnění má frekvenci 5 MHz (není to tedy akustická vlna)

• Nevýhodou je vysoká citlivost na znečištění, protože i malá nečistota dokáže pohltit vlnění a na displeji tím vzniknou hluchá místa

DISPLEJ S POVRCHOVOU AKUSTICKOU VLNOU (SAW – SURFACE ACOUSTIC WAVE)

• Možný budoucí materiál pro výrobu dotykových displejů

• Pružné vodivé vrstvy displeje se vyrobí z CNT

UHLÍKOVÉ NANOTRUBICE

ZAJÍMAVOSTI APOD.• Bezpečnostní riziko: na displejích zůstávají otisky prstů, a tak např. zadávaná hesla a

PIN kódy je výrazně jednodušší odhalit

• Mohou přenášet patogeny (např. potenciálně smrtelného zlatého stafylokoka)

• Dotykové displeje velmi komplikují život nevidomým

ODKAZY• Využití PET folie potažené grafenem do dotykových displejů (výhoda: k výrobě není nutné

vzácné indium) video

• Místo klávesnice druhý displej s dotykovou vrstvou stránka

• Demonstrace multi-touch displeje video

• Hračka, jak svému notebooku přidat dotykový displej video