Kapacitív vs. rezisztív (4. rész) Más technológiák

Ez az utolsó része az érintőképernyőkről írt cikknek. A rezisztív és a kapcitív után nézzük még milyen módokon lehet érintést érzékelni. Ezek elég szűk körben elterjedt technológiák, általában nem is tudjuk, hogy léteznek ilyenek. Nem véletlen, mivel egyik sem annyira jó módszer, hogy mindennapi felhasználásra tömegesen gyártani kezdjen bárki is ilyen eszközöket.

Felületi akusztikus hullámpanelek (SAW - Surface Acoustic Wave)

Működése meglehetősen egyszerű, a legelső érintőképernyők így működtek még valamikor a 70-es években. Függőlegesen és vízszintesen piezoeletromosan gerjesztett egymástól eltérő frekvenciájú ultrahang-hullámokat küldenek állandóan x-y iránban, olyanokat, amelyek amplitúdója "kilóg" a külső üvegről. A másik két egymásra merőleges oldalon ezt hullámdetektorok érzékelik, és így beazonosítható az érintés helye. Ha a felénk eső üveglapot megérintjük akkor a hanghullámok amplitúdója megváltozik, hiszen akadályt hoztunk létre a hullámok terjedésében. Ez azért is jó megoldás, mivel 100% átlátszóságot biztosít, semmilyen külső burkolat vagy fólia nem szükséges a működéséhez. Csakhogy... Csakhogy túlzottan érzékeny a rendszer bármilyen külső behatásra, akár még a szálló por is eredményezhet olyan mértékű amplitúdóváltozást, hogy azt a feldolgozóegység érintésnek vélje. Ráadásul nagyon nehéz hangszigeteltté tenni, ami fontos, mert a hanghullámok is okozhatnak interferenciát. Ma már nagyon kevés helyen használnak ilyet, többnyire a nagyméretű kijelzőknél, ahol lehet úgy kalibrálni, hogy csak "nagy" felületű érintést érzékeljen

Infravörös (IR) optikai érzékelés

Néhány éve még úgy gondolták, hogy ez lesz a jövő. Nagyon egyszerű a működése: Itt infravörös tartományú fénysugárzó LED-ek és fotoszenzorok állnak egymással szemben szép sorjában rengetegen, amelyek számunkra láthatatlan függőleges-vízszintes hálót alkotnak az infravörös fénysugárból. Az érintés eseménye akkor regisztrált, amikor valamelyik X-Y fotoszenzor-páros együttesen nem kap fényt. Remek megoldás ez, mivel reakcióideje mindennél gyorsabb (fénysebesség ugye), nincs szükség előlapra, tehát 100% átlátszóságú. Viszont 2 súlyos probléma van vele: ha megfelelő érzékenységet akarunk, akkor nagyon sok jeladó-érzékelő párosra van szükség, és így már jóval drágább megoldás, mint bármelyik másik. Ezen kívül a napfény infravörös sugarai bezavarhatnak, napfényben tehát nem használható. Az egyetlen ezidáig megjelent IR érzékelős telefon a Neonode N2 hatalmas bukás volt, bár állítólag a gyártó még csiszolgat rajta és újra kiadja.

Megnyúlás érzékelés
Még fejlesztés alatt álló, ám óriási előnyökkel kecsegtető megoldás! Állandó, automatikus (külső hőmérséklet) kalibráció után egy vékony rugalmas üveglapba ágyazott nagyon kis átmérőjű, szemmel láthatatlan huzalháló szálainak megnyúlását mérik. A rendszer rendkívül érzékeny, pontos és gyors, a multi-touch egyszerűen modellezhető, sőt tud olyasmit is amire a többi multi-touch technológia őskorában még gondolni sem mertek: nem csak x-y koordinátákat állapíthatunk meg, vagy az érintés időtartamát regisztrálhatjuk, hanem x-y-z térbeli pontokat, azaz, mérhetjük a nyomás erősségét is! Térbeli érzékelés - ma még fel sem fogjuk mire lenne használható, de nagyon ígéretesen hangzik..

Kapacitív vs. rezisztív (2. rész) A rezisztív érintőpanel

Ezzel az ábrával nagyon könnyen megérthető a rezisztív panel működése. Nézzük hát belülről kifelé haladva a felépítését (tehát a kijelzőtől az ujjunk felé). Legalul egy elmozdulástól mentes, átlátszó réteg található, ez általában egy nagyon vékony üveglap, vagy műanyag (valamilyen akrilát). Ennek felületére viszik fel az alsó vezető réteget, aminek felülete indium-ónoxidból készül, angolul indium-tin-oxid, vagyis ITO. Ezután egy elektronikailag semleges réteg következik, egy légrés.Végül legfelül található az a hajlékony, és mechanikailag ellenálló fólia, amit az ujjunkkal nyomkodunk. Alsó oldalán ennek is egy ITO felület található. Hogyan is néz ki ez az egész működés közben? Amikor az ujjunkkal, vagy bármilyen eszközzel megnyomjuk a fóliát, akkor a két ITO réteg egymással érintkeznek, és ellenállás változás történik. (Mivel ez csak egy nagyon leegyszerűsített ábra, így ez alapján csak a megnyomás tényét ismerhetné fel a vezérlőegység, de a helyét nem. Természetesen ennél jóval bonyolultabb az eljárás, mivel 4, sőt akár 8 ITO réteg is lehet elhelyezve egymásra merőlegesen, így XYZ koordinátákat is tudunk érzékelni.). Itt jön képbe a légrés második szerepe, ugyanis a levegőréteg feladata, hogy a külső fóliát eredeti helyzetébe "visszanyomja".

A működése ennyi, tehát viszonylag egyszerű. Nézzünk most néhány jellemzőt erről a paneltípusról. Már többször is említettem, hogy a nyomás kifejtésére gyakorlatilag bármi használható, és kezdetben pontosan ez volt az, ami miatt a rendszer sérülékeny volt. Nem tudtak olyan fóliát gyártani, ami kellően vékony, rugalmas, de mégis ellenálló lett volna a mechanikai hatásokkal szemben. Ma már szerencsére fejlődött annyit a technológia, hogy az új eszközökben rendeltetésszerű használat esetén az érintőfólia élettartama eléri, vagy akár meghaladja a készülék többi részének időtartamát. Mindamellett hőhatásra még így is érzékeny lehet, így a tűző napfény károsíthatja, megnyújthatja.

Sajnos legnagyobb hátrányuk ezeknek az eszközöknek a korlátozott fényáteresztő képesség. Az elméleti határ a gyártók szerint 90%, de az általánosan elterjedt eszközök 85% alatti fényáteresztő képességgel rendelkeznek, és még a legjobbak is csak 88%-ot érnek el. Ez két ok miatt van így: egyrészt a külső fólia vesz el sokat az áteresztő képességből, másrészt pedig a vezető réteg. Azért lett ez indium-ónoxid "ötvözet", mert a fejlesztők hosszú kísérletek során rájöttek, hogy ez az egyetlen olyan anyag, ami kellően vékony rétegben felvihető, elektromosan kiváló vezető, de mindemellett átlátszó is. Az eszköz egyébként átlagosan kb.0,3mm vastagságú (egészen pontosan 0,012 inch az elfogadott érték)

A rezisztív panelek nem túlzottan érzékenyek a vízre, párára, vagy külső szennyeződésekre, és az elektromos behatásokra sem. Persze ilyen esetekben reakcióidejük lelassulhat, de működőképesek maradnak. Annál inkább kerülni kell viszont a szerves oldószereket, és a túlzott hőhatásokat, mert ezek a fólia megnyúlását okozhatják, és ilyenkor jobb esetben újrakalibrálásra van szükség, rosszabb esetben viszont véglegesen tönkretehetjük. Egyébként a gyártók ma már 250 millió érintést garantálnak hibamentesen (természetesen rendeltetésszerű használattal)

Még néhány szó az energiaigényéről, hisz a mobiloknál a fogyasztás fontos tényező. A rezisztív panelek készenléti állapotban elenyésző, 20 uA-nél kisebb fogyasztásúak, és működés közben sem terhelik túlzottan az akkumulátort. Mindez jól hangzik, mégsem nyerünk vele semmit, mivel a gyenge fényáteresztő képesség miatt erősebb fényerőt, és nagyobb kontrasztot igényelnek az alatta lévő kijelzőtől.
A techológia legnagyobb előnye, hogy jóval olcsóbban előállítható, mint a kapacitív panel, aminek működéséről legközelebb írok.

Kapacitív vs. rezisztív (1. rész) Mindent elhiszel amit állítanak róluk?

A közelmúltban kerestem valamit a neten az iPhone érintőképernyőjéről, és egészen elképesztő volt látni, hogy magyar nyelven mennyire idejétmúlt, hiányos és ráadásul még hamis információkat is lehet találni ebben a témakörben. Sajnos még a közismert és elismert, számítástechnikával vagy mobiltelefonokkal foglalkozó portálokra is igaz ez az állítás. Úgy gondoltam, írok egy összefoglalót az érintés-technológiáról, legalább lesz egy hely a neten ahol összegyűjtve megvan minden. A téma amúgy is közel áll hozzám, a főiskola alatt az érintőképernyőkről írtam egy vizsgamunkát automatizálás tárgyból, így csak elő kellett venni és aktualizálni. Kicsit hosszúra sikerült, így több darabra szedtem. Első körben az lesz a legjobb, ha a techsiteokon elterjedt nézeteket és állításokat próbálom helyrerakni, vagy ha úgy alakul, akkor cáfolni.

De mit is jelent a kapacitív és rezisztív kifejezés? Mi a különbség?A rezisztív azt jelenti, hogy a képernyőt ahol megnyomjuk, ott ellenállás-változás történik, és ebből tudja a vezérlő, hogy hol nyomtuk meg. (Kulcsszó a nyomtuk).A kapacitív azt jelenti, hogy ahol megérintjük a képernyőt, ott az ujjunk és a képernyő felülete között töltéskülönbség keletkezik, és ebből számolja a vezérlőegység az érintés helyét (kulcsszó a megérintjük)

Mindenekelőtt leszögezném -és ez bántja legjobban a szemem-, hogy "érintőkijelző" nincs! Hihetetlen, hogy még az egyik legolvasottabb mobiltesztelő magazin is következetesen "érintőkijelzőt" szokott írni. A kijelző lehet LCD, TFT, AMOLED, stb, de az érintésérzékeny panelek ezektől függetlenek, ezek ugyanis (általában) teljesen különálló elektronikai egységek. Az érintésérzékeny felületek általában a kijelző előtt találhatók, így tehát hívhatjuk érintőképernyőnek, érintőpaneles kijelzőnek, vagy ha nagyon körmondatokban akarunk fogalmazni, akkor érintő-érzékeléssel ellátott kijelzőnek.
Na ez után a bevezető után lássuk mit állítanak róluk!



1. Csak a kapacitív kijelzők képesek többujjas érzékelésre (multi-touch).
Ezt előszeretettel hangoztatják a mobilos oldalak, pedig az igazság az, hogy a rezisztív és a kapacitív technika is képes a multi-touchra. Az már más kérdés, hogy csak az utóbbinál terjedt el, de ennek történeti okai vannak. Kezdetben a rezisztív panelek voltak az elterjedtebbek, és amikor a gyártók felmérték az emberek igényeit, azt a következtetést vonták le, hogy nincs igény 1 pontnál több érintésre (persze mint kiderült, tévedtek). A rezisztív technológia fejlesztése lelassult, míg a kapacitívé felgyorsult, hogy behozhassák a hátrányt. Ezután megjelent az iPhone, multi-touchal és kapacitív képernyővel, és máris megszületett a mese: kapacitív=multi-touch. Hogy ez mennyire nem így van, lássunk két videót:

 

2. Írópálca (stylus) csak a rezisztív képernyőn használható.

Ez így nem igaz. Az természetesen igaz, hogy a rezisztív paneleket bármivel használhatjuk, legyen az a körmünk, ujjunk, vagy egy gyufaszál, viszont a kapcitív rendszerekhez is készítenek írópálcát. Ami szükséges hozzá, hogy a pálcában legyen valamilyen egység ami képes "kommunikálni" a panellel. Így ezek az eszközök jóval drágábbak, ráadásul minden gyártó másféle kapacitív technológiát használ, így a pálcák sem kompatibilisek egymással. Itt balra az Asus ceruzája látható.

3. Kesztyűben nem használható a kapacitív panel
Ha egy hétköznapi kesztyűre gondolunk, akkor ez az állítás sajnos igaz. A kapacitív technológiának szüksége van arra, hogy a bőrfelületünkkel érintkezzen. Viszont elég kellemetlen, hogy egy csúcskategóriás telefont csak akkor tudunk használni, ha előtte lerángatjuk a kesztyűnket. Erre szerencsére rájöttek a fejlesztők is, és piacra dobtak olyan különleges festékkel bevont ujjú kesztyűket, mellyel működik az érintőképernyő. Kicsit drágák ugyan, de azért van akinek megéri. Például itt van ez: http://mobilarena.hu/teszt/imitten_kapacitiv_kesztyu_bemutato/imitten_kapacitiv_kesztyu.html

4. A rezisztív kijelzők rosszabbul olvashatók
Ez bizony igaz, mégpedig két okból is. Egyrészt ma már rezisztív technológiát csak az olcsóbb eszközökben használnak, és itt az alacsony árért beáldozzák a képminőséget. Azonban nem csak ez az egyetlen ok, és nem is a leglényegesebb. A rezisztív panelek ugyanis gyengébb fényáteresztő képességgel rendelkeznek (max 90%), mint kapacitív társaik (98-99%), tehát elmosódottabb, és életlenebb képet kapunk.

Ennyit mára, legközelebb a rezisztív panelek részletes felépítéséről lesz szó.