المشاهدات: 323 المؤلف: Reshine Display وقت النشر: 2024-02-20 المنشأ: موقع
لم تعد شاشات اللمس السعوية تعتبر جديدة. مع شحن الملايين من الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، يتزايد اعتمادها. ومع ذلك، بعد انتشارها الآن، أصبح الناس أقل استعدادًا لدفع ثمن أكبر مقابل هذه التكنولوجيا.
للاحتفاظ بهوامش الربح في هذا المناخ التنافسي، يجب على مصنعي المعدات الأصلية خفض تكاليف الأجهزة، وتعد وحدة شاشة اللمس واحدة من أغلى مكونات الأجهزة التي تعمل بتقنية اللمس. يمكن للمصممين خفض تكاليف النظام من خلال استخدام مجموعات اللوحات والأنماط والشاشات والمواد والتوجيه ووحدات التحكم المناسبة.
يتكون نظام شاشة اللمس القياسية من مستشعر شاشة لمس سعوية مسقطة مصفح بغطاء واقي للعدسة، ودائرة مطبوعة مرنة مرتبطة (FPC) مع وحدة تحكم شاشة اللمس متصلة به، وشاشة. تقوم FPC بتوصيل وحدة التحكم التي تعمل باللمس بالمعالج المضيف. توجد الشاشة أسفل مستشعر الشاشة التي تعمل باللمس ويتم فصلها عادةً بفجوة هوائية أو تكون مغلفة مباشرة.
يتكون نظام شاشة اللمس السعوية القياسية من مستشعر شاشة لمس سعوية مسقطة مصفح بغطاء واقي للعدسة، وFPC مرتبط مع وحدة تحكم شاشة اللمس متصلة به، وشاشة.
عدسة الغطاء هي الطبقة المادية العليا لنظام شاشة اللمس. تختلف التكلفة بشكل كبير اعتمادًا على المادة المستخدمة (الزجاج أو بولي ميثيل ميثاكريلات، أو PMMA)، والطلاءات الخاصة (الكارهة للزيوت، الكارهة للماء)، والحبر الزخرفي، وعدد فتحات الحفر للكاميرات أو أجهزة الاستشعار. PMMA، وهو بديل أقل تكلفة وأخف وزنًا ومقاوم للكسر للزجاج الأكثر متانة وقابل للنقل بصريًا، يمكنه خفض النفقات بنسبة تصل إلى 50%.
ومع ذلك، قد تظهر أجهزة استشعار PMMA حساسية منخفضة للإشارة. يعتبر PMMA أيضًا أكثر مرونة من الزجاج، مما قد يتسبب في انحناء اللوحة عندما يضغط الإصبع أو أي جسم آخر بقوة كبيرة. قد يؤدي انحناء اللوحة إلى تقارير لمس خاطئة وغير دقيقة. ومع ذلك، يمكن للركيزة الزجاجية أو طبقة الدرع الإضافية في مستشعر شاشة اللمس أن تمنع انحناء اللوحة. ونتيجة لذلك، يجب معالجة مادة عدسة الغطاء بعناية أثناء تكديس مستشعرات شاشة اللمس.
تتميز أجهزة استشعار شاشات اللمس ببنيات معقدة. يتم إنشاؤها عن طريق رش أكسيد قصدير الإنديوم (ITO) على الزجاج أو الركيزة PET ثم حفر تصميم خاص في ITO. تتوافق أنماط وهياكل كل طبقة مستشعر مع متطلبات تصميم النظام.
غالبًا ما تستخدم تصميمات شاشات اللمس القياسية مستشعرات ITO تعمل باللمس ذات طبقتين، مثل مستشعرات MH3 وأجهزة الاستشعار الماسية الموضحة في الشكل 2، لتوفير دقة عالية وخطية وأداء متعدد اللمس. تشمل الركائز المستخدمة في تصميمات أجهزة الاستشعار ذات الطبقتين الزجاج والبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET). يعتبر PET أقل تكلفة ويوفر مناعة فائقة للضوضاء على الشاشة، ولكنه سيؤدي إلى تقليل الوضوح البصري بشكل متواضع. وفي نهاية المطاف، فإن الطريقة الأكثر فعالية لتقليل أسعار أجهزة استشعار الشاشة التي تعمل باللمس هي الحد من عدد الطبقات المكدسة.
ومن خلال دمج أجهزة الاستشعار أحادية الطبقة، يمكن لمصممي النظام خفض أسعار أجهزة الاستشعار بنسبة تصل إلى 50%. تساعد الطبقات الأقل - الركيزة، وITO، والمواد اللاصقة الواضحة بصريًا (OCA) - موردي اللوحات التي تعمل باللمس على تقليل تكاليف المواد والأدوات. كما يؤدي التعامل مع طبقات أقل إلى زيادة إنتاجية التصنيع. يتم تصنيع شاشات اللمس أحادية الطبقة منخفضة التكلفة باستخدام ركيزة واحدة من مادة PET بنمط ملكية مبسط يتمتع بنفاذية بصرية جيدة.
تتميز المستشعرات أحادية الطبقة بدقة وخطية منخفضة وعدد محدود من لمسات الأصابع المدعومة. تعد أنظمة الاستشعار أحادية الطبقة منخفضة التكلفة هذه ممتازة للهواتف الذكية ذات المستوى المبتدئ والهواتف المميزة.
قد يجد مصممو النظام الذين سبق لهم استخدام شاشات اللمس المقاومة أو الذين لم يستخدموا شاشات اللمس أن خيار التجميع هذا مثاليًا لمتطلبات التصميم والميزانية الخاصة بهم. تتمتع شاشات اللمس السعوية أحادية الطبقة بالعديد من المزايا مقارنة بشاشات اللمس المقاومة، بما في ذلك الوضوح البصري الفائق، وانخفاض استهلاك الطاقة، وزيادة طول العمر، وتجربة مستخدم أفضل.
يمكن لتقنيات اللمس المتعدد أحادية الطبقة، مثل تقنية Cypress’s SLIM (اللمس المتعدد المستقل بطبقة واحدة)، أن توفر ما يصل إلى 40% من تكلفة المستشعرات ثنائية الطبقة. توفر المستشعرات أحادية الطبقة أداءً أقل بكثير ولكنها تتفوق في استيعاب أصغر عوامل الشكل. يمكن لأجهزة استشعار اللمس المتعدد أحادية الطبقة أيضًا تمكين أجهزة استشعار تعمل باللمس ذات حدود رفيعة أو بلا حدود، مما يسمح بتوسيع المنطقة النشطة لشاشة اللمس. يمكن للمصممين الذين يتطلعون إلى تقليل التكلفة والسمك التحقق من أجهزة الاستشعار أحادية الطبقة.
أحجام الشاشات الصغيرة أقل تكلفة بكثير. يؤثر حجم المنطقة النشطة على نفقات شاشة اللمس. يجب على مصممي النظام تقييم جميع الخيارات لتحسين تصميم اللوحة واختيارها.
هناك طريقة أخرى لتقليل نفقات الجهاز وهي من خلال تصميم FPC. تقوم FPC بتوصيل الإدخال/الإخراج الحسي (I/Os) للوحة شاشة اللمس بوحدة تحكم شاشة اللمس، والتي تتصل بدورها بالمعالج المضيف.
قد تكون FPCs نشطة أو سلبية. في FPCs النشطة، توجد وحدة التحكم التي تعمل باللمس وأي مكونات خارجية أخرى، مثل المقاومات والمكثفات، على FPC نفسها. تحتوي FPCs السلبية على خطوط توجيه بسيطة ووحدة تحكم تعمل باللمس، مع مكونات خارجية مثبتة على لوحة دوائر مطبوعة (PCB).
سواء كانت نشطة أو سلبية، يمكن توجيه FPCs بعدة طرق. تعمل كفاءة الروتين وتعدد استخداماته على تسهيل دمج مكونات الأجهزة الأخرى. ومع ذلك، ضع في اعتبارك أن عدد مستويات التوجيه يزيد من التكاليف. سيساعد التوجيه المدروس على طبقة واحدة في تقليل نفقات FPC. يتمتع التوجيه أحادي الطبقة بفوائد كبيرة فيما يتعلق بسلامة الإشارة وبنية FPC المدمجة.
في نظام شاشة اللمس، يوجد مستشعر شاشة اللمس السعوية المسقطة أعلى الشاشة. تكون شاشات العرض مزعجة بشكل طبيعي، وبالتالي يمكن أن تقترن ضوضاء الشاشة مباشرة بمستشعر شاشة اللمس. يؤدي هذا إلى تقليل حساسية اللمس ويتسبب في تنشيط اللمس بشكل خاطئ. يمكن أن تساعد قرارات التصميم الجيدة في تقليل ضوضاء الشاشة مع تحسين الأداء وفعالية التكلفة أيضًا. المنتجات ذات الصلة: شاشة لمس سعوية PCAP مقاس 10.1 بوصة.
شاشات العرض عالية بشكل طبيعي. يمكن أن تقترن الضوضاء الصادرة عن شاشات العرض بشاشات اللمس بشكل سعوي، مما يقلل من أداء اللمس.
لتقليل ضوضاء الشاشة، أضافت الصناعة تاريخيًا طبقة 'درع' ITO بين الشاشة ومستشعر شاشة اللمس. على الرغم من فعاليتها، إلا أن طبقة الدرع تزيد من تكلفة وسمك وحدة شاشة اللمس. لعزل الشاشة عن مستشعر شاشة اللمس، هناك خيار آخر يتمثل في استخدام فجوة هوائية صغيرة، غالبًا ما تتراوح بين 0.2 مم و0.5 مم.
تعتبر فجوة الهواء أقل تكلفة من طبقة الدرع، ولكنها تزيد من عرض وحدة شاشة اللمس، الأمر الذي لا يحظى بشعبية متزايدة بين الشركات المصنعة الأصلية التي ترغب في صنع هواتف أكثر أناقة ونحافة. سيكون اختيار العرض أحد الاعتبارات الأكثر أهمية في التصميم.
تظل شاشات LCD ذات ترانزستور الأغشية الرقيقة (TFT) هي أكثر شاشات العرض شيوعًا للهواتف المحمولة والأجهزة اللوحية اليوم، وهي متوفرة في نوعين: الجهد المشترك DC (DCVCOM) والجهد المشترك (ACVCOM). الفرق هو آلية قيادة طبقة القطب المشترك (VCOM). كما أصبحت شاشات LED العضوية النشطة (AMOLED) ذات شعبية متزايدة في الأجهزة المتطورة، وذلك بفضل زوايا المشاهدة الواسعة، والسطوع والتباين المحسنين، وانخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض السُمك.
تتميز شاشات AMOLED بضوضاء عرض منخفضة للغاية وهي من بين الشاشات الأكثر هدوءًا، ولكنها باهظة الثمن.
غالبًا ما تكون شاشات DCVCOM صامتة وباهظة الثمن. من ناحية أخرى، تنتج ACVCOM الكثير من الضوضاء بينما تظل غير مكلفة للغاية. يتأثر اختيار العرض بشكل كبير بالاستخدام المقصود للجهاز من قبل المستخدمين النهائيين. سيحدد التطبيق المستهدف الأجهزة والأداء المناسب لعملائه.
على الرغم من أنها أقل تكلفة من شاشة العرض أو لوحة الشاشة التي تعمل باللمس، إلا أن وحدة التحكم التي تعمل باللمس لها التأثير الأكبر على أداء نظام شاشة اللمس. تستخدم وحدة التحكم التي تعمل باللمس تقنية الاستشعار والمعالجة السعوية لاكتشاف لمسات الأصابع وحركاتها وتوصيل موقعها وسلوكها إلى وحدة المعالجة المركزية المضيفة.
عندما يتم وضع إصبعك على شاشة لمس سعوية مسقطة، تكتشف وحدة التحكم في شاشة اللمس التغير في السعة وتترجمه إلى قيم رقمية. تتم بعد ذلك معالجة هذا التحويل الرقمي بواسطة خوارزميات دقة اللمس القوية لوحدة التحكم التي تعمل باللمس قبل إرسالها إلى وحدة المعالجة المركزية المضيفة مع إحداثيات اللمس والبيانات الضرورية الأخرى.
توفر الإشارات الحساسة للضوضاء مشكلة فنية كبيرة لشاشات اللمس. يلزم وجود وحدات تحكم ذات واجهات أمامية تناظرية عالية الجودة، وقدرات مدمجة للتعامل مع الضوضاء، وخوارزميات معالجة معقدة. نظرًا لأن اللمس أصبح واجهة المستخدم المفضلة للعديد من الأدوات الإلكترونية الاستهلاكية، فإن جودة وحدات التحكم التي تعمل باللمس سيكون لها تأثير مباشر على تجربة المستخدم النهائي. يعد اختيار وحدة التحكم الصحيحة التي تعمل باللمس أمرًا بالغ الأهمية للحصول على فوائد الأداء والتكلفة.
يمكن لوحدة التحكم ذات نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية (SNR) والتعامل الجيد مع الضوضاء أن تعوض فقدان قوة الإشارة الناتج عن مصادر الضوضاء مثل عدسة غطاء PMMA الأرخص أو شاشة ACVCOM المزعجة. للمساعدة في تحسين أداء أجهزة الاستشعار أحادية الطبقة منخفضة التكلفة ومتعددة اللمس، يجب أن توفر وحدات التحكم التي تعمل باللمس خوارزميات معالجة متوافقة. علاوة على ذلك، لا يمكن تحقيق المزايا الاقتصادية لتوجيه FPC أحادي الطبقة إلا إذا كان دبوس وحدة التحكم بشاشة اللمس يدعم تصميم توجيه مرن.
يمكن لوحدات التحكم التي تعمل باللمس أيضًا تقليل نفقات النظام من خلال دعم وظائف إضافية. على سبيل المثال، تقرأ معظم وحدات التحكم التي تعمل باللمس الماء على شاشة اللمس على أنه لمسة إصبع نظرًا لأن توقيعات السعة الخاصة بها متشابهة. ولمعالجة هذه المشكلة، قد يقوم منتجو لوحات شاشات اللمس بتطبيق طبقة مكلفة من الطلاء الكاره للماء على عدسة الغطاء.
عندما تهبط قطرات الماء على عدسة الغطاء، يساعد الطلاء على تفكيكها إلى قطرات صغيرة، مما يمنعها من التسجيل كلمسات. ومع ذلك، فإن وحدة التحكم التي تعمل باللمس والتي تدعم أصلاً رفض الماء عبر إمكانات الأجهزة والبرامج الثابتة الخاصة بها قد تكتشف وترفض الماء على شاشة اللمس باستخدام خوارزميات مدمجة، مما يوفر تكاليف الطلاء الإضافية للشركة المصنعة الأصلية.
يمكن للمصممين الأذكياء الذين يفهمون نظام شاشة اللمس ومكوناته الرئيسية خفض التكاليف بشكل كبير من خلال اتخاذ قرارات تصميم واختيار معقولة لعدسة الغطاء، ومواد المستشعر، والتكديس، ونوع العرض، وتوجيه FPC. يمكن لوحدة التحكم باللمس المبتكرة وعالية الأداء أن تقلل التكاليف دون التضحية بالأداء، مما يضمن بيع المنتج النهائي في المقام الأول.
