Сенсорные устройства ввода информации

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Декабря 2013 в 20:28, доклад

Краткое описание

Такие устройства называют ещё тактильными, поскольку ввод информации в них выполняется через прикосновение к светочувствительной поверхности устройства.
Сенсорный манипулятор
Представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Тот же тачпад ноутбука.

Прикрепленные файлы: 1 файл

сенсорные устройства ввода.docx

— 25.39 Кб (Скачать документ)

Сенсорные устройство ввода информации

Такие устройства называют ещё тактильными, поскольку ввод информации в них выполняется  через прикосновение к светочувствительной поверхности устройства.

Сенсорный манипулятор

 Представляет собой  коврик без мыши. В данном случае  управление курсором производится  простым движением пальца по коврику. Тот же тачпад ноутбука.

Световое  перо

Внешне имеет вид шариковой  ручки или карандаша, соединённого проводом с одним из портов ввода-вывода (или видеоадаптером) компьютера.

Имеет светочувствительный  элемент на своём кончике. Соприкосновение  пера с экраном замыкает электрическую  цепь и определяет место ввода  или коррекции данных. Перемещая  перо по экрану можно рисовать или  писать. Применяются такие устройства в дизайнерских работах. Часто используется в карманных микрокомпьютерах.

Световое перо невозможно использовать с обычными ЖК-мониторами. Для этого нужен специальный экран, который может реагировать на световое перо.

Дигитайзер (графический планшет)

Это устройство для ввода рисунков от руки непосредственно в компьютер. Состоит из пера и плоского планшета, чувствительного к нажатию или близости пера. Также может прилагаться специальная мышь. Такая мышь может работать только на планшете. Поскольку разрешение планшета гораздо выше, чем разрешение обычной компьютерной мыши, то использование связки мышь+планшет позволяет достичь значительно более высокой точности при вводе

В современных планшетах  основной рабочей частью также является сеть из проводов (или печатных проводников). Эта сетка имеет достаточно большой шаг (3—6 мм), но механизм регистрации положения пера позволяет получить шаг считывания информации намного меньше шага сетки (до 200 линий на мм).

По принципу работы и технологии существуют различные типы планшетов. В электростатических планшетах  регистрируется локальное изменение  электрического потенциала сетки под  пером. В электромагнитных — перо излучает электромагнитные волны, а сетка служит приёмником. В обоих случаях на перо должно быть подано питание.

Есть технология на основе электромагнитного резонанса, когда сетка и излучает, и принимает сигнал. При этом излучаемый сеткой сигнал используется для питания пера, которое, в свою очередь, посылает ответный сигнал, являющийся не просто отражением исходного, а заново сформированным, который, как правило, несёт дополнительную информацию, идентифицирующую конкретное перо, а также данные о силе нажатия, фиксации/положении органов управления на указателе, о том, используется ли рабочий кончик пера или его «ластик» (в случае, если такие функции в нём предусмотрены). Поэтому отдельного питания для такого устройства не требуется. Но при работе электромагнитных планшетов возможны помехи от излучающих устройств, в частности мониторов. На таком же принципе действия основаны некоторые тачпады.

Существуют планшеты, в  комплект которых входят перья, способные  регистрировать силу нажатия. Как правило, в основе механизма регистрации  лежит использование конденсатора переменной ёмкости. Также регистрация  может осуществляться с помощью  компонента с переменным сопротивлением или переменной индуктивностью. Существуют реализации, в основе которых лежит пьезоэлектрический эффект. При нажатии пера в пределах рабочей поверхности планшета, под которой проложена сетка проводников, на пластине пьезоэлектрика возникает разность потенциалов, что позволяет определять координаты нужной точки. Такие планшеты вообще не требуют специального пера и позволяют чертить на рабочей поверхности планшета как на обычной чертёжной доске.

В современных графических планшетах также могут определяться наклон, направление поворота в плоскости планшета и сила сжатия пера рукой.

Сканеры

В этих устройствах изображение  преобразуется в цифровую форму  для дальнейшей обработки компьютером  или воспроизведения на экране монитора.

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную  копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.

  Характеристики сканеров:

-глубина распознавания  цвета: чёрно-белые, с градацией серого, цветные;

-оптическое разрешение, измеряющееся в точках на дюйм  и определяющее количество точек,  которые сканер различает на  каждом дюйме; стандартные разрешения: 200, 300, 600, 1200, 2400 точек на дюйм;

-скорость сканирования;

-максимальный размер сканируемого документа.

  Виды сканеров: ручные, страничные, планшетные. Существуют не только двумерные сканеры, но и трёхмерные, позволяющие формировать реалистичные объёмные изображения.

  Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации, а также при создании иллюстрированных материалов для презентаций, докладов, рекламы. Трёхмерное сканирование позволяет моделировать возможности аэродинамической трубы, избегая дорогостоящих натурных испытаний.

  Специальные сканеры, оснащённые разнообразными устройствами считывания штрих-кодов, специальных символов и меток продаваемого товара, устанавливаются на кассах магазинов. Считанная информация преобразуется, выводится на экран или бумажный чек и по линиям связи передаётся на главный, более мощный компьютер.

 

Сенсорный экран

Устройство ввода-вывода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к  нему.

 

Применение

Сенсорные экраны используются в платёжных терминалах, информационных киосках, оборудовании для автоматизации  торговли, карманных компьютерах, операторских панелях в промышленности.

 

Достоинства и недостатки

Достоинства

    • Простота интерфейса.
    • В аппарате могут сочетаться небольшие размеры и крупный экран.
    • Быстрый набор в спокойной обстановке.
    • Серьёзно расширяются игровые возможности аппарата.
    • В информационных и торговых автоматах, операторских панелях и прочих устройствах, в которых нет активного ввода, сенсорные экраны зарекомендовали себя как очень удобный способ взаимодействия человека с машиной.

 

Недостатки

    • Нет тактильной отдачи — сложно работать в условиях тряски. К тому же, невозможен слепой набор.
    • Приходится либо занимать две руки (одну устройством, вторую пером), либо делать крупные, пригодные для нажатия пальцем элементы интерфейса, нивелируя преимущества большого экрана.
    • Высокое энергопотребление.
    • Без специальных покрытий отпечатки пальцев могут мешать пользователю.
    • На горизонтальном экране руки загораживают обзор.

.

Принципы работы сенсорных  экранов

  1. Резистивные сенсорные экраны

Резистивный сенсорный экран  состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное  покрытие. Пространство между стеклом  и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения.

Особенности

Резистивные сенсорные экраны дёшевы и обладают максимальной стойкостью к загрязнению. Резистивные экраны реагируют на прикосновение любым  гладким твёрдым предметом: рукой (голой или в перчатке), пером, кредитной картой.

Недостатками резистивных  экранов являются низкое светопропускание (не более 85 % для 5-проводных моделей  и ещё более низкое для 4-проводных), низкая долговечность (не более 35 млн нажатий в одну точку).

  1. Матричные сенсорные экраны

Конструкция и принцип  работы:

Конструкция аналогична резистивной, но упрощена до предела. На стекло нанесены горизонтальные проводники, на мембрану — вертикальные.

При прикосновении к экрану проводники соприкасаются. Контроллер определяет, какие проводники замкнулись, и передаёт в микропроцессор соответствующие  координаты.

Особенности

Имеют очень низкую точность. Элементы интерфейса приходится специально располагать с учётом клеток матричного экрана. Единственное достоинство —  простота, дешевизна и неприхотливость.

  1. Ёмкостные сенсорные экраны

Конструкция и принцип  работы:

Ёмкостный экран использует тот факт, что предмет большой  ёмкости проводит переменный ток.

Ёмкостный сенсорный экран  представляет собой стеклянную панель, покрытую проводящим материалом. Электроды, расположенные по углам экрана, подают на проводящий слой небольшое переменное напряжение (одинаковое для всех углов). При касании экрана пальцем или  другим проводящим предметом появляется утечка тока. При этом чем ближе палец к электроду, тем меньше сопротивление экрана, а значит, сила тока больше. Ток во всех четырёх углах регистрируется датчиками и передаётся в контроллер, вычисляющий координаты точки касания.

Особенности

Ёмкостные сенсорные экраны надёжны (порядка 200 млн нажатий), не пропускают жидкости и отлично терпят непроводящие загрязнения. Прозрачность на уровне 90 %. Не реагируют на руку в перчатке.

  1. Проекционно-ёмкостные сенсорные экраны

Конструкция и принцип  работы

На внутренней стороне  экрана нанесена сетка электродов. Электрод вместе с телом человека образует конденсатор; электроника  измеряет ёмкость этого конденсатора (подаёт импульс тока и измеряет напряжение).

Особенности

Прозрачность таких экранов  до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно  широк. Очень долговечны. На ПЁЭ может  применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм.

Отличают нажатие рукой  от нажатия проводящим пером. В некоторых  моделях поддерживается мультитач. Поэтому такая технология применяется в тачпадах и мультитач-экранах.

  1. Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах

Конструкция и принцип  работы

На экране возбуждаются ультразвуковые колебания. Прикосновение к экрану изменяет характер прохождения ультразвука  и регистрируется датчиками.

Особенности

Предельно высокая прозрачность (не нужны никакие электроды; мало того, ультразвук можно возбуждать прямо на экране). Реагирует на силу нажатия. Высокая надёжность. Не реагирует  на предмет, не поглощающий ультразвук (перо, карточка). Любой посторонний  предмет (например, прилепленная жвачка) полностью блокирует работу экрана. Не удаётся надёжно загерметизировать края экрана.

  1. Сетка инфракрасных лучей

Принцип работы инфракрасной сенсорной панели прост — сетка, сформированная горизонтальными и  вертикальными инфракрасными лучами, прерывается при касании к  монитору любым предметом. Контроллер определяет место, в котором луч  был прерван.

Особенности

Инфракрасные сенсорные  экраны боятся загрязнений и поэтому  применяются там, где важно качество изображения. Из-за простоты и ремонтопригодности схема популярна у военных.

  1. Оптические сенсорные экраны

Стеклянная панель снабжена инфракрасной подсветкой. На границе  «стекло-воздух» получается полное внутреннее отражение, на границе «стекло  — посторонний предмет» свет рассеивается. Остаётся заснять картину рассеяния, для этого существуют две технологии:

В проекционных экранах рядом  с проектором ставится камера. Так  устроен, например, Microsoft Surface.

Либо светочувствительным  делают дополнительный четвёртый субпиксель ЖК-экрана.

Особенности

Позволяют отличить нажатия  рукой от нажатий какими-либо предметами, есть мультитач. Такая технология позволяет делать сколь угодно большие «сенсорные» поверхности, вплоть до классной доски.

Тензометрические сенсорные  экраны

Реагируют на деформацию экрана. Точность тензометрических экранов  невелика, зато они отлично выдерживают  вандализм. Применение аналогично проекционно-ёмкостным: банкоматы, билетные автоматы и прочие устройства, расположенные на улице.

  1. Индукционные сенсорные экраны

Индукционный сенсорный  экран — это графический планшет  со встроенным экраном. Такие экраны реагируют только на специальное  перо.

Применяются, когда требуется  реакция именно на нажатия пером (а не на рукой): художественные планшеты класса high-end, некоторые модели планшетных ПК.


Информация о работе Сенсорные устройства ввода информации