صفحات لمسی (Touch Screen)

فناوری نمایشگرهای لمسی از جمله فناوری‌هایی است که طی چند سال اخیر پیشرفت قابل‌ توجهی داشته ‌است. سهولت استفاده از این نمایشگرها موجب شده هر لحظه در دنیای اطرافمان ردپایی از آن‌ها را مشاهده کنیم.

صفحات لمسی انواع متنوعی دارند که در ادامه به معرفی تعدادی از آ­نها می­ پردازیم.

  • Infrared Touch
  • Optical Touch
  • Projected Capacitive Touch
  • Resistive Touch
  • SAW Touch
  • Surface Capacitive Touch

صفحات لمسی مادون قرمز

فناوری مادون قرمز مورد استفاده در صفحات لمسی شامل ردیف­ هایی از LED ها و ترانزیستورها در هر لبه از قاب­ های لمسی هستند. هر دیود منتشرکننده نور، پرتو نوری تولید می­کند وبرای طرف دیگر که حاوی گیرنده ­های نور می­ باشد می ­فرستد. اشیاء وارد شده به این فضا موجب قطع ارتباط گیرنده ­ها با فرستنده ­های مقابل هم می­ شوند که پس از تعیین شماره توالی سنسورهای قطع ارتباط شده، مختصات ورود شیء مشخص می­ شود.

صفحات لمسی مادون قرمز

فواید:

  • از آنجا که هیچ پوششی روی صفحه نمایش وجود ندارد، انتقال نور 100٪ است و بهترین کیفیت تصویر را دارد
  • مقاومت بسیار بالا در برابر شرایط محیطی (حرارت، رطوبت، غبار و نویز) و استفاده در کاربردهای نظامی
  • قابلیت تشخیص هر نوع ورودی از طریق انگشت، انگشت داخل دستکش، قلم استایلوس و ... بدون فشار فیزیکی زیاد
  • زیر نور آفتاب کار می­ کند
  • قابلیت عالی درخواندن امواج نوری
  • سهولت در نصب
  • سرعت بالای پاسخگویی به لمس
  • با دوام­ترین تکنولوژی در مقایسه با سایرین
  • اندازه­ گیری دقیق
  • عدم حساسیت به لرزش

تئوری عملکرد:

صفحه نمایش لمسیIT  با تشخیص پرتوهای مادون قرمز کار میکند.

وسیله ی  در تماس با صفحه نتیجه توضیحات
انگشتان Y  
ناخن ­های انگشت Y  
خودکار Y  
دستکش مکانیکی Y  
دستکش پزشکی Y  
پاک کن Y  
کارت اعتباری Y  
قلم نرم Y  
قلم مخصوص خازنی Y  
گیره کاغذی N وسیله بسیار کوچک است، و حساس نخواهد بود
قطره آب N مقدار کمی قطره آب عملکرد دستگاه را مختل نخواهد کرد

 

صفحه لمسی اپتیکال

در صفحات اپتیکال 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 شعاع ­های نور منتشر شده در سطح می شود. این شعاع ­ها، توسط دوربین­ های مادون قرمزی که در زوایای صفحه تعبیه شدند، دریافت می شوند. در نرم­ افزار پردازش کننده، تصاویر این دوربین­ ها بر هم نهی شده و پس از Image Processing، مختصات شیء مورد نظر محاسبه می­ گردد.

صفحه لمسی اپتیکال

فواید:

  • از آنجا که هیچ پوششی روی صفحه نمایش وجود ندارد، انتقال نور 100٪است
  • عدم وابستگی به سطح و در نتیجه عبور نور نمایشگر، بدون کاهش کیفیت
  • دقت بالای این نوع صفحات
  • کاربرد در صفحاتLCD بزرگ
  • هزینه های پایین
  • مناسب برای کاربردهای آموزشی

تئوری عملکرد:

دوربین­ ها با تشخیص وقفه منبع نور مادون قرمز، هر گونه حرکت نزدیک به سطح را دنبال می کنند.

وسیله ی  در تماس با صفحه نتیجه توضیحات
انگشتان Y  
ناخن­ های انگشت Y  
خودکار Y  
دستکش مکانیکی Y  
دستکش پزشکی Y  
پاک کن Y  
کارت اعتباری Y  
قلم نرم Y  
قلم مخصوص خازنی Y  
گیره کاغذی N وسیله بسیار کوچک است، و حساس نخواهد بود
قطره آب N کمی قطره آب به درستی کار خواهد کرد

 

صفحه لمسی خازنی:

(خازنی سطحی، خازنی تصویر شده)

صفحه نمایش های خازنی از تکنولوژی پیشرفته ای برخوردارند که بر پایه ولتاژ خازنی طراحی شده اند. صفحه های لمسی خازنی تنها  باید با انگشت لمس شوند. این صفحه ها توسط عناصر خارجی تحت تاثیر قرار نمی­ گیرد و دارای وضوح بالا هستند. با صفحه نمایش لمسی خازنی پروژکت شده، می توان تمام ده انگشتان دست خود را همزمان استفاده کرد، اما این فناوری هنوز قادر به کنترل ۵۰ تا ۶۰ نقطه لمسی در صورت لزوم برای برنامه­ های کاربردی مانند جداول برنامه ­ریزی است که در آن کاربران متعدد ممکن است روی صفحه نمایش لمسی یکسان کار کنند.

این صفحات متشکل از قاب شیشه ای حاوی عنصر خازنی ذخیره کننده بار الکتریکی است. زمانی که صفحه نمایش با یک شیء هادی مناسب مثل سر انگشت لمس می شود، مقداری از بار الکتریکی به کاربر منتقل می شود و بار الکتریکی بر روی عنصر خازنی کاهش می یابد. این کاهش توسط مدارهایی که در گوشه­ های صفحه نمایش قرار دارند، اندازه گیری می شود. رایانه از تغییرات نسبی بار در هر گوشه مکان دقیق لمس را محاسبه نموده و اطلاعات را به درایو نرم­ افزاری می فرستد.

در این فناوری شیء لمس کننده باید هادی جریان الکتریکی باشد مثل سر انگشت بدون پوشش یا یک قلم هادی الکتریسیته. اینگونه صفحه لمسی ها در برابر عواملی چون رطوبت و گرد و غبار بسیار مقاوم هستند و وضوح تصویر عالی (درحدود 90 درصد) دارند. به همین جهت درکاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

صفحه لمسی خازنی

فواید:

  • قابلیت پشتیبانی مولتی تاچ (چندین لمس همزمان و استفاده همزمان چند کاربر)
  • دید عالی
  • کیفیت بالا
  • سهولت ادغام
  • تماس سریع و حساس
  • دقت بالا و قابلیت تکرار
  • همان‌ طور که اشاره داشتیم در این نوع از صفحه نمایش‌ها معضل مربوط به حساسی کم و دقت عمل ضعیف نمایشگرهای نوع "لمسی مقاوتی" بر طرف شده است

تئوری عملکرد:

سنسورهای خازنی چیزی است که الکتریسیته ساکن را تشخیص می دهد.

وسیله ی  در تماس با صفحه نتیجه توضیحات
انگشتان Y  
ناخن ­های انگشت N الکتریسیته ساکن ندارد
خودکار N الکتریسیته ساکن ندارد
دستکش مکانیکی N هادی الکتریسیته ساکن نیست
دستکش پزشکی Y  
پاک کن N هادی الکتریسیته ساکن نیست 
کارت اعتباری N هادی الکتریسیته ساکن نیست
قلم نرم N  الکتریسیته ساکن ندارد
قلم مخصوص خازنی Y  
گیره کاغذی N مقدار کمی از الکتریسیته ساکن را هدایت می کند، به صورت پیوسته کار نمی ­کند
قطره آب N آب مانع عملکرد سنسورها می شود

 

صفحه لمسی مقاومتی:

انواع مقاوتی این دسته از نمایشگرها شامل دو لایه از مواد رسانا می‌شوند که با فاصله‌ی بسیار ناچیزی در کنار یکدیگر قرار داده شده‌اند و این فاصله در واقع به عنوان یک بخش مقاومتی عمل می‌کند. بدین معنا که با برقراری تماس انگشت کاربر در هر یک از بخش‌های این نوع نمایشگرها دو لایه‌ی رسانا به یکدیگر برخورد کرده و محل دقیق لمس کاربر مشخص می‌شود. شایان ذکر است که این عمل می‌تواند با استفاده از یک "قلم نوری" هم انجام پذیرد. اطلاعات دقیق مربوط به تماس انگشت کاربر پس از ارسال به واحد پردازنده تجزیه و تحلیل شده و دستور عملیاتی مربوط به آن صادرمی‌گردد.

در میان فناوری های متفاوت موجود لمسی، صفحه نمایش لمسی مقاومتی به دلیل دارا بودن ویژگی­ های کم هزینه برای کاربردهای سایز کوچک مقرون به صرفه ترین است، که با افزایش سایز هزینه نیز بیشتر می گردد.

صفحه لمسی مقاومتی

فواید:

  • هزینه پایین
  • انعطاف­ پذیری گسترده ورودی ها (استفاده از اکثر اجسام برای لمس صفحه مانند دست، دستکش، قلم استایلوس)
  • ضد گرد و غبار و مقاوم در برابر مایعات
  • دقت و دوام بالا
  • رزولوشن و حساسیت بالا
  • قیمت مناسب
  • عدم حساسیت به آلودگی سطحی
  • عدم حساسیت به لرزش

تئوری عملکرد:

هنگامی که لایه نازک ITO  بالا فشرده می شود و با شیشه ی پایینی ارتباط برقرار می کند، ناحیه تماس گرفته شده از طریق هدایت الکتریکی تشخیص داده می شود.

وسیله ی  در تماس با صفحه نتیجه توضیحات
انگشتان Y  
ناخن ­های انگشت Y  
خودکار Y  
دستکش مکانیکی Y  
دستکش پزشکی Y  
پاک کن Y  
کارت اعتباری Y  
قلم نرم Y  
قلم مخصوص خازنی Y  
گیره کاغذی Y  
قطره آب Y همچنان قادر به عملکرد می­ باشد

صفحه لمسی امواج صوتی:

یکی از پیشرفته ترین فناوری های صفحه لمسی است و بسیار شبیه به انواع نوری است ولی به جای پرتوهای نور از امواج صوتی استفاده می کند. دو موج صوتی از امتداد محورهای x و y  سرچشمه می گیرند و روی صفحه نمایش حرکت می کنند و در طرف مقابل، هر موج توسط سنسورهای گیرنده دریافت می شود. زمانی که صفحه لمس می شود، در نقطه لمس شده امواج جذب می شوند و باعث ایجاد تاخیر در دریافت موج توسط گیرنده میشود که مدت تاخیر به وجود آمده، نشان دهنده عمق فشار وارد شده می باشد. اینگونه صفحه لمسی ها برخلاف انواع دیگر قادر به تشخیص میزان فشار وارده یا عمق لمس شده z-axis  هستند.

این سیستم فاقد لایه های فلزی روی صفحه نمایش است و 100 درصد نور را عبور داده و در نتیجه تصویری با وضوح کامل نمایان می شود. لمس با هر وسیله ای (به جز وسایل تیز و کوچک مثل سرخودکار) را تشخیص می ­دهد اما ممکن است توسط عناصری چون گرد و غبار و رطوبت آسیب ببیند.SAW بهترین گزینه برای نمایش تصاویر با جزئیات زیاد در نظر گرفته می شود. این فناوری برای کیوسک های اطلاعاتی در محیط های شلوغ و رایانه های آموزشی کاربرد دارد.

صفحه لمسی امواج صوتی

فواید:

  • رزولوشن بالا
  • وضوح عالی
  • مقاومت در برابر ضربه
  • انتقال نور بالا

تئوری عملکرد:

بر اساس ارسال امواج صوتی در یک پانل شیشه ای روشن با یکسری از مبدل ها و بازتابنده ها. هنگامی که یک انگشت روی صفحه لمس می شود، امواج جذب می شود و باعث می شود رویداد لمسی در آن نقطه شناسایی شود.

وسیله ی  در تماس با صفحه نتیجه توضیحات
انگشتان Y  
ناخن ­های انگشت N  به اشیا نرم نیاز دارد
خودکار N  به اشیا نرم نیاز دارد
دستکش مکانیکی N به اشیا نرم نیاز دارد 
دستکش پزشکی Y  
پاک کن Y پاک­ کن نرم 
کارت اعتباری N به اشیا نرم نیاز دارد 
قلم نرم Y  
قلم مخصوص خازنی N به اشیا نرم نیاز دارد 
گیره کاغذی N به اشیا نرم نیاز دارد 
قطره آب N درحدود 10 درجه سانتی گراد از قطره آب اشعه هایIR راتخریب می کند

 

مقایسه انواع صفحات لمسی:

مادون قرمز امواج صوتی خازن تصویر شده خازن سطحی صفحه لمسی امواج صوتی  
عالی خیلی خوب خیلی خوب خیلی خوب خوب کیفیت تصویر
هیچ لایه ای شیشه با پوشش W / ITO شیشه با پوشش W / ITO شیشه با پوشش W / ITO یک لایه پلی استر با پوشش W / ITO لایه های حسگری زیرینا
خیلی خوب (بیشتر اشیا) خوب (دست، دستکش، قلم نوری) خوب (دست، قلم خازنی، دستکش جراحی) ضعیف (دست و قلم خازنی) عالی (هر شی ای) فعالیت با اشیا
عالی خیلی خوب خیلی خوب خیلی خوب خوب حساسیت بالا (لمس مختصر)
عالی خیلی خوب خیلی خوب خوب خیلی خوب اندازه گیری دقیق
خیلی خوب خیلی خوب عالی خوب خیلی خوب دقت بالا و قابلیت تکرار
عالی عالی عالی خیلی خوب ضعیف مقاوم در برابر خراش
خیلی خوب خیلی خوب عالی عالی عالی عدم حساسیت به رطوبت
عالی متوسط خیلی خوب متوسط عالی عدم حساسیت به باران / برف
عالی خیلی خوب عالی خیلی خوب خیلی خوب عدم حساسیت به پاک کننده های شیمیایی
خوب متوسط خیلی خوب خوب عالی عدم حساسیت به آلودگی سطحی
عالی خیلی خوب متوسط متوسط عالی عدم حساسیت به RFI / EMI
عالی خیلی خوب خیلی خوب خیلی خوب عالی عدم حساسیت به لرزش
خیلی خوب عالی عالی عالی عالی عدم حساسیت به نورهای محیطی

Sit Control, consulting and providing industrial automation