Сенсорные экраны AMT: мультифингерс и мультитач для промышленности и медицины

Сенсорные экраны AMT: мультифингерс и мультитач для промышленности и медицины

До 36 миллионов нажатий, антибликовое исполнение, незначительное усилие прикосновения (для проекционно-емкостных изделий), возможность работы в любых типах перчаток, способность исключать ложные сигналы срабатывания при попадании на поверхность воды – все это особенности инновационных сенсорных экранов производства компании AMT.

Cенсорные экраны широко используются в промышленном, медицинском и торговом оборудовании, в информационных терминалах, смартфонах. Появившиеся в 70-х годах прошлого века сенсорные дисплеи позволяют объединить в одном устройстве системы ввода и отображения информации.

Сенсорный экран (или панель) чаще всего устанавливается поверх ЖК-панели. Наиболее распространенными сегодня сенсорными экранами являются резистивные и емкостные, каждый из них имеет свои достоинства и особенности применения.

Сенсорные экраны позволяют выполнять ввод информации методом последовательного касания отдельных зон экрана пальцем или стилусом. Имеются экраны с распознаванием сразу нескольких точек касания (multi-fingers), произвольных точек касания (мультитач – multi-touch).

Обзор продукции АМТ

Основанная в 1998 году компания АМТ занимается разработкой и производством сенсорных экранов на основе собственных технологий. Основные производственные и интеллектуальные ресурсы компании сегодня сосредоточены на Тайване. Дочерняя компания AMT базируется в американском городе Милуоки, штат Висконсин.

С момента основания особое внимание AMT уделяет исследованиям и разработкам сенсорных экранов. В модельном ассортименте компании сегодня широко представлены две продуктовые линейки: сенсорные экраны резистивного и проекционно-емкостного типов. Все модели выпускаются в разнообразных исполнениях, с поддержкой расширенной линейки контроллеров, прошивок и драйверов под различные операционные системы.

Производимый АМТ ассортимент продукции способен удовлетворить любые требования разработчиков и пользователей. Экраны AMT используются в разнообразных визуальных системах с сенсорным вводом информации, включая:

  • медицинское оборудование;
  • промышленное оборудование;
  • транспортные системы;
  • торговое оборудование;
  • информационные системы;
  • портативные устройства.

Сенсорные резистивные экраны AMT

Рис. 1. Резистивный экран AMT

AMT уже 16 лет занимается разработкой и более десяти лет является одним из ведущих производителей резистивных сенсорных экранов (рисунок 1), которые отличаются расширенными функциональными возможностями. В дополнение к стандартным 4-, 5- и 8-проводным сенсорным резистивным экранам, АМТ разработала модели с дополнительными возможностями для особых условий эксплуатации.

Для изготовления сенсорных экранов резистивного типа компания AMT применяет собственную патентованную технологию, обеспечивающую хорошую линейность позиционирования и высокую прочность поверхности экрана, которая подтверждена тестовыми испытаниями. Модели с использованием 5-проводной технологии выдерживают 36 млн нажатий, а 4- и 8-проводные успешно прошли испытания для 10 млн точечных касаний.

Компания широко использует стандартную трехслойную конструкцию сенсорной панели, а также предлагает заказной пятислойный вариант.

Трехслойная конструкция включает разделенные небольшим пространством стекло и пленку, которые покрыты резистивным слоем из оксидов индия (ITO). Конструкция стандартного 4-проводного сенсорного резистивного экрана включает продольные электроды X+ и X-, Y+ и Y-, расположенные по краям на стеклянной подложке и гибкой мембране. При замыкании в точке нажатия контроллер вычисляет координаты этой точки.

Экраны с 8-проводной структурой выпускаются с диагональю 6…22″ и во многом похожи на 4-проводный вариант. Основное отличие в том, что за счет 8-проводной структуры можно снимать дополнительные отсчеты, которые могут быть использованы для более точного распознавания в случае искажений в углах и по краям экрана.

5-проводный экран можно считать модифицированным вариантом 8-проводного, в котором резистивный слой верхней мембраны заменен простой токопроводящей мембраной, а электроды X+ и X-, Y+ и Y- размещены по всем четырем сторонам нижней пластины ITO. Такие сенсорные экраны отличаются повышенной надежностью.

Наружная поверхность экрана может быть в обычном, (просветленном и светоотражающем) исполнении или с антибликовым покрытием (LR). Сенсорные экраны АМТ в стандартном исполнении имеют поверхностную твердость не менее 3 Н (твердость карандаша). Если верхний слой выполнен из пленки-ламината, то твердость достигает 9 Н. Сенсорные панели со структурой GFG («стекло-пленка-стекло») имеют твердость 5 по шкале Мооса.

Особенности резистивных сенсорных экранов АМТ:

  • высокая светопроницаемость: > 80%;
  • размер диагонали: 3…24″;
  • просветленная и антибликовая поверхности;
  • легко очищаемая поверхность, защищенная от появления царапин и устойчивая к воздействию химических реагентов;
  • толщина стекла ITO: 0,7 мм, 1,1 мм, 1,8 мм, 2,8 мм;
  • твердость поверхности: 3…5 H по шкале Мооса;
  • метод ввода: пальцем, пальцем в перчатке, стилусом;
  • среднее усилие активации: 0,5…1,5 Н (в зависимости от конструкции);
  • конструкция соединителя: встроенный гибкий шлейф (FPC);
  • рабочая температура: -20…70°C;
  • рабочая влажность: до 80…90% (без образования конденсата);
  • линейность: 1,0…<1,5%;
  • сопротивление изоляции: 10 мОм;
  • эффект дребезга контактов: <15 мс;
  • рабочее напряжение: 5,5 В;
  • потребляемый ток: 70 мА (макс.).

Выпускается несколько конструктивных исполнений резистивных сенсорных экранов, включая корпусные и так называемые безрамочные, предназначенные для встраивания в панели различного оборудования.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны АМТ

Компания АМТ всегда уделяла большое внимание совершенствованию проекционно-емкостной технологии сенсорного ввода, называемой по классификации компании PCI или PCAP (рисунок 2).

Рис. 2. Сенсорно-проекционная технология AMT

Экраны AMT PCI предназначены для использования в оборудовании различного типа и назначения и удовлетворяют самые взыскательные требования.

Одним из ключевых преимуществ сенсорных экранов типа PCI является незначительное усилие для регистрации прикосновения к экрану. Эти экраны имеют чуть более тонкую конструкцию в сравнении с резистивными. Внешняя стеклянная поверхность обеспечивает повышенную механическую прочность и устойчивость к воздействию химических реагентов. Проекционно-сенсорные экраны AMT соответствуют современным высоким требованиям для встраивания в различное оборудование.

Превосходные характеристики экранов АМТ PCI и контроллеров проявляются в их способности регистрировать касания оператора в перчатках, а также при наличии на поверхности экрана капель воды и пыли.

АМТ сегодня производит три варианта экранов типа PCI. Экраны со структурой «стекло-пленка-пленка» выпускаются с диагональю 7…24″, а модели со структурой «стекло-пленка-пленка-пленка» доступны с диагональю 7…15,6″.

Рис. 3. Контроллер на гибком шлейфе (COF)

Толщина защитного стекла – 1,1…1,8 мм, а общая толщина экрана составляет 1,5…2,4 мм. Для соединения с внешним контроллером PenMount используется гибкий шлейф с печатными проводниками под разъемы типа ZIF, AMP и Berg (рисунок 3).

Третье семейство сенсорных экранов со структурой «стекло-пленка-пленка» разработано для использования в портативных устройствах с диагональю 3,5…10,4″. Особенностью моделей является размещение компонентов контроллера на гибком шлейфе, что позволяет сокращать габариты устройств. Такие соединители называются COF (Chip-on-Flex).

Особенности проекционно-емкостных сенсорных экранов АМТ:

  • светопроницаемость:
    • 87% ±3% для структуры GFFF;
    • 90% ±3% для структуры GFF.
    • по шкале Мооса 5 для типа HD;
    • 7 H для типов AG (антибликовый) или AR (светоотражающий).

    Высокая степень защиты от влияния электромагнитного излучения обеспечивает дополнительную точность управления. Добиться этого удается с помощью аппаратных и программных методов фильтрации электромагнитных шумов в широком диапазоне радиочастот.

    Работать с экранами AMT можно практически в любых перчатках – от медицинских латексных до плотных рабочих. Сенсорные экраны АМТ обладают такой любопытной особенностью как «обнаружение воды». Поскольку вода является проводником, то, находясь на поверхности экрана, она может генерировать ложные сигналы касания. Экраны АМТ позволяют избежать возникновения ложных сигналов, когда на поверхности сенсорной панели есть небольшое количество капель или проточной воды. Несмотря на ее присутствие, сухие участки сенсорной панели будут по-прежнему функционировать должным образом. Кроме того, при критической массе воды сенсорный ввод автоматически отключается. После того, как вода на поверхности просохнет, сенсорная панель возобновит нормальную работу.

    Системы управления

    Сенсорные экраны AMT работают совместно с известными в мире сенсорных технологий контроллерами PenMount. Это семейство выпускается с 1992 года, его различные модификации прекрасно работают с 4-, 5- и 8-проводными резистивными и проекционно-сенсорными экранами независимо от размера.

    В контроллерах PenMount используются высокопроизводительные микропроцессоры компании Microchip. Контроллеры для резистивных экранов поддерживают внешний интерфейс USB или RS-232. Контроллеры для емкостных экранов могут работать с USB и RS-232, а отдельные модели поддерживают также UART и I2C.

    Чтобы удовлетворить требования любого заказчика, предлагаются модификации плат и гибких шлейфов с различными типами разъемов: ZIF, AMP, Berg, AMPC (AMP compatible).

    АМТ обеспечивает PenMount драйверами с поддержкой различных платформ, включая:

    • Windows Vista/Windows 7/8;
    • Windows Embedded Standard 7/8;
    • Windows XP/2000;
    • Windows NT/98/Me;
    • Windows Embedded Compact 7/2013;
    • DOS;
    • Linux (различные дистрибутивы);
    • QNX 6.3.2/6.4.1/6.5 и другие.

    Платы управления PenMount поставляются как в комплекте с сенсорными экранами, так и по отдельности. Системы управления PenMount обеспечивают эффективную передачу сигналов касания для сенсорных экранов PCI открытого типа (без защитного стекла) и ударопрочных с увеличенной толщиной стекла.

    В последнем случае PenMount эффективно усиливает уровень сигнала и поддерживает оптимальное соотношение «сигнал/шум», что обеспечивает нормальную работу без фиксации ложных точек соприкосновения. Контроллеры PenMount PCI применяют уникальные алгоритмы, четко обнаруживая касание в любой перчатке от латексной до прочной хлопчатобумажной.

    Использование сенсорных экранов АМТ

    Специализирующаяся на разработке и производстве сенсорных экранов компания AMT стремится удовлетворять самые высокие требования современного рынка. Все создаваемые изделия проходят испытания в жестких условиях на соответствие экологическим стандартам, требованиям по надежности и стабильности.

    Комплексные сенсорные решения AMT позволяют добиться высокой надежности, необходимой для медицинских инструментов и оборудования, позволяют работать в перчатках, имеют легко очищаемую поверхность, устойчивую к воздействию химических реагентов.

    Сенсорные экраны AMT обладают высокой прочностью и могут применяться в информационных системах общего пользования, таких как билетные автоматы, банкоматы, информационные терминалы.

    Они способны выдерживать тяжелые условия эксплуатации, что делает их отличным выбором для бортового оборудования в наземном транспорте, в авиационных и навигационных системах. Широкое применение изделия AMT способны найти и в коммерческом секторе. Это, прежде всего, точки продаж, развлекательные устройства.

    В дополнение к стандартной конструкции GF («стекло-пленка»), АМР разработала также усовершенствованные резистивные экраны повышенной прочности со структурой GFG («стекло-пленка-стекло»). Поверхность панели GFG еще более устойчива к истиранию и царапинам, высоким температурам, загрязнению и воздействию химически-активных растворов (рисунок 4).

    Рис. 4. Структура сенсорного экрана GFG

    Имеется пленочное покрытие повышенной прочности (HD) с твердостью 9 H. Толщина сделанной из специальных компонентов пленки составляет 0,2 мм.

    В модельном ассортименте широко представлены экраны с пониженной отражающей способностью (LR) для работы в условиях сильной внешней засветки. Они позволяют значительно снизить блики от ЖК-экрана и с успехом используются для наружных систем, подверженных воздействию прямых солнечных лучей (рисунок 5).

    Рис. 5. Структура сенсорного экрана AMT LR

    Модели экранов с высокой пропускной способностью (HLT) обеспечат повышенную детальность, даже будучи установленными на ЖК-панели с невысокой яркостью.

    Для того, чтобы удовлетворить спрос на бескаркасные конструкции с сенсорным экраном, АМТ разработала безрамочные модели Touch Window (TW) с декоративной пленкой поверх пленки с ITO.

    Некоторые типы промышленного оборудования требуют в целях безопасности одновременного нажатия нескольких кнопок. Для решения этой проблемы компания разработала сенсорный экран MF (Multi-Finger) (рисунок 6). На данном этапе может быть зарегистрировано одновременно от одного до 12 касаний.

    Рис. 6. Сенсорная панель с использованием экрана AMT Multi-Finger

    Зачастую требуются встраиваемые сенсорные экраны без корпуса и обрамляющей рамки. Для таких заказчиков компания предлагает линейку еще более тонких сенсорных панелей FT (Framed Touch), без верхней защитной пленки (рисунок 7).

    Рис. 7. Структура сенсорного экрана AMT FT

    AMT выпускает также ряд экранов специального назначения, обеспечивающих защиту от ЭМИ и статического электричества. Для предотвращения запотевания экрана или для эксплуатации в условиях низких температур компания АМТ предлагает исполнения со встроенным нагревателем.

    Среди экранов резистивного типа имеется модификация матричного экрана, в котором все рабочее пространство разделено на области, жестко разделенные между отдельными кнопками.

    Заключение

    Сегодня сенсорные экраны производства компании AMT считаются одними из лучших в своем классе. Компания ориентирована, в первуюочередь, на удовлетворение требований клиентов в таких областях как медицинские инструменты и оборудование, системы промышленной автоматизации, общественный транспорт, включая железнодорожный, морской и воздушный. Изделия компании пригодны для применения в разнообразных терминалах и торговых автоматах.

    Чтобы соответствовать порой противоречивым требованиям, постоянно разрабатываются новые модели и модификации, совершенствуются выпускаемые продукты. Компания гарантирует нормальное функционирование своих изделий даже в тяжелых условиях эксплуатации.