نمایشگرهای لمسی‌ چگونه کار می‌کنند؟

به گزارش اورژانس IT باشگاه خبرنگاران،بیشتر گجت‌های لمسی موفق در چند سال گذشته در یک چیز مشترک بوده‌اند؛ یک صفحه لمسی خازنی که (capactive) دارای قابلیت تشخیص ورودی‌های متعدد در یک زمان است. به این ترتیب تعامل با یک موبایل جدید اندرویدی درست مانند تعامل با مدل اولیه یک آیفون است. با آن‌که زیربنای فناوری ساخت آنها یکسان است؛ اما موارد اختلاف بین آنها فهرستی بلند بالاست. صفحه نمایش‌های لمسی امروزی که در تبلت‌ها و تلفن‌های همراه به کار می‌روند، از نظر ساخت کمی با صفحه لمسی‌های خازنی که پیشتر ذکر کردیم، تفاوت دارند.

آنها از لایه‌های متعددی تشکیل شده‌اند. در بالا شما یک لایه شیشه‌ای یا پلاستیکی را برای حفاظت از کل لایه‌های مجتمع صفحه لمسی دارید. این لایه معمولا از جنسی ضد خش مانند شیشه Corning’s Gorilla glass ساخته می‌شود تا صفحه موبایلتان در مجاورت با محتویات داخل جیب شما آسیب نبیند. لایه زیرین آن لایه خازنی است که مسئولیت هدایت مقدار ناچیزی الکتریسیته را به عهده داشته و روی لایه نازک شیشه‌ای دیگری قرار دارد. در قسمت زیر آن خود پنل LCD جا گرفته است. هنگامی که انگشت شما به عنوان یک جسم رسانای طبیعی صفحه را لمس می‌کند، با میدان الکتریکی لایه خازنی تداخل پیدا می‌کند.

داده حاصله از این کار به یک تراشه کنترل‌کننده که موقعیت محل تماس (اغلب فشار) را ثبت می‌کند، انتقال یافته و از سیستم عامل می‌خواهد مطابق با آن پاسخ دهد. این مقدمات به خودی خود به طور دقیق فقط می‌تواند یک نقطه تماس را در یک زمان کشف کرده و با لمس دو نقطه یا بیشتر، موقعیت نقطه تماس را غلط تفسیر کرده یا اصلا حس نمی‌کند. برای ثبت نقاط لمس متعدد به صورت مشخص، لایه خازنی باید متشکل از دو لایه مختلف باشد؛ یکی از الکترودهای فرستنده سود ببرد و دیگری از الکترودهای گیرنده. این لایه‌های الکترود به صورت یک شبکه توری روی صفحه نمایش گجت آرایش گرفته‌اند.

هنگامی که انگشت شما صفحه را لمس می‌کند، بین آن با سیگنال الکتریکی بین الکترودهای گیرنده و فرستنده تداخل ایجاد می‌شود. زمانی که انگشت شما به عنوان یک رسانای الکتریکی، صفحه را لمس می‌کند، با میدان الکتریکی که به وسیله الکترودهای فرستنده ایجاد شده و به سوی الکترودهای گیرنده ارسال می‌شود، تداخل پیدا کرده و وسیله به این ترتیب یک لمس راثبت می‌کند. به دلیل آرایش شبکه میله‌ی الکترودی کنترل‌کننده می‌تواند بیش از یک نقطه لمس را به طور همزمان تشخیص دهد.

بیشتر موبایل‌ها و رایانه‌های لوحه‌ای امروزی بین دو تا ده نقطه تماس ر ا به صورت همزمان مورد پشتیبانی قرار می‌دهند. سطوح چند لمسی صفحه نمایش‌ها حرکت‌های اشاره‌ای مانند نیشگون گرفتن (gestures) روی صفحه جهت بزرگنمایی و چرخاندن تصویر را ممکن می‌کنند. هدایت و ناوبری در داخل سیستم عامل یک موبایل امروزی از امور ضروری است که بدون توانایی صفحه نمایش‌ها برای تشخیص همزمان لمس‌های متعدد ممکن نیست. امروزه اینها پایه و اساس تلفن‌های همراه هوشمند، تبلت‌ها و رایانه‌های دسکتاپ (PC) لمسی هستند.

امروزه ما پوشش مخصوص اولئوفوبیک (oleophobic) یا به زبان ساده ضدچربی را داریم که به لایه رویی صفحه نمایش‌ها افزوده شده است. این لایه صفحه نمایش را از چربی باقیمانده در اثر انگشت محافظت می‌کند. ما شاهد دو نگارش از شیشه ضد خش و نشکن گوریلا گلس هستیم که لایه شیشه‌ای محافظ را نازک‌تر و نسبت به خط و خش مقاوم‌تر کرده است. آخرین فناوری هم in-cell است که لایه خازنی لمسی را در خود LCD جاسازی کرده است و مجموعه‌های هماهنگی از شبکه‌های میله‌های الکترودی را به کار می‌برد.

این فناوری باعث کاهش ضخامت کلی و پیچیدگی اجزای تشکیل‌دهنده صفحات نمایش لمسی شده است. با این فناوری گجت قادر است محل نقاط لمس متعدد را به صورت همزمان و دقیقا تشخیص دهد؛ اما هیچ یک از این تغییرات از اهمیت اساسی فناوری چند نقطه لمسی خازنی اصلی برخوردار نبوده و فقط شرایط باریک‌تر و سبک‌تر شدن تلفن‌های همراه را فراهم کرده‌‌اند.

محقق‌ها بتازگی موفق به ساخت یک قاب (frame) خالی بسیار حساس و دارای ظرفیت پاسخگویی بسیار بالای لمسی شده‌اند. حسگرهای مادون قرمز و LED تصور واضحی از هر شیئی را که در این قاب قرار بگیرد، ممکن می‌کنند.

این فناوری روش گرانقیمتی برای تبدیل صفحه نمایش‌های بزرگ به صفحه نمایش‌های تعاملی چند لمسی است. برای سال‌ها این فناوری محدود مانده و درجا می‌زد تا این‌که بتازگی یک نمونه آزمایشی از این فناوری را ساخته‌اند که ZeroTouch نامیده شده و گرچه در ظاهر مانند یک قاب خالی به نظر می‌آید، اما سرشار از قابلیت‌های پیشرفته باورنکردنی است و یک نمونه 28 اینچی که گوشه‌های صدفی دارد، می‌تواند هر چه که داخلش قرار بگیرد از جمله تماس انگشتان دست و حرکات قسمت‌های دیگر بدن را نیز در یک شبکه دو بعدی نوری تشخیص دهد.

موفقیت تلفن‌های همراه و تبلت‌های لمسی دو اثر بزرگ از خود به جا گذاشته است؛ اول این‌که کاربران شروع به پذیرش لمسی حتی در جاهایی که این فناوری جایی نداشته است، کرده‌اند. در روی دیگر سکه، تولیدکنندگان سخت‌افزارها دنبال تکرار موفقیت گجت‌های لمسی در حوزه‌های دیگری چون رایانه‌های دسکتاپ، لپ‌تاپ‌ها و الترابوک‌های دارای سیستم عامل کروم و ویندوز 8 و حتی ساعت‌های مچی هستند. همچنین کنسول‌های بازی مانند 4 PlayStation Vita، PlayStation سونی و وی‌یو (Wii U) شرکت نینتندو صفحه لمسی‌ها را به عنوان دومین رابط کاربری ورودی سیستم علاوه بر دسته‌های کنترل بازی اصلی‌شان وارد میدان کرده‌اند. رایانه‌های یکپارچه (All-in-one) یا آیو (AiO) نیز از نمونه‌های حضور فناوری لمسی در رایانه‌های دسکتاپ هستند؛ اما در آینده نزدیک دیگر نیازی به لمس هیچ صفحه یا شیئی برای تعامل با گجت یا رایانه‌تان ندارید، چرا که همه این تعامل‌ها را با لمس کردن هوا انجام خواهید داد!