انواع صفحه لمسی ، تاریخچه و نحوه کار آنها

چیستصفحه لمسی?

صفحه لمسی یک رابط ورودی نمایشگر ، معمولاً یک صفحه نمایش شفاف است که کاربران را قادر می سازد با شناسایی ورودی های لمسی روی سطح صفحه ، با یک دستگاه ارتباط برقرار کنند. برای اکثر صفحه لمسی ، ورودی های لمسی با استفاده از خصوصیات الکتریکی بدن انسان ، به ویژه ماهیت رسانا نوک انگشتان ما تشخیص داده می شوند. این رسانایی به دستگاه اجازه می دهد تا لمس ما را به عنوان ورودی تشخیص و ثبت کند.

دو فن آوری صفحه لمسی که به طور گسترده استفاده می شود ، مقاومت و خازنی ، شامل قرار دادن یک صفحه لمسی بر روی نمایشگرهای الکترونیکی مانند  LCDS or اره برای فعال کردن تشخیص لمسی. کاربران می توانند اقدامات مختلفی از جمله انتخاب ، پیمایش ، بزرگنمایی ، نقاشی ، کشویی و غیره را انجام دهند.

مرتبط: LCD در مقابل OLED

یکی از مهمترین مزایای صفحه لمسی این است که آنها نیاز به دستگاه های ورودی سنتی مانند ماوس ، صفحه کلید یا دکمه های فیزیکی را از بین می برند. این امر به این دلیل است که صفحه لمسی به کاربران امکان می دهد تا با ضربه زدن ، کشیدن ، پین کردن ، کشیدن ، کشویی و بزرگنمایی با انگشتان یا قلم خود ، مستقیماً با محتوای دیجیتالی ارتباط برقرار کنند. این امر باعث می شود حرکت در منوها ، انتخاب گزینه ها و انجام کارهای دیگر در دستگاه های دیجیتال ، به ویژه در دستگاه های کوچکتر مانند تلفن های هوشمند و تبلت ها که دستگاه های ورودی سنتی ممکن است عملی نباشند ، آسان تر شود.

صفحه لمسینمونه های تایپ کردن

تاریخچه صفحه لمسی

تاریخچه صفحه لمسی به دهه 1960 باز می گردد که دستگاه های ورودی مبتنی بر لمس اولیه - برای استفاده در پانل های کنترل و سایر برنامه های تخصصی تهیه شده اند. در جدول زمانی زیر ، ما لحظه ها و نوآوری های کلیدی در توسعه صفحه نمایش لمسی را از ابتدای اولیه آنها تا به امروز کشف خواهیم کرد.

پیش نمایش جدول زمانی از تاریخچه نمایشگرهای لمسی

1960 -- اولین صفحه لمسی ضبط شده (رانده شده توسط قلم).

Bell Telephe Laboratories Inc (اکنون AT&T) یکی از اولین نسخه های یک صفحه لمسی را در سال 1960 منتشر کرد ، که بعداً در سال 1962 تحت عنوان ثبت شد 3016421a ایالات متحده. این صفحه لمسی از شبکه ای از چراغهای مستقیم استفاده می کند که مستقیماً روی سطح قرار می گیرند و به گونه ای طراحی شده اند که فقط با یک قلم کار کنند ، نه انگشت. Photodetectors هنگامی که پرتوی نور در شبکه با لمس قلم قطع می شود ، لمس می کنند.

1965 -- اولین صفحه لمسی رانده شده انگشت.

اریک جانسون ، که در تأسیس رادار رویال در مالورن ، انگلیس مستقر بود ، اولین صفحه لمسی را تهیه کرد که می تواند توسط یک انگشت برای کمک به کنترل ترافیک اداره شود. کار او در صفحه لمسی خازنی در ابتدا در سال 1965 شرح داده شد ، و او بعداً با عکس و نمودارها در آن توضیح داد مقاله ای که در سال 1967 منتشر شد. وی در سال 1965 برای ثبت اختراع در انگلستان (GB3352465) و ثبت اختراع ایالات متحده تشکیل داد US3482241A در سال 1969 اعطا شد.

1971 -- اولین صفحه لمسی مقاومت.

دکتر ساموئل هورست در توسعه اولین صفحه لمسی مقاومت در سال 1971 اعتبار دارد ، اگرچه شفاف نبود. در سال 1974 ، او یک صفحه لمسی شفاف ایجاد کرد.

1972 -- صفحه نمایش لمسی با سنسورهای مادون قرمز و phototransistors.

در سال 1972 ، دانشگاه ایلینویز یک صفحه لمسی برای یک سیستم ترمینال به نام افلاطون چهارم ، که در تنظیمات آموزشی استفاده می شد. صفحه لمسی دارای آرایه ای از سنسورهای مادون قرمز 16x16 بود که از LED و PhotoTransistors در لبه های صفحه تشکیل شده بودند که به آن اجازه می داد تا هنگام نزدیکی با صفحه ، لمس را تشخیص دهد.

1973 -- اولین صفحه نمایش لمسی شفاف.

در اوایل دهه 70 ، دو مهندسین CERN (سازمان اروپایی برای تحقیقات هسته ای) ، فرانک بک و بنت استامپ ، See - را از طریق صفحه لمسی مبتنی بر کار قبلی Stumpe در یک کارخانه تلویزیونی در اوایل دهه 1960 ایجاد کردند. سرن در سال 1973 تولید آنها را آغاز کرد.

1974 -- اولین صفحه لمسی مقاومت شفاف.

دکتر ساموئل هورست اولین صفحه لمسی مقاومت را ایجاد کرد که شامل یک سطح شفاف بود که وی ثبت اختراع کرد US3911215A که در سال 1975 برای شرکتی که او تأسیس کرد ، اعطا شد - شرکت Elographics

1982 -- چند - فناوری لمسی.

اولین سیستم صفحه لمسی چند - لمسی در سال 1982 توسط گروه تحقیقاتی ورودی در دانشگاه تورنتو ایجاد شد و با استفاده از یک پنل شیشه ای Frosted - با دوربین مستقر در پشت آن ، نشانگر آغاز فناوری Multi - Touch بود.

اوایل دهه 80 - اواخر دهه 90 -- ژست صفحه لمسی - ویژگی ها و توسعه مبتنی بر

در طول دهه 80 و 90 ، تحقیقات گسترده ای برای ارتقاء دقت و عملکرد فناوری صفحه نمایش لمسی انجام شد و انواع مختلفی از ژست ها را شامل می شود - ویژگی های مبتنی بر مانند کشویی ، کشیدن ، شیر - کلیک ، بلند کردن - خاموش ، چند - - لمس و موارد دیگر.

2000 - زمان فعلی -- جهانی و توسعه صفحه لمسی خازنی

صفحه نمایش لمسی از دهه 60 با پیشرفت های چشمگیر در دهه 80 و 90 وجود دارد ، اما تا دهه 2000 به طور گسترده در الکترونیک مصرفی مانند تلفن های همراه ، لپ تاپ ، تبلت و سایر دستگاه های قابل حمل استفاده شد. این امر تا حدودی به دلیل توسعه فن آوری های جدید ، مانند صفحه لمسی خازنی ، که امکان ورود به لمس دقیق تر و پاسخگوتر را فراهم می آورد.

یک مطالعه نمایشگر نشان داد که در سال 2018 ، صفحه لمسی خازنی بیش از 70 ٪ از محموله های جهانی را به خود اختصاص داده است ، در حالی که صفحه لمسی مقاومت فقط 3 ٪ تشکیل شده است.

چگونهصفحه لمسیکار؟

اجزای اصلی صفحه نمایش لمسی سنسور لمسی ، کنترلر و نرم افزار است. سنسور لمسی که به عنوان پانل لمسی نیز شناخته می شود ، شامل یک سطح حساس است که تغییرات در خصوصیات الکتریکی مانند جریان ، ولتاژ ، ظرفیت یا مقاومت را تشخیص می دهد. کنترلر ، یک مؤلفه سخت افزار ، تغییرات الکتریکی شناسایی شده توسط پانل لمسی را به سیگنالهایی تبدیل می کند که برای تفسیر حرکات لمسی مانند لمس کردن ، کشویی ، بزرگنمایی ، نوشیدن و غیره استفاده می شود. سرانجام ، با دریافت این سیگنال های لمسی ، نرم افزار می تواند با تکمیل عملکردهای خاص ، آنها را با استفاده از تجهیزات خاص ، در صورت نیاز ، پخش کننده اطلاعات ، دستگاه را تغییر می دهد و به آنها تغییر می دهد ، دستگاه را تغییر می دهد ، دستگاه ، دستگاه را تغییر می دهد ، دستگاه را تحریک می کند ، عملکرد را تغییر می دهد ، دستگاه را تغییر می دهد ، به عنوان دستگاه ، تحریک می کند. حجم ، و غیره.

چگونه صفحه نمایش لمسی کار می کند: مرحله - توسط - مرحله

1. فعال سازی سنسور لمسی - کاربر با سطح حساس Touch - در تعامل است و باعث تغییر در خصوصیات الکتریکی آن مانند جریان ، ولتاژ ، ظرفیت یا مقاومت می شود.
2. پردازش کنترل کننده - کنترل کننده سخت افزار تغییرات الکتریکی در صفحه لمسی را تشخیص می دهد ، حرکات لمسی خاص (لمس کردن ، کشویی ، بزرگنمایی ، جابجایی و غیره) را شناسایی می کند ، آنها را به سیگنال تبدیل می کند و آنها را به نرم افزار می فرستد.
3. پاسخ نرم افزاری - این نرم افزار سیگنال های لمسی را دریافت می کند و آنها را برای انجام توابع یا وظایف خاص پردازش می کند.

انواع صفحه لمسی

در حالی که دو نوع رایج صفحه لمسی مقاومت و خازنی هستند ، انواع دیگری از صفحه لمسی موجود است که هر کدام دارای ویژگی ها و ویژگی های منحصر به فرد خود هستند.

فن آوری های صفحه لمسی

• مقاومتی
• ازازین
• خازنی پیش بینی شده (P - CAP)
• مادون قرمز
• اره (موج صوتی سطحی)
• تصویربرداری نوری

صفحه لمسی مقاومتی

صفحه لمسی مقاومت از طریق تشخیص فشار اعمال شده به صفحه کار می کند. آنها از دو لایه انعطاف پذیر تشکیل شده اند که معمولاً از پلی استر و شیشه ساخته شده اند که با یک لایه نازک از مواد رسانا مانند اکسید قلع ایندیم (ITO) پوشش داده می شوند. این دو لایه با نقاط کوچک فاصله از هم جدا می شوند.

هنگامی که فشار روی صفحه نمایش اعمال می شود ، لایه انعطاف پذیر بالا به سمت لایه پایین فشار می یابد و بین دو لایه رسانا تماس ایجاد می کند. این تماس فیزیکی تغییر در مقاومت الکتریکی را ثبت می کند ، که کنترل کننده صفحه لمسی سپس برای تعیین مکان دقیق لمس پردازش می کند.

صفحه لمسی مقاومتی نسبتاً ارزان است و می تواند با دستگاه های ورودی مختلفی مانند انگشتان ، قلم یا دستکش کار کند. با این حال ، آنها نسبت به سایر فن آوری های صفحه لمسی حساسیت و وضوح کمتری دارند.

صفحه لمسی خازنی

یک صفحه لمسی خازنی در هنگام لمس سطح صفحه نمایش ، در برابر تغییرات خازن ناشی از میدان الکترواستاتیک صفحه نمایش شناسایی و واکنش نشان می دهد.

هنگامی که کاربر با انگشت یا قلم ساخته شده از مواد رسانا صفحه را لمس می کند ، باعث تغییر در ظرفیت صفحه در نقطه تماس می شود. این تغییر توسط کنترلر لمسی خازنی تشخیص داده می شود ، که سپس ورودی را پردازش می کند و مکان دقیق رویداد لمسی را تعیین می کند.

صفحه لمسی خازنی به دلیل حساسیت ، دقت و پاسخگویی زیاد در تلفن های هوشمند ، تبلت ها و سایر دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد. آنها همچنین از قابلیت های چند - لمسی پشتیبانی می کنند و به کاربران امکان می دهند حرکاتی مانند پین کردن و بزرگنمایی با چندین ورودی لمسی همزمان انجام دهند. با این حال ، آنها ممکن است با مواد بدون رسانا مانند دستکش یا یک قلم معمولی خوب کار نکنند ، زیرا این مواد با میدان الکترواستاتیک صفحه نمایش تعامل ندارند.

خازنی پیش بینی شده (PCAP)

صفحه لمسی خازنی پیش بینی شده از یک شبکه الکترودها برای تشخیص ورودی های لمسی استفاده می کند. الکترودها ، که به طور معمول از مواد رسانا شفاف ساخته شده اند ، روی یک ورق نازک شیشه یا پلاستیک قرار می گیرند که صفحه نمایش را پوشش می دهد.

هنگامی که یک انگشت یا قلم سطح صفحه لمسی را لمس می کند ، ظرفیت بین الکترودها را تغییر می دهد ، که توسط مدار کنترلر تشخیص داده می شود. سپس کنترلر موقعیت لمس را بر اساس تغییرات ظرفیت محاسبه می کند و ورودی مربوطه را به دستگاه ارسال می کند.

صفحه لمسی خازنی پیش بینی شده به دلیل دقت ، حساسیت و دوام بالا شناخته شده است. آنها معمولاً در تلفن های هوشمند ، تبلت ها و سایر دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین از حرکات چند - لمسی پشتیبانی می کنند و به کاربران امکان می دهند با استفاده از دو یا چند انگشت همزمان با دستگاه در تعامل باشند.

تفاوت بین خازنی و پیش بینی شده خازنی

تفاوت اصلی بین صفحه لمسی خازنی خازنی و پیش بینی شده ، نحوه ساخت و ترتیب الکترودها است. صفحه لمسی خازنی پیش بینی شده به طور معمول حساس تر و دقیق تر هستند و باعث می شوند آنها برای برنامه های بالا - پایان مانند تلفن های هوشمند ، قرص ها و پانل های کنترل صنعتی مناسب باشند.

صفحه لمسی IR (مادون قرمز)

صفحه لمسی مادون قرمز از شبکه ای از نور - دیودهای ساطع کننده (LED) و فوتودکتورها برای تشخیص ورودی های لمسی استفاده می کنند. LED ها پرتوهای مادون قرمز را منتشر می کنند ، که در آرایه های افقی و عمودی در اطراف لبه های صفحه قرار گرفته اند. فوتودکتورها ، که در مقابل LED ها قرار دارند ، به طور مداوم این پرتوهای مادون قرمز را دریافت می کنند.

هنگامی که کاربر صفحه را لمس می کند ، انگشت یا قلم آنها پرتوهای مادون قرمز را قطع می کند و باعث ایجاد استراحت در شبکه می شود. سپس سیستم مختصات نقطه لمسی را بر اساس پرتوهای خاص که قطع شده است محاسبه می کند. این اطلاعات به واحد پردازش دستگاه ارسال می شود ، که ورودی لمسی را تفسیر می کند و عملکرد مربوطه را انجام می دهد.

صفحه لمسی مادون قرمز چندین مزیت از جمله دوام بالا و مقاومت در برابر خراش ، گرد و غبار و آب را ارائه می دهد. آنها همچنین توانایی کار با تقریباً هر شیء از جمله قلم ها یا دستهای دستکش را دارند زیرا اعمال فشار برای ثبت نام لمس لازم نیست. صفحه های IR از آنجا که دارای یک لایه شیشه ای یا فیلم اضافی در بالای صفحه نیستند ، دارای انتقال نور باورنکردنی و کیفیت تصویر هستند. با این حال ، ممکن است عملکرد در زیر نور آفتاب روشن باشد ، بنابراین به طور معمول از آنها در داخل خانه استفاده می شود. آنها همچنین با اندازه صفحه نمایش بزرگتر بهترین کار را می کنند زیرا ممکن است ارتفاع مشخصات محدود کننده باشد.

اره (موج صوتی سطحی)

صفحه لمسی سطح آکوستیک (SAW) نوعی فناوری لمسی است که از امواج اولتراسونیک برای تشخیص ورودی لمسی روی سطح صفحه استفاده می کند. صفحه نمایش از لایه ای از شیشه یا مواد شفاف دیگر تشکیل شده است ، با یک لایه نازک از مواد بازتابنده روی سطح لایه شیشه.

امواج اولتراسونیک توسط مبدل های واقع در گوشه های صفحه تولید می شود و از طریق سطح شیشه ارسال می شود. هنگامی که یک انگشت ، قلم یا شیء دیگر صفحه را لمس می کند ، برخی از امواج اولتراسونیک را جذب می کند و باعث ایجاد اختلال در الگوی موج می شود. مبدل ها این اختلال را تشخیص می دهند ، که می تواند مکان و نوع ورودی لمسی را محاسبه کند.

صفحه لمسی اره چندین مزیت از جمله وضوح بالا ، دوام و قابلیت اطمینان را ارائه می دهد. آنها همچنین بسیار پاسخگو هستند و می توانند حتی لمس یا حرکات سبک را تشخیص دهند. با این حال ، آنها نسبت به برخی از انواع دیگر صفحه لمسی گران تر هستند و ممکن است برای استفاده در محیط های سخت که مقادیر زیادی از خاک ، گرد و غبار یا آب مورد توجه قرار می گیرد ، مناسب نباشد.

تصویربرداری نوریصفحه لمسی

صفحه نمایش لمسی نوری از دوربین از دوربین استفاده می کند - مانند سنسورها و الگوریتم های پردازش تصویر برای شناسایی ورودی های لمسی مشابه صفحه لمسی مادون قرمز. هنگامی که کاربر سطح صفحه لمسی را لمس می کند ، سنسورها تغییر نور و سایه ناشی از فشار و حرکت لمس را تشخیص می دهند.

صفحه لمسی نوری به دلیل دوام خود شناخته شده است ، زیرا مستعد ابتلا به لباس و پارگی از تماس فیزیکی مانند سایر صفحه های لمسی نیستند. آنها معمولاً در کیوسک های عمومی ، نمایشگرهای تعاملی و برنامه های بازی استفاده می شوند. با این حال ، آنها ممکن است به اندازه سایر انواع صفحه لمسی پاسخگو یا حساس نباشند و ممکن است از حرکات چند - لمسی پشتیبانی نکنند.

پایان

صفحه لمسی خازنی و پیش بینی شده خازنی ، با دقت و پاسخگویی بالا ، به عنوان فناوری صفحه نمایش لمسی پیشرو و به دنبال آن در صفحه نمایش لمسی مقاومت ظاهر شده است. در حالی که مادون قرمز ، موج صوتی سطحی و صفحه لمسی تصویربرداری نوری به اندازه گسترده یا محبوب نیستند ، اما هنوز برنامه های منحصر به فردی دارند و سهم بازار کوچک اما اختصاصی را حفظ می کنند.

صفحه لمسیدر همه جا ، از پانل های کنترل صنعتی گرفته تا دستگاههای خودپرداز ، دستگاه های پزشکی و الکترونیک مصرفی می توان یافت. آنها در نحوه تعامل ما با فناوری متحول شده اند و به بخشی اساسی از زندگی روزمره ما تبدیل شده اند.