مقدمه :
پدر تکنولوژی صفحه‌های لمسی ساموئل هورست است . زمانی که بعنوان استاد در موسسه تحقیقات دانشگاه کنتاکی مشغول فعالیت بود، برای امتحانات پایانی مجبور به خواندن حجم زیادی از مطالب بود که در مجموع ۲ ماه به طول می‌انجامید و دو نفر فارغ‌التحصیل می‌شدند.
برای صرفه جویی در وقت، اولین سنسور لمسی با نام اِلوگراف را اختراع کرد که به او اجازه می‌داد مطالب را سریعتر وارد کند. در کنار این اختراع شرکت اِلوگرافیکس متولد شد (امروزه با نام Elo TouchSystems شناخته می‌شود)، این دستگاه شباهتی به سنسورهای امروزی نداشت؛ اما این دستاورد قدم بزرگی به سمت صفحه‌های لمسی جدید بود. سه سال بعد، در ۱۹۷۴، ساموئل هورست اولین صفحهٔ لمسی شفاف را طراحی کرد و در سال ۱۹۷۷ الوگرافیک را اختراع و روش فنی ۵-wire مقاومتی را به نام خود ثبت کرد که در حال حاضر نیز پرکاربردترین روش می‌باشد.
سه روش برای ساخت صفحات لمسی وجود دارد :
- صفحات خازنی
- صفحات لمسی مقاومتی
- صفحات مبتنی بر اشعه مادون قرمز
صفحه نمایش لمسی خازنی یا الکترواستاتیک Capacitive Touchscreen Display :
صفحات نمایش لمسی خازنی با استفاده از اثرات جفت شدگی یا کوپلینگ خازنی (Capacitive Coupling Effects) می توانند نزدیکی شیء و موقعیت آن را تشخیص دهند. این صفحات نمایش از حسگرهای خازنی استفاده می کنند و این حسگرها قادرند هر چیزی را که خاصیت رسانایی داشته و یا دارای خواص دی الکتریک است حس نمایند. از سنسورهای خازنی در بسیاری از محصولات الکترونیکی — منجمله Trackpad لپ تاپ ها، پخش کننده های موسیقی و گوشی های موبایل — استفاده می شود.
مزایای صفحه نمایش لمسی خازنی
از آنجایی که صفحات نمایش خازنی تنها در مقابل اشیاء با خاصیت رسانایی (مثلاً انگشت) واکنش نشان می دهند می توان آنها را بدون اختلال در کار وسیله و صدور فرمان اضافه با استفاده از پارچه یا مواد مشابه تمیز نمود.
همچنین سرعت پاسخ دهی این صفحات معمولاً از صفحات نمایش لمسی مقاومتی بالاتر است و فناوری چند-لمسی به خوبی بر روی آنها پیاده سازی شده است.
معایب صفحه نمایش لمسی خازنی
یکی از معایب صفحات نمایش لمسی خازنی این است که از قلم های معمولی (Standard Stylus) نمی توان بر روی آنها استفاده کرد مگر آنکه نوک قلم با ماده ای رسانا پوشانده شود.
همچنین هزینه ساخت این صفحات نسبت به صفحات نمایش لمسی مقاومتی معمولاً بیشتر بوده و این صفحات غالباً از دقت پائینتری نسبت به صفحات نمایش لمسی مقاومتی برخوردارند.
صفحه نمایش لمسی مقاومتی Resistive Touchscreen Display :
صفحات نمایش لمسی مقاومتی از لایه های مختلفی تشکیل شده اند که در میان این لایه ها دو سطح منعطف از جنسی که دارای مقاومت الکتریکی است وجود دارد. فاصله کمی میان این صفحات وجود داشته و بر اثر فشار، این دو سطح با یکدیگر تماس حاصل کرده و می توانند محل تماس را مشخص نمایند.
نحوه کار این صفحات بطور ساده به این ترتیب است که اختلاف ولتاژی به دو سر یکی از صفحات — مثلاً در راستای افقی یا محور X — اعمال شده و بدلیل آنکه صفحه دارای مقاومت الکتریکی است این ولتاژ بصورت خطی در طول صفحه تغییر خواهد کرد. با اعمال فشار در یک نقطه از صفحه، دو صفحه در آن نقطه به یکدیگر متصل شده و ولتاژی به صفحه دیگر منتقل می شود که متناسب با مختصه X نقطه تماس است. حال اختلاف ولتاژ به دو سر صفحه دیگر در جهت عمود بر جهت قبلی — مثلاً در راستای عمودی یا محور Y — اعمال می شود و همانند مرحله قبل این بار مختصه Y محل تماس بدست می آید. مجموعه این عملیات بسیار سریع و بصورت لحظه ای انجام شده و بدین ترتیب مختصات دو بعدی نقطه تماس بدست می آید.
نمونه ای از صفحات نمایش لمسی مقاومتی را می توان در گوشی های Nokia N97 و Nokia 5800 XpressMusic مشاهده نمود.
مزایای صفحه نمایش لمسی مقاومتی
یکی از مزایای صفحه نمایش لمسی مقاومتی امکان کار آن با انگشت و هر نوع قلم (Stylus) است. بر خلاف صفحه نمایش لمسی خازنی که اشاره گر آن باید خاصیت خازنی داشته باشد (انگشتی که دستکش یا پوششی بر روی آن قرار نگرفته نیز خاصیت خازنی دارد)، صفحه نمایش لمسی مقاومتی می تواند از هر گونه اشاره گری که بتواند بر روی صفحه فشار وارد آورد — چه رسانا و چه غیر رسانا، چه با خاصیت خازنی و چه بدون خاصیت خازنی — استفاده نماید.
همچنین دقت صفحه نمایش لمسی مقاومتی بسیار بالا بوده و هزینه تولید آن معمولاً از صفحه نمایش لمسی خازنی کمتر است.
معایب صفحه نمایش لمسی مقاومتی
یکی از معایب صفحات نمایش لمسی مقاومتی معمولی که البته کمتر در مورد گوشی های موبایل خود نمایی می کند این است که هنگام کار با قلم (Stylus) امکان قرار دادن دست بر روی صفحه وجود نخواهد داشت. این مورد به عنوان مثال هنگام نوشتن بوسیله قلم ممکن است رخ دهد. همچنین در دست گرفتن صفحه نمایش بگونه ای که بر روی آن فشار وارد آید می تواند در کار آن اختلال ایجاد نماید. البته برای این شرایط فناوری هایی ابداع شده که می توانند تنها ورودی از طریق قلم را پذیرفته و ورودی از طریق فشار دست را نپذیرند.
لازم به ذکر است که فناوری های نوین صفحه نمایش لمسی مقاومتی امکان استفاده از این صفحات را بصورت چند-لمسی (Multi-Touch) فراهم آورده است.
صفحات لمسی بر پایه تکنولوژِی مادون قرمز:
این تکنولوژی به علت گرانی بیش از اندازه نسبت به سایرین بسیار کمیاب تر است و اصولا نشان آنها را تنها در اجزای لمسی همانند کلیدهای لمسی می توان پیدا کرد و تقریبا نمونه ای وجود ندارد که از این فناوری در ساخت صفحه نمایش استفاده کند. دو شیوه ساخت در این فناوری عبارتند از سنسور حرارتی و حس گر نوری که از بنیان با یکدیگر متفاوتند. در تکنولوژی حرارتی که نمونه آن را در مدلهایی U600 از سامسونگ و K850 از سونی اریکسون می توان پیدا کرد، مبنای حس شدن کلیدها میزان حرارتی ست که جسم برقرار کننده تماس (مانند انگشت دست) تولید می کند که از همین ابتدا بزرگترین مشکل اینگونه کلیدها مشخص می شود بطوریکه اگر با دست سرد اینگونه کلیدها را بفشارید اتفاق خاصی نمی افتد. دومین شیوه اجرای این فناوری یعنی حس گر نوری که تنها نمونه حال حاضر آن را در محصولی تحت نام N2 از شرکت Neonode می توان پیدا کرد بر این مبنا عمل می کند که در محل تماس سنسوری قرار گرفته است که دائما در حال ارسال اشعه مادون قرمز که برای چشم انسان قابل رویت نیست بوده و بدینترتیب با حس کردن این قسمت توسط هر شی ء دلخواه بدلیل قطع شدن ارسال موج (چیز شبیه دزدگیرهای نوری که در فیلمهای پلیسی دیده می شود)، دستگاه متوجه تماس می گردد. این روش همانطور که می توانید حدس بزنید گرانترین نوع اجرای فناوری لمسی بوده و به همین علت بسیار به ندرت استفاده می شود. بزرگترین حسن این روش در عمر بالای آن (عملا بیش از هفت سال) و عدم تاثیر در روشنای صفحه نمایش است و مشکلات پیش روی آن بجز عدم امکان لمس بیش از یک نقطه در یک زمان، تاثیر پذیری و کاهش کیفیت آن در نور شدید می باشد.
