ali20
05-23-2011, 02:49 PM
صفحات لمسی ( Touch Screen ) به صفحاتی اطلاق می‌شود که بتوان تماس یک شیء و به‌طور خاص انگشت انسان با آن را با استفاده از خواص شیء از قبیل نیرو، گرما، هدایت الکتریکی، مقاومت اپتیک و... تشخیص داد.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/apple_multi-touch.jpg
صفحات لمسی کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف و حتی کاربردهای عام است. ترکیب یک صفحه لمسی شفاف با یک صفحه نمایش می‌تواند ابزار بهینه‌ای برای ارتباط با دستگاه‌های مختلف به ما بدهد. صفحات لمسی برحسب خاصیتی از آن که برای تشخیص تماس مورد استفاده قرار می‌دهد، از فناوری‌های مختلفی استفاده می‌کنند.
مانیتورهای تاچ اسکرین دارای دو رزولوشن متفاوت با دو مفهوم متمایز هستند. یکی رزولوشن صفحه Display که کیفیت تصویر را تعیین میکند (مثلا" 1024x1280) که همان رزولوشن معمولی است که در هر نوع مانیتوری، مطرح میباشد و دومی، رزولوشن تاچ اسکرین که تعیین کننده دقت صفحه لمسی است و معمولا" 4096x4096 است. سطح فعال اکثر تاچ اسکرین ها با تماس انگشت، دستکش و قلم یا (stylus) فعال میشوند.
در ادامه مهم‌ترین این فناوری‌های تشخیص تماس با مانیتور را به صورت مختصر معرفی می کنیم.
مقاومتی:
در این فناوری صفحه لمسی از چند لایه تشکیل شده‌است که مهم‌ترین‌شان، دو لایه فلزی‌ست. لایه‌های مقاومتی با فاصله کمی از هم جدا شده‌اند. وقتی این صفحه در نقطه خاصی توسط شیئ، لمس شود، صفحات مقاومتی در آن نقطه به یکدیگر متصل می‌گردند. در این حالت صفحه به صورت مقاومت عمل کرده و جریان الکتریکی صفحه تغییر میکند که توسط یک کنترلر، پردازش می‌شود. تغییر جریان به این نحو است که برحسب تعداد سیم‌های استفاده شده و مکان اتصال، مقاومت بین صفحات متفاوت خواهد بود. خروجی تختهٔ لمسی معمولاً چهار تا هشت‌سیمه‌است و مکان لایه‌های مقاومتی برحسب تعداد خروجی مورد استفاده متفاوت خواهد بود. در حالت چهارسیمه، شیء می‌تواند در چپ، راست، بالا و پایین قرار گیرد. در حالت پنج سیمه، نقطه‌های قابل تشخیص شامل پنج گوشه و نقطه وسط خواهد بود. صفحات لمسی مقاومتی معمولاً قیمت مناسبی دارند ولی دارای قدرت تفکیک ٪۷۵ هستند (که با اضافه کردن فیلم‌های پلاستیکی و شیشه‌ای تا ٪۸۵ قابل افزایش است) و در مقابل اشیاء تیز مقاومت کمی دارند و صدمه می‌بینند. در مقابل این‌گونه صفحات از عوامل بیرونی مانند، آب و گرد و خاک تأثیر نمی‌پذیرند و امروزه بیشترین استفاده را دارند.
موج آکوستیک سطح (SAW)
این فناوری از امواج فراصوتی که از تختهٔ لمسی عبور می‌کنند، استفاده میکند. وقتی صفحه لمس می‌شود، مقداری از این امواج جذب میشوند. این تغییر در امواج فراصوتی مکان لمس را مشخص میکند و برای پردازش به کنترلر فرستاده می‌شود. این‌گونه صفحات ممکن است بر اثر عوامل بیرونی صدمه ببینند. آلوده شدن سطح آن نیز می‌تواند بر عملکرد صفحه لمسی اثر گذارد.
خازنی:
صفحه لمسی خازنی، صفحه‌ایست که با موادی همچون اکسید نازک ایندیم پوشانده شده‌است که جریان ثابتی را از حسگر عبور می‌دهد. بنابراین حسگر باعث میدان دقیقاً کنترل‌شده‌ای از الکترون‌های ذخیره‌شده در هر دو محور افقی و عمودی می‌شود که دارای ظرفیت خازنی خواهد بود. وقتی میدان خازنی نرمال حسگر (در حالت پایه) توسط میدان خازنی دیگری (مثلاً انگشت انسان) تغییر کند، مدارات الکترونیکی که در گوشه‌های صفحه قرار دارند، برآیند تغییرات موج سینوسی میدان مرجع را اندازه‌گیری میکند و این اطلاعات را برای محاسبات ریاضی به کنترلر می‌فرستند.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/Capacitive.jpg
صفحات لمسی خازنی، می‌توانند توسط انگشت بدون پوشش یا با ابزاری رسانا که با دست گرفته شده باشد، لمس شوند. این‌گونه صفحات لمسی از عوامل بیرونی تأثیر نمی‌پذیرند و قدرت تفکیک بالایی دارند. ولی مدارات آنالیز سیگنال آن‌ها قیمت آن‌ها را افزایش می‌دهند. جالب است بدانید که گوشی آی فون اپل از همین تکنولوژی استفاده می کند.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/iphonesurface1.jpg
فروسرخ:
این صفحات از یکی از دو روش کاملاً متفاوت استفاده می‌کنند. در یکی از این روش‌ها تغییرات دمایی سطح صفحه که توسط عوامل خارجی ایجاد شود را مورد استفاده قرار می‌دهد. این روش گاهی کند بوده و به دست‌هایی گرم نیاز دارند. در روش دیگر آرایه‌ای از حسگرهای فروسرخ عمودی و افقی مورد استفاده قرار می‌گیرد که تغییرات در پرتوهای تنظیم‌شده نور فروسرخ نزدیک سطح صفحه را تشخیص می‌دهند. این صفحات مقاوم‌ترین سطح را دارند و در کاربردهای نظامی که نیاز به صفحه نمایش لمسی دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کشش‌سنجی:
در پیکربندی سطح این صفحات، چهار فنر در چهار گوشه آن به‌کار رفته‌است که کشش‌سنجی آن‌ها در تشخیص خمیدگی سطح هنگام تماس، استفاده می‌شود و می‌توانند در جهت Z هم مورد استفاده واقع شوند. این صفحات بیشتر به خاطر مقاومتشان در لوازم عمومی بدون پوشش مثل دستگاه‌های بلیط استفاده میشوند.
تصویرسازی نوری (پردازش تصویر):
در این روش، تعداد دو عدد یا بیشتر حسگر تصویر در دور صفحه قرار می‌گیرند و نورهای زمینهٔ فروسرخ (مادون قرمز) در طرف دیگر صفحه در زاویه دید دوربین قرار می‌گیرند. یک تماس به صورت سایه بر روی هر جفت از دوربین‌ها می‌افتد که می‌تواند با مثلثی کردن برای یافتن مکان تماس مورد استفاده قرار گیرد.
فناوری پخش‌کنندگی سیگنال:
این فناوری که به سال ۲۰۰۲ باز می‌گردد از حسگرهایی برای تشخیص انرژی مکانیکی روی شیشه که بر اثر تماس به وجود آمده استفاده میکند. به وسیله الگوریتم‌های پیچیده و تفسیر آن‌ها مکان حقیقی تماس تعیین می‌شود. این فناوری از عوامل بیرونی و گرد و خاک و نیز خش روی شیشه تأثیر نمی‌پذیرد و به دلیل اینکه به المان‌های دیگری روی شیشه نیاز نیست دارای شفافیت خوبی نیز خواهد بود. همچنین از هر شیئ مانند انگشتان یا قلم‌ها می‌توان برای تماس استفاده کرد.
تشخیص پالس صوتی:
این فناوری از بیش از دو مبدل پیزوالکتریک استفاده میکند که در مکان‌های مختلف صفحه قرار گرفته‌اند تا انرژی لرزش (تماس) را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. این سیگنال به یک پروندهٔ صوتی تبدیل می‌شود و سپس با پروفایل‌های صوتی از پیش تهیه شده برای هر نقطه از صفحه مقایسه می‌شود. این سامانه بدون شبکه‌ای از سیم‌ها روی صفحه کار میکند. خود صفحه از شیشه خالص است که خواص اپتیک و دوام شیشه را خواهد داشت. این سیستم با خش و گرد و خاک مشکلی ندارد و دقت خوبی دارد. و مهم‌تر از همه اینکه برای فعال شدن به هیچ جزء رسانا نیاز ندارد که مزیت مهمی برای صفحه تصویرهای بزرگ است.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/apple_multi-touch.jpg
صفحات لمسی کاربردهای گسترده‌ای در صنایع مختلف و حتی کاربردهای عام است. ترکیب یک صفحه لمسی شفاف با یک صفحه نمایش می‌تواند ابزار بهینه‌ای برای ارتباط با دستگاه‌های مختلف به ما بدهد. صفحات لمسی برحسب خاصیتی از آن که برای تشخیص تماس مورد استفاده قرار می‌دهد، از فناوری‌های مختلفی استفاده می‌کنند.
مانیتورهای تاچ اسکرین دارای دو رزولوشن متفاوت با دو مفهوم متمایز هستند. یکی رزولوشن صفحه Display که کیفیت تصویر را تعیین میکند (مثلا" 1024x1280) که همان رزولوشن معمولی است که در هر نوع مانیتوری، مطرح میباشد و دومی، رزولوشن تاچ اسکرین که تعیین کننده دقت صفحه لمسی است و معمولا" 4096x4096 است. سطح فعال اکثر تاچ اسکرین ها با تماس انگشت، دستکش و قلم یا (stylus) فعال میشوند.
در ادامه مهم‌ترین این فناوری‌های تشخیص تماس با مانیتور را به صورت مختصر معرفی می کنیم.
مقاومتی:
در این فناوری صفحه لمسی از چند لایه تشکیل شده‌است که مهم‌ترین‌شان، دو لایه فلزی‌ست. لایه‌های مقاومتی با فاصله کمی از هم جدا شده‌اند. وقتی این صفحه در نقطه خاصی توسط شیئ، لمس شود، صفحات مقاومتی در آن نقطه به یکدیگر متصل می‌گردند. در این حالت صفحه به صورت مقاومت عمل کرده و جریان الکتریکی صفحه تغییر میکند که توسط یک کنترلر، پردازش می‌شود. تغییر جریان به این نحو است که برحسب تعداد سیم‌های استفاده شده و مکان اتصال، مقاومت بین صفحات متفاوت خواهد بود. خروجی تختهٔ لمسی معمولاً چهار تا هشت‌سیمه‌است و مکان لایه‌های مقاومتی برحسب تعداد خروجی مورد استفاده متفاوت خواهد بود. در حالت چهارسیمه، شیء می‌تواند در چپ، راست، بالا و پایین قرار گیرد. در حالت پنج سیمه، نقطه‌های قابل تشخیص شامل پنج گوشه و نقطه وسط خواهد بود. صفحات لمسی مقاومتی معمولاً قیمت مناسبی دارند ولی دارای قدرت تفکیک ٪۷۵ هستند (که با اضافه کردن فیلم‌های پلاستیکی و شیشه‌ای تا ٪۸۵ قابل افزایش است) و در مقابل اشیاء تیز مقاومت کمی دارند و صدمه می‌بینند. در مقابل این‌گونه صفحات از عوامل بیرونی مانند، آب و گرد و خاک تأثیر نمی‌پذیرند و امروزه بیشترین استفاده را دارند.
موج آکوستیک سطح (SAW)
این فناوری از امواج فراصوتی که از تختهٔ لمسی عبور می‌کنند، استفاده میکند. وقتی صفحه لمس می‌شود، مقداری از این امواج جذب میشوند. این تغییر در امواج فراصوتی مکان لمس را مشخص میکند و برای پردازش به کنترلر فرستاده می‌شود. این‌گونه صفحات ممکن است بر اثر عوامل بیرونی صدمه ببینند. آلوده شدن سطح آن نیز می‌تواند بر عملکرد صفحه لمسی اثر گذارد.
خازنی:
صفحه لمسی خازنی، صفحه‌ایست که با موادی همچون اکسید نازک ایندیم پوشانده شده‌است که جریان ثابتی را از حسگر عبور می‌دهد. بنابراین حسگر باعث میدان دقیقاً کنترل‌شده‌ای از الکترون‌های ذخیره‌شده در هر دو محور افقی و عمودی می‌شود که دارای ظرفیت خازنی خواهد بود. وقتی میدان خازنی نرمال حسگر (در حالت پایه) توسط میدان خازنی دیگری (مثلاً انگشت انسان) تغییر کند، مدارات الکترونیکی که در گوشه‌های صفحه قرار دارند، برآیند تغییرات موج سینوسی میدان مرجع را اندازه‌گیری میکند و این اطلاعات را برای محاسبات ریاضی به کنترلر می‌فرستند.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/Capacitive.jpg
صفحات لمسی خازنی، می‌توانند توسط انگشت بدون پوشش یا با ابزاری رسانا که با دست گرفته شده باشد، لمس شوند. این‌گونه صفحات لمسی از عوامل بیرونی تأثیر نمی‌پذیرند و قدرت تفکیک بالایی دارند. ولی مدارات آنالیز سیگنال آن‌ها قیمت آن‌ها را افزایش می‌دهند. جالب است بدانید که گوشی آی فون اپل از همین تکنولوژی استفاده می کند.
http://www.mobna.com/Pictures/Edu/iphonesurface1.jpg
فروسرخ:
این صفحات از یکی از دو روش کاملاً متفاوت استفاده می‌کنند. در یکی از این روش‌ها تغییرات دمایی سطح صفحه که توسط عوامل خارجی ایجاد شود را مورد استفاده قرار می‌دهد. این روش گاهی کند بوده و به دست‌هایی گرم نیاز دارند. در روش دیگر آرایه‌ای از حسگرهای فروسرخ عمودی و افقی مورد استفاده قرار می‌گیرد که تغییرات در پرتوهای تنظیم‌شده نور فروسرخ نزدیک سطح صفحه را تشخیص می‌دهند. این صفحات مقاوم‌ترین سطح را دارند و در کاربردهای نظامی که نیاز به صفحه نمایش لمسی دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند.
کشش‌سنجی:
در پیکربندی سطح این صفحات، چهار فنر در چهار گوشه آن به‌کار رفته‌است که کشش‌سنجی آن‌ها در تشخیص خمیدگی سطح هنگام تماس، استفاده می‌شود و می‌توانند در جهت Z هم مورد استفاده واقع شوند. این صفحات بیشتر به خاطر مقاومتشان در لوازم عمومی بدون پوشش مثل دستگاه‌های بلیط استفاده میشوند.
تصویرسازی نوری (پردازش تصویر):
در این روش، تعداد دو عدد یا بیشتر حسگر تصویر در دور صفحه قرار می‌گیرند و نورهای زمینهٔ فروسرخ (مادون قرمز) در طرف دیگر صفحه در زاویه دید دوربین قرار می‌گیرند. یک تماس به صورت سایه بر روی هر جفت از دوربین‌ها می‌افتد که می‌تواند با مثلثی کردن برای یافتن مکان تماس مورد استفاده قرار گیرد.
فناوری پخش‌کنندگی سیگنال:
این فناوری که به سال ۲۰۰۲ باز می‌گردد از حسگرهایی برای تشخیص انرژی مکانیکی روی شیشه که بر اثر تماس به وجود آمده استفاده میکند. به وسیله الگوریتم‌های پیچیده و تفسیر آن‌ها مکان حقیقی تماس تعیین می‌شود. این فناوری از عوامل بیرونی و گرد و خاک و نیز خش روی شیشه تأثیر نمی‌پذیرد و به دلیل اینکه به المان‌های دیگری روی شیشه نیاز نیست دارای شفافیت خوبی نیز خواهد بود. همچنین از هر شیئ مانند انگشتان یا قلم‌ها می‌توان برای تماس استفاده کرد.
تشخیص پالس صوتی:
این فناوری از بیش از دو مبدل پیزوالکتریک استفاده میکند که در مکان‌های مختلف صفحه قرار گرفته‌اند تا انرژی لرزش (تماس) را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. این سیگنال به یک پروندهٔ صوتی تبدیل می‌شود و سپس با پروفایل‌های صوتی از پیش تهیه شده برای هر نقطه از صفحه مقایسه می‌شود. این سامانه بدون شبکه‌ای از سیم‌ها روی صفحه کار میکند. خود صفحه از شیشه خالص است که خواص اپتیک و دوام شیشه را خواهد داشت. این سیستم با خش و گرد و خاک مشکلی ندارد و دقت خوبی دارد. و مهم‌تر از همه اینکه برای فعال شدن به هیچ جزء رسانا نیاز ندارد که مزیت مهمی برای صفحه تصویرهای بزرگ است.