Thực đơn
Màn_hình_cảm_ứng
Có nhiều công nghệ màn hình cảm ứng với các phương pháp cảm ứng cảm ứng khác nhau.
Một bảng điều khiển màn hình cảm ứng điện trở bao gồm một số lớp mỏng, trong đó quan trọng nhất là hai lớp điện trở trong suốt đối diện nhau với một khoảng cách mỏng giữa. Lớp trên cùng (được chạm vào) có một lớp phủ trên bề mặt dưới; ngay bên dưới nó là một lớp điện trở tương tự trên bề mặt của nó. Một lớp có các kết nối dẫn dọc theo các mặt của nó, lớp kia dọc theo đỉnh và đáy. Một điện áp được áp dụng cho một lớp, và được cảm nhận bởi lớp kia. Khi một vật thể, chẳng hạn như đầu ngón tay hoặc đầu bút stylus, ấn xuống bề mặt bên ngoài, hai lớp chạm vào nhau để được kết nối tại điểm đó. Bảng điều khiển sau đó hoạt động như một cặp chia điện áp, một trục tại một thời điểm. Bằng cách chuyển đổi nhanh chóng giữa mỗi lớp, vị trí của áp suất trên màn hình có thể được xác định.
Cảm ứng điện trở được sử dụng trong các nhà hàng, nhà máy và bệnh viện do khả năng chịu đựng chất lỏng và chất gây ô nhiễm cao. Một lợi ích chính của công nghệ cảm ứng điện trở là chi phí thấp. Ngoài ra, vì chỉ cần đủ áp lực để cảm ứng được cảm nhận, chúng có thể được sử dụng với găng tay hoặc bằng cách sử dụng bất cứ thứ gì cứng nhắc như một vật thay thế ngón tay. Nhược điểm bao gồm sự cần thiết phải nhấn xuống và nguy cơ thiệt hại bởi các vật sắc nhọn. Màn hình cảm ứng điện trở cũng chịu độ tương phản kém hơn, do có thêm phản xạ (tức là: ánh sáng chói) từ các lớp vật liệu được đặt trên màn hình. Đây là loại màn hình cảm ứng được Nintendo sử dụng trong gia đình DS, gia đình 3DS và Wii U GamePad.
Công nghệ sóng âm bề mặt (SAW) sử dụng sóng siêu âm đi qua bảng điều khiển màn hình cảm ứng. Khi bảng điều khiển được chạm, một phần của sóng được hấp thụ. Sự thay đổi sóng siêu âm được xử lý bởi bộ điều khiển để xác định vị trí của sự kiện chạm. Các tấm màn hình cảm ứng sóng âm bề mặt có thể bị hỏng bởi các yếu tố bên ngoài. Các chất gây ô nhiễm trên bề mặt cũng có thể can thiệp vào chức năng của màn hình cảm ứng.
Màn hình cảm ứng điện dung của điện thoại di động
Đồng hồ cảm biến điện dung Casio TC500 từ năm 1983, với ánh sáng góc cạnh làm lộ ra các miếng cảm biến cảm ứng và dấu vết được khắc trên bề mặt kính đồng hồ trên cùng.
Một bảng điều khiển màn hình cảm ứng điện dung bao gồm một chất cách điện, chẳng hạn như thủy tinh, được phủ một dây dẫn trong suốt, chẳng hạn như oxit thiếc indi (ITO). Vì cơ thể con người cũng là một chất dẫn điện, chạm vào bề mặt màn hình dẫn đến sự biến dạng của trường tĩnh điện của màn hình, có thể đo được là sự thay đổi điện dung. Các công nghệ khác nhau có thể được sử dụng để xác định vị trí của cảm ứng. Vị trí sau đó được gửi đến bộ điều khiển để xử lý.
Không giống như màn hình cảm ứng điện trở, người ta không thể sử dụng màn hình cảm ứng điện dung thông qua hầu hết các loại vật liệu cách điện, như găng tay. Nhược điểm này đặc biệt ảnh hưởng đến khả năng sử dụng trong thiết bị điện tử tiêu dùng, chẳng hạn như máy tính bảng cảm ứng và điện thoại thông minh điện dung trong thời tiết lạnh. Nó có thể được khắc phục bằng bút stylus điện dung đặc biệt hoặc găng tay ứng dụng đặc biệt với một miếng thêu bằng chỉ dẫn cho phép tiếp xúc điện với đầu ngón tay của người dùng.
Các nhà sản xuất màn hình điện dung hàng đầu tiếp tục phát triển màn hình cảm ứng mỏng hơn và chính xác hơn. Các thiết bị dành cho thiết bị di động hiện đang được sản xuất với công nghệ 'trong tế bào', như trong màn hình Super AMOLED của Samsung, giúp loại bỏ một lớp bằng cách xây dựng các tụ điện bên trong màn hình. Loại màn hình cảm ứng này giúp giảm khoảng cách hiển thị giữa ngón tay của người dùng và những gì người dùng chạm vào màn hình, tạo ra sự tiếp xúc trực tiếp hơn với hình ảnh của nội dung được hiển thị và cho phép các thao tác chạm và cử chỉ phản ứng nhanh hơn.
Một tụ điện song song đơn giản có hai dây dẫn cách nhau bởi một lớp điện môi. Hầu hết năng lượng trong hệ thống này được tập trung trực tiếp giữa các tấm. Một số năng lượng tràn vào khu vực bên ngoài các tấm và các đường sức điện trường liên quan đến hiệu ứng này được gọi là các trường diềm. Một phần của thách thức trong việc chế tạo một cảm biến điện dung thực tế là thiết kế một tập hợp các dấu vết mạch in hướng các trường viền vào vùng cảm biến hoạt động mà người dùng có thể truy cập. Một tụ điện song song không phải là một lựa chọn tốt cho một mẫu cảm biến như vậy. Đặt một ngón tay gần các điện trường diềm thêm diện tích bề mặt dẫn điện cho hệ thống điện dung. Dung lượng lưu trữ sạc bổ sung được thêm bởi ngón tay được gọi là điện dung ngón tay, hoặc CF. Điện dung của cảm biến không có ngón tay được gọi là điện dung ký sinh, hay CP. [Có liên quan? - bàn luận]
Trong công nghệ cơ bản này, chỉ có một mặt của chất cách điện được phủ một lớp dẫn điện. Một điện áp nhỏ được đặt vào lớp, dẫn đến trường tĩnh điện đồng nhất. Khi một dây dẫn, chẳng hạn như ngón tay người, chạm vào bề mặt không tráng phủ, một tụ điện được hình thành một cách linh hoạt. Bộ điều khiển của cảm biến có thể xác định vị trí của cảm ứng một cách gián tiếp từ sự thay đổi điện dung được đo từ bốn góc của bảng điều khiển. Vì nó không có bộ phận chuyển động, nó có độ bền vừa phải nhưng độ phân giải hạn chế, dễ bị tín hiệu sai từ khớp nối điện dung ký sinh và cần hiệu chuẩn trong quá trình sản xuất. Do đó, nó thường được sử dụng trong các ứng dụng đơn giản như điều khiển công nghiệp và kiốt.
Điện dung dự kiến
Mặt sau của Quả cầu đa điểm, dựa trên công nghệ cảm ứng điện dung (PCT) dự kiến
Màn hình cảm ứng điện dung 8 x 8 được sản xuất bằng dây đồng bọc cách điện 25 micron được nhúng trong một màng polyester rõ ràng.
Lược đồ của màn hình cảm ứng điện dung dự kiến
Dự kiến công nghệ cảm ứng điện dung (PCT; PCAP) là một biến thể của công nghệ cảm ứng điện dung.
Công nghệ này được Ronald và Malcolm Binstead phát triển lần đầu tiên vào năm 1984, khi một bàn di chuột điện dung 16 phím đơn giản được phát minh [37] có thể cảm nhận một ngón tay qua lớp kính rất dày, mặc dù tín hiệu được cảm nhận nhỏ hơn đáng kể so với thay đổi điện dung gây ra bằng cách thay đổi các yếu tố môi trường như độ ẩm, bụi bẩn, mưa và nhiệt độ.
Cảm biến chính xác đã đạt được do:
1) việc cập nhật chậm nhưng liên tục giá trị tham chiếu của nhóm không chạm vào cho mỗi khóa, loại bỏ các vấn đề trung và dài hạn liên quan đến bụi bẩn và lão hóa.
2) thay đổi giá trị cho mỗi khóa được so sánh với thay đổi tương đối về giá trị của từng khóa khác, để xem liệu mô hình thay đổi có tương ứng với thay đổi sẽ xảy ra do ngón tay gần đó, trái ngược với sưởi ấm cục bộ, mưa, hoặc các yếu tố môi trường khác.
Vào năm 1989, 16 phím lá đồng rời rạc của bàn phím đã được thay thế bằng 16 phím Indium Tin Oxide trong suốt, tạo ra một bàn phím / màn hình cảm ứng rõ ràng có thể cảm nhận được qua lớp kính dày.
Một phiên bản đơn giản để sản xuất, nhiều đầu vào, x / y của màn hình cảm ứng này đã được phát minh vào năm 1994. Điều này có thể sử dụng Indium Tin Oxide, hoặc dây đồng được bọc cách điện đường kính 10 đến 25 micron làm các yếu tố cảm biến. Phiên bản đầu tiên cho phép phát hiện 64 vị trí cảm ứng chỉ với 16 đầu vào. (Xem hình ảnh bên phải).
Do chi phí thấp và khả năng tồn tại trong môi trường thù địch, 7000 trong số này đã được JPM International sử dụng trong các máy chơi game pub 'Monopoly' và 'Cluedo' của họ.
Vào năm 1997, độ phân giải cảm ứng cao hơn nhiều đã được kích hoạt bằng cách giới thiệu thêm (16 + 16) đầu vào và nội suy giữa 256 vị trí cảm ứng nơi các yếu tố cảm biến này giao nhau.
Năm 1999, lần đầu tiên khả năng công nghệ này cảm nhận được thông qua các vật liệu không dẫn điện dày đã được công khai gọi là Capac Điện dung điện dung phóng xạ.
Sau đó, thuật ngữ này đã được sửa đổi bởi Zytronic Display thành ‘Dự kiến điện dung.
Một số màn hình cảm ứng PCT hiện đại bao gồm hàng ngàn phím rời rạc, nhưng hầu hết màn hình cảm ứng PCT được tạo thành từ một ma trận các hàng và cột vật liệu dẫn điện, xếp trên các tấm kính. Điều này có thể được thực hiện bằng cách khắc một lớp dẫn điện đơn lẻ để tạo thành một mô hình lưới của các điện cực, hoặc bằng cách khắc hai lớp vật liệu dẫn điện vuông góc riêng biệt với các đường song song hoặc rãnh để tạo thành lưới. Trong một số thiết kế, điện áp đặt vào lưới này tạo ra một trường tĩnh điện đồng nhất, có thể đo được. Khi một vật dẫn điện, chẳng hạn như ngón tay, tiếp xúc với bảng PCT, nó sẽ làm biến dạng trường tĩnh điện cục bộ tại điểm đó. Điều này có thể đo lường được như một sự thay đổi trong điện dung. Nếu một ngón tay thu hẹp khoảng cách giữa hai "rãnh", trường sạc sẽ bị gián đoạn và phát hiện thêm bởi bộ điều khiển. Điện dung có thể được thay đổi và đo tại mọi điểm riêng lẻ trên lưới. Hệ thống này có thể theo dõi chính xác các chạm.
Do lớp trên cùng của PCT là kính, nó chắc chắn hơn công nghệ cảm ứng điện trở ít tốn kém. Không giống như công nghệ cảm ứng điện dung truyền thống, hệ thống PCT có thể cảm nhận được bút stylus thụ động hoặc ngón tay đeo găng. Tuy nhiên, độ ẩm trên bề mặt của bảng điều khiển, độ ẩm cao hoặc bụi thu thập có thể cản trở hiệu suất. Tuy nhiên, các yếu tố môi trường này không phải là vấn đề với màn hình cảm ứng dựa trên 'dây tốt' do màn hình cảm ứng dựa trên dây có điện dung 'ký sinh' thấp hơn nhiều và có khoảng cách lớn hơn giữa các dây dẫn lân cận.
Có hai loại PCT: điện dung lẫn nhau và điện dung tự.
Đây là một cách tiếp cận PCT phổ biến, sử dụng thực tế là hầu hết các vật dẫn điện đều có thể giữ điện tích nếu chúng ở rất gần nhau. Trong các cảm biến điện dung lẫn nhau, một tụ điện vốn được hình thành bởi dấu vết hàng và dấu vết cột tại mỗi giao điểm của lưới. Ví dụ, một mảng 16 × 14 sẽ có 224 tụ điện độc lập. Một điện áp được áp dụng cho các hàng hoặc cột. Đưa ngón tay hoặc bút stylus gần bề mặt cảm biến sẽ thay đổi trường tĩnh điện cục bộ, từ đó làm giảm điện dung lẫn nhau. Sự thay đổi điện dung tại mỗi điểm riêng biệt trên lưới có thể được đo để xác định chính xác vị trí chạm bằng cách đo điện áp ở trục khác. Điện dung lẫn nhau cho phép hoạt động đa chạm trong đó nhiều ngón tay, lòng bàn tay hoặc bút styli có thể được theo dõi chính xác cùng một lúc.
Cảm biến tự điện dung có thể có cùng lưới X-Y như cảm biến điện dung lẫn nhau, nhưng các cột và hàng hoạt động độc lập. Với điện dung tự, tải điện dung của một ngón tay được đo trên mỗi điện cực cột hoặc hàng bằng một đồng hồ đo dòng điện hoặc sự thay đổi tần số của bộ dao động RC. Phương pháp RC này tạo ra tín hiệu mạnh hơn điện dung lẫn nhau, nhưng, cho đến gần đây, nó không thể giải quyết các vị trí của nhiều hơn một ngón tay mà không mơ hồ, do "bóng ma" hoặc cảm nhận vị trí bị đặt sai. Tuy nhiên, vào năm 2010, một phương pháp cảm biến mới đã được cấp bằng sáng chế cho phép một số bộ phận của cảm biến điện dung nhạy cảm với cảm ứng trong khi các bộ phận khác không nhạy cảm. Tác giả bằng sáng chế đã phát hiện ra rằng một dây dẫn cảm biến điện dung (x), trong một x / y mảng dây dẫn, không thể phát hiện khoảng cách gần của ngón tay nếu dây dẫn (x) bị cắt bởi một dây dẫn (y) có dạng sóng lệch pha 180 độ với dạng sóng cảm nhận của chính nó. Điều này làm cho nó có thể che đi các giao lộ mơ hồ (có thể là ma) để xác nhận xem một ngón tay có gần giao lộ đó hay không. Lần đầu tiên, tính năng tự kích hoạt này được sử dụng cho cảm ứng đa điểm mà không bị "bóng ma".
Màn hình cảm ứng điện dung không nhất thiết phải được vận hành bằng ngón tay, nhưng cho đến gần đây, bút styli đặc biệt cần có thể khá đắt để mua. Chi phí của công nghệ này đã giảm đáng kể trong những năm gần đây và kiểu dáng điện dung hiện có sẵn cho một khoản phí danh nghĩa và thường được cung cấp miễn phí với các phụ kiện di động. Những thiết bị này bao gồm một trục dẫn điện với đầu cao su dẫn điện mềm, nhờ đó kết nối điện trở ngón tay đến đầu bút stylus.
Các cảm biến hồng ngoại được gắn xung quanh đồng hồ hiển thị cho đầu vào màn hình cảm ứng của người dùng trên thiết bị đầu cuối PLATO V này vào năm 1981. Ánh sáng màu cam đặc trưng của màn hình plasma đơn sắc được minh họa.
Một màn hình cảm ứng hồng ngoại sử dụng một loạt các cặp đèn LED và bộ tách sóng hồng ngoại X-Y xung quanh các cạnh của màn hình để phát hiện sự gián đoạn trong mô hình của chùm đèn LED. Các chùm LED này giao nhau trong các mẫu dọc và ngang. Điều này giúp các cảm biến nhận vị trí chính xác của cảm ứng. Một lợi ích chính của một hệ thống như vậy là nó có thể phát hiện cơ bản bất kỳ vật thể mờ nào bao gồm ngón tay, ngón tay đeo găng, bút stylus hoặc bút. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng ngoài trời và hệ thống POS không thể dựa vào dây dẫn (như ngón tay trần) để kích hoạt màn hình cảm ứng. Không giống như màn hình cảm ứng điện dung, màn hình cảm ứng hồng ngoại không yêu cầu bất kỳ vật liệu nào trên kính làm tăng độ bền và độ rõ quang học của toàn bộ hệ thống. Màn hình cảm ứng hồng ngoại rất nhạy cảm với bụi bẩn có thể cản trở các tia hồng ngoại và bị thị sai trên bề mặt cong và vô tình nhấn khi người dùng lướt ngón tay trên màn hình trong khi tìm kiếm vật phẩm được chọn.
Một tấm acrylic mờ được sử dụng như một màn hình chiếu phía sau để hiển thị thông tin. Các cạnh của tấm acrylic được chiếu sáng bằng đèn LED hồng ngoại và camera hồng ngoại được tập trung ở mặt sau của tấm. Các đối tượng được đặt trên tấm có thể được phát hiện bởi các camera. Khi người dùng chạm vào tấm, biến dạng dẫn đến rò rỉ ánh sáng hồng ngoại đạt cực đại tại các điểm có áp suất tối đa, biểu thị vị trí chạm của người dùng. Máy tính bảng PixelSense của Microsoft sử dụng công nghệ này.
Màn hình cảm ứng quang học là một sự phát triển tương đối hiện đại trong công nghệ màn hình cảm ứng, trong đó hai hoặc nhiều cảm biến hình ảnh được đặt xung quanh các cạnh (chủ yếu là các góc) của màn hình. Đèn nền hồng ngoại được đặt trong trường quan sát của máy ảnh ở phía đối diện màn hình. Một cảm ứng chặn một số ánh sáng từ máy ảnh, và vị trí và kích thước của đối tượng chạm có thể được tính toán (xem thân tàu trực quan). Công nghệ này đang ngày càng phổ biến do khả năng mở rộng, tính linh hoạt và khả năng chi trả cho màn hình cảm ứng lớn hơn.
Được giới thiệu vào năm 2002 bởi 3M, hệ thống này phát hiện một cú chạm bằng cách sử dụng các cảm biến để đo độ áp điện trong kính. Các thuật toán phức tạp diễn giải thông tin này và cung cấp vị trí thực tế của cảm ứng. Công nghệ này không bị ảnh hưởng bởi bụi và các yếu tố bên ngoài khác, bao gồm các vết trầy xước. Vì không cần thêm các yếu tố trên màn hình, nó cũng tuyên bố sẽ cung cấp độ rõ quang học tuyệt vời. Bất kỳ đối tượng nào cũng có thể được sử dụng để tạo các sự kiện chạm, bao gồm cả ngón tay đeo găng. Một nhược điểm là sau lần chạm đầu tiên, hệ thống không thể phát hiện ngón tay bất động. Tuy nhiên, với cùng một lý do, các đối tượng nghỉ ngơi không phá vỡ nhận dạng cảm ứng.
Chìa khóa của công nghệ này là một cú chạm tại bất kỳ vị trí nào trên bề mặt sẽ tạo ra một sóng âm trong chất nền, sau đó tạo ra tín hiệu kết hợp duy nhất được đo bằng ba hoặc nhiều đầu dò nhỏ được gắn vào các cạnh của màn hình cảm ứng. Tín hiệu số hóa được so sánh với một danh sách tương ứng với mọi vị trí trên bề mặt, xác định vị trí chạm. Một liên lạc di chuyển được theo dõi bởi sự lặp lại nhanh chóng của quá trình này. Âm thanh bên ngoài và xung quanh bị bỏ qua vì chúng không khớp với bất kỳ cấu hình âm thanh được lưu trữ nào. Công nghệ này khác với các công nghệ dựa trên âm thanh khác bằng cách sử dụng phương pháp tra cứu đơn giản thay vì phần cứng xử lý tín hiệu đắt tiền. Như với hệ thống công nghệ tín hiệu phân tán, một ngón tay bất động không thể được phát hiện sau lần chạm đầu tiên. Tuy nhiên, với cùng một lý do, nhận dạng cảm ứng không bị phá vỡ bởi bất kỳ đối tượng nghỉ ngơi nào. Công nghệ này được SoundTouch Ltd tạo ra vào đầu những năm 2000, như được mô tả bởi gia đình sáng chế EP1852772, và được bộ phận Elo của Tyco International giới thiệu ra thị trường vào năm 2006 với tên gọi Acoustic Pulse Recognition. Màn hình cảm ứng được sử dụng bởi Elo được làm bằng kính thông thường, cho độ bền tốt và độ rõ quang học. Công nghệ thường giữ lại độ chính xác với các vết xước và bụi trên màn hình. Công nghệ này cũng rất phù hợp với màn hình lớn hơn về mặt vật lý.
Thực đơn
Màn_hình_cảm_ứngLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Màn_hình_cảm_ứng