Тачскрин что это такое на телефоне?

Что такое тачскрин на телефоне или смартфоне

При обсуждении мобильных телефонов, смартфонов или планшетов можно услышать такое слово как тачскрин. Из контекста можно понять, что тачскрин как-то связан с экраном устройства, но что это за деталь и какие функции она выполняет знают далеко не все. В данной статье мы расскажем, что такое тачскрин на телефоне или смартфоне, для чего он нужен и как работает.

Что такое тачскрин

Тачскрин или сенсорный экран – это устройство, которое позволяет вводить в компьютер информацию касаясь его экрана с помощью специального пера (стилуса) или просто с помощью пальцев. Данная технология позволяет отказаться от использования дополнительных аппаратных кнопок, что повышает удобство работы и может снизить стоимость всего устройства.

Данный способ ввода информации был изобретен в США в 70-х годах прошлого столетия. Первым компьютером с тачскрином стала появившаяся в 1972 году система PLATO IV. Тот тачскрин работал на основе сетки инфракрасных лучей. Примерно в то же время Сэмюэлем Херстом был разработан первый сенсорный экран, работающий на основе резистивной технологии. А в 1982-году появился первый телевизор с резистивным сенсорным экраном.

Технология изготовления сенсорных экранов развивалась и в начале нулевых годов она начала активно использоваться в производстве мобильных устройств. Сначала появились карманные компьютеры с тачскрином, а потом, телефоны, смартфоны и планшеты. Применение тачскрина позволило значительно расширить возможности мобильных устройств, что стало толчком к значительному росту этой отрасли.

Сейчас тачскрин используется повсеместно, его встраивают в телефоны, смартфоны, планшеты, ноутбуки, моноблоки, мониторы. Также сенсорные экраны активно применяются в автомобильной, медицинской, промышленной и бытовой технике. Фактически, любое устройство, требующее ввода информации, может быть оснащено таким экраном.

Как устроен тачскрин

Существует несколько технологий производства сенсорных экранов, которые основаны на совершенно разных принципах. Одним из наиболее старых и распространенных вариантов является резистивная технология.

Резистивный сенсорный экран состоит из мягкой пластиковой поверхности и стеклянной панели, на которые нанесено специальное резистивное покрытие. При нажатии на экран верхняя мягкая поверхности касается стеклянной панели и электрическая цепь замыкается. Этот контакт позволяет измерить сопротивление и определить точку, в которой две поверхности были соединены.

Принцип работы резистивного сенсорного экрана.

В прошлом резистивные экраны были основной технологией производства тачскринов. В частности, их применяли и в мобильных устройствах (КПК, телефоны и смартфоны). Но, из-за низкой надежности и плохого пропускания света сейчас они все больше вытесняются емкостными сенсорными экранами.

Емкостный сенсорный экран основан на том, что при касании экрана пальцем происходит утечка тока. Данную утечку можно измерить и определить точку, где эта утечка произошла. Конструкция емкостного тачскрина состоит из стеклянной панели, которая покрыта специальным резистивным слоем. По углам экрана прикреплены электроды, они подают на экран небольшое напряжение. В момент касания экрана появляется утечка тока, которая фиксируется во всех четырех углах стеклянной панели. Полученная информация передается в контроллер, который определяет координаты утечки.

Принцип работы емкостного сенсорного экрана.

За счет более простой конструкции ёмкостные тачскрины намного надежней. Они могут выдерживать до 200 млн нажатий (против 35 млн. у резистивных моделей), чего более чем достаточно для любого устройства. Также емкостный тачскрин позволяет обеспечить более качественное изображение, что особенно актуально для телефонов и смартфонов, которые часто используются для фотографирования и просмотра снимков.

Благодаря этим преимуществам емкостная технология сейчас преобладает. 100% всех мобильных устройств используют емкостную технологию тачскрина. В мониторах, ноутбуках и моноблоках также используется преимущественно емкостный тачскрин. На данный момент, резистивные экраны можно встретить только в медицинском и промышленном оборудовании, а также в терминалах самообслуживания.

Тачскрин и его поломки

Как уже было сказано, емкостный тачскрин, который применяется в телефонах и смартфонах, достаточно надежен. Поэтому при правильной эксплуатации он прослужит столько, сколько нужно. Но, из-за того, что он построен на основе стеклянной панели, он достаточно уязвим перед ударами. Даже небольшой удар может вызвать появление трещины, которая выведет сенсорный экран из строя.

Тачскрин от телефона Samsung.

В такой ситуации поможет только замена тачскрина. В старых моделях телефонов данную деталь можно было поменять оставив старый экран. Это позволяло сделать замену достаточно простой и не затратной. Но, сейчас тачскрин чаще всего является частью самого экрана и отдельно заменить его невозможно, что значительно удорожает ремонт.

Чтобы избежать подобных расходов можно заблаговременно защитить свой телефон. Для этого поверх тачскрина нужно наклеить защитное стекло. Такое стекло никак не ухудшает работу сенсорной панели, но может спасти ее в случае падения устройства.

Тачскрин что это такое на телефоне

Здравствуйте! Эта статья о специальных устройствах, которые позволяют быстро и удобно пользоваться телефонами одним нажатием пальца. Тачскрин что это такое на телефоне? Вы узнаете, какие функции они выполняют, какие бывают виды таких экранов, и как на них работать. А также об их проверке и ремонте.

1. Что это
2. Резистивные
3. Плюсы
4. Минусы
5. Проекционно-ёмкостные
6. На этом все

Что это

Эта техника предназначена для ввода информации, она выглядит многоуровневой материей, с нанесённым на неё слоем прозрачного резистивного слоя.

В углах расположены электроды, которые подают на проводящий слой низковольтное переменное напряжение. Будьте осторожны в обращении со своим дисплеем на мобильном телефоне, потому что его поломка приведёт к тому, что Вы не сможете защитить свою спрятанную от посторонних глаз личную информацию!

Представьте, что будет, если на нём появится трещина и придётся остаться без него на очень продолжительное время? А если поломка вывела его из строя, то Вы рисуете потерять навсегда номера телефонов поклонника и адрес почты из той самой компании мечты, которую прячете под паролем, а сам телефон ставите на блокировку экрана даже дома.

Резистивные

Резистивными сенсорные панели называют из-за действия резистивного тока, с помощью которого и обрабатывается сигнал, посланный электрическим импульсом нашего тела.

Такая панель постоянно находится под напряжением резистентного тока мощностью 5 мгц. Это совершенно безопасно для Вашей жизни и здоровья. Вы не будете чувствовать этого напряжения вообще.

На том или ином типах экранов есть специальное защитное стекло. С ним нужно быть очень осторожным — при повреждении его сенсорная панель может плохо функционировать и даже выйти из строя.

Сначала на сенсорном дисплее возникнут «мёртвые пятна» по нижней полосе или по краям. Затем будет «сглаживание» — перелистывание. Это когда Вы не можете выбрать нужную функцию, чтобы она появилась на экране.

Плюсы

Резистивные сенсорные дисплеи выполнены по более простым технологиям и не так дороги в производстве. В целом они имеют хорошую мощность и скорость.

Можно нажимать на такую панель как пальцем, так и любым предметом. Главное, чтобы он не был острым и тяжёлым. Имеет хорошую светопроводимость.

Влагостойкий — тяжёлое стекло резистивной сенсорной панели не пропускает влаги и влажности. Достаточно прочный. Нужно приложить не малые усилия, чтобы специально его повредить.

При необходимости можно приобрести к такому тачскрину специальный «стилус» для удобной работы. Не подвергать избыточной влажности и образованию конденсата-испарения влаги.

Не оставлять на сильном морозе и не подвергать воздействию высоких температур, не носите в сауну и не оставляйте на открытых солнечных лучах.

Минусы

Минусы сенсорных панелей (тачскринов) резистивного типа в том, что удобные для Вас касания его заколками и ногтями, вилками и ножами-что под руку попадётся, наносят механические повреждения и приведут к поломке или вовсе к отказу устройства.

Вы не сможете самостоятельно выявить причину и сделать ремонт, или купить другое такое устройство и поставить на место утраченного. Хотя в интернете много инструкций по его замене.

Если Вы никогда не занимались ремонтом и установкой тачскринов, то купите неподходящую Вам модель и пытаясь отделить старое, можете повредить сам телефон и потратить время зря.

В то время как мастер сразу найдёт причину и назовёт точное время окончания ремонта. С резистивной моделью тачскринов мы познакомились, и поняли из чего она состоит.

Проекционно-ёмкостные

Суть технологии таких устройств в том, что они прочнее и ярче. Могут поддерживать функцию «мультитач»: это такая функция сенсорных панелей, при которой мы можем отдавать сигналы не одним пальцем, а всеми 10-ю, и будет принят не один сигнал, как раньше, а несколько сразу.

Такие дисплеи устанавливают на очень дорогие модели. Сложны в производстве, но очень долговечны. В основу действия таких устройств положена выработка конденсата.

Чтобы команды принимались лучше и точнее, такой экран имеет больше электродов и более «чувствительные»датчики. Самсунг впервые смогли добиться более прозрачных частиц, чем их коллеги.

Выдерживает около 200 тысяч нажиманий. Действие таких устройств таково, что в отличие от резистивного, где площадь сигнала проявляется точкой, то на проектно-емкостном тачскрине электроды образуют более широкое поле действия.

Удивительно то, что по характеристикам ёмкостного типа, определяется как многослойная деталь, которая лучше отражает свет и потому имеет лучшее разрешение и яркие цвета, но по словам разработчиков Самсунга Линова Ёга — «К ним применены все технологии по достижению максимальной прозрачности».

Также говорится о высоком сроке службы таких устройств — 5-6 лет. На проекционно-ёмкостные устройства губительны воздействия различными острыми предметами.

По отзывам пользователей, такие устройства выдерживают огромное множество ежесекундных касаний и при этом не вышла из строя ни одна функция!

Не допускайте воздействия на них низких температур — это ухудшает работу таких устройств и может стать причиной выхода из строя.

Нет смысла использовать стилус и специальные перчатки. Устройство реагирует исключительно на электрические импульсы человеческого тела.

По опыту «общения» с этим устройством отмечаешь высокую прочность, невероятно высокое разрешение экрана, отлично передаёт цвета.

В отличие от дешёвых моделей не имеет мёртвых зон после повреждений и воздействия высоких температур у плиты.

Недостатки — греется. В целом прекрасно. На рынке этих резистивных тачскринов выбор очень большой. Благодаря простоте и тому, что замена стоит не таких денег, как дорогие модели. Когда можно заплатить и 15 и 24 тысячи за смену и постановку нового тачскрина.

Но недостаток резистивных тачскринов в том, что лёгкость технологии в основе изготовления привела к тому, что люди стали настраивать и разбирать эти тачскрины своими руками.

Слышали о настройке «калибровки» таких механизмов? Рассмотрим процесс. Нужно зайти в функцию настройки и выбрать «стать разработчиком». В некоторых моделях сразу можно выбрать настройки яркости и иные параметры.

Нажмите «я разработчик». На экран выйдут самые разнообразные данные. Но будьте внимательны, потому что можно изменить те или иные параметры, а потом не иметь возможности вернуть все настройки обратно.

Продолжаем обсуждение разных производителей! Сенсорные панели компании «Эпл» имеют высококачественные панельно-ёмкостные устройства. Но минус здесь в том, что трудно достать замену сенсорной панели. И конечно — дорого.

«Линейки» мобильных телефонов Галакси радуют не дорогими моделями с отличным соотношением цены и качества. Редко сдаются в ремонт.

Однако не только цена должна влиять на Ваш выбор сенсорной панели! На очень дешёвых моделях Вы увидите, что при воздействии прямых солнечных лучей такое стекло выглядит полностью прозрачным, а на работающем телефоне Вы увидите сетку внутри.

Это указывает на очень тонкое по толщине стекло-защиту сенсорной панели. Однако, если телефон будет эксплуатироваться в щадящем режиме, когда Вы не прораб на стройке или рабочий на производстве. Достаточно и простого стекла.

Вернёмся к настройкам и эксплуатации! Если устройство подверглось механическим повреждениям, то есть если произошло зависание, но панель всё же работает. Войдите в настройке и очистите Кэш. Удалив лишние приложения, улучшите работу телефона и производительности сенсорной панели.

Если после удара телефон завис совсем, придётся вытащить из него аккумулятор. Сходите в салон сотовой связи или в ремонт. Немного подождите и поставьте аккумулятор обратно. Через 2 минуты.

Теперь телефон и повреждённая сенсорная панель должны хорошо реагировать. Теперь о самом защитном стекле. Как Вы теперь узнали, толщина защитного стекла может доходить до 0,99 мм.

Но вот в чём нужно разобраться, оригинальная это часть или нет. Главный показатель, это то, что оригинальное защитное стекло при появлении трещины продолжит работать, а не оригинальное выйдет из строя.

Купить другое и поставить на место испорченного, — не беда. Но вот подобрать нужный для Вашего устройства нелегко. Потому что в продаже встречаются китайские (фабричные) и оригинальные — А класса. Необходимо ставить оригинальные А класса. Они дороже, но ходить будут «до победного», долго.

Китайский (фабричный тип) идёт не для каждого телефона. Много фирменных особенностей «анатомической» формы Вашего мобильного телефона и его размеров.

Образцы китайской фабрики имеют тонкий слой защитного стекла. С трудом примеряются к лицевой панели любого телефона. Его сложно установить из-за неровных краёв. Он боится конденсата и помещений с высокими температурами. Легко загрязняются. От трещины могут перестать функционировать, просто требуют много внимания.

Есть обыкновенные телефоны и их сенсорные панели. Но здесь не всегда попадётся качественный вариант. Такой экран и быстро теряет качество. Размеры подобрать трудно. Сначала обратитесь к продавцу салона связи. Хорошо здесь одно, — можно сменить надоевший на новый. Дорого и хлопотно. Зато часто!

На этом все

Вот и все о данном вопросе. Такой материал о сенсорном способе ввода информации у нас получился. Пишите в комментариях какие у вас экраны на телефоне, что в них особенного. Подписывайтесь на наш блог и следите за нашими обновлениями.

Тачскрин что это

Разд е л: Новичкам Дата: 15.07.2019 Автор: Александр Мойсеенко . Комментариев: 0

Последнее обновление: 27/08/2020

Ежегодно в продаже появляется всё больше портативной, настольной и встраиваемой техники с сенсорным управлением. За работу кнопок или же экранов отвечает тачскрин, что считывает нажатие пользователя и выполняет соответствующее действие. В статье мы подробно расскажем о разновидностях тачскринов, а так же принципе работы.

Что такое тачскрин

Тачкрин – транслитерация английского словосочетания Touch Screen, что переводится – сенсорный экран.Тачскрины повсеместно используются в смартфонах и планшетах, умных часах и браслетах, считывающих терминалах и коммуникаторах. Ещё сенсорные экраны используются в автомобилях и различной бытовой технике.

Использование тасчкринов обусловлено возможностью одновременного выполнения двух действий – отображать информацию и работать в качестве кнопки либо полноценного устройства ввода данных. Благодаря этому удается рациональнее использовать выделенное пространство. Например, сенсорные кнопки могут заменить функции дополнительного дисплея. Другой пример – сенсорный экран способен работать в качестве клавиатуры для ввода данных в условиях ограниченного пространства – в автомобилях или терминалах.

Последние несколько лет в продаже появляются крупногабаритная техника – ноутбуки и мониторы. Такие устройства обеспечивают дополнительное удобство при работе для художников, операторов на производстве и т.д.

Виды тачскринов

Существуют два типа сенсорных экранов:

1. Резистивные.
2. Емкостные.

Сенсорные экраны резистивного типа реагируют на нажатия пальца, стилуса и других предметов. Доступен ввод информации при использовании обычных перчаток. При этом для ввода информации требуется предложить определенное усилие. Часто избыток нажатия приводит к повреждению поверхности ввода и образованию царапин, а иногда и к выходу самого дисплея из строя.

Тачскрин емкостного типа реагирует только на нажатие пальца, а так же других предметов способных имитировать касание пальца человека: стилусы, перчатки и т.д. Поэтому стоимость аксессуаров способных работать с такими тачскринами заметно выше. За то процесс ввода данных гораздо проще, достаточно легкого касания. Реакция и отзывчивость кратно выше в сравнении с резистивным типом, что обеспечивает комфортные условия навигации в меню или играх.

Как работает тачскрин

Тачскрин, будь это резистивный или емкостной тип, представляет собой прозрачную панель из стекла или пластика поверх экрана. В емкостных экранах с внутренней стороны устанавливается прозрачная пленка из резистивного материала. А в каждом углу по одному электроду, что проводят низковольтное напряжение переменного типа. В момент, когда палец касается к поверхности, происходит утечка напряжения, что улавливает контроллер и дает понять электронике, в какой точке произошло касание.

Резистивные экраны устроены несколько иначе. Вместо тонкой пленки используется гибкая мембрана, что при надавливании соприкасается. Контроллер так же улавливает изменение сопротивления, после чего передает информацию о координатах прикосновения остальной электронике.

Так как тачскрины не способны передавать тактильные ощущения, в качестве альтернативы часто используется вибромотор. При каждом нажатии срабатывает легкая вибрация, что позволяет легко понимать, когда происходит ввод данных.

В современных устройствах и бытовой технике резистивные тачскрины используются редко. Обычно такое исполнение встречается в терминалах для считывания данных, некоторых микроволновых печах и прочей технике бытового/не бытового назначения. Поскольку такое исполнение отличается высокой толщиной и низкой отзывчивостью. Тогда как емкостные варианты лишены таких недостатков и с успехом пользуются в нетбуках, смартфонах, планшетах и т.д.

Стоит так же отметить, что с целью уменьшения общей толщены тачскрина и экрана, производители стали совмещать обе детали в одну конструкцию. Если раньше разбитый тачскрин без труда заменялся аналогом отдельно. То после совмещения отделить тачскрин от рабочего дисплея сложно и при наличии соответствующего оборудования. Экран легко трескается, поэтому целесообразней менять модуль целиком.

Вывод

Тачскрин заметно упрощает ввод информации на некоторых устройствах. Коснутся пальцем куда проще и быстрее, чем вводить курсором мыши или искать нужные клавиши на клавиатуры. Так же такое исполнение способствует экономии пространства в определенных устройствах. При этом технология производства остается затратной в денежном плане, что сдерживает массовый выпуск сенсорных ноутбуков и мониторов.

А какие у вас мысли по поводу тачскринов? Предпочитаете классический ввод информации при помощи мышки и клавиатуры или же сенсорный тип? Оставляйте свои предпочтения в комментариях под статьей.

Как работает сенсорный экран в телефоне – что это такое и чем отличается от дисплея

Для управления современными гаджетами уже нет необходимости нажимать на кнопки, достаточно просто коснуться экрана. Это стало возможным благодаря тачскрину (в среде специалистов называюты просто «тач» или «тач панель»), который стал неотъемлемой частью смартфонов и планшетов, в том числе Айфонов и Айпадов. Не удивительно, что из-за частого использования он нередко выходит из строя и становится головной болью для владельца аппарата. Если понимать, что из себя представляет этот компонент и по каким принципам работает, то можно быстро обнаружить неисправность и избежать неловких ситуаций при обращении в сервисный центр.

Что такое тачскрин

Этот термин образовался от двух английских слов — touch и screen, что буквально переводится как «сенсорный экран». История его появления продолжительная и происходила в несколько этапов. Первый в мире управляемый пальцем дисплей придумал и описал в своих научных работах американец Е. А. Джонсон в 1965 году. Пятью годами позже Доктор Сэмюэль Херст в ходе экспериментов разработал резистивный сенсорный экран, а само физическое производство продукта началось лишь в 1973 году.

В настоящее время жители городов имеют дело с сенсорными панелями практически ежедневно: ими оборудованы не только смартфоны и планшеты, но и банкоматы, справочные терминалы и пункты приема платежей. Тачскрин соединяется с дисплеем и чутко реагирует на любые прикосновения. Его можно охарактеризовать как устройство ввода информации, которое служит для замены клавиатуры.

Важно знать, что тачскрин — это лишь часть общей конструкции, ответственная только за сенсор. Для передачи изображения используется дисплей, который представляется собой жидкокристаллическую матрицу. Единство этих двух элементов называется дисплейным модулем, который является практически главным компонентом любого высокотехнологичного устройства.

Принцип работы сенсорной панели

Принцип работы тачскрина прост — любые прикосновения к нему вызывают какую-либо функцию или влекут за собой определенные действия. Физические же особенности его работы напрямую зависят от вида сенсорной панели. Всего их семь, но самыми распространенными на сегодняшний день являются три из них.

Резистивный сенсорный экран

Самый дешевый в производстве, устойчивый к загрязнениям и перепадам температур. Состоит из стеклянной панели и пластиковой мембраны, между которыми располагаются изоляторы. Любое нажатие приводит к тому, что стекло продавливает микро-изолятор, а мембрана с панелью замыкаются. После этого специальный контроллер считывает изменения и преобразует их в координаты соприкосновения. Слабые стороны этой модели — низкий показатель светопропускания, недолгий срок службы и высокий риск повреждения при падении.

Емкостный экран

Более надежный и долговечный, но уязвим для непогоды, воды и загрязнений. В нем используется специальное сенсорное стекло, покрытое резистивным материалом. Через него проходит переменный ток, который подается расположенными по углам экрана электродами. То есть, при прикосновении к тачскрину происходит утечка тока, фиксирующаяся специальными датчиками. Они регистрируют на эти изменения и передают в контроллер.

Сенсор на поверхностно-акустических волнах

Один из самых сложно устроенных экранов. Особенность его работы в том, что в толще стекла происходят ультразвуковые колебания. При нажатии на тачскрин волны поглощаются и преобразуются в электрический сигнал, который потом передается контроллеру. Преимуществом данной технологии является долгий срок службы, равный не менее 45 миллионам касаний. Главный же недостаток — экран крайне чувствителен к загрязнениям и электромагнитным помехам.

В дополнение к этому можно выделить еще несколько разновидностей сенсорных панелей. К ним относятся:

• Проекционно-емкостные. На внутренней стороне таких экранов есть сетка электродов, при нажатии образующая конденсатор, емкость которого измеряют датчики электроники.
• Инфракрасные. По их краям располагаются светоизлучатели и приемники в ИК-диапазоне, при касании экрана часть света перекрывается и тем самым определяется место нажатия.
• Танзометрические. Базируются на простой фиксации деформации экрана, устойчивы к повреждениям и часто устанавливаются на улице.
• Индукционные. Внутри них есть катушка индуктивности и провода, при касании такого экрана специальным инструментом происходит изменение напряжение существующего магнитного поля.

Как проверить тачскрин

Сенсорная панель может некорректно работать как при физическом повреждении мобильного устройства, так из без видимых на то причин. На то, что проблема именно в сенсоре указывают следующие факторы:

• возникновение трещин на поверхности экрана;
• отсутствие реакции на прикосновения и нажатия;
• частичная реакция на касания: например, не работает только нижняя часть экрана;
• некорректное восприятие и обработка нажатий: например, прикосновение к одному участку, а отклик в противоположном.

Причин подобной неисправности может быть несколько:

1. Загрязнение дисплея. Если своевременно не протирать сенсор специальными средствами, то в ходе эксплуатации он обильно покрывается отпечатками пальцев и жирными следами, что может снизить его чувствительность.
2. Нарушение температурного режима. Слишком высокие или низкие температуры, как и их сильный перепад — частая причина неисправности тачскрина.
3. Повреждение шлейфа. Он может отслоиться от стекла при механических повреждениях, нарушив тем самым соединение последнего с сенсорным покрытием.
4. Попадание влаги. Если внутри гаджета оказалась жидкость, то может произойти окисление контактов. Иногда проблему можно решить с помощью фена.
5. Сбой программного обеспечения. В этом случае необходимо перепрошить аппарат, для этого потребуется USB-провод и само ПО.

Как самому заменить тачскрин на телефоне

Перед демонтажем сенсорного экрана следует выключить смартфон, вынуть аккумулятор и сим-карту. Важно запомнить последовательность разборки, чтобы потом суметь собрать аппарат обратно и не повредить внутренние элементы. В некоторых моделях может потребоваться полный разбор корпуса, что требует специальных знаний. Чтобы сделать замену сенсорного экрана на телефоне своими руками необходимо заранее подготовить специальное оборудование, а именно:

• новый сенсор;
• отвертка для мобильных телефонов;
• фен;
• пинцет;
• скальпель или лезвие;
• специальная лопатка или пластиковая карта;
• силиконовая присоска;
• эпоксидный клей b7000.

Сам процесс замены тачскрина выглядит следующим образом:

1. Снять заднюю крышку телефона;
2. Отверткой вывернуть все болты по периметру корпуса;
3. Аккуратно вставить лопатку между креплением корпуса и поддеть;
4. Феном прогреть клей, соединяющий сенсор с матрицей до температуры максимум 80 °С;
5. Прикрепить на дисплей присоску, что позволит отделить тачскрин от матрицы;
6. Нанести тонкий слой клея и установить новую сенсорную панель;
7. Аккуратно прижать ее и удалить остатки клея;
8. Собрать устройство в обратном порядке.

В чем разница между тачскрином и дисплеем

Дисплей — это та часть смартфона, на которую выводится изображение. Именно он является проводником визуальной информации и делает ее доступной для человеческого глаза. Тачскрин же представляет собой сенсорное стекло, главное предназначение которого — вызывать ту или иную функцию. То есть, он является лишь средством ввода информации, но никак не вывода.

Если телефон разбился и на нем появилась паутинка, но экран продолжает свою работу и можно отчетливо видеть картинку — то необходимо заменить только сенсор. Когда же аппарат искажает изображение и показывает кляксы, то придется менять дисплей, что является более затратной по времени и денежным средствам процедурой.

Как на самом деле работает сенсорный экран вашего смартфона?

Если вы интересовались тем, как работает сенсорный экран, то, скорее всего, натыкались на одну из этих статей «для радиолюбителей». Все они написаны, как под копирку и звучат примерно так: когда вы прикасаетесь пальцем к экрану, в определенной точке изменяется емкость условного конденсатора, которую и регистрируют специальные датчики.

Меня всегда удивляли такие объяснения. От того, что кто-то заменил слова «сенсорный экран» словами «емкость конденсатора», мне никогда не становилось легче. Неужели все эти «техноблогеры» в прошлом были электриками? Почему бы не объяснить такую интересную технологию простыми словами, чтобы все было понятно?

Затем я вижу новость, мол, Apple представила iPhone X с экраном 120 Гц, только это не частота обновления картинки (как на Galaxy S20), а частота какого-то опроса сенсора. Естественно, я иду в интернет за ответами и вижу однотипные объяснения: сенсор экрана iPhone X обрабатывает движение пальцев в 2 раза быстрее, то есть, считывание происходит не за 16, а за 8 миллисекунд!

Ага, вроде теперь все стало на свои места. Правда, не совсем понятно, какое еще считывание, что значит «обрабатывать движение пальцев в 2 раза быстрее» и почему процессор может обрабатывать миллиарды операций в секунду, но движение пальцев — только 60 или 120 раз в секунду?

В общем, эта статья будет другой. После ее прочтения у вас не останется неприятного «послевкусия» и вы действительно будете понимать, как все это работает и при чем здесь 120 Гц.

Принцип работы сенсорного экрана — настоящая драма на кончиках пальцев!

Итак, прежде всего, важно понять, что сам по себе экран смартфона совершенно бесчувственный. Чем бы и как бы мы ни прикасались к нему — никакой реакции не последует. Ведь это простой набор из нескольких миллионов крошечных цветных лампочек, которые смартфон использует для отображения картинки.

Чтобы получить какую-то реакцию на прикосновение, нужно где-то дополнительно разместить специальный «чувствительный слой». Но как он выглядит и как именно работает?

Давайте представим, что нам нужно сделать только одну небольшую точку на экране чувствительной к прикосновению. Для этого мы разместим над этой точкой две маленькие пластинки — оранжевую и синюю.

На одну пластинку мы будем подавать ток, то есть загонять туда большое количество электронов (отрицательно заряженных частичек):

Природа всегда стремится к равновесию, то есть, внутри пластинки или чего-угодно (например, наших пальцев) количество положительных и отрицательных зарядов должно быть примерно одинаковым.

Однако же на оранжевой пластинке произошел переизбыток электронов (отрицательно заряженных частичек), которые мы силой туда затолкнули, взяв их из батарейки смартфона. Они пытаются оттолкнуться друг от друга и присоединиться к положительно заряженным частичкам, но не могут.

Дело в том, что эти две пластинки мы предварительно изолировали друг от друга, чтобы свободные электроны не смогли просто перепрыгнуть на голубую пластинку, где их с нетерпением ожидают положительно заряженные частицы. Электрическое поле оранжевой пластинки продолжает отталкивать все «минусы» и притягивать «плюсы», которых уже достаточно много собралось на синей пластине.

Что же произойдет, если мы прикоснемся к этим пластинкам любым проводящим ток предметом, например, своим пальцем?

Электрическое поле оранжевой пластины моментально начнет действовать и на наш палец, частично «переключив внимание» с положительных зарядов синей области на положительные заряды внутри нашего пальца:

Ведь синяя пластинка уже под завязку набита положительно заряженными частицами и это «давление» слишком высоко, а на пальце никакого «давления» нет — там свободно себе «плавают» как положительные, так и отрицательные заряды. Естественно, все это приведет к тому, что положительно заряженных частиц на синей пластинке станет меньше, так как влияние оранжевой пластинки снизилось и переключилось на палец.

Вот, в принципе, и все! Нам лишь осталось измерить эти заряды на пластинке и мы сразу поймем, что возле них появился лишний предмет — кто-то прикоснулся к экрану.

Чтобы весь экран стал чувствительным, нужно полностью перекрыть его этими пластинками: вначале первый слой, на который мы будем подавать ток, затем второй изолирующий слой и после — третий, на котором будем замерять изменение заряда:

Несмотря на то, что все эти слои находятся прямо у вас перед глазами и перекрывают изображение, вы их не увидите, так как все они сделаны из полностью прозрачных материалов. Например, в качестве изоляции может использоваться стекло, а сеточки токопроводящих пластин делают из оксида индия-олова. В низкокачественных экранах эту сеточку увидеть, все же, вполне реально, если посмотреть на выключенный экран под углом на ярком солнце.

Что такое частота опроса сенсора. Или откуда в iPhone 120 Гц?

На картинке выше я схематически показал сеточки из токопроводящего материала, но, естественно, с размером я немножко промахнулся. Кроме того, я не рассказал об одной важной вещи. Все оранжевые пластинки соединены в линии (строки), а голубые — в столбики. То есть, в реальности все выглядит примерно так:

Зачем это делать? Понятное дело, что на экране сенсорный слой состоит не из 3 строк и 3 столбиков, а, например, из 80 строк и 40 столбиков, то есть, всего 3200 пересечений, на которых мы и анализируем электрическое поле. Представляете, какую нужно сделать схему, чтобы подключить каждый такой электрод к своему питанию, чтобы мы могли анализировать 3200 областей на экране?

Вместо этого мы просто подаем напряжение сразу на всю строку и на весь столбик. То есть, подключаем только строки и столбики, после чего наша схема выглядит примерно так:

Но теперь возникает просто колоссальная проблема! Мы включаем напряжение на первый слой, чтобы вокруг каждого пересечения создавалось электрическое поле и начинаем непрерывно отслеживать изменение электрического поля в каждом столбце. Еще раз напоминаю, все электроды (пластинки) соединены теперь в один столбик.

Когда мы касаемся какой-то определенной точки, система моментально фиксирует изменение напряжения не в конкретной точке, а в целом столбике (на картинке — это 7 столбец):

Получается, экран лишь понимает, что в длинной полоске произошло касание, но где именно — без понятия, ведь мы не анализируем каждое конкретное пересечение электродов, а подключаем все их столбцами и строками.

Можно ли как-то решить эту проблему? Да запросто! Давайте просто перестанем подавать напряжение на всю сетку (весь экран) и будем «заталкивать» свободные электроны только в первую строку из токопроводящих пластинок. В результате электрическое поле будет создано только вдоль одной единственной строки.

Теперь, когда «сработает» 7-й столбец, мы будем точно знать, что точка касания находится на пересечении первой строки и седьмого столбца. Почему так? Да потому, что во всех остальных строках вообще не было никакого электрического поля, мы же ток подавали только на первую строку.

Действительно, это решает проблему для первой строки. Но как быть с остальными? Точно так же! Подаем напряжение только на первую строку и замеряем все столбцы, отключаем ток на первой строке и подаем напряжение на вторую строку. Столбцы, при этом, замеряют изменение непрерывно. Таким образом, мы просто поочередно включаем каждую строку и проверяем столбцы. После того, как дойдем до последней строки, переходим снова к первой.

Конечно же, электроника строит «карту прикосновений», чтобы получить полную картинку, где были расположены пальцы на экране по всем строкам. Ведь, палец — это не тонкое перо, он всегда захватывает большую область, то есть, изменяет электрическое поле (и емкость) сразу в нескольких пересечениях. Поэтому, запоминаются значения напряжения для каждой строки.

Один такой цикл прохода от первой до последней строки — это 1 Гц. Если бы «частота опроса сенсора» равнялась одному герцу, управлять таким экраном было бы крайне тяжело, особенно это касается жестов (движения пальца по экрану) или мультитача (одновременного касания нескольких пальцев).

Для этого мы немножко ускоряемся и весь цикл от первой до последней строки проходит за 16 миллисекунд, то есть, за 1 секунду мы получим 60 проходов (поочередной подачи напряжения от первой до последней строки и считывании напряжения на столбцах).

Нужно ли пробегаться по всем строкам еще быстрее — вопрос интересный. К примеру, картинка на экране iPhone 11 меняется каждые 16 миллисекунд (то есть, частота обновления экрана составляет 60 Гц). При этом, сенсорный слой за это же время успевает пройтись построчно по всему экрану дважды. Зачем? Без понятия. Наверное, чтобы во время презентации (или в технических характеристиках) упомянуть о «120 герцах» и, тем самым, «невольно» ввести неподкованного пользователя в заблуждение.

Интересные моменты

Сенсорный слой (то есть, те самые сетки из токопроводящих пластин и изолятора между ними) раньше всегда находился с обратной стороны защитного стекла. То есть, пользователь прикасался к стеклу, на обратной стороне которого и создавалось электрическое поле. В бюджетных моделях примерно так все и осталось.

Затем производители стали думать, куда бы убрать сенсорный слой в своих флагманах, чтобы сократить толщину экрана и сделать его более прозрачным (а значит и ярким). Так появился Super AMOLED-экран от Samsung, который отличался от любого другого OLED-дисплея только расположением сенсорного слоя — внутри дисплейного модуля, а не на защитном стекле.

Дело в том, что любой экран представляет из себя «бутерброд» из нескольких слоев. В частности, для OLED-экрана это TFT-слой управляющих транзисторов, слой органических диодов, поляризационная пленка и пр. Так вот, «сенсорный слой» на Super AMOLED находится внутри «бутерброда», сразу под поляризационной пленкой.

Apple также размещает в некоторых iPhone этот слой внутри дисплея. Если мне не изменяет память — сразу над цветными фильтрами их IPS-экранов.

Как вы уже поняли, сенсорный экран реагирует на любой предмет, способный проводить электричество: от тонкого металлического провода до капельки воды. Если какой-то предмет не проводит ток, он не вступит во взаимодействие с электрическим полем сенсорного слоя.

Вода является одним из главных врагов сенсорных экранов, так как, будучи прекрасным проводником электричества, вносит очень много «шума» в сигнал. И смартфону становится тяжело точно отличить «прикосновения» воды от реальных касаний. Сравните, насколько похожи эти сигналы:

Когда мы прикасаемся пальцем к экрану, меняется напряжение сразу во многих точках, причем, в самом центре касания, где контакт максимален — сильнее, чуть дальше — слабее. Это можно изобразить схематически примерно так:

То есть, смартфон не просто «чувствует» касание, но и «видит» форму этого касания. Соответственно, он пытается реагировать только на тот предмет, который оставляет характерный «след» от пальца. Из-за этого сенсорные экраны и не реагируют на некоторые токопроводящие предметы, например, стилусы с очень тонким наконечником.

К слову, перо S Pen на смартфонах Galaxy Note вообще не имеет никакого отношения к сенсорному слою и электрическому полю, там используется радиосвязь, о чем я подробно рассказывал в этой статье.

Алексей, глав. редактор Deep-Review