تکنولوژیهای لمس

انواع تکنولوژی های لمسی

پنج تکنولوژی اصلی واسط های کاربری لمسی عبارتند از:

• صفحات لمسی مقاومتی Resistive
• صفحات لمسی خازنی Capacitive
• صفحات تشخیص مختصات امواج آکوستیک Surface Acoustic Wave – SAW
• صفحات تشخیص مختصات اپتیکال Optical
• صفحات تشخیص مختصات مادون قرمز Infra-Red

به توضیح مختصری از هرکدام می پردازیم:

صفحات لمسی مقاومتی 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 با دست یا هر وسیله‌ی دیگری کمی فشار بر روی صفحه وارد می‌شود، 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 تشخیص محل تماس مربوطه انجام شود.

این نوع صفحه نمایش‌ها از لحاظ قیمت ارزان‌تر از انواع دیگر هستند، ولی سطح خارجی آن که در تماس با اشیا می باشد 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، اشیا در تماس مستقیم با حس‌گر نیستند. این نوع صفحه نمایش‌ها در تماس با هر شیئی از خود عکس‌العمل نشان می‌دهند و تماس با دست در این نوع صفحات ضروری نیست. بزرگترین عیب این صفحات این است که با توجه به اینکه این صفحات از چند لایه تشکیل شده اند، شفافیت تصویر عبور داده شده از این صفحات، مقداری کاهش می یابد.

صفحات لمسی خازنی Capacitive

صفحه نمایش لمسی نوع Capacitive از سنسورهای متعددی تشکیل شده است. این سنسورها از جنسITO Indium Tin Oxide و سرب می‌باشند و یا 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 متصل هستند. همان طور که می‌دانید بدن انسان رساناست. 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 موضوع باعث تغییر جریان در سنسوری می‌شود که عمل لمس روی آن انجام شده است. 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.

صفحات تشخیص مختصات امواج آکوستیک Surface Acoustic Wave – SAW

سامانه لمسی نوع SAW نسبت به دیگر صفحات کاربرد کم‌تری دارد. عنوان SAW عبارت اختصاری Surface Acoustic Wave است و به معنی «موج سطحی صوتی» می‌باشد. سرعت انتشار این امواج نزدیک به سرعت انتشار صوت در هواست. کارکرد این نوع سامانه به این صورت است که همواره در سطح صفحه نمایش امواجی با سرعت صوت فرستاده می‌شود؛ تا وقتی که شیئی در این محدوده وارد نشود، اتفاقی نخواهد افتاد. ولی به محض این که انگشت یا هر شیء‌ 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 از جمله پیشرفته‌ترین صفحات لمسی هستند، ولی در مقابل عوامل خارجی مثل رطوبت، گرد و خاک و ضربه بسیار حساس می‌باشند.

صفحات تشخیص مختصات اپتیکال Optical

در صفحاتOptical نیز، از امواج مادون قرمز استفاده می شود، اما روش تشخیص نقاط و اشیاء، با سیستم مادون قرمز بسیار متفاوت است. چندین مولد نور مادون قرمز، در جهات مختلف نور خود را روی سطح منتشر می نمایند، همچنین جهت افزایش پراکندگی نور مادون قرمز در سطح مورد نظر، تعدادی صفحات بازتابنده (Reflector) در اطراف صفحه تعبیه می شوند.

هر شیء که وارد این صفحه گردد، موجب بازتابش و شکست شعاعهای نور منتشر شده در سطح می شود. این شعاعها، توسط دوربینهای مادون قرمزی که در زوایای صفحه تعبیه شدند، دریافت می شوند. در نرم افزار پردازش کننده، تصاویر این دوربینها برهم نهی شده و پس از Image Processing، مختصات شیء مورد نظر محاسبه می گردد.

از ویژگیهای مثبت این نوع صفحات، عدم وابستگی به سطح و در نتیجه عبور نور نمایشگر، بدون کاهش کیفیت می باشد. لکن به علت استفاده از سیستم پردازش تصویر، در برخی موارد واکنش این سیستم با تأخیر اندکی همراه است.

صفحات تشخیص مختصات مادون قرمز Infra-Red

در این روش، امواج IR توسط فرستنده ها در دو ضلع صفحه تولید شده و به سمت دو ضلع مجاور که حاوی گیرنده­های مادون قرمز می باشد گسیل می‌شود. اشیاء وارد شده به این فضا، موجب قطع ارتباط گیرنده ها با فرستنده های مقابل هممی شوند که پس از تعیین شماره توالی سنسورهای قطع ارتباط شده، مختصات ورود شیء، مشخص می شود. با توجه به عدم وابستگی این نوع سامانه ها به سطح، عبور نور نمایشگر از آنها، بدون مانع و با کیفیت اصلی صورت می گیرد.

مزیت فریمهای مادون قرمز شبیه ساز لمس

مزایای فریمهای مادون قرمز لمسی کننده عبادتند از:

• برخورداری از توجیه فنی و اقتصادی برای ابعاد بزرگ (بالاتر از ۳۰۰ اینچ)
• استقلال لمس از صفحه نمایشگر (عدم استهلاک صفحه در اثر کاربری زیاد)
• سرعت بالای پاسخگویی به لمس
• قابلیت پشتیبانی مولتی تاچ ( چندین لمس همزمان و استفاده همزمان چند کاربر)
• مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط محیطی (حرارت، رطوبت، غبار و نویز )
• کالیبراسیون آسان
• قیمت متوسط مناسب نسبت به دیگر تکنولوژیهای کارآمد

گرد آورنده : حسین مختاری – پارس تاچ – ۹۲/۲/۱۱