หน้าจอทัชสกรีนทำงานอย่างไร ?
#เข้าใจเทคโนโลยี
(เรียบเรียงโดย สัมโมทิก สวิชญาน)
การตรวจจับสัมผัสบนหน้าจอสามารถทำได้หลากหลายวิธี
โดยมีหลักการกว้างๆ คือ ใช้เซนเซอร์ส่วนหนึ่งคอยตรวจจับสถานะของจออยู่ตลอดเวลา ดังนั้นก่อนจะเกิดการสัมผัส จอจะมีสถานะอย่างหนึ่ง และเมื่อเกิดการสัมผัสขึ้น สถานะดังกล่าวจะเปลี่ยนไป แล้วตัวตรวจจับก็จะแจ้งให้องค์ประกอบอื่นๆ ของอุปกรณ์ (เช่น ระบบปฏิบัติการ) ทราบว่า จอถูกสัมผัสแล้ว
จอสัมผัสมีหลาย ชนิด ขึ้นอยู่กับว่า ใช้สถานะอะไรมาเป็นพื้นฐานของการตรวจจับ จอสัมผัสอย่างเช่นของไอโฟนและสมาร์ตโฟนที่ใช้กันอยู่ทั่วไปทุกวันนี้ ใช้สถานะทางไฟฟ้า กล่าวคือ ใต้พื้นผิวของจอจะมีการจัดวางโครงสร้างวัสดุที่มีพฤติกรรมทางไฟฟ้าเปลี่ยนไปเมื่อเกิดการสัมผัสขึ้น พฤติกรรมทางไฟฟ้าที่ว่าเกี่ยวกับปรากฏการณ์เรื่องความจุไฟฟ้า (capacitance) ฉะนั้นถ้าจะเข้าใจการทำงานของจอสัมผัส ก็ต้องเข้าใจเรื่องความจุไฟฟ้าก่อนระดับหนึ่ง
เมื่อตัวนำไฟฟ้าสองตัวที่มีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน มาอยู่ใกล้ๆ กันโดยไม่สัมผัสกัน อิเล็กตรอนที่อยู่ในเนื้อวัสดุจะกระจายตัวต่างออกไปจากเดิม โดยฝั่งหนึ่งจะมีประจุสุทธิเป็นบวก และอีกฝั่งจะมีประจุสุทธิเป็นลบ เกิดเป็นสนามไฟฟ้าขึ้น สนามไฟฟ้าดังกล่าวจะเข้มหรืออ่อนมากแค่ไหนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ความต่างศักย์ไฟฟ้า ขนาดของตัวนำไฟฟ้า รูปร่างของตัวนำไฟฟ้า ลักษณะการวางตัวระหว่างกัน (relative orientation) ระยะห่างระหว่างกัน และฉนวนกั้นระหว่างกัน (เช่น สุญญากาศ ก๊าซ หรือของแข็ง ซึ่งเรียกรวมๆ ว่า dielectric material) เป็นต้น
ปรากฏการณ์นี้จึงถูกนำมาประดิษฐ์เป็นสิ่งที่เรียกว่า ตัวเก็บประจุ (capacitor) และปริมาณที่บ่งบอกความเชื่อมกันระหว่างตัวนำไฟฟ้าทั้งสองตัวจึงเรียกว่า ความจุไฟฟ้า
ใต้จอสมาร์ตโฟนจะมีแผ่นตัวนำไฟฟ้าเล็กๆ (ที่เรียกว่า electrode) กระจายอยู่เต็มไปหมด โดยวงจรถูกออกแบบมาให้แผ่นถัดๆกันมีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน นั่นคือ แต่ละคู่ก็จะมองได้ว่าเป็นตัวเก็บประจุที่มีความจุไฟฟ้าอยู่ค่าหนึ่ง ที่มีเซนเซอร์คอยจับตาดูอยู่
electrode
เมื่อนิ้วของเรา(ซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้า)มาแตะที่หน้าจอ ก็จะส่งผลต่อการกระจายตัวของประจุบน electrode แถวๆ ที่สัมผัสได้ ทำให้ไปส่งผลกระทบเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้าของคู่ electrode ที่เซนเซอร์จับตาดูอยู่ แล้วเซนเซอร์ก็แจ้งระบบปฏิบัติการโทรศัพท์ว่าเกิดการ "ทัช" ขึ้นที่บริเวณนั้น
เพราะเหตุนี้ เทคโนโลยีจอสัมผัสที่ใช้หลักการนี้ จึงเรียกว่า capacitive touch โดยเรียกเป็นชนิดย่อยว่า projected capacitive touch (หรือย่อๆ ว่า PCap) จากการที่เส้นสนามไฟฟ้ามันพุ่ง (project) ขึ้นจากจอ จาก electrode หนึ่งไปอีก electrode หนึ่ง
จอ PCap ก็มีหลายรูปแบบมากมาย ขึ้นอยู่กับว่า จะจัดเรียง electrode รูปแบบใด ใช้อะไรเป็น dielectric material ใช้อะไรเป็นฐานรอง ชั้นไหนมาก่อนมาหลัง เป็นต้น ปัจจุบัน วัสดุที่นำมาทำชั้นต่างๆ ของจอจะเป็นแก้ว และ indium tin oxide
เมื่อเข้าใจหลักการที่อธิบายมาแล้ว เราก็จะไม่สงสัยว่า ทำไมจอโทรศัพท์ถึงติดฟิล์ม (ที่ไม่หนาไป) แล้วยังสัมผัสได้ หรือทำไมเราใส่ถุงมือ (ที่ไม่หนาไป) แล้วยังสัมผัสได้ ตราบใดที่ตัวนำไฟฟ้า (เช่น นิ้วมือของเรา) สามารถเข้าใกล้จอได้มากพอจนรบกวนความจุไฟฟ้าได้ เราก็จะยังใช้จอได้นั่นเอง
คุณผู้อ่านอาจลองเข้าตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ มาลองสัมผัสกับจอดูก็ได้ แล้วจะพบว่าใช้ได้เหมือนกัน เช่น ลองเอาแผงลูกแม็กส่วนสัน มารูดๆ ที่หน้าจอ ก็จะพบว่าจอเลื่อนๆ ตามได้
- 10
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
