صفحه نمایش لمسی چگونه کار می کنند؟ معرفی انواع تکنولوژی های تاچ گوشی

امروزه صفحه نمایش لمسی از محبوب ترین تکنولوژی‌های روز است که دوستداران زیادی دارد. اگر می خواهید با نحوه کار نمایشگر لمسی و تاچ گوشی آشنا شوید در ادامه همراه ما باشید.

زمانی استفاده از نمایشگرهای لمسی را تنها در فیلم‌های علمی-تخیلی یا فضایی مشاهده می‌کردیم. اما امروزه داستان متفاوت است و تقریبا می‌توان گفت این نوع از تکنولوژی در اختیار همه قرار دارد. بله یکی از پرکاربردترین صفحه نمایش لمسی استفاده آن در تاچ گوشی است و امروزه همه موبایل های هوشمند از این ویژگی برخوردارند. همچنین علاوه بر این، می‌بینیم که دستگاه‌های مختلف مانند ATM، پایانه‌های فروش و غیره هم به تکنولوژی نمایشگر لمسی مجهز هستند که البته نمی‌توانیم به راحتی نمایشگرهای لمسی مورد استفاده در تاچ گوشی را مثلا با نمایشگر لمسی ATM مقایسه کنیم و آنها را از یک نوع بدانیم. چراکه صفحه نمایش لمسی انواع و کاربردهای مختلفی دارد و در هر نوعی روش کار مختص به همان مدل خواهد بود که در ادامه به این موضوع و اینکه تاچ گوشی چگونه کار میکند، می‌پردازیم.

علاوه بر موارد بالا مشاهده ویدیویی هم در این باره که توسط تیم پلازا تهیه شده، خالی از لطف نخواهد بود:

فهرست مطالب

تاچ اسکرین چیست و چگونه کار می‌ کند؟

تاچ اسکرین را می‌توان جایگزینی برای کیبورد مکانیکی معرفی کرد و انواع گوناگونی دارد که نحوه کار هرکدام با دیگری ممکن است متفاوت باشد. اما اساس کار همه تاچ اسکرین ها به این صورت است که با لمس کاربر یا فشرن نقطه‌ای خاص توسط کاربر، دستوراتی به یک جریان الکتریکی که در زیر صفحه نمایش لمسی برقرار است، ارسال می‌شوند. حالا برنامه از قبل مشخص شده برای فشردن نقطه مربوطه با این لمس اجرا خواهد شد یا در واقع کدهای برنامه نویسی شده اجرا می‌شوند. اما نحوه کار انواع مختلف تاچ اسکرین متفاوت است و به عنوان مثال تاچ اسکرینی که در تاچ گوشی استفاده می‌شود با تاچ دستگاه ATM در عمل متفاوت هستند.

به‌طورکلی تاچ اسکرین هایی که امروزه استفاده عمومی‌تری دارند را می‌توانیم به دو دسته مقاومتی و خازنی تقسیم کنیم. البته بماند که تاچ اسکرین ها انواع دیگری دارند که در بخش بعدی همه آن‌ها را به تفصیل معرفی خواهیم کرد و نحوه کار هرکدام را شرح می‌دهیم.

همان‌طور که در بالا هم اشاره کردیم تکنولوژی های تاچ گوشی یا صفحات نمایش لمسی انواع مختلفی دارند که در هرکدام اساس کار مشابه است اما نحوه کار متفاوت خواهد بود. برخی از آنها امکان تشخیص لمس و یا نوع لمس کاربر را دارند و برخی دیگر خیر و تنها فشار وارد شده به نقطه مورد نظر را می‌توانند شناسایی کنند. در ادامه به معرفی برخی از اصلی‌ترین انواع فناوری تاچ اسکرین می‌پردازیم:

تاچ اسکرین مقاومتی (Resistive)

دسته اول، تاچ اسکرین های مقاومتی هستند که نمونه آن را می‌توانیم در دستگاه‌های ATM، نمایشگر لمسی صندوقی که در فروشگاه‌ها استفاده می‌شود، یا دستگاه کارت خوان تاچ و … مشاهده کنیم. عملکرد این نوع صفحه نمایش لمسی به این صورت است که کاربر به سادگی با فشاری که بر روی نمایشگر وارد می‌کند، دستور مربوطه را صادر خواهد کرد. درواقع با فشار وارد شده نمایشگر خم شده و فشار مربوطه تشخیص داده می‌شود.

حالا بعد از این مرحله یک سری کارهای دیگر هم برای اجرای دستور باید انجام شوند. در این راستا خوب است بدانید که صفحه‌های مقاومتی از دو لایه که جریان الکتریکی درون آنها جریان دارد، تشکیل شده‌اند. یکی از این لایه‌ها مقاومتی بوده و دیگری رسانا است. حالا بین این دو تکنولوژی به نام اسپیسر قرار گرفته است.

درواقع اسپیسرها مکان‌ها و نقطه‌های کوچکی هستند که باعث جدایی این دولایه می‌شوند. این نقاط باعث می‌شوند که جریان الکتریکی دائم بین دو لایه یاد شده برقرار باشد. حالا با لمس لایه رویی صفحه نمایش لمسی توسط کاربر دو لایه به هم برخورد می‌کنند و جریان اکلتریکی تغییر می‌یابد. با این عمل سیستم متوجه ارسال دستور خواهد شد. حالا کاری که از قبل برای آن در نظر گرفته شده است، با فشردن اجرا خواهد شد.

نمایشگرهای لمسی مقاومتی هزینه ساخت پایین‌تری نسبت به دیگر مدل‌ها دارند و با دستکش نیز قابل استفاده هستند. با این حال همانطور که گفته شد باید با فشار دادن از آن‌ها استفاده کرد و از طرف دیگر حساسیت پایین‌تری دارند و میزان دوام و همچنین روشنایی آن‌ها نیز در حد سایر تاچ اسکرین‌ها مثل تاچ‌های خازنی نیست.

تاچ اسکرین خازنی یا الکتریکی (Capacitive)؛ چرا لمس گوشی با مهر کار میکند؟

تاچ اسکرین‌های خازنی بیشتر از همه در صفحات لمسی گوشی های هوشمند یا تبلت‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع از تاچ‌ها که تاچ الکتریکی یا تاچ خازنی نام دارند، امکانات بیشتری را در اختیار کاربران قرار می‌دهند. این صفحه‌ها نیازی به فشرده شدن ندارند.

اما تاچ گوشی با چه چیزهایی کار می کند؟ در پاسخ باید گفت هر نوع تماس با انگشت، پوست، مهر یا هر قطعه فلزی یا دی‌الکتریک باعث تغییر جریان الکتریکی در آنها خواهد شد.

درواقع این نوع از صفحه‌ها از از ایندیوم (Indium) یا مس (Copper) ساخته می‌شوند که هرکدام متشکل از سیم‌های بسیار بسیار نازک حتی نازک‌تر از تار مو بوده و رسانای جریان الکتریکی نیز هستند و با هر لمس کاربر، مداری کامل ایجاد خواهد شد تا لمس تشخیص داده شود. در گوشی‌ها با استفاده از الگوریتم‌های نرم‌افزاری، این صفحات برای تشخیص لمس پوست انسان بهینه‌سازی شدند اما در عمل هر ماده‌ای که دارای خواص مشابه پوست بدن باشد، با این صحفات کار می‌کند.

به همین دلیل است که این نوع از نمایشگرها زمانی که کاربر دستکش به دست دارد کار نمی‌کند. حالا بماند که امروزه چنین ویژگی را (کار با دستکش) می‎توان در گوشی‌ها فعال کرد.

اما خوب است بدانید که انواع تاچ گوشی بر اساس تکنولوژی ساخت دو نوع است که عبارت‌انداز: پروجکتیو (Protective) و سرفیس (Surface). نوع اول از یک صفحه پر از سنسورهای ریز تشکیل شده است. در حالی که نوع سرفیس سنسورهای ریزی در گوشه‌های خود دارد. اما نحوه کار هر دو مشابه است و با لمس صفحه یک شارژ ریز الکتریکی ایجاد می‌‎شود. حالا کاربر با لمس باعث تغییر جریان می‌شود و ولتاژ افت می‌کند. نرم افزار نقطه این افت ولتاژ را تشخیص داده و دستور مربوطه را اجرا خواهد کرد.

تاچ اسکرین خازنی با وجود هزینه ساخت بالاتر نسبت به مدل مقاومتی، نیازی به فشار ندارد و حساسیت بالاتری هم دارد. از طرف دیگر روشنایی و دوام آن بسیار بیشتر از و از لمس همزمان چند نقطه مختلف نیز پشتیبانی می‌کند.

تاچ اسکرین مادون قرمز (Infrared)

تکنولوژی که معمولاً در اکثر دستگاه‌های کتابخوان برای نمایشگر لمسی آنها استفاده می‌شود، تاچ اسکرین مادون قرمز یا Infrared است. این نوع از صفحات از یک آرایش افقی و عمودی گیرنده‌های مادون قرمز تشکیل شده‎اند . درواقع در یک طرف دیودهای ساطع‌کننده نور و در طرف دیگر سنسورهای دریافت کننده نور قرار دارند.

زمانی که لمس توسط کاربر صورت می‌گیرد، در محل لمس دریافت نور متوقف شده و این تغییر باعث خواهد شد تا سنسورهای دریافت کننده نور، نقطه لمس را تشخیص دهند. حالا که مهم‌ترین کار انجام شده، دستور مربوطه اجرا می‌شود. این نوع از نمایشگرهای لمسی از جهت طول عمر در فضای بیرون مقاوت بیشتری خواهند داشت و سنسورهای آنها تنها در صورت آسیب فیزیکی از کار می‌ایستند. همچنین می‌توان برای این صفحه نمایش ها کاربرد نظامی را نیز در نظر گرفت.

از مزایای تاچ اسکرین مادون قرمز می‌توان به امکان لمس با انگشت یا یک قلم اشاره کرد. این نوع صفحات همچنین از نظر وضوح و انتقال نور جزو بهترین انواع تاچ هستند و به همین خاطر از آن‌ها برای ساخت صفحات لمسی بسیار بزرگ استفاده می‌شود. همچنین از نظر مقاومت و ماندگاری نیز حرف اول را می‌زنند و در برابر خط و خش نیز مقاوم هستند.

اما از طرف دیگر این نوع تاچ دقت پایین‌تری نسبت به مدل‌های خازنی دارد و البته هر شی می‌تواند با آن ارتباط برقرار کند. این صفحات همچنین هزینه ساخت بالاتری دارند و مهمتر از همه به آب و رطوبت نیز حساس هستند.

تاچ اسکرین Surface Acoustic Wave

این فناوری به جای استفاده از نور، برای تشخیص لمس از صدا استفاده می‌کند. به این ترتیب می‌تواند محل تاچ را تشخیص دهد. درواقع روش کار این صفحه به این صورت است که در تمام صفحه موج‌های اولتراسونیک صدا وجود دارند. این موج‌ها دائم در حال رفت و آمد هستند. حالا به محض لمس حرکات این امواج مختل خواهد شد و بخشی از انرژی آن دریافت می‌شود. حالا میکروچیپ دستگاه‌های برخوردار از این تکنولوژی تشخیص خواهد داد که کدام نقطه لمس شده است. البته گفتنی است که صدای در جریان این نمایشگرها صدایی مافوق صوت است که گوش انسان قادر به شنیدنش نخواهد بود.

این نوع تاچ‌ها قابل استفاده با انگشت، دستکش یا قلم هستند و نور را نیز به خوبی انتقال می‌دهند. اما از طرف دیگر مایعات یا ذرات جامد ممکن است سبب ایجاد تاچ اتفاقی در آن‌ها شود به طوری که تا زمانی که صفحه را تمیز نکنید نمی‌توانید با آن کار کنید. این صفحات نیز در برابر گرد و غبار و آب مقاوم نیستند و حاشیه‌های بسیار بزرگی هم دارند.

تاچ اسکرین Near field imaging

این صفحه نمایش که از مقاومت بالایی نیز برخوردار است، معمولاً در موقعیت‌های نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرد و به این صورت کار می‌کند که وقتی کاربر انگشت خود را به صفحه نزدیک می‌کند باعث تغییر میدان الکتریکی صفحه خواهد شد. به این صورت دستگاه خیلی سریع تاچ کاربر را تشخیص خواهد داد. با این روش می‌توان علاوه بر لمس از روش‌های دیگر نیز استفاده کرد. مثلا استفاده از قلم، قلم استایلوس و یا حتی زمانی که کاربر دستکش به دست دارد نیز امکان استفاده از این صفحه لمسی میسر خواهد بود.

قلم‌های نوری

قلم نوری یکی از ابزارهای جدید برای ورود اطلاعات از طریق قلم است. معمولاً قلم‌های نوری برای طراحی و یا انجام برخی از کارهای اداری مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های قلم نوری نسبت به موس این است که این قلم‌ها حساس به فشار هستند. به عنوان مثل وقتی در یک برنامه گرافیکی می‌خواهیم خطی را رسم کنیم اگر قلم بیشتر فشرده شود، خط ضخیم‌تری خواهیم داشت. همچنین این نوع از قلم‌ها با طراحی ارگونومیکی که دارند برای کارهای طراحی و گرافیکی توسط کامپیوتر، وسیله‌های راحت‌تری از موس محسوب می‌شوند. از بسیاری جهات کار با قلم نوری مانند نمایشگرهای لمسی است به این صورت که این قلم‌ها دارای نوک حساس به نور هستند که در تماس با صفحه نمایش کدهای خاصی را به سیستم منتقل می‌کند و باعث اجرای دستور خواهند شد.

یکی از ویژگی‌های خوب قلم نوری در مقایه با نمایشگرهای لمسی دقت بالا در ورودی اطلاعات است. در نمایشگرهای کاتدی که تفنگ الکتریکی دائما در حال اسکن نمایشگر با یک لایه فسفر است، هنگام استفاده از قلم نوری روشنایی یا کم نوری توسط کامپیوتر شناسایی می‌شود و هنگامی که نقطه کم نور پر نور می‌شود سیگنالی الکتریکی به تراشه ویدیویی ارسال خواهد شد.

این تراشه مختصات نقطه مورد نظر را به کارت گرافیکی ارسال می‌کند. و توسط نرم افزار اینکه به کدام نقطه فشار وارد آمده تشخیص داده می‌شود. از این رو خوب است بدانید قلم‌های نوری تنها با نمایشگرهای کاتدی کار می‌کنند و کارایی آنها بر روی نمایشگرهای LCD و TFT و همچنین ویدئو پروژکتورها بی اثر است.

مقایسه تکنولوژی انواع تاچ ال سی دی و صفحه نمایش گوشی‌ موبایل

همان‌طور که در بالا اشاره شد تاچ اسکرین به دو نوع اصلی مقاومتی و خازنی یا الکتریکی تقسیم می‌شود. ساده‌ترین تفاوت بین نمایشگر لمسی مقاومتی با نمایشگر لمسی خازنی در این است که نوع مقاومتی همه انواع لمس را شناسایی نمی‌کند و تنها قابلیت تشخیص فشار وارد شده در اثر انتخاب را دارد و تنها یک لمس نیز در آن قابل شناسایی است. همچنین نمایشگر لمسی در این حالت قابل زوم نیست و در نور شدید هم شاهد روشنایی کمی از آن هستیم. از طرف دیگر می‌توانیم این را هم اضافه کنیم که در کنار همه اینها نمایشگر لمسی مقاومتی از طول عمر بالایی نیز برخوردار است.

اما آنچه که در تاچ گوشی شاهد آن هستیم متفاوت است. درواقع این نوع از تاچ‌ها از نوع خازنی بوده و قابلیت‌های بیشتری نسبت به نوع مقاومتی دارند. تفاوت اصلی این نوع از تاچ گوشی با نمایشگر لمسی مقاومتی در این است که نیازی به فشار دادن برای مشخص کردن نقطه لمس شده نیست. به همین دلیل است که پاسخ سوال صفحه نمایش گوشی چگونه کار می کند با طریقه کار نمایشگرهای لمسی ATM متفاوت است.

چرا صفحات لمسی تا این حد محبوب شده اند؟

دلایل بسیاری وجود دارد که باعث شده نمایشگر لمسی به یک تکنولوژی محبوب تبدیل شود. شاید بتوان یکی از اصلی‌ترین دلایل آن را آسان بودن کار معرفی کرد. درواقع این ابزار، یادگیری روش کار دستگاه برای مبتدیان را آسان کرده است. در این صورت این دست از کاربران می‌توانند از نمایشگر به جای کیبورد استفاده کنند. همچنین دیگر دلیل محبوبیت صفحه نمایش لمسی این است که باعث شده تا کیبورد مکانیکی از دستگاه حذف شود و کاربران فضای بیشتری داشته باشند. در نتیجه اختصاص فضای بیشتر به نمایشگر باعث خواهد شد تا نمایشگر بزرگ‌تری را در دستگاه‌های مختلف با نمایشگر لمسی شاهد باشیم.

این موضوع در مقایسه یک گوشی بلک بری با گوشی آیفون کاملاً قابل درک خواهد بود. درواقع در گوشی آیفون فضای اختصاص داده شده برای کیبورد متعلق به نمایشگر بوده که در این صورت کاربران فضای بیشتری برای استفاده از امکانات نمایشگر دارند و یا اینکه می‌توانند کارهایی مانند وبگردی را راحت‌تر انجام دهند و تصاویر و فیلم‌های خود را در نمایشگر بزرگ‌تری مشاهده کنند.

یکی دیگر از دلایل محبوبیت نمایشگرهای لمسی مقاومت بالا و طول عمر بیشتر آنها است. درواقع کیبورد و دکمه‌های آن در اثر گذشت زمان ممکن است فرسوده شود و به مانند هر دستگاه دیگری دکمه‌ها ممکن است خراب شوند. اما با یک نمایشگر لمسی نگرانی درباره خرابی و آسیب دیدن دکمه‌ها وجود ندارد. هرچند که باید از نمایشگر لمسی به خوبی محافظت شود. در این راستا گلس گوشی می‎‌تواند ایده خوبی باشد که در اینجا می‌توانید با انواع گلکس محافظ گوشی آشنا شوید. با این حساب می‌توان گفت که صفحه نمایش لمسی یا درواقع تاچ گوشی عمر بیشتری دارد.

از طرف دیگر تمیز کردن نمایشگر لمسی بسیار آسان‌تر از تمیز کردن کیبورد است. درواقع برای پاک کردن یک دستگاه با نمایشگر لمسی شما با یک سطح صاف بدون دکمه رو به رو خواهیم بود در صورتی که همین کار در لپ تاپ با وجود کیبورد و دکمه‌های آن می‌تواند سخت‌تر باشد.

چرا باید یک نمایشگر لمسی داشته باشیم؟

زمانی که مسئله خرید یک گوشی هوشمند پیش می‌آید دلیل بسیار توجیه کننده‌ای که در بالا هم بیان کردیم برایش وجود دارد. کار با آن راحت‌تر و دلپذیرتر از کار با موس و کیبورد مکانیکی بوده و نمایشگر بزرگ‌تری در اختیار خواهیم داشت. اما در مورد خرید کامپیوتری که لمسی باشد ممکن است دلایل اندکی کمرنگ‌تر باشند. این در حالی است که همه تولیدکنندگان، نمایشگر لمسی تولید نمی‌کنند. اما از طرف دیگر شرکت‌های موفقی مانند مایکروسافت را می‌توان معرفی کرد که لپ تاپ سرفیس پرو آن که در اینجا می‌توانید بیشتر با نسخه 6 آن آشنا شوید، در این زمینه انتخاب خوبی را رقم می‌زنند. درواقع شما با یک لپ تاپ به ظاهر معمولی رو به‌رو هستید که می‌تواند به یک تبلت سبک نیز تبدیل شود.

با این حال امروزه کارهای بسیار زیادی وجود دارد که با لمس نمایشگر راحت‌تر از کار با موس اجرا خواهند شد. همچنین خوب است در این راستا به خواندن کتاب الکترونیکی هم اشاره کنیم. درواقع خواندن کتاب الکترونیکی با یک نمایشگر لمسی بسیار آسان‌تر و ملموس‌تر از نمایشگر معمولی خواهد بود. به همین دلیل است که امروزه کتابخوان‌‎هایی مانند کیندل هم از محبوبیت بالایی برخوردار هستند.

سخن پایانی

صفحه نمایش لمسی امروزه به عضو جدایی ناپذیر دستگاه‌هایی تبدیل شده که در بانک‌ها بیمارستان‌ها، هواپیماها، دانشگاه، فروشگاه‌ها و … مورد استفاده قرار می‌گیرند. حتی فناوری‌های نوین، محصولاتی را عرضه می‌کنند که به وسیله آنها می‌توان هر سطحی مانند یک نمایشگر معمولی را تبدیل به نمایشگر لمسی کرد. با این حساب می‌توانیم بگوییم که دنیای تکنولوژی به سوی گسترش استفاده از این فناوری در حرکت بوده و شاید باید منتظر دستاوردهای نوینی در این عرصه باشیم. شما در این مورد چه فکری می‌کنید؟ خوشحال می‌شویم نظرات و ایده‌های خود را در بخش دیدگاه‌ها با ما در میان بگذارید.