صفحات لمسی چگونه کار می‌کنند؟ (بخش دوم و پایانی)

در این مقاله، فناوری‌های لمسی موج اکوستیک سطحی (SAW)، صفحات لمسی موج خم‌شده، صفحات مبتنی‌بر مادون‌قرمز و فناوری لمسی تصویربرداری نوری شرح داده شده است.

در قسمت اول مقاله‌ی صفحات لمسی چگونه کار می‌کنند؟، کاربرد صفحات لمسی و انواع فناوری و ساختار آن‌ها توضیح داده شد. همچنین، ساختار و عملکرد و معایب و مزایای استفاده از نوع مقاومتی صفحات لمسی و به‌تبع آن، انواع صفحات لمسی خازنی، کاربرد، معایب و مزایای این نمایشگرها و تک‌تک عوامل مؤثر بر عملکرد آن‌ها مفصل بررسی شد.

همان‌گونه که در بخش نخست مقاله گفته شد، صفحات لمسی نمایشگرهای بصریِ الکترونیکی هستند که وقوع لمس و مکان آن در صفحه‌‌نمایش را تشخیص می‌دهند. فناوری‌های لمسی که بیشترین استفاده را دارند، شامل خازنی گسترده‌شده (Projected)، مقاومتی، خازنی سطحی، موج اکوستیک (صوتی) سطحی (SAW)، پرتوی مادون‌قرمز (IR) و مبتنی‌بر دوربین هستند. فناوری‌های دیگر شامل فناوری سیگنال پراکنده (DST)، تشخیص پالس اکوستیک، LCD بصری درون‌سلولی و نوع سنجش نیرو کاربرد چندانی ندارند. درمجموع تمامی موارد یادشده در چهار دسته‌ی اصلی خازنی، مقاومتی، اکوستیک و بصری جای می‌گیرند. در این بخش، کارکرد صفحات لمسی موج اکوستیک (صوتی) سطحی (SAW)، صفحات لمسی موج خم‌شده (Bending Wave)، صفحات مبتنی‌بر مادون‌قرمز و فناوری لمسی تصویربرداری نوری کامل شرح داده خواهد شد.

touchscreens

فناوری صفحات لمسی موج اکوستیک (صوتی) سطحی (SAW)

صفحات لمسی SAW به‌صورت گسترده‌ای در مواردی کاربرد دارد که به دوام‌پذیری محصول بسیار وابسته است و کیفیت بالاتر تصویر را می‌طلبد. این فناوری در کاربری‌هایی چون دایرکتوری اطلاعات، نمایشگرهای تعبیه‌شده در موزه، سیستم‌های آموزشی و ماشین‌های بازی و دستگاه‌های فروش کاربرد دارد. فناوری SAW از پنل تمام‌شیشه‌ای بدون لایه‌ی رسانا یا فعالی استفاده و وضوح و دوام‌پذیری بیشتری درمقایسه‌با انواع مقاومتی و خازنی صفحات نمایش ایجاد می‌کند.

کارکرد صفحات لمسی SAW

پنل‌های لمسی موج صوتی سطحی، به‌طور عمده برای رفع ضعف صفحات مقاومتی و خازنی در انتقال کم نور ساخته شدند

فناوری SAW از امواج فراصوتی استفاده می‌کند که از صفحه‌ی لمسی عبور داده می‌شوند. امواج فراصوت امواج صوتی فشرده‌شده‌ای هستند که متناوب و فرکانس آن‌ها بیشتر از بالاترین حد شنوایی انسان هستند. بالاترین فرکانس شنوایی انسان حدود ۲۰ یا ۲۵ کیلوهرتز در نظر گرفته می‌شود. حال‌اینکه امواجی با فرکانس بیشتر از ۲۵ کیلوهرتز را فراصوت می‌نامند. هنگامی‌که کاربر صفحه‌ی لمسی را لمس می‌کند، بخشی از موج ازطریق انگشت جذب و ضعیف‌تر می‌شود. این تغییر در امواج مافوق صوت به ثبت موقعیت رویداد لمسی منجر و درمجموع، اطلاعات یادشده برای پردازش به کنترلر ارسال می‌شود.

saw

درواقع، سیستم موج سطحی متشکل از یک جفت مبدل (یک گیرنده و یک فرستنده) است که در امتداد محورهای X و Y در صفحه‌ی شیشه‌ای تعبیه شده‌اند. عنصر مهم دیگر در صفحات SAW، بازتاب‌دهنده‌ها هستند که در صفحه‌ی شیشه‌ای تعبیه شده‌اند تا سیگنال الکتریکی را بین دو مبدل منعکس کنند. کنترلر صفحه‌ی لمسی سیگنال الکتریکی پنج‌مگاهرتزی به مبدل فرستنده (transmitting transducer) ارسال می‌کند. این قطعات نیز سیگنال الکتریکی را به امواج فراصوتی تبدیل می‌کند. هر موج به‌واسطه‌ی آرایه‌های بازتاب‌دهنده در کناره‌های صفحه‌ی لمسی، در کل صفحه بازتاب داده می‌شود.

امواج مکانیکی مذکور نیز به طرف مقابل در صفحه‌ی لمسی هدایت و در آنجا تجمیع و وارد مبدل دریافت‌کننده می‌شود. این مبدل امواج را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند. هنگامی‌که سطح صفحه‌‌نمایش لمس می‌شود، بخشی از انرژی موج صوتی جذب می‌شود؛ بنابراین، سیگنال دریافتی تغییر پیدا می‌کند. تغییرات به‌وجود‌آمده نسبت به امواج مرجع تشخیص داده و مختصات محاسبه می‌شود. این روند به‌صورت مستقل برای هر دو محور X و Y اجرا می‌شود.

saw

نکات مثبت و منفی فناوری لمسی SAW

پنل‌های لمسی موج صوتی سطحی به‌طور عمده برای این موضوع ساخته شده‌اند که ایرادات صفحات مقاومتی و خازنی در انتقال کم‌نور را نداشته باشند. ساختار صفحات لمسی SAW عاری از هرگونه لایه‌ی فلزی است که باعث می‌شود توان خروجی روشنایی ۱۰۰ درصد باشد و وضوح تصویری کاملی به‌دست آید. چنین موردی نیز سبب شده صفحات SAW برای نمایش محتوای گرافیکی با دقت بالا گزینه‌ی مناسب‌تری باشند. در صفحات لمسی خازنی و مقاومتی، وضوح تصویر به‌صورت چشمگیری کاهش پیدا می‌کند.

علاوه‌بر‌این، شیشه‌ی سطح رویین در این فناوری درمقایسه‌با نوع خازنی صفحات لمسی دربرابر خراشیدگی مقاوم‌تر است. مزیت دیگر صفحات SAW این است که اگر سطح بالایی نمایشگر به‌گونه‌ای خراشیده شود، پنل همچنان حساسیت خود به لمس را حفظ می‌کند. ازنظر ساختار، این فناوری از پایداری و عمر بیشتری برخوردار است و عوامل خارجی باعث نمی‌شود مختصات لمس دچار انحراف شود. صفحات لمسی SAW در آزمایش‌ها تا ۵۰ میلیون لمس در یک نقطه را بدون هیچ‌گونه مشکلی پذیرا بوده‌اند. علاوه‌بر‌این، پنل‌های لمسی SAW در صفحات خمیده نیز کارایی دارند.

ضعف این دستگاه شامل سازگاری‌اش فقط با اشیای نرمی است که امواج ارتجاع‌دار سطحی فراصوت را جذب می‌کنند؛ مانند انگشتان دست و دستکش و اشیای سخت مانند قلم‌ها در آن کارایی ندارند. ازآنجاکه صفحات SAW به لمس‌های بسیار سطحی حساس هستند، مواردی که انرژی صوتی را جذب می‌کنند، مانند قطرات آب یا نشستن حشرات، مختصات مربوط به لمس را مختل می‌کنند و باعث ایجاد لمس کاذب می‌شوند. تعجب‌آور نیست که این نوع از صفحات لمسی از آلودگی‌ها و قطرات آب تأثیر منفی دریافت می‌کنند و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی یا تجاری نامناسب هستند. مواردی که امواج صوتی را جذب می‌کنند، باعث ایجاد اختلالات لمسی یا کاهش حساسیت به لمس در صفحات لمسی SAW می‌شوند. بزرگ‌ترین مشکل مربوط به آلودگی‌هایی است که نزدیک الگوهای بازتاب‌دهنده قرار دارند. این آلودگی‌ها باعث ایجاد نقاط مرده (غیرفعال‌شده) در صفحه‌‌نمایش می‌شوند و به پاک‌سازی و گاهی کالیبره‌شدن نیاز دارند. درنهایت، می‌توان این‌گونه گفت که صفحات لمسی SAW برای محیط‌های کاربری خشن و کثیف کارایی ندارند.

مزایای صفحات لمسی SAWمعایب صفحات لمسی SAW
وضوح تصویر بیشتر درمقایسه‌با صفحات لمسی خازنی و مقاومتیباید با جسم نرم لمس شود
با قلم‌های استایلوس سازگار استآلودگی‌ها باعث ایجاد نقاط مرده (غیرفعال‌شده) در صفحه‌‌نمایش می‌شوند
دربرابر خراشیدگی بسیار مقاوم استنمی‌توان این صفحات را کاملا ضدآب کرد
در صفحات نمایش خمیده توانایی تعبیه‌شدن داردبه تمیزکردن دوره‌ای نیاز دارند
رزولوشن زیادی دارددربرابر آلودگی‌ها و آب مقاوم نیستند

صفحات لمسی موج خم‌شده (Bending Wave)

صفحات لمسی موج خم‌شده ازنظر مفهومی بسیار ساده هستند: لمس انگشت روی صفحه‌ی شیشه‌ای باعث ایجاد امواج صوتی و این امواج درون شیشه پخش می‌شوند. امواج صوتی به‌واسطه‌ی میکروفون‌هایی شناسایی می‌شوند که به‌شکل مبدل‌های پیزوالکتریک به شیشه متصل شده‌اند. دست‌آخر، اجزای الکتریکی سیگنال‌های صوتی را به اطلاعات دیجیتالی تبدیل و برای تخمین مختصات لمسی راهی پردازنده می‌کنند. وجه اشتراک صفحات موج خمیده با صفحات لمسی SAW گستره‌ی بزرگی را شامل می‌شود. هر دو مبتنی‌بر صوت هستند و برای تشخیص لمس، تنها به صفحه‌ی شیشه‌ای نیاز دارند. موارد دیگر اشتراک این صفحات شامل شفافیت زیاد و نداشتن فرسایش در استفاده‌ی روزمره و پایداری کالیبراسیون به‌دلیل سرعت صوت است.

blending wave

صفحات نمایش موج خمیده از دیدگاه علمی برترین صفحات لمسی هستند

با‌این‌حال، صفحات نمایش موج خمیده و SAW، تنها پسرعموهایی دور از هم هستند و تفاوت‌های فاحشی دارند. به‌عنوان مثال، صفحات نمایش موج خمیده برمبنای سیگنال‌های ضعیفی همچون امواج رادیویی هستند؛ اما صفحات SAW برای ایجاد لمس به امواج قدرتمندی نیاز دارند. تفاوت جالب دیگر مربوط به تأثیر آلودگی‌ها بر سطح لمسی است. امواج در نمایشگر موج خمیده درون بستر شیشه‌ای حرکت می‌کنند؛ از‌این‌رو، متوقف‌کردن امواج در این صفحات بسیار مشکل است. دلیل چنین امری توزیع قدرت امواج در کل ضخامت صفحه است؛ حال‌آنکه قدرت امواج در نوع SAW روی سطح شیشه متمرکز است؛ بنابراین صفحات موج خمیده کمتر تحت‌تأثیر آلودگی‌هایی نظیر قطرات آب یا حتی کف دست کاربر قرار می‌گیرند.

چنین بحثی نشان می‌دهد صفحات نمایش موج خمیده از دیدگاه علمی برترین صفحات لمسی هستند. حال سؤال این است: «چرا صفحات لمسی موج خمیده سال‌ها پیش به‌ فناوری لمسی غالب تبدیل نشده‌اند؟» پاسخ این پرسش نهفته در مشکلات مهندسی برای پردازش سیگنال‌های صوتی است. اگرچه عملکرد صفحات موج خم‌شده ازنظر مفهومی بسیار ساده است، در عمل پردازش سیگنال‌های نشئت‌گرفته از نمایشگرهای موج خم‌شده پیچیدگی‌های چالش‌برانگیزی پیش رو قرار می‌دهد. امواج خم‌شده بسیار پراکنده هستند؛ زیرا معمولاً بارها‌و‌بارها قبل از از‌بین‌رفتن منعکس می‌شوند. بازتاب‌ها عنصر پیچیدگی را به زمان پردازش سیگنال اضافه می‌کنند. برای مقابله با این مسئله، یکی از رویکردهای جاری استفاده از دمپرهای صوتی با طراحی خاص در محیط شیشه‌ای برای به‌حداقل‌رساندن امواج منعکس‌شده است.

روش دیگر محدودکردن اندازه‌ی صفحات فقط در ابعاد بزرگ به‌منظور کاهش بازتاب‌ها و از‌بین‌بردنشان است. در این مدل، زمان موردنیاز برای پردازش سیگنال به‌دلیل تغییرات اعمال‌شده در طراحی بیشتر و در‌نهایت، ساخت حسگر محاسبه‌گر پیچیده‌تر می‌شود. پیچیدگی و مانع دیگر در توسعه‌ی صفحات لمسی موج خم‌شده این است که خود انگشتان دست منبعی از امواج صوتی هستند. درواقع، انگشت‌ها مانند پینگ‌های جداگانه‌ی راداری محسوب می‌شوند. این موضوع هنگام کشیدن قلم استایلوس روی صفحه نیز صادق است. آنچه انسان به‌عنوان لمسی کوچک می‌داند، بازتابی از امواج را به مدت کوتاهی روی صفحه پدید می‌آورد. موارد یادشده ترکیبی از پیچیدگی سیگنال‌ها درکنار زمان لازم برای پردازش آن‌ها را ایجاد می‌کنند.

با‌این‌همه، رویکرد جدیدی برای پردازش سیگنال‌های صفحات لمسی موج خمیده با نام تشخیص‌گر پالس صوتی (APR) به‌جای درنظرگرفتن پیچیدگی سیگنال‌ها به‌عنوان مشکل، آن‌ها را به مزیت تبدیل می‌کند. رویکرد APR ممکن است به‌عنوان اثرانگشت صوتی نیز توصیف شود. در این روش، هنگام دریافت سیگنال تلاشی برای پاک‌سازی آن از بازتاب‌ها یا محاسبه‌ی زمان سپری‌شده نمی‌شود و به‌جای آن، کل سیگنال با تمامی پیچیدگی‌هایش به‌عنوان اثرانگشت صوتی ضبط می‌شود. هر نقطه‌ای در سطح صفحه‌ی لمسی، اثرانگشت مربوط به خود را دارد. در این حالت، سیگنال‌های پیچیده دوستِ فناوری APR هستند. APR گامی رو‌به‌جلو برای فناوری صفحات لمسی موج خمیده به‌شمار می‌رود و این‌ نوید را می‌دهند که صفحات لمسی موج خم‌شده را به فناوری استاندارد برای صفحات نمایش لمسی تبدیل خواهند کرد.

فناوری لمسی مبتنی‌بر مادون‌قرمز (Infrared)

infrared touch

صفحات نمایش لمسی مادون‌قرمز در درجه‌ی اول برای نمایشگرهای بزرگ و دستگاه‌های بانکی و کاربردهای نظامی استفاده می‌شود. صفحات لمسی مادون‌قرمز برپایه‌ی فناوری تقطیع پرتوهای نوری عمل می‌کنند. در این فناوری، به‌جای ایجاد لایه‌ای سطحی، از قابی دور صفحه‌‌نمایش استفاده شده است. در چهارچوب یادشده، از منابع پخش‎‌کننده‌ی نور یا دیودهای ساطع‌کننده‌ی نور در یک طرف و از حسگرهای تشخیص‌دهنده‌ی نور در طرف دیگر استفاده شده است. این فتودیودها شبکه‌ای از نورهای نامرئی را در تمامی صفحه ایجاد می‌کنند. هنگامی‌که وسیله‌ای صفحه را لمس می‌کند، پرتو نور نامرئی قطع می‌شود؛ درنتیجه، سیگنال دریافت‌شده‌ی حسگر نوری افت می‌کند و خروجی اندازه‌گیری‌شده از حسگر برای محاسبه‌ی مختصات استفاده می‌شود. درنهایت، می‌توان این‌گونه گفت که فناوری مادون‌قرمز متکی به تقطیع شبکه‌ای از نورهای مادون‌قرمز در قسمت جلو نمایشگر است.

نکات منفی و مثبت صفحات لمسی مادون‌قرمز

دو عامل عمده درمقابل پذیرش عمومی این فناوری وجود دارد: ۱. قیمت گران این فناوری درمقایسه‌با فناوری‌های لمسی رقیبب؛ ۲. مشکل عملکردی آن در محیط‌های دارای نور روشن. عامل دوم درنتیجه‌ی افزایش سطح نویز در حسگر اپتیکال براثر افزایش نور پس‌زمینه رخ می‌دهد. درواقع، هنگامی‌که سطح نویز تا حدی افزایش می‌یابد که حسگر نمی‌تواند نور LED را شناسایی کند، سیستم لمسی برای مدتی  از کار بازمی‌ایستد. این اتفاق بیشتر هنگام تابیدن نور مستقیم خورشید مشهود است که سطح انرژی زیادی دارد. همچنین، آلودگی‌ها می‌توانند باعث فعال‌شدن کاذب صفحه‌ی لمسی داخل چهارچوب شوند. مسئله مهم دیگری که درباره‌ی صفحه‌ی لمسی مادون‌قرمز وجود دارد، ظرفیت درخورتوجه این صفحه برای فعال‌شدن زودهنگام، حتی قبل از زمانی است که انگشت یا قلم واقعاً آن را لمس می‌کند. همان‌طورکه بعدا خواهیم دید، این قابلیت فعال‌شدن اولیه می‌تواند برای شناسایی محور Z استفاده شود.

فناوری مادون‌قرمز ویژگی‌های مطلوبی نیز به‌ارمغان آورده است و برخی قابلیت‌های نمایشگرهای لمسی ایدئال را با خود یدک می‌کشد. برای مثال، لایه‌ی شیشه‌ای یا روکش پلاستیکی در این فناوری حذف شده است؛ لایه‌ای که اکثر فناوری‌های لمسی دیگر به وجود آن درمقابل نمایشگر نیاز دارند. در بسیاری موارد، این روکش با ماده‌ی شفاف رسانای الکتریکی مانند ITO پوشیده شده است که خود باعث کاهش کیفیت نوردهی نمایشگر می‌شود. ازآنجاکه صفحات لمسی اغلب برای فروش متکی به کیفیت تصویرشان هستند، برتری‌های نمایشگرهای لمسی اپتیکال برای فروشندگان اهمیت فراوانی دارد.

ویژگی دیگر صفحات لمسی مادون‌قرمز که مدت زیادی در کانون توجه قرار داشت، ماهیت دیجیتال خروجی حسگر درمقایسه‌با بسیاری از سیستم‌های لمسی دیگری است که به پردازش سیگنال آنالوگ برای تشخیص موقعیت لمس متکی هستند. سیستم‌های آنالوگ یادشده معمولا به کلیبراسیون مداوم نیاز دارند و سیگنال‌های پیچیده‌تری باید پردازش کنند که این نیز به‌نوبه‌ی خود باعث افزایش هزینه و توان مصرفی می‌شود. سیستم‌های آنالوگ در‌مقایسه‌با نوع دیجیتال، باتوجه‌به محیط کاربری دقت کمتری از خود نشان می‌دهند و خرابی آن‌ها طولانی است. علاوه‌براین، فناوری مادون‌قرمز به این دلیل که پرتوهای نوری هنگام لمس کاربر هرگز کاملا قطع نمی‌شوند، قابلیت چندلمسی دارند. فهرست زیر مربوط به مهم‌ترین معایب و مزایای صفحات لمسی مادون‌قرمز است:

مزایای صفحات لمسی مادون‌قرمزمعایب صفحات لمسی مادون‌قرمز
به دفعات کالیبراسیون کمتری نیاز دارند ساخت آن هزینه‌ی زیادی دارد
وضوح تصویر عالی است و ۱۰۰ درصد نور منتقل می‌شود و به پوشش شیشه‌ای یا پلاستیکی نیازی ندارددر محیط‌های دارای پس‌زمینه‌ی روشن (‌برای مثال زیر نور آفتاب) مشکل عملکرد دارد
برای صفحات نمایشگر با اندازه‌ی بزرگ‌تر از ۴۰ اینچ بسیار مناسب استآلودگی در محیط‌های فعال در گوشه‌های صفحه، عملکرد سیستم را مختل می‌کند
با تمامی اشیاء کار و از قابلیت چندلمسی پشتیبانی می‌کندبه لمس بسیار حساس و ممکن است پیش از لمس فعال شود

موارد استفاده از صفحات لمسی مادون‌قرمز

صفحات لمسی مادون‌قرمز در صنایع تولیدی و کاربری‌های پزشکی استفاده می‌شوند؛ زیرا هم با اشیای سخت و هم اشیای نرم کاربرد دارند. همچنین، در کاربری‌های عمومی همچون سیستم‌های فروش POS استفاده می‌شوند که نمی‌توان برای استفاده از آن‌ها اجسام رسانایی چون انگشت دست را به‌کار برد.

فناوری لمسی تصویربرداری نوری

صفحات لمسی تصویربرداری نوری انقلابی در صنعت صفحات لمسی محسوب می‌شوند. تصویربرداری نوری فناوری نسبتا جدیدی است که به‌دلیل مقیاس‌پذیری و تطبیق‌پذیری زیاد در حال محبوب‌ترشدن است. این امر به‌ویژه در واحدها و دستگاه‌های بزرگ نموداری صعودی دارد. وجه تفاوت این نوع فناوری با انواع دیگر صفحات لمسی این است که دستگاه مذکور توانایی شناسایی ابعاد اجسامی را نیز دارد که آن را لمس می‌کنند. دلیل این ادعا استفاده از حسگرهای تصویربرداری و نور پس‌زمینه‌ی مادون‌قرمز به‌صورت هم‌زمان در کناره‌های صفحه است. هنگامی‌که جسمی نمایشگر را لمس می‌کند، درواقع، روی آن سایه‌ می‌اندازد. حسگرهای تصویربرداری براساس سایه‌ای که جسم ایجاد کرده است، محل لمس و اندازه‌ی جسم را تعیین می‌کنند.

نحوه‌ی عملکرد صفحات لمسی تصویربرداری نوری

ازآنجاکه فناوری تصویربرداری نوری مبتنی‌بر علم فتونیک است و از تکنیک‌های تصویربرداری نوری برای مشاهده و ثبت نقاط لمسی استفاده می‌کند، از دیگر فناوری‌های لمسی متفاوت است. تصویربرداری نوری صفحه‌ی لمسی ساده‌ای است که با استفاده از چند دوربین یا حسگرهای تصویر نقاط لمس‌شده را تشخیص می‌دهد و نشانه‌گذاری می‌کند. در این فناوری، دو یا چند دوربین در کناره‌ها یا اغلب گوشه‌های صفحه‌‌نمایش جاگذاری می‌شود که درکنار هم حرکت اجسامی را ردیابی می‌کنند که با نزدیک‌شدن به صفحه، باعث قطع‌شدن پرتوهای نوری مادون‌قرمز شده‌اند. نور از حسگرهای مادون‌قرمزی ساطع می‌شود که در طرف مقابل و در محدوده‌ی دید دوربین‌ها هستند. از تکنیک‌های ساده‌ی پردازش تصویر برای ترکیب خروجی دو دوربین مستقرشده استفاده می‌شود. یک لمس به‌عنوان سایه تلقی می‌شود و بدین‌ترتیب هر جفت دوربین می‌تواند محل لمس و حتی اندازه‌ی جسم لمس‌کننده را ازطریق الگوسازی اندازه‌گیری کند.

light touch

تصویربرداری نوری فناوری نسبتا جدیدی است که به‌دلیل مقیاس‌پذیری و تطبیق‌پذیری درخورتوجه در حال محبوب‌ترشدن است

 همان‌گونه که در شکل بالا نشان داده شده‌ است، مختصات لمس را می‌توان با استفاده از تکنیک‌های ریاضی براساس اصول مثلث‌بندی محاسبه کرد. زاویه‌ی A و B بین قسمت بالای نمایشگر و محل لمس به‌واسطه‌ی تجزیه‌و‌تحلیل خروجی هر دوربین و تشخیص محل پیکسلی سایه به‌دست می‌آید. فاصله‌ی دوربین‌ها، یعنی W ثابت است؛ بنابراین، مختصات X و Y از نقطه‌ی لمس با استفاده از تانژانت زاویه‌های A و B به روش زیر محاسبه می‌شود:

 (Y = X*Tan (A) and Y = (W-X)* Tan (B

ازاین‌رو، X را می‌توان از معادله‌ی حاصل‌شده پیدا کرد:

[(X = W*Tan (B)/ [Tan (A) + Tan (B

توجه کنید این توضیح بسیار ساده‌سازی شده و در دنیای واقعی باتوجه‌به عواملی همچون انحراف لنز و خطای حسگرها، محاسبات بسیار پیچیده‌تر است.

مزایا و معایب صفحات لمسی تصویربرداری نوری

light touch

فناوری صفحات لمسی تصویربرداری نوری نحوه‌ی ارتباط ما با فناوری رایانه‌ای را تغییر می‌دهد. برخلاف بسیاری از صفحات نمایش لمسی دیگر، در این فناوری کل صفحه‌‌نمایش، مخصوصا گوشه‌و‌کنارها، به لمس حساس است. این فناوری از اجزای نوری برای ایجاد لمس استفاده می‌کند. هیچ لایه‌ی اضافی روی نمایشگر وجود ندارد؛ بنابراین، تصاویر بسیار شفاف هستند و وضوح چشمگیری دارند. از هر وسیله‌ای برای تعامل با این صفحه می‌توان استفاده کرد. این فناوری پس از یک‌بار کالیبره‌شدن، به کالیبراسیون مجدد نیاز ندارد و درنتیجه، هزینه‌ی تعمیر و نگه‌داری آن ارزان است. بخشی از مزایای فراوان و معایب معدود این صفحات در جدول زیر آمده است:

مزایای نمایشگرهای لمسی تصویربرداری نوریمعایب نمایشگرهای لمسی تصویربرداری نوری
وضوح تصویر ۱۰۰ درصدینور محیط می‌تواند روی عملکرد سیستم تأثیر بگذارد
به‌صرفه‌بودن در اندازه‌های بزرگبه اندازه‌ی بزرگ محدود است
بدون نیاز به کالیبراسیونندارد
بی‌تأثیربودن خراشیدگی روی عملکردندارد
آسان‌بودن تولیدندارد
با تعبیه‌ی آن روی صفحه‌ی غیرلمسی می‌توان آن را لمسی کردندارد
برای ایجاد لمس از هر وسیله‌ای می‌توان استفاده کردندارد

تک‌تک فناوری‌های لمسی موجود، ضعف‌ها و قوت‌های خاص خود را دارند؛ بنابراین، در کاربردهای بسیار متفاوتی استفاده می‌شوند. ذکر این نکته لازم است که فناوری لمسی کاملی وجود ندارد. درادامه عملکرد فناوری‌های یادشده در برخی مؤلفه‌ها آورده شده است.

عبوردادن نور

صفحات مقاومتی به‌دلیل لایه‌ی روکش فلزی نور کمی عبور می‌دهند و تصاویر واضحی ندارند. سیستم خازنی نیز به‌دلیل داشتن لایه‌ی خازنی با روکش فلزی، میزان نور منتقل‌شده را ۱۰ درصد کاهش می‌دهد. در سیستم‌های متکی به صوت و نور، به‌دلیل نبود لایه‌ی فلزی، ۱۰۰ درصد نور منتقل می‌شود.

دوام

صفحات لمسی مقاومتی و خازنی دربرابر خراشیدگی حساس هستند و درصورت ایجاد چنین آسیب‌هایی، با اختلال رو‌به‌رو می‌شوند. دوام صفحات نمایش SAW و سیستم‌های نوری به‌گونه‌ای است که می‌توان از تیغ‌های تیز برای لمس این دستگاه‌ها استفاده کرد. همچنین، عناصر محیطی می‌توانند روی دوام نمایشگرهای لمسی تأثیر بگذارند. اگر قرار باشد سیستم‌های نمایشگر در خارج از ساختمان مستقر شوند، وجود آب ممکن است مسئله‌ای مهمی، به‌ویژه برای فناوری SAW باشد. 

پایداری کالیبراسیون

در صفحات لمسی مقاومتی، به‌دلیل تغییرشکل و پیچ‌وتاب لایه‌ی ITO، عملکرد صفحه‌نمایش تغییر می‌کند. این تغییر نیاز به کالیبراسیون مجدد صفحه را ایجاد می‌کند؛ اما این مشکل در صفحات لمسی خازنی یافت نمی‌شود. دلیل این امر آن است که لایه‌های ITO در صفحات خازنی کمتر مستعد آسیب هستند و سیستم می‌تواند برای تغییرات محیطی خود را کالیبره کند و سازگاری آن با تغییرات محیطی بهتر از فناوری مقاومتی است. کالیبراسیون صفحات لمسی مادون‌قرمز بسیار پایدار است و پس از مدتی استفاده، صفحات مادون‌قرمز و خازنی دقت بیشتری درمقایسه‌با صفحات لمسی خواهند داشت. 

اندازه‌ی صفحات لمسی

صفحات نمایش لمسی مادون‌قرمز و نوری تقریبا بزرگ‌ترین فناوری‌های صفحات لمسی ازنظر ابعاد هستند. اندازه‌ی نمایشگرهای لمسی مقاومتی و خازنی به‌دلیل ماهیت مشابه فناوری به‌کار‌رفته در آن‌ها نسبتا مشابه است. صفحات لمسی مقاومتی و خازنی قابلیت بزرگ‌بودن را دارند؛ اما در ابعاد بزرگ، عملکرد آن‌ها به‌اندازه‌ی صفحات مبتنی‌بر پرتوهای نوری نخواهد بود؛ زیرا فناوری‌های لمسی نوری از مجموعه‌ای از LEDهای مادون‌قرمز و دوربین یا حسگر برای تشخیص تغییرات استفاده می‌کنند. داشتن سیستم خازنی یا مقاومتی در ابعاد بزرگ به مقدار زیادی سیم در سراسر صفحه‌‌نمایش نیاز دارد. این مقدار سیم احتمال بروز نقص در تشخیص لمس و فرسایش و خرابی را افزایش می‌دهد.

قیمت

یکی از نکات قوت صفحات لمسی مقاومتی، قیمت آن‌ها است. صفحات خازنی همراه‌با مدارها‌ی محتمع کنترلر ۵۰ درصد گران‌تر از همتایان مقاومتی هستند. دلیل گران‌بودن قیمت نمایشگرهای لمسی مقاومت، سیستم مدارها و پیچیدگی محاسبات است. البته وقتی این نمایشگرها در گوشی‌های هوشمند پرچم‌دار با ویژگی‌های فراوان و گران‌قیمت استفاده می‌شوند، قیمت گرانشان چندان هم به‌چشم نمی‌آید؛ اما در دستگاه‌های پایین‌رده مسئله پیچیده می‌شود. فناوری SAW اندکی گران‌تر از نوع مقاومتی و خازنی است و گران‌ترین صفحه‌‌نمایش لمسی نوع مادون‌قرمز است. صفحات لمسی تصویربرداری نوری نیز در عین سادگی، بسیار ارزان هستند.

touchscreen revenues

نوع فناوری لمسیمقاومتی ۴ سیمیمقاومتی ۵ سیمیخازنی گسترده‌شدهخازنی سطحیSAWمادون‌قرمزتصویربرداری نوری
نوعسطحی الکتریکیسطحی الکتریکیسطحی الکتریکیسطحی الکتریکیصوتی از کناره‌هانوری از کناره‌هانوری از کناره‌ها
فناوریفشار به لمس منجر می‌شودفشار به لمس منجر می‌شودتغییر میدان الکتریکی به لمس منجر می‌شودتغییر میدان الکتریکی به لمس منجر می‌شودامواج فراصوت به لمس منجر می‌شودتقطیع نور به لمس منجر می‌شودتقطیع نور به لمس منجر می‌شود
میزان عبور نور۷۰ درصد۷۵ تا ۸۸ درصدبیشتر از ۸۸ درصد۸۸ تا ۹۳ درصد۹۰ تا ۹۲ درصد۹۲ تا ۹۹ درصد۹۲ تا ۱۰۰ درصد
رزولوشنبستگی داردبستگی داردبالابالابالاپایینبستگی دارد
ابعاد۱٫۷ تا ۲۴ اینچ۱۰٫۴ تا ۲۴ اینچ۲٫۸ تا ۱۰٫۴ اینچ۶٫۴ تا ۳۲ اینچ۸ تا ۳۰ اینچ۸ تا ۱۵۰ اینچبیشتر از ۱۲ اینچ
قیمتارزان‌ترینبستگی داردارزانبستگی داردگرانگران‌ترینارزان
طول عمربیشتر از یک میلیون لمسبیشتر از ۳۵ میلیون لمسبیشتر از ۱۰۰ میلیون لمسبیشتر از ۵۰ میلیون لمسبیشتر از ۵۰ میلیون لمسطول عمر بسیار زیادطول عمر بسیار زیاد
قابلیت لمسبا هر وسیله‌ایبا هر وسیله‌ایاشیای رسانااشیای رسانااشیای نرمبا هر وسیله‌ایبا هر وسیله‌ای
پایداری کالیبراسیونکمبستگی داردبستگی داردکمکم‌ترینزیادزیادترین
ویژگی چندلمسینداردنداردبیش از ۱۰ لمسندارد۲ لمس۲ لمس۵ لمس
نیاز به پوشش شیشه‌ای یا پلاستیکبلهبلهبلهبلهخیرخیرخیر
تأثیر آلودگیبالاکمترینبالابالاکمبستگی داردبستگی دارد
مقاومت دربرابر خراشپایینبستگی داردبستگی داردپایینبالابالابالا
مقاومت دربرابر آبپایینبالابستگی داردبستگی داردپایین‌ترینبالاترینبالا
خوانا بودن زیر نور آفتاببستگی داردبستگی داردبالابالابالاپایینپایین
نوع اندازه‌گیریولتاژولتاژخازنیجریانتأخیر زمانتقطیع نورتقطیع نور
زمان پاسخ‌دهیکمتر از ۱۰ میلی‌ثانیهکمتر از ۱۵ میلی‌ثانیهکمتر از ۱۵ میلی‌ثانیهکمتر از ۱۵ میلی‌ثانیه۱۰ میلی‌ثانیهکمتر از ۲۰ میلی‌ثانیه۹ تا ۲۲ میلی‌ثانیه
نیروی لازم برای فعال‌شدن لمس۱۰ تا ۱۰۰ گرم۱۰ تا ۱۰۰ گرمنیرویی لازم نیستنیرویی لازم نیست۱۰ تا ۱۰۰ گرمنیرویی لازم نیستنیرویی لازم نیست
دمای لازم برای فعال‌بودنمنفی ۱۰ تا مثبت ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۱۰ تا مثبت ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۲۰ تا مثبت ۷۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۲۰ تا مثبت ۷۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۲۰ تا مثبت ۵۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۳۰ تا مثبت ۵۰ درجه‌ی سانتی‌گرادمنفی ۳۰ تا مثبت ۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد
مصرف الکتریسیته و نوع آن۵ ولت نوع DV۵ ولت نوع DV۶ ولت نوع DC۶ ولت نوع DC۱۲ ولت نوع DC۵ ولت نوع DV۵ ولت نوع DV
محصول نمونهHTC

Diamond

ـآیفونـLenevo PCNexio ۴۲ اینچHP TouchSmart
بزرگ‌ترین مزیتقیمت ارزانقابلیت لمس با هر وسیله‌ایچندلمسیـوضوح چشمگیردوام‌پذیریتطابق‌پذیری
بزرگ‌ترین نکته‌ی منفیوضوح کمقیمت گرانلمس فقط با دستفرسایشظرافتتأثیر از نور محیطعرض زیاد

از سراسر وب

  دیدگاه
کاراکتر باقی مانده

بیشتر بخوانید

تبلیغات