Сенсорный экран — устройство ввода и вывода информации; представляет собой экран, реагирующий на прикосновения к нему.
Существует множество разных типов сенсорных экранов, которые работают на разных физических принципах:
Резистивные сенсорные экраны-Четырёхпроводной экран
-Пятипроводной экран
Резистивный экран представляет из себя жидкокристаллическую панель, на который наложены две прозрачные пластины(Стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие), разделенные диэлектриком(Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности). Верхняя пластина, на которую нажимает пользователь, гибкая, нижняя - жестко закреплена на экране. Обращенные друг к другу поверхности покрыты токопроводящим составом, а по их краям располагается от четырех до семи электродов.

Когда пользователь нажимает на экран, верхний слой прогибается и касается нижнего, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). Точка касания определяется микроконтроллером, который последовательно подает напряжение на электроды верхней и нижней пластины. За одну секунду контроллер успевает вычислить координаты несколько сотен раз.На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.
Существуют также восьмипроводные сенсорные экраны. Они улучшают точность отслеживания, но не повышают надёжности.
1-Стеклянная панель
2-Резистивное покрытие
3-Микроизоляторы
4-Плёнка с проводящим покрытием
К плюсам резистивной технологии относится не только дешевизна, но и неплохая чувствительность, а также возможность нажимать на экран любым предметом. В минусах - плохое светопропускание, вынуждающее использовать более яркую подсветку и быстрый механический износ, ограничивающий ресурс самых популярных четырехпроводных панелей одним миллионом нажатий. Пятипроводные панели выдерживают в 35 раз больше нажатий из-за иного расположения электродов, но выяснить какой именно экран используется в том или ином устройстве практически невозможно.
Быстрый износ резистивных панелей также вынуждает периодически калибровать экран. С этой процедурой хорошо знакомы пользователи смартфонов на базе системы Windows Mobile, не поддерживающей никакие другие экраны, кроме резистивных.
К минусам резистивной технологии можно также отнести плохую поддержку мультитач жестов. Некоторые экраны умеют распознавать два одновременных нажатия, но точность определения координат в многих случаях оставляет желать лучшего.
Матричный сенсорный экранКонструкция аналогична резистивной, но упрощена до предела.
Сенсорный экран представляет собой плёночную, прозрачную конструкцию, размещаемую на поверхности дисплея, в описываемом случае LCD панели. На поверхности экрана расположены болшое количество виртуальных кнопок заменяющих механические ключи.
Конструкция сенсорных ключей представляет собой пластиковую поверхность с нанесёнными на неё прозрачными металлическими контактами. Слой гибких распорок расположен между металлическими контактами на поверхности пластика. Завершает этот сандвич гибкий майларовый слой с прозрачными вторыми контактами сенсоров. Контакты одного слоя соединены вместе столбцами, другого слоя – строками. Строки и столбцы выведены на контакты внешнего разъёма.
Простота не всегда является достоинством, а поскольку максимальная плотность проводников – 10 линий на дюйм, то можно представить, что точность определения координат маленькая. Поэтому для рисования, а также для электронной подписи такие экраны не подходят.
Ёмкостные сенсорные экраныВ основе работы емкостной сенсорной технологии лежит тот факт, что человек способен проводить электрический ток и имеет некоторую электрическую емкость. Существует два варианта емкостных экранов: поверхностно-емкостные и проекционно-емкостные.
Экран первого типа представляет собой стеклянную панель, покрытую специальным проводящим материалом. По углам панели располагаются электроды, которые подают низковольтное переменное напряжение на проводящий слой. При касании экрана пальцем происходит утечка тока, а поскольку величина тока из каждого электрода прямо пропорционально расстоянию до точки касания, то контроллеру довольно просто высчитать ее координаты.
Поверхностно-емкостные экраны не ухудшают светопропускание, имеют большой ресурс - около 210 млн. касаний, но требовательны к температуре окружающей среды, не поддерживают мультитач, а необходимость размещать по бокам электроды делает их плохо подходящими для мобильных устройств.
Этих недостатков лишены проекционно-емкостные панели, работающие по несколько другой схеме. В зависимости от типа в них используется один или два набора вертикальных и горизонтальных электродов, изолированных друг от друга стеклом. Микроконтроллер последовательно подает на каждый из электродов напряжение и измеряет амплитуду возникающего импульса тока. При поднесении пальца к экрану, емкость электродов, находящихся под ним, меняется, соответственно становится больше и импульс напряжения, который должен подать контроллер. Координата касания - это электрод с возросшей емкостью.
Поверхностно-емкостные экраны устанавливаются в Apple iPhone и iPad, поэтому эти устройства так хорошо реагируют на касания и поддерживают мультитач. По сравнению с резистивными эти экраны гораздо более точно определяют координаты, а отсутствие прогибающихся слоев делает их надежными и долговечными. Правда, на них очень трудно рисовать или писать от руки - для этого понадобится специальный стилус. Ресурс проекционно-емкостных панелей ограничен 160 млн. касаний.
Прозрачность таких экранов до 90 %, температурный диапазон чрезвычайно широк. Очень долговечны (узкое место — сложная электроника, обрабатывающая нажатия). Может применяться стекло толщиной вплоть до 18 мм, что приводит к крайней вандалоустойчивости. На непроводящие загрязнения не реагируют, проводящие легко подавляются программными методами. Поэтому проекционно-ёмкостные сенсорные экраны применяются в автоматах, устанавливаемых на улице. Многие модели реагируют на руку в перчатке. В современных моделях конструкторы добились очень высокой точности — правда, вандалоустойчивые исполнения менее точны.
Поверхностно-емкостные экраны реагируют даже на приближение руки — порог срабатывания устанавливается программно. Отличают нажатие рукой от нажатия проводящим пером. В некоторых моделях поддерживается мультитач. Поэтому такая технология применяется в тачпадах и мультитач-экранах. За ними будущее.
Сенсорные экраны на поверхностно-акустических волнах (ПАВ)Это одна из самых дорогих технологий производства сенсорных экранов, к тому же одна их самых передовых. Экран такого типа состоит только из стекла, без дополнительных поверхностей. Для регистрации нажатия служит последовательность высокочастотных звуковых волн. В углах экрана располагаются пьезоэлектрические преобразователи, которые генерируют колебания. Эти волны распространяются с ультразвуковой скоростью по поверхности стекла. При прикосновении к ПАВ-экрану рукой либо же контактным пером, характеристики колебания изменяются. Контроллер получает сигналы, которые были преобразованы из ультразвуковых, полученных с приемников. Таким образом, при касании некоторые волны гасятся, и именно их «недостает», по ним как раз и определяется месторасположение точки прикосновения. В драйвере хранится "карта экрана", такой себе эталон идеального состояния, по которому и вычисляются координаты.

ПАВ-экраны обладают не только повышенной чувствительностью, но и могут определять силу нажатия. Ресурс нажатий у этого типа дисплеев – средний, и где-то в пять раз превосходит резистивные.
Сенсорные экраны ПАВ очень чувствительны к качеству поверхности: грязь, пыль и прочие загрязнения могут существенно снизить точность.
Инфракрасные сенсорные экраныИнфракрасные сенсорные экраны представляют собой рамку, поэтому крепиться могут на любую другую поверхность. По сторонам рамки расположены излучатели, на противоположных сторонах – приемники. Излучатели генерируют световые волны в инфракрасном диапазоне, а приемники, получая их, преобразовывают в электрические сигналы. Таким образом, получается координатная сетка. При прикосновении к инфракрасному экрану лучи пресекаются и не доходят до приемников. Так, контроллер вычисляет координаты точки прикосновения. Инфракрасному сенсору все равно, что преградило путь его лучу, поэтому он адекватно реагирует на касания рукой в перчатке, острым предметом или кредитной карточкой.
Инфракрасные сенсорные экраны боятся загрязнений и поэтому применяются там, где важно качество изображения. Из-за простоты и ремонтопригодности схема популярна у военных. Данный тип экрана применется в мобильных телефонах компании Neonode.
Инфракрасные сенсорные экраны используются в медицинских или производственных установках, информационных киосках. Полая рамка с датчиками устанавливается несколько выше над поверхностью, и поэтому вероятна ранняя активация еще до совершения нажатия.
Оптические сенсорные экраныСтеклянная 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.
Позволяют отличить нажатия рукой от нажатий какими-либо предметами, есть мультитач. Такая технология позволяет делать сколь угодно большие «сенсорные» поверхности, вплоть до классной доски. Оптическая технология выгодно себя оправдывает для экранов с широкой диагональю, т. к. увеличивается лишь периметр из датчиков, а в традиционной технологии увеличивается площадь сенсорного покрытия экрана, кроме того последняя не позволят создавать решения с диагональю более 15 дюймов.
Тензометрические сенсорные экраныРеагируют на деформацию экрана. Имеют более чувствительные индикаторы, которые обнаруживают отклонение на экране при нажатии. Они могут быть запрограммированы для сопротивления предельной деформации через силу, и это делает их защищенными от умышленной порчи.Применение аналогично проекционно-ёмкостным: банкоматы, билетные автоматы и прочие устройства, расположенные на улице.
Индукционные сенсорные экраныИндукционный сенсорный экран — это графический планшет со встроенным экраном. Внутри экрана расположена катушка и сеточка чувствительных проводов, реагирующих на прикосновение активным пером, питающимся от электромагнитного резонанса.
Логично, что такие экраны реагируют на нажатия только специальным пером. Применяются в дорогих графических планшетах.