صفحات لمسی و فناوری های آنها،مقوله ای جذاب و پر از پرسش هستند.نمایشگرهای لمسی امروزه در اطراف ما به وفور یافت می شوند.در بسیاری از Device ها مانند گوشی موبایل،تبلت،لپ تاپ،مانیتور،تجهیزات صنعتی،گجت ها و…این نمایشگرهای لمسی هستند که حرف اول و آخر را می زنند.برای آشنایی با دنیای نمایشگرهای لمسی،با ما همراه باشید.
صفحات لمسی به صفحاتی اطلاق میشود که بتوان تماس یک شیء و بهطور خاص انگشت انسان با آن را با استفاده از خواص شیء از قبیل نیرو، گرما، هدایت الکتریکی، مقاومت اپتیک و… تشخیص داد. صفحات لمسی کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف و حتی کاربردهای عام است. ترکیب یک صفحه لمسی شفاف با یک صفحه نمایش میتواند ابزار بهینهای برای ارتباط با دستگاههای مختلف به ما بدهد. صفحات لمسی برحسب خاصیتی از آن که برای تشخیص تماس مورد استفاده قرار میدهد، از فناوریهای مختلفی استفاده میکنند. در ادامه مهمترین این فناوریها به صورت مختصر معرفی شدهاند.
پدر تکنولوژی صفحههای لمسی ساموئل هورست است . زمانی که بعنوان استاد در موسسه تحقیقات دانشگاه کنتاکی مشغول فعالیت بود، برای امتحانات پایانی مجبور به خواندن حجم زیادی از مطالب بود که در مجموع ۲ ماه به طول میانجامید و دو نفر فارغالتحصیل میشدند. برای صرفه جویی در وقت، اولین سنسور لمسی با نام اِلوگراف را اختراع کرد که به او اجازه میداد مطالب را سریعتر وارد کند. در کنار این اختراع شرکت اِلوگرافیکس متولد شد (امروزه با نام Elo TouchSystems شناخته میشود)، این دستگاه شباهتی به سنسورهای امروزی نداشت؛ اما این دستاورد قدم بزرگی به سمت صفحههای لمسی جدید بود. سه سال بعد، در ۱۹۷۴، ساموئل هورست اولین صفحه لمسی شفاف را طراحی کرد و در سال ۱۹۷۷ اِلوگرافیک را اختراع و روش فنی ۵-wire مقاومتی را به نام خود ثبت کرد که امروزه نیز پرکاربردترین روش است.
لمسی های مقاومتی
در این فناوری صفحه لمسی از چند لایه تشکیل شدهاست که مهمترینشان، دو لایه فلزیست. لایههای مقاومتی (حساس به فشار) با فاصله کمی از هم جدا شدهاند. وقتی این صفحه در نقطه خاصی توسط شیئ، لمس شود، صفحات مقاومتی در آن نقطه به یکدیگر متصل میگردند. در این حالت صفحه به صورت مقاومت عمل کرده و جریان الکتریکی صفحه تغییر میکند که توسط یک کنترلر، پردازش میشود. تغییر جریان به این نحو است که برحسب تعداد سیمهای استفاده شده و مکان اتصال، مقاومت بین صفحات متفاوت خواهد بود. خروجی تخته لمسی معمولاً چهار، پنج و هشتسیمهاست و مکان لایههای مقاومتی برحسب تعداد خروجی مورد استفاده متفاوت خواهد بود. در حالت چهارسیمه، شیء میتواند در چپ، راست، بالا و پایین قرار گیرد. در حالت پنج سیمه، نقطههای قابل تشخیص شامل پنج گوشه و نقطه وسط خواهد بود. صفحات لمسی مقاومتی معمولاً قیمت مناسبی دارند؛ ولی دارای قدرت تفکیک ٪۷۵ هستند (که با اضافه کردن فیلمهای پلاستیکی و شیشهای تا ٪۸۵ قابل افزایش است) . در مقابل اینگونه صفحات از عوامل بیرونی مانند، آب و گرد و خاک تأثیر نمیپذیرند و امروزه بیشترین استفاده را دارند.برای کیوسکهای اطلاع رسانی یا ماشینهای خودپرداز (بانک، سینما، فروشگاه) بطور گستردهای استفاده میشوند.
این فناوری پرکاربردترین فناوری در صفحههای لمسی برای تولید گوشیهای موبایل بود و در گوشیهایی مانند HTC TyTN II و HTC Touch Diamond مورد استفاده قرار گرفت.از جمله مزایای صفحات نمایش لمسی-مقاومتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
استفاده از اکثر اجسام برای لمس صفحه مانند دست، دستکش، قلم استایلوس
قیمت مناسب
کم حجم بودن سیسم ورودی
و اما این نمایشگرها نیز دارای معایبی بودند که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
ثبت یک لمس در لحظه
بازتاب نور
حجیم بودن فناوری
فناوری موج آکوستیک سطح
این فناوری که به اختصار SAW از امواج فراصوتی که از تخته لمسی عبور میکنند، استفاده میکند. وقتی صفحه لمس میشود، مقداری از این امواج جذب میشوند. این تغییر در امواج فراصوتی مکان لمس را مشخص میکند و برای پردازش به کنترلر فرستاده میشود. اینگونه صفحات ممکن است بر اثر عوامل بیرونی صدمه ببینند. آلوده شدن سطح آن نیز میتواند بر عملکرد صفحه لمسی اثر گذارد.
لمسی خازنی
صفحه لمسی خازنی (یا الکترواستاتیک)، صفحهایست که با موادی همچون اکسید نازک ایندیم پوشانده شدهاست که جریان ثابتی را از حسگر عبور میدهد. بنابراین حسگر باعث میدان دقیقا کنترلشدهای از الکترونهای ذخیرهشده در هر دو محور افقی و عمودی میشود که دارای ظرفیت خازنی خواهد بود. وقتی میدان خازنی نرمال حسگر (در حالت پایه) توسط میدان خازنی دیگری (مثلاً انگشت انسان) تغییر کند، مدارات الکترونیکی که در گوشههای صفحه قرار دارند، برآیند تغییرات موج سینوسی میدان مرجع را اندازهگیری میکند و این اطلاعات را برای محاسبات ریاضی به کنترلر میفرستند. صفحات لمسی خازنی، میتوانند توسط انگشت بدون پوشش یا با ابزاری رسانا که با دست گرفته شده باشد، لمس شوند. اینگونه صفحات لمسی از عوامل بیرونی تأثیر نمیپذیرند و قدرت تفکیک بالایی دارند. ولی مدارات آنالیز سیگنال آنها قیمت آنها را افزایش میدهند.
مزایا
ثبت کردن بیش از یک تماس در یک لحظه
عبور نور کافی
معایب
محدودیت استفاده از اجسام برای لمس آن
قیمت نسبتا بالا
آسیب پذیری نسبت به آلودگی و رطوبت
فناوری فروسرخ
این صفحات از یکی از دو روش کاملا متفاوت استفاده میکنند. در یکی از این روشها تغییرات دمایی سطح صفحه که توسط عوامل خارجی ایجاد شود را مورد استفاده قرار میدهد. این روش گاهی کند بوده و به دستهایی گرم نیاز دارند. در روش دیگر آرایهای از حسگرهای فروسرخ عمودی و افقی مورد استفاده قرار میگیرد که تغییرات در پرتوهای تنظیمشده نور فروسرخ نزدیک سطح صفحه را تشخیص میدهند. این صفحات مقاومترین سطح را دارند و در کاربردهای نظامی که نیاز به صفحه نمایش لمسی دارند مورد استفاده قرار میگیرند.مزایای این نمایشگرها بدین شرح است:
عبور دادن تمامی نور تولید شده
با دوامترین تکنولوژی در مقایسه با سایرین
قابل استفاده با تمامی اجسام بدون نیاز به فشار فیزیکی زیاد
معایب آن نیز عبارت اند از:
بالاترین قیمت در مقایسه با سایرین
تاثیر منفی نور محیطی زیاد بر عملکرد
ثبت یک تماس در یک لحظه
عدم حفاظت از صفحه مانیتور
فناوری کشش سنجی
در پیکربندی سطح این صفحات، چهار فنر در چهار گوشه آن بهکار رفتهاست که کششسنجی آنها در تشخیص خمیدگی سطح هنگام تماس، استفاده میشود و میتوانند در جهت Z هم مورد استفاده واقع شوند. این صفحات بیشتر به خاطر مقاومتشان در لوازم عمومی بدون پوشش مثل دستگاههای بلیط استفاده میشوند.
تصویرسازی نوری (پردازش تصویر)
در این روش، تعداد دو عدد یا بیشتر حسگر (سنسور) تصویر در دور صفحه قرار میگیرند و نورهای زمینه فروسرخ (مادون قرمز) در طرف دیگر صفحه در زاویه دید دوربین قرار میگیرند. یک تماس به صورت سایه بر روی هر جفت از دوربینها میافتد که میتواند با مثلثی کردن برای یافتن مکان تماس مورد استفاده قرار گیرد.
فناوری پخشکنندگی سیگنال
این فناوری که به سال ۲۰۰۲ باز میگردد از حسگرهایی برای تشخیص انرژی مکانیکی روی شیشه که بر اثر تماس به وجود آمده استفاده میکند. به وسیله الگوریتمهای پیچیده و تفسیر آنها مکان حقیقی تماس تعیین میشود. این فناوری از عوامل بیرونی و گرد و خاک و نیز خش روی شیشه تأثیر نمیپذیرد و به دلیل اینکه به المانهای دیگری روی شیشه نیاز نیست دارای شفافیت خوبی نیز خواهد بود. همچنین از هر شیئ مانند انگشتان یا قلمها میتوان برای تماس استفاده کرد.
فناوری تشخیص پالس صوتی
این فناوری از بیش از دو مبدل پیزوالکتریک استفاده میکند که در مکانهای مختلف صفحه قرار گرفتهاند تا انرژی لرزش (تماس) را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. این سیگنال به یک پروندهٔ صوتی تبدیل میشود و سپس با پروفایلهای صوتی از پیش تهیه شده برای هر نقطه از صفحه مقایسه میشود. این سامانه بدون شبکهای از سیمها روی صفحه کار میکند. خود صفحه از شیشه خالص است که خواص اپتیک و دوام شیشه را خواهد داشت. این سیستم با خش و گرد و خاک مشکلی ندارد و دقت خوبی دارد. و مهمتر از همه اینکه برای فعال شدن به هیچ جزء رسانا نیاز ندارد که مزیت مهمی برای صفحه تصویرهای بزرگ است.
توسط 
دیدگاهتان را بنویسید