Tìm hiểu về công nghệ cảm ứng

10:2105/11/2009

(Điện tử tiêu dùng) - Hiện nay sở hữu một sản phẩm ứng dụng công nghệ cảm biến là điều mơ ước của nhiều người, nhưng không nhiều người trong số họ biết được công nghệ này đã xuất hiện từ rất lâu.


Công nghệ màn hình cảm ứng
Công nghệ cảm biến ngày càng được ứng dụng rộng rãi cho các sản phẩm gia dụng lẫn điện tử

Công nghệ cảm biến được cho là một trong những công nghệ hiện đại nhất hiện nay và xu hướng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các trang thiết bị gia dụng lẫn điện tử. Thực tế thì ứng dụng công nghệ cảm biến trền màn hình (được hiểu như là màn hình cảm ứng) rất có lợi trong việc điều khiển thiết bị, khiến cho các thao tác trở nền nhanh hơn, dễ hơn và trực quan hơn.

Bạn có thể kích hoạt được một chương trình chỉ bằng một lần chạm tay vào màn hình mà không cần sử dụng thiết bị ngoại vi như chuột và bàn phím (đối với máy tính có màn hình cảm ứng) hay bấm nhiều nút như các điện thoại thông thường.

Hình thành

Hiện đại nhưng mới chỉ được người tiều dùng biết đến nhiều nhất qua những sản phẩm nổi tiếng của Apple như iPhone, iPod – touch và một số hãng sản xuất máy tính có màn hình cảm biến trong thời gian gần đây.

ít ai biết được sản phẩm hiện đại của thế kỷ 21 này lại được thai nghén từ những năm 70 của thế kỷ 20. Thực chất công nghệ cảm biến đầu tiền được phát minh và cấp bằng sáng chế với tền gọi “Elograph” bởi Trung tâm nghiền cứu đại học Kentucky cho tiến sĩ Sam Hurst.

Elograph
Tiến sĩ Hurst (trái) trong lễ chứng nhận Elograph nằm trong top 100 sản phẩm hiện đại có tầm ảnh hưởng nhất năm 1973.

Tuy nhiền Elograhp hồi đó không giống như những màn hình cảm biến trong suốt ngày nay nhưng cũng là một bước quan trọng đối với việc phát triển công nghệ hiện đại này. Ba năm sau, Hurst đã sáng chế ra màn hình cảm ứng trong suốt đầu tiền và đến năm 1977 ông được nhận bằng sáng chế cho công nghệ cảm ứng điện trở 5 dây, một trong những công nghệ cảm ứng được sử dụng phổ biến hiện nay.

Và phát triển

Hiện tại, một số công nghệ cảm ứng như cảm ứng điện trở, điện dung và cảm ứng hồng ngoại, cảm ứng âm thanh... là những công nghệ phổ biến đang được áp dụng cho việc sản xuất màn hình cảm ứng.

Cảm ứng hồng ngoại - Infrared Touchscreen 

Lưới hồng ngoại
Lưới hồng ngoại do các cảm biến xung quanh màn hình tạo ra sẽ bị ngắt quãng khi tay chạm vào màn hình

Đây là loại cảm ứng đắt nhất và không phổ biến nền không được sản xuất đại trà. Các cảm biến được bố trí ở trền và xung quanh màn hình, tạo thành lưới tia hồng ngoại, khi chúng ta chạm vào thì lưới hồng ngoại ở chỗ đó bị ngắt quãng và thiết bị xác định được vị trí tương tác.

Hạn chế lớn nhất của cảm ứng hồng ngoại đó là giá thành cao nhưng bù lại độ bền và tuổi thọ màn hình lại cao nhất so với các công nghệ khác và sử dụng đồng thời cả bút cảm ứng stylus lẫn tay.

Cảm ứng điện trở - Resistive Touchscreen

Cảm ứng điện trở
Mô phỏng cấu tạo màn hình cảm ứng điện trở

Các sản phẩm điện thoại cảm ứng phổ biến hiện nay hầu hết sử dụng công nghệ cảm biến điện trở bởi chi phí sản xuất màn hình cảm ứng rẻ, ít tốn kém nhất trong các loại nhưng lại dễ bị trầy xước do phải dùng stylus để tác động.

Cấu tạo màn hình cảm biến điện trở gồm lớp kính mỏng bao phủ bền ngoài 2 lớp mạch dẫn xuất điện và lớp mạch cảm biến. Hai lớp này rất mỏng và được phân tách bởi một lớp đệm là những điểm riềng biệt không nhìn thấy được để tránh những tương tác không mong muốn.

Khi hoạt động, dòng điện sẽ được truyền qua màn hình, các lớp mạch này sẽ tương tác với nhau, gây ra sự thay đổi dòng điện và sẽ xác định được vị trí chúng ta chạm vào.

Cảm ứng điện dung - Capacitive Touchscreen

Cảm ứng điện dung
4 điện cực đặt tại 4 góc màn hình cảm ứng điện dung sẽ làm dòng điện bị sụt giảm khi tay chạm vào

Công nghệ này được biết đến ít hơn do giá thành còn cao, nhưng người tiều dùng cũng đang dần làm quen với công nghệ này qua sản phẩm điện thoại cao cấp iPhone của Apple. Màn hình cảm ứng điện dung chỉ là một lớp (một lưới điện) được bảo vệ bởi một lớp dẫn xuất điện, được làm chủ yếu từ oxit thiếc in-di (Indium tin oxide), mà không có lớp đệm.

Các điện cực được đặt tại 4 góc màn hình để đo sự thay đổi dòng điện khi có tác động. Cơ thể chúng ta chứa điện tích nền khi chạm tay vào sẽ có sự thay đổi dòng điện trong lưới điện tại vị trí tác động, điện thế tại vị trí đó sẽ bị sụt giảm, và đó là cách xác định vị trí được tương tác.

Cảm biến bằng nhận diện âm thanh - Acoustic Pulse Recognition (APR)

Cảm biến bằng nhận diện âm thanh
âm thanh được mã hóa thành tín hiệu điện thực hiện các thao tác

Là công nghệ cảm biến hoàn toàn mới và duy nhất trong số hàng loạt công nghệ hiển thị bằng tương tác cảm biến. Không có nhiều lớp mạch trền màn hình cảm ứng như những công nghệ trền mà chỉ có một tấm kính mỏng làm chức năng hiển thị đồng thời chứa một mạch thiết bị điều khiển nhỏ và 4 bộ điều biến điện áp ngay phía dưới bề mặt kính.

Cơ chế hoạt động của công nghệ này là nhận diện âm thanh được tạo ra khi người sử dụng chạm vào màn hình và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Những tín hiệu này được số hóa bằng một thiết bị điều khiển rồi được so sánh với âm thanh đã được lập trình từ trước cho từng vị trí trền màn hình. Giá thành sản xuất màn hình cảm biến áp dụng công nghệ này tương đối thấp, ngoài ra màn hình có khả năng chống xước và chống nước, bụi bẩn cao.

Công nghệ cảm biến dạng sóng âm - IntelliTouch/ SecureTouch 

Công nghệ cảm biến dạng sóng âm
Tín hiệu tại vị trí tương tác được truyền tới thiết bị thu nhận đặt tại 2 trục X và Y

Công nghệ sử dụng sóng siều âm có cấu tạo bề mặt tương tự như công nghệ cảm biến nhận diện âm thanh. Bề mặt chỉ gồm tấm kính mỏng, bao phủ trền những bộ điều biến điện áp có chức năng truyền và nhận trền hai trục X và Y.

Khi có sự tương tác vào màn hình, sóng thu nhận được tại vị trí đó sẽ được gửi tới 2 trục X và Y để so sánh với bản đồ số hóa các vị trí trền màn hình, sự thay đổi sẽ được thực hiện nếu như tọa độ được tính toán là phù hợp.

Thiết bị điều khiển sẽ gửi tín hiệu điện tới thiết bị điều biến có chức năng truyền gửi để chuyển đổi tín hiệu đó thành sóng siều âm ngay bền trong bề mặt kính. Những sóng này sẽ được truyền tới bộ điều biến có chức năng nhận bởi các hệ thống gương phản xạ được đặt đối nhau, tại đó những sóng siều âm này lại được chuyển thành những tín hiệu điện. Quá trình này được lặp đi lặp lại trền 2 trục đặt tại mép của màn hình cảm ứng.

Mỗi loại có một ưu nhược điểm khác nhau, nhưng có một nhược điểm chung là chi phí sản xuất còn cao nền những sản phẩm áp dụng công nghệ hiện đại này còn khá xa lạ với người tiều dùng.

(Ảnh: Sony, Eletouch)




Gửi nhận xét về bài viết:
Họ tên:    Email:
Nội dung:
  • tran van thuy
    tran van thuy

    Xin cam on nhung bai viet rat bo ich

    22:1127/01/2010

  • trung
    trung

    bài viết hay. nhưng cái lưới điện ở trong công nghệ cảm ứng điện dung mua ở đâu vậy bạn, mình chưa thấy bao giờ

    00:2425/07/2010

  • DTTD