انواع صفحه نمایش لمسی......

انواع صفحه نمایش لمسی

بسیاری از ما تا کنون یا با صفحه نمایش‌های لمسی کار کرده‌ایم، یا دست کم یکی از آن‌ها را در دست دوستان‌مان دیده‌ایم. صفحه نمایش‌های لمسی هیچ تفاوتی با صفحه نمایش‌های معمولی ندارند. تفاوت یک صفحه نمایش لمسی با یک صفحه نمایش معمولی در واقع به صفحه‌ی دیگری با نام Touch Screen Panel برمی‌گردد که سنسورهای مختلفی دارد و بر روی صفحه نمایش اصلی قرار می‌گیرد. برای تژشخیص محل لمس در یک صفحه نمایش لمسی، از تکنولوژی‌های مختلفی  استفاده می‌شود. در حالت کلی یا شما به وسیله‌ی انگشت دست صفحه را لمس می‌کنید، یا از یک وسیله‌ی مخصوص به نام Stylus برای اشاره بر روی صفحه استفاده می‌کنید. در این جا به بررسی انواع صفحه نمایش‌های لمسی، تفاوت‌ها و کاربردهای هر کدام می‌پردازیم.

صفحه نمایش نوع Resistive یک صفحه نمایش لمسی نوع Resistive از چند لایه‌ی مختلف تشکیل شده است. دو صفحه با فاصله‌ی اندکی به صورت موازی با هم و بر روی یک‌دیگر  قرار گرفته‌اند. بر روی هر دو صفحه تکه‌های بسیار کوچک فلزی قرار گرفته که در حالت عادی در تماس با یک‌دیگر نیستند. وقتی شما با دست یا هر وسیله‌ی دیگری کمی فشار بر روی صفحه وارد می‌کنید، دو قسمت فلزی در آن ناحیه با یک‌دیگر تماس پیدا می‌کنند و خبر این تماس به یک مدار خارجی فرستاده می‌شود تا بعد از تجزیه و تحلیل، عملیات مربوطه انجام شود. ما این موضوع را به طور بسیار ساده بیان کردیم، در حالی که این عملیات به همین سادگی انجام نمی‌شود. در واقع برخورد این دو فلز با هم باعث تغییر جریان الکتریکی در مدار خارجی شده و پردازنده‌ی خارجی از روی میزان تغییر این جریان به مکانی که شما آن را لمس کرده‌اید پی می‌برد. خروجی این نوع صفحات قابل لمس بین چهار تا هشت سیم است. به طور مثال در نوع چهارتایی چهار فلز به صورت مربعی در کنار هم قرار گرفته‌اند. این نوع صفحه نمایش‌ها از لحاظ قیمت ارزان‌تر از انواع دیگر هستند، ولی سطح خارجی آن که شما در تماس با آن هستید نسبت به ضربه بسیار حساس است و در اثر تماس با اشیای تیز خش بر می‌دارد. مزیت این نوع صفحات در این است که نسبت به رطوبت و گرد و غبار مقاوم هستند. به دلیل وجود تکه‌های فلزی در زیر صفحه لمسی، شما در تماس مستقیم با حس‌گر نیستید. این نوع صفحه نمایش‌ها در تماس با هر شی‌ای از خود عکس‌العمل نشان می‌دهند و تماس با دست در این نوع صفحات ضروری نیست. عیب این نوع صفحات لمسی این است که وضوح صفحه نمایش را به مقدار قابل توجهی کاهش می‌دهند. صفحه نمایش Resistive در بسیاری از کامپیوترهای جیبی و Tablet Pcها استفاده می‌شود. ژ

صفحه نمایش نوع Capacitive صفحه نمایش لمسی نوع Capacitive از سنسورهای متعددی تشکیل شده است. این سنسورها از جنس اکسید ایندیوم و سرب می‌باشند و ترکیبی از دو ماده‌ی شیمیایی با فرمول‌های In2O3 و SnO2 هستند. نحوه‌ی کار این سنسورها به این ترتیب است که در همه‌ی سنسورها همواره جریان الکتریکی ثابتی در حال عبور است. در نتیجه، همیشه در داخل هر سنسور تعداد ثابتی الکترون در حال حرکت‌اند. سنسورها به یک کنترل‌کننده هم متصل هستند. همان طور که می‌دانید بدن انسان رسانا ست و دارای تعدادی الکترون است. در نتیجه، در اثر لمس این نوع صفحات لمسی با دست، و به دلیل وجود اختلاف پتانسیل بین دست و صفحه‌ی لمسی، تعدادی الکترون از دست به آن منتقل می‌شود و این باعث تغییر جریان در سنسوری می‌شود که شما آن را لمس کرده‌اید. تغییر جریان این سنسور به کنترل‌کننده منتقل می‌شود و محل لمس تشخیص داده خواهد شد. نکته‌ی قابل توجه در این نوع صفحات لمسی آن است که یا باید به وسیله‌ی انگشت آن را لمس نمایید یا به وسیله‌ی Stylus مخصوصی که از جنس فلز باشد و بتواند الکترون را از دست شما به صفحه لمسی انتقال دهد. پس، اگر دستکش به دست داشته باشید، نمی‌توانید با این نوع صفحات کار کنید. قابل ذکر است که برخلاف نوع قبلی، این نوع صفحات کیفیت صفحه‌ی زیرین خود را کاهش نمی‌دهند. آیفون، محصول شرکت اپل یکی از بارزترین نمونه‌های این نوع صفحات لمسی است.

صفحه نمایش نوع SAW صفحات لمسی نوع SAW نسبت به دیگر صفحات کاربرد کم‌تری دارند. عنوان SAW عبارت اختصاری Surface Acoustic Wave است و «موج سطحی صوتی» معنی می‌دهد. سرعت انتشار این امواج نزدیک به سرعت انتشار صوت در هوا ست. کارکرد این نوع صفحات به این صورت است که همواره در سطح صفحه نمایش امواجی با سرعت صوت فرستاده می‌شود. تا وقتی که شما شی‌ای را در این محدوده وارد نکنید، اتفاقی نخواهد افتاد. ولی به محض این که انگشت یا هر شی‌ دیگری را در این محدوده وارد نمایید، مقداری از امواج فرستاده شده توسط فرستنده‌ی موج، بازتابیده و توسط گیرنده دریافت می‌شود. یک پردازنده با در نظر گرفتن سرعت انتشار موج و اختلاف زمان بین تابش و بازتابش آن، مکان لمس را تشخیص می‌دهد.  صفحات لمسی نوع SAW پیشرفته‌ترین صفحات لمسی هستند، ولی در مقابل عوامل خارجی مثل رطوبت، گرد و خاک و ضربه بسیار حساس می‌باشند.

صفحه نمایش نوع حساس به فشار صفحات لمسی حساس به فشار ساختار خاص خود را دارند. در چهار گوشه‌ی این صفحات، چهار حس‌گر فشار قرار داده شده است. وقتی که قسمتی از صفحه لمس می‌شود یا به آن فشار وارد می‌شود، هر چهار حس‌گر مقدار فشار وارده روی صفحه را محاسبه می‌کنند. کنترل‌کننده‌ی صفحه لمسی نیز با ترکیب این اطلاعات، محل لمس شده را تشخیص می‌دهد. این نوع صفحات لمسی بیش‌تر کاربرد صنعتی دارند. زیرا در مقایسه با مدل‌های قدیمی‌تر، مقاومت بیش‌تری نسبت به ضربه نشان می‌دهند. صفحات لمسی حساس به فشار بیش‌تر در مکان‌های عمومی مثل فرودگاه‌ها و ایستگاه‌های قطار و با کاربری کنترل ورود اطلاعات کاربر به کار می‌روند.

صفحه نمایش نوع مادون قرمز در این نوع صفحات نمایش از دو روش استفاده می‌شود: در روش اول تعداد بسیار زیادی حس‌گر حساس به گرما روی صفحه تعبیه می‌شود و هنگامی که کاربر با انگشت دست خود صفحه را لمس کند، درجه حرارت یک یا چند تا از حس‌گرها تغییر می‌کند و خبر آن به کنترل‌کننده صفحه داده می‌شود و محل لمس تشخیص داده خواهد شد. طولانی بودن زمان تشخیص و لازم بودن انگشت گرم جهت لمس، از معایب این نوع صفحات به شمار می‌رود. در روش دوم امواج مادون قرمز به سمت بالای صفحه نمایش گسیل می‌شود و هنگامی که شما انگشت خود یا هر شی دیگری را به آن نزدیک می‌کنید، موج بازتاب شده تشخیص داده خواهد شد و محل لمس محاسبه می‌گردد. این نوع صفحات بسیار مقاوم هستند و در تجهیزات نظامی کاربرد زیادی دارند.

صفحه نمایش نوع پالس صوتی در این نوع از صفحات یک یا چند حس‌گر فشار در مکانی دل‌خواه از صفحه قرار داده می‌شود. با لمس صفحه توسط کاربر، حس‌گر آن میزان فشار وارده را به یک سیگنال صوتی تبدیل می‌کند. سیگنال صوتی هر نقطه (که در کنترل‌کننده ذخیره شده است) با سیگنال تولیدی حس‌گر مقایسه و مکان لمس به راحتی محاسبه می‌شود. در این روش چون تعداد حس‌گرها کم است، صفحه‌ی لمسی لایه‌ای شیشه مانند است و افت کیفیت تصویر در این نوع صفحات وجود ندارد. مقاومت این نوع صفحات در برابر عوامل خارجی بسیار خوب است. این تکنولوژی بیش‌تر در صفحات نسبتا بزرگ به کار می‌رود.

صفحه نمایش نوع بازتابش نور های تابیده شده در این تکنوژی از یک دیود نوری برای ساطع کردن نور در زیر صفحه‌ی لمسی استفاده می‌شود. به طور عادی مقداری از نور در برخورد با سطح بازتابش می‌کند و  طبق قانون تابش و بازتابش در آینه‌ها، زاویه‌ی تابش با زاویه‌ی بازتابش برابر خواهد بود. وقتی که کاربر انگشت خود را روی صفحه‌ی لمسی قرار می‌دهد، پرتو تابیده شده با زاویه‌ای غیر از زاویه‌ی تابش بازتاب می‌کند و در نهایت، این پرتو تابیده شده توسط یک حس‌گر در انتهای مسیر دریافت می‌شود. کنترل‌کننده‌ی این صفحه‌ی لمسی با انجام محاسبات نسبتا پیچیده‌ای محل لمس‌شده توسط کاربر را تشخیص می‌دهد.

صفحه نمایش نوع تصویربرداری لیزری این نوع از صفحات نمایش بسیار شبیه به مدل قبلی بوده، با این تفاوت که در آن به جای نور، از پرتو لیزر استفاده می‌شود. این نوع صفحات در مقابل گرد و غبار و رطوبت حساس هستند. از این تکنولوژی در بسیاری از صفحات لمسی multi-touch استفاده می‌شود، چرا که کنترل‌کننده با دو پرتو لیزر می‌تواند چند لمس را در یک لحظه دریافت کند.

قسمت‌های مختلف یک صفحه‌ی لمسی یک صفحه‌ی لمسی برای کار کردن به چند قسمت مختلف نیاز دارد که در زیر می‌خوانید: -       صفحه‌ی لمسی و حس‌گرها: صفحه‌ی لمسی از یک سطح شیشه‌ای شفاف تشکیل شده که حس‌گرها در آن قرار دارند. -       کنترل‌کننده: مداری خارجی است که وظیفه‌ی پردازش اطلاعات ارسالی از صفحه‌ی لمسی را دارد. -       قسمت نرم‌افزاری: یک درایور برای کامپیوترها ست که بتوانند از صفحات لمسی به عنوان وسیله‌ی ورود اطلاعات استفاده کنند. بسیاری از کامپیوترهای جیبی از یک صفحه نمایش لمسی نوع Resistive بهره می‌برند. همان طور که اشاره شد، این نوع صفحات لمسی نسبت به ضربه بسیار حساس هستند و در بسیاری از موارد در اثر وارد آمدن هر گونه ضربه‌ی شدیدی می‌شکنند. در این جا، می‌خواهیم تشخیص دهیم که صفحه نمایش شکسته است یا صفحه‌ی لمسی؟ همان طور که در تصاویر مشاهده می‌کنید، اگر صفحه نمایش شکسته باشد، تصویری روی صفحه دیده نمی‌شود و فقط محل ضربه به رنگ قهوه‌ای در می‌آید. در این حالت، صفحه نمایش عملا غیر قابل استفاده است و باید تعویض شود. اگر صفحه نمایش نشکسته باشد و فقط صفحه‌ی لمسی آسیب دیده باشد، صفحه نمایش به طور عادی کار می‌کند، ولی نسبت به لمس عکس‌العملی نشان نمی‌دهد و باید صفحه لمسی تعویض گردد. در این مقاله سعی شد به شکلی بسیار ابتدایی به بررسی انواع صفحات نمایش لمسی پرداخته شود. تکنولوژی به کار رفته در این صفحات بسیار بالا ست، به طوری که تعداد معدودی شرکت در سراسر دنیا اقدام به ساخت صفحات لمسی می‌کنند. به امید روزی که دانشمندان ایرانی هم بتوانند به این تکنولوژی دست یابند.