تکنولوژی صفحات لمسی

با گذشت زمان گوشی ها با صفحات لمسی جایگاه بیشتری در زندگی ما پیدا می کنند. این موضوع در واقع به این حقیقت اشاره دارد صفحات لمسی و کنترل بوسیله تماس ( Touch ) سریعتر و آسانتر است چنانکه شما می توانید تنها با یک بار لمس صفحه برنامه مد نظر را اجرا کرده و نیازی به فشردن چندین باره دکمه ها (مانند D-pad) نخواهید داشت. تکنولوژی های متفاوتی در این زمینه وجود دارند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. مقاله حاضر به تمامی تکنولوژی های بکار رفته در صنعت گوشی های موبایل می پردازد. خواهیم دید که آنها به چه چیزهایی حساس هستند و معایب و مزایاهر کدام چیست. در ابتدا به تاریخچه ای مختصر در مورد تکنولوژی های بکار رفته در صفحه های لمسی توجه کنید.

آغاز

پدر تکنولوژی صفحه های لمسی آقای دکتر Samuel Hurst است . زمانی که به عنوان استاد در موسسه تحقیقات دانشگاه کنتاکی ( Kentucky) مشغول فعالیت بود ، برای امتحانات پایانی مجبور به خواندن حجم زیادی از مطالب بود که در مجموع 2 ماه به طول می انجامید و دو نفر فارغ التحصیل می شدند.

برای صرفه جویی در وقت ، اولین سنسور لمسی با نام Еlograph را اختراع کرد که به او اجازه می داد مطالب را سریعتر وارد کند . در کنار این اختراع شرکت Elographics متولد شد ( امروزه با نام Elo TouchSystems شناخته می شود) ، این دستگاه شباهتی به سنسورهای امروزی نداشت اما این دستاورد قدم بزرگی به سمت صفحه های لمسی جدید بود. سه سال بعد ، در 1974 ، دکتر Samuel Hurstاولین صفحه لمسی شفاف را طراحی کرد و در سال 1977 Elographic را اختراع و روش فنی 5-wire مقاومتی را به نام خود ثبت کرد که در حال حاضر نیز پرکاربردترین روش می باشد.

سه تکنولوژی برای تولید صفحه های لمسی گوشی های موبایل استفاده می شود : مقاومتی ( Resistive) ، الکترو استاتیک و اشعه مادون قرمز

صفحه های حساس به فشار ( Resistive)

مزایا :

• استفاده از اکثر اجسام برای لمس صفحه
• قیمت کم

معایب :

• خراشیده شدن در نتیجه تضعیف عملکرد
• ثبت یک تماس(Touch) در یک لحظه
• عبور دادن نور کمتر در مقایسه با سایر تکنولوژی ها

همانطور که اشاره شد ، این تکنولوژی پر کاربردترین تکنولوژی در صفحه های لمسی برای تولید گوشی های موبایل است و در گوشی های ویندوز موبایل مانند HTC TyTN II و HTC Touch Diamond متداول تراست. در مقابل آب و گرد و غبار مقاوم است اما براحتی خراشیده می شود و از اجسام نوک تیز نمی توان استفاده کرد. این تکنولوژی در سه نوع 4-wire-5 ، wire و 8-wire وجود دارد که نوع 5-wireآن متداول تر است . در مقابل انواع دیگر بدون تاثیر چندانی بر روی قیمت ،این نوع از سه لایه ساخته شده است متشکل از دو لایه با یک لایه اضافی برای دوام و عمر بیشتر ( 35 میلیون تماس بجای 1 میلیون ) .
عملکرد این تکنولوژی به این صورت است : نقطه های کوچک پلاستیکی ( نقطه های فاصله دهنده ) بین هر دو لایه وجود دارد که از برخورد آنها در صورت عدم وجود فشار جلوگیری می کند . در هر لایه الکتریسیته وجود دارد و در هنگام تماس ، یک رشته شکل می گیرد. سپس به منظور مشخص شدن نقطه تماس الکتریسیته علورب بین لایه ها اندازه گیری می شود. متاسفانه این تکنولوژی نمی تواند بیشتر از یک تماس را در یک لحظه ثبت کند و 85% از نور تولید شده توسط صفحه را عبور می دهد . این تکنولوژی ارزان ترین نوع در بین سه تکنولوژی مورد بحث می باشد و شما می توانید از هر جسمی مانند قلم و یا انگشت برای تماس استفاده کنید(البته بجز اجسام نوک تیز ! )

صفحه های الکترواستاتیک ( Capacitive)

مزایا :

• ثبت کردن بیش از یک تماس در یک لحظه
• عبور نور به اندازه ای عالی
• ضد خش بودن
• عمری بسیار طولانی

معایب:

• محدودیت استفاده از اجسام برای لمس آن » قیمت بالا

این تکنولوژی اخیرا در حال بدست آوردن محبوبیت در صنعت گوشی های موبایل می باشد. مشهورترین گوشی ها در این زمینه آیفون اپل و پرادا شرکت ال جی می باشد. صفحه های اینچنینی با توجه به قیمت بالای آنها سهم کمی از بازار را در اختیار دارند. این تکنولوژی دو زیر شاخه دارد که یکی توانایی انتقال چند تماس ( MultiTouch) در یک لحظه و دیگری مانند تکنولوژی قبل تنها توانایی انتقال یک تماس را ، در یک لحظه دارند . حالت MultiTouch در iPhone و iPod شرکت اپل مورد استفاده قرار گرفته اند.
این سیستم تنها از یک لایه (یک شبکه) استفاده می کند که از مواد انتقال دهنده الکتریسیته ( اغلب اکسید قلع ایندیم) پوشانده شده است. در این شبکه جریان پیوسته با فرکانسی ثابت وجود دارد . وقتی که صفحه را با جسمی لمس می کنید یک جریان ثابت الکتریکی را منتشر می کنید برای مثال انگشت انسان (بدن انسان الکتریسیته تولید می کند) ، تغییری در جریان موجود اتفاق می افتد و به این ترتیب نقطه تماس معین می شود.

نکته مثبت این تکنولوژی ضد خراشیدگی ، رطوبت و گرد و غبار بودن آن است . همچنین 92% از نور تولید شده را عبور می دهد و عمری بسیار طولانی دارد ( در حدود 225 میلیون تماس) . نکته منفی این تکنولوژی این است که نمی توان بوسیله ی تماس اجسام بی روح از آن استفاده کرد.

صفحه های مادون قرمز

مزایا :

• عبور دادن تمامی نور تولید شده
• با دوام ترین تکنولوژی در مقایسه با سایرین
• قابل استفاده با تمامی اجسام بدون نیاز به فشار فیزیکی زیاد

معایب :

• بالاترین قیمت در مقایسه با سایرین
• تاثیر منفی نور محیطی زیاد بر عملکرد
• ثبت یک تماس در یک لحظه

با توجه به قیمت بالای آن ، این تکنولوژی محبوبیت چندانی در مقایسه با دو تکنولوژی ذکر شده ندارد. بنابراین ، شرکت ها آنرا در صفحه های لمسی گوشی ها استفاده نمی کنند . این تکنولوژی دارای دو زیر مجموعه می باشد ، حساسیت به گرما و مادون قرمز(نوری) . هر چند این دو زیر مجموعه تفاوت زیادی در نحوه عملکرد خود با یکدیگر دارند. حساسیت به گرما بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد اما در اجزا دیگری از گوشی های موبایل استفاده می شود. برای مثال می توان به گوشی های SGH-E900 و U600 شرکت سامسونگ اشاره کرد که تنها بوسیله ی تماس اجسام گرم ( مانند انگشتان) کار می کنند ، بنابراین هنگامی که در هوایی سرد انگشتان شما یخ زده است نمی توانید با این گوشی ها کار کنید ! تکنولوژی نوری آن از پرتوهای مادون قرمز بهره می برد که برای چشم انسان قابل رویت نیست و تنها گوشی Neonode N2 از آن بهره می برد.
این تکنولوژی از تعدادی سنسور که در بالا و اطراف صفحه قرار دارند و یه شبکه نامرئی از اشعه ها را شکل می دهند ، ساخته شده است. اگر یک جسم ( مانند انگشت و یا قلم ) صفحه نمایش را لمس کند ، اشعه های موجود در ناحیه تماس را قطع کرده و بنابراین آن نقطه مشخص می شود. برای این سیستم نیازی به فشار فیزیکی زیادی نیست و تنها تماسی کوتاه و آرام کافیست .
صفحه اجازه عبور تمامی نور تولید شده را می دهد و عمر آن به عمر سنسور ها بستگی دارد که در حدود 7 سال در حالت استفاده مداوم عمر می کنند . علاوه بر آن در برابر خراشیدگی ، گرد و غبار و رطوبت مقاوم است و زمانی که صفحه نمایش تصویری را نشان می دهد سنسورهای بالای آن به استراحت می پردازند. هر چند نکته منفی بزرگ در مورد این تکنولوژی تاثیر منفی نور زیاد محیط بر روی عملکرد و دقت آن است.

نتیجه گیری

در پایان ، مشخص کردن تکنولوژی برتر از بین این سه تکنولوژی ، امری بسیار سختی است چرا که هر کدام دارای مزایا و معایبی می باشند. ما به شخصه طرفدار سیستم صفحه های لمسی مقاومتی هستیم زیرا محبوب ترین تکنولوژی است و با هر جسمی قابل استفاده است ( بجز اجسام نوک تیز) بدون توجه به اینکه آیا الکتریسیته تولید می کند و یا گرم و سرد است. هر چند نباید توانایی تکنولوژی capacitive را با توجه به حالت MultiTouch نادیده گرفت.

معتقدیم تکنولوژی اشعه مادون قرمز روشن ترین آینده را دارد اما در حال حاضر قیمت بالای آن باعث شده است در پائین ترین رده قرار بگیرد. این تکنولوژی (همانطور که اشاره شد) با دوام ترین تکنولوژی است ، دارای طولانی ترین عمر است و تمامی نور تولید شده را عبور می دهد . علاوه بر آن ، دوره عدم جوابگویی به MultiTouch سپری شده است . دستگاه هایی ساخته شده است که بیشتر از یک تماس را (بطور دقیق 52 تماس ) ثبت می کنند و از این تکنولوژی استفاده می کنند اما روش آنها Optical imaging نامیده می شود و یک نمونه از آن Microsoft Surface است .

این دستگاه اندازه یک میز است و برای مقاصد تجاری و استفاده در هتل ها ، مغازه ها و … تولید شده است.