На выставке Interaction 2009, которая прошла 5-6 марта этого
года в Токио, японская компания Mitsubishi Electric продемонстрировала рабочий
прототип емкостного сенсорного экрана, способного определять расстояние от
пальца до панели. При перемещении пальца без контакта с экраном разрешение по
осям X и Y составляет 10 мм, а по оси Z (расстояние до панели) определяется 256
стадий приближения пальца к панели от 20 до 0 мм. При контакте пальца с поверхностью принцип детектирования меняется, и разрешение достигает 0,2 мм.
Новое изделие компании Mitsubishi Electric основано на
серийных экранах с емкостным модулем сенсора. Данный прототип с диагональю 5,7 дюйма (14,5 см) и разрешением 640x480 точек (стандарт VGA) довольно незначительно отличается от
панелей, уже поступивших в продажу. В частности, инженеры Mitsubishi Electric добавили
переключающие элементы для объединения нескольких сенсоров при отсутствии
контакта пальца с панелью, а также ввели новую цепь детектирования для
подавления паразитной емкости экрана, возникающей из-за наложения электродов
друг на друга.
В принципе, задача определения расстояния от поверхности до
объекта с помощью измерения емкости возникающей цепи давно решена. Медные
электроды обладают достаточной чувствительностью для таких измерений, однако
прозрачные электроды, используемые в современных сенсорных экранах, существенно
отстают от медных по этому показателю из-за высокого собственного
сопротивления. Инженеры Mitsubishi Electric разделили процесс детектирования
положения пальца на два основных режима – режим приближения и режим контакта. В
режиме приближения приоритет отдается чувствительности, поэтому имеющиеся
емкостные сенсоры объединяются в один большой сенсор, хотя при этом разрешение
по осям X и Y падает до 10 мм. Увеличение чувствительности пропорционально
площади сенсора, образованного из множества единичных сенсоров. В режиме
контакта пальца с панелью высокая емкостная чувствительность уже не нужна,
поэтому сенсоры используются поодиночке, а разрешение поднимается до 0,2 мм. В режиме приближения (proximity state) показанная панель способна определять изменение емкости
с шагом около 0,3 пФ (пикофарад), а в режиме контакта обнаруживаемые изменения
емкости составляют от 8 до 19 пФ.
Для подавления паразитных емкостей, возникающих из-за
разности потенциалов между верхними и нижними частями сенсорных электродов, а
также из-за электромагнитного шума расположенной внизу ЖК-панели, инженеры Mitsubishi
Electric применили технологию так называемого «управления защитой сенсора» (sensor
shield control). Чтобы не использовать дополнительный защитный слой, блок
управления обеспечивает полное совпадение потенциала и фазы сигналов,
подаваемых на сенсорные электроды. Тем самым влияние паразитных емкостей
практически исключается.
Для демонстрации новой сенсорной панели в действии компания Mitsubishi
Electric выбрала обзор картинок и просмотр карты. Приближая палец к экрану,
пользователь может увеличивать эскизы нужных картинок, а на карте постепенно
возникают и увеличиваются различные обозначения объектов, привязанных к
выбранной географической точке. Важно заметить, что новая технология пока не
подходит для больших экранов, поскольку в панели используется емкостный сенсор
так называемого «проекционного» типа. Тем не менее, авторы ведут активную
работу по адаптации новой технологии для экранов с диагональю 10 дюймов и более. О сроках появления первой серийной продукции на основе новой технологии ничего не
сообщается, однако представители Mitsubishi Electric заверили публику, что, в
первую очередь, будут использовать эти разработки в собственных изделиях.
Дополнительно об экспериментальном сенсорном экране Mitsubishi
Electric с определением расстояния от пальца до панели можно узнать в
оригинальной статье на сайте Tech-On!.
|
