Инновационные технологии

Любой экран, как бы ни был хорош, имеет недостатки. Это обстоятельство является стимулом для создания новых технологий. Большинство разработок применяются пока весьма ограниченно. В настоящее время, например, внедряется технология использования дисперсионных волн (Dispersive Signal Technology, DST). Суть ее такова. Палец или стилус, касающийся подложки экрана, инициирует объемные изгибные акустические колебания. В углах подложки находятся пьезоэлектрические преобразователи, трансформирующие энергию вибрации в электрические сигналы. По разности фаз приходящих из углов колебаний микроконтроллер определяет положение точки касания. Экран имеет высокую прозрачность, долговечен и позволяет игнорировать касание ладони. Активируется любым предметом. Возможно использование с экранами как маленького, так большого размера.

Другой инновационной технологией является применение LCD-панелей со встроенным оптическим сенсорным экраном. Работает устройство следующим образом. Для упрощения и удешевления всей конструкции применяется ЖК-экран, каждый пиксель которого состоит из четырех субпикселей (красного, зеленого, синего и белого). Последовательно с TFT-транзистором белого субпикселя включается фототранзистор. Белые субпиксели покрываются изнутри светонепроницаемым составом, однако снаружи фототранзисторы подвержены воздействию внешних источников света, например, солнца или настольной лампы. Механизм обновления изображения панели в изменениях не нуждается. При поступлении сигнала логической единицы на горизонтальный электрод («Select»), открываются TFT-транзиторы субпикселей всей строки. Сразу после этого по вертикальным электродам («Data») на конденсаторы красного, зеленого и синего субпикселей подается напряжение, соответствующее их яркости в данном кадре. А вот электроды белых субпикселей используются для измерения сопротивления цепочек с фототранзисторами. В случае попадания света от внешних источников фототранзисторы открыты и сопротивление низкое. Если же доступ света перекрыт пальцем или стилусом, то фототранзистор закрывается и не пропускает ток - сопротивление высокое. Микропроцессор сравнивает сопротивления в процессе развертки и таким образом вычисляет координаты точки касания. Устройство способно работать в очень широком диапазоне освещенности экрана - от 50 до 50 000 Люкс [10].

Disney Research, исследовательское подразделение компании Walt Disney, при участии университета Карнеги Мэллона существенно усовершенствовало емкостную технологию. Новая разработка, Swept Frequency Capacitive Sensing (SFCS), получившая также название Touché, отслеживает емкостные сигналы в широком диапазоне частот, а не на одной частоте, как в сенсорных экранах. Это позволяет детектировать не только само «событие прикосновения», но и сложную конфигурацию руки или тела [9].

Для реализации преимуществ, предоставляемых SFCS, требуется анализировать во много раз больше данных, чем в случает традиционных емкостных сенсорных интерфейсов, однако быстрый прогресс микропроцессоров сделал внедрение технологии в портативные устройства вполне осуществимым. В сочетании с технологиями распознавания жестов Touché демонстрирует почти 100%-ную точность. Это позволяет немедленно приступить к созданию с применением Touché устройств, взаимодействующих с людьми по-новому. Одно из предложенных исследователями концептуальных приложений – интеллектуальная дверная ручка. В зависимости от того, как за нее берутся, касаются одним или несколькими пальцами, дверь может открываться, закрываться, приглашать гостя войти или проигрывать записанное сообщение.

С внедрением новых технологий появляется возможность управления устройствами на расстоянии. Теперь не обязательно прикасаться к какой либо поверхности для считывания действия. Персональным компьютером или, например, телевизором можно управлять с помощью жестов сидя на диване. Одним из таких контроллеров является сенсор Kinect от фирмы Microsoft. Kinect – это горизонтально расположенная коробка на небольшом круглом основании, которую помещают выше или ниже экрана. Состоит из двух сенсоров глубины, цветной видеокамеры и микрофонной решетки. Изначально создан был для взаимодействия с игровой консолью Xbox 360 без помощи игрового контроллера через устные команды, позы тела и показываемые объекты или рисунки. Но, как оказалось, его возможности намного шире, ограниченные, по сути, только нехваткой программного обеспечения, которое вскоре было написано многими энтузиастами. Все это дало толчок к развитию подобных технологий.

Одной из таких технологий стал сверхточный контроллер распознавания жестов Leap Motion. Система обладает уникальной точностью анализа: 0.01 мм, что в сто раз точнее Microsoft Kinect. При этом размеры прибора вовсе невелики, а работает он со многими типами устройств. К персональному компьютеру или ноутбуку данное устройство подключается через USB. Затем система создает рабочее пространство определенного размера, примерно 0,03 кубических метра. Внутри этого пространства пользователь и должен работать с системой. Разработчики утверждают, что их сенсор и ПО могут быть встроены почти в любую вычислительную или бытовую технику. Что касается настройки системы управления, то пользователь может сам настраивать все то, что ему необходимо, включая чувствительность устройства, точность системы и прочее. Кроме того, можно составляет несколько таких систем вместе, чтобы сделать рабочее пространство более объемным.

По мнению инженеров из Samsung, пришло время увеличить и функциональность сенсорных дисплеев — к примеру, весьма актуальной является функция реагирования дисплея на силу нажатия. Пока что нет достойной реализации такой функции, и Samsung решил разработать новый тип дисплеев. По словам разработчиков, реализация функции распознавания силы нажатия на дисплей довольно сложна, но все же оказалась по силам современным специалистам. Новые дисплеи смогут получить широкое распространение и в мобильных устройствах, и в навигаторах, и в стационарных мониторах.

Сама технология предусматривает использование наночастиц, которые обладают проводящими свойствами. Наночастицы находятся примерно в равной концентрации по всему материалу дисплея. При нажатии на дисплей фиксируется изменение расстояния между частицами или между частицами и поверхностью дисплея, по изменению проводимости частиц, которая, в свою очередь, изменяется из-за усиления или ослабления электрического поля. Таким образом и реализуется технология. ПО словам тех же разработчиков, для разработки нового типа дисплеев пришлось научиться использовать эффект из области квантовой физики, туннелирование.

Толщина дисплея, который использует эффект туннелирования, равна около 70 микрометрам. Есть и другие варианты «обучения» дисплея реагировать на силу нажатия, но эти варианты прорабатываются Samsung как альтернативные. К сожалению, подобные технологии еще очень нескоро появятся в быту – для их доработки и внедрения нужно еще несколько лет.

Заключение

Сенсорные экраны наиболее пригодны для организации гибкого интерфейса, интуитивно понятного даже далеким от техники пользователям. С распространением карманных, планшетных компьютеров, устройств для чтения электронных книг и различных терминалов сенсорные экраны стали такими же привычными, как кнопка и колесо.

В будущем сенсорные технологии обеспечат еще большую простоту и удобство пользования, а привычные мышь и клавиатура постепенно будут сдавать позиции.

В ходе выполнения курсовой работы был проведен анализ сенсорных технологий. Рассмотрены различные технологии построения сенсорных экранов, выявлены основные преимущества и недостатки, а также области применения. Проанализированы новые виды сенсорных экранов и их инновационные технологии.

Результатом написания курсовой работы стали более глубокие и широкие познания технологий в области сенсорных экранов.

Поиск по сайту: