Màn hình cảm ứng: Khái niệm, nguyên lý hoạt động, phân loại

Màn hình cảm ứng giúp người dùng điều khiển thiết bị điện tử thông qua các cú chạm, khiến thao tác trở nên trực quan và nhanh chóng. Đây là một thiết bị vô cùng phổ biến hiện nay, cùng tìm hiểu về khái niệm, nguyên lý hoạt động và phân loại để hiểu rõ hơn về màn hình cảm ứng.

1. Khái niệm về màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng là công cụ cho phép người dùng vận hành máy tính thông qua những cú chạm trực tiếp lên màn hình, có thể bằng ngón tay hoặc bút cảm ứng. Nguyên lý là khi chạm, màn hình dựa vào sự thay đổi của điện trở, điện dung hoặc điện áp để nhận diện các tác động vật lý, hệ thống điện tử sẽ ghi nhận, hiểu và trả lại kết quả như người dùng mong muốn.

Một số ứng dụng của màn hình cảm ứng thường gặp: Điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính tiền, màn hình cảm ứng trên máy ATM,…

Màn hình cảm ứng cho phép người dùng vận hành thiết bị qua các cú chạm trực tiếp lên màn hình.

Sản phẩm màn hình cảm ứng ViewSonic

2. Nguyên lý hoạt động của màn hình cảm ứng

Để làm rõ nguyên lý thì trước tiên bạn cần hiểu rõ về cấu tạo của màn hình cảm ứng. Màn hình được cấu tạo gồm 4 lớp, theo thứ tự từ trong ra ngoài là:

• Lớp nền: Tấm nền được phủ bởi một hỗn hợp dẻo, trên đó là lớp yếu tố tạo độ sáng, giúp đảm bảo mức hiển thị phù hợp.
• Lớp màng bán dẫn mỏng (lớp TFT): Lớp này được tạo nên bởi rất nhiều bóng bán dẫn nhỏ, sự bật tắt của các bóng đèn sẽ tạo nên hình ảnh được hiển thị trên màn hình.
• Lớp cảm ứng: Được làm từ thủy tinh hoặc nhựa trong suốt, giúp nhận diện các tác động chạm, sau đó tiến hành phân tích và hoàn trả kết quả hiển thị. Ở lớp cảm ứng có bộ lọc để giúp giảm độ chói của thiết bị.
• Lớp bảo vệ: Giúp ngăn cách các phần cứng bên trong và môi trường bên ngoài, lớp này có thể được gộp chung với lớp cảm ứng.

Màn hình cảm ứng có cầu tạo gồm 4 lớp: lớp nền, lớp TFT, lớp cảm ứng và lớp phủ ngoài.

Ngoài ra, để hoạt động cảm ứng được thực hiện thì cần có sự hỗ trợ của 2 phần, đó là:

• Bộ điều khiển: Giúp biên dịch các tín hiệu cảm biến để các phần mềm có thể hiểu được.
• Phần mềm: Giúp hệ điều hành hiểu được lệnh của người dùng và trả kết quả phù hợp với hoạt động của người dùng.

Nguyên lý hoạt động

Khi thực hiện tác động chạm, lớp cảm ứng sẽ lập tức nhận diện vị trí tiếp xúc, sau đó nhanh chóng gửi thông tin đến bộ điều khiển. Nguyên lý nhận diện là dựa theo sự thay đổi của điện áp, điện dung hoặc điện trở để xác định tọa độ của điểm cảm ứng.

Sau đó, bộ điều khiển sẽ giúp biên dịch các tín hiệu cảm biến thành ngôn ngữ mà phần mềm có thể hiểu được. Với mỗi thiết bị cụ thể, phần mềm được tích hợp với hệ điều hành sẽ khác nhau, dù vậy đều có chức năng chính là hiểu và đáp ứng kết quả phù hợp với các tính hiệu đã nhận được.

Hệ thống sẽ hoạt động dựa theo sự thay đổi của điện áp, điện dung hoặc điện trở.

3. Phân loại màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng được phân thành 4 loại theo công nghệ được ứng dụng, đó là: điện trở, điện dung, hồng ngoại và quang học. Cùng tìm hiểu dưới đây.

3.1 Màn hình cảm ứng điện trở

Màn hình cảm ứng điện trở sẽ nhận diện dựa trên áp lực đến từ ngón tay, bút cảm ứng hay bất cứ vật cứng này chạm vào màn hình. Các áp lực đó sẽ làm thay đổi điện trở, nhờ đó xác định được điểm chạm. Kỹ thuật này chỉ có thể nhận diện tối đa 1 điểm. Độ sáng màn hình cảm ứng điện trở chỉ đạt tối đa khoảng 85%, thường được dùng ở các máy ATM, máy tính công nghiệp,…

Ưu điểm:

• Có thể dùng bất cứ vật dụng gì để thao tác.
• Giá thành rẻ.
• Độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống nước và chống rung lắc tốt.

Nhược điểm:

• Độ nhạy không cao.
• Chỉ hỗ trợ tác động đơn điểm.
• Độ sáng tối đa chỉ đặt 85%.
• Dễ trầy xước.

Màn hình máy tính công nghiệp thường dùng loại cảm ứng điện trở vì có thể chống chọi trong môi trường khắc nghiệt.

3.2 Màn hình cảm ứng điện dung

Màn hình cảm ứng điện dung có 2 loại: màn hình cảm ứng đơn điểm và màn hình cảm ứng đa điểm. Công nghệ được ứng dụng là dựa vào sự thay đổi điện tích tại điểm chạm, vì vậy bắt được các va chạm nhẹ từ tay người hoặc các vật tích điện. Đây là loại màn hình thường được dùng cho điện thoại thông minh, màn hình tương tác,…

Ưu điểm:

• Độ sáng cao.
• Độ nhạy cao.
• Mỏng nhẹ, hạn chế trầy xước tốt.

Nhược điểm:

• Chi phí sản xuất cao.
• Không hỗ trợ cảm ứng bằng các vật cứng khác ngoài tay người và bút cảm ứng.

Các thiết bị điện thoại thông minh hiện nay đa số đều sử dụng màn hình cảm ứng điện dung.

3.3 Màn hình cảm ứng hồng ngoại

Màn hình cảm ứng hồng ngoại được thiết kế gồm các tia hồng ngoại ngang dọc dày đặc ở lớp cảm ứng, giúp dễ dàng xác định được tọa độ của điểm chạm. Nguyên lý này cho phép nhận biết tác động từ mọi vật cứng, không giới hạn trong bút cảm ứng và ngón tay.

Màn hình hồng ngoại thường được dùng để hỗ trợ cảm biến đa điểm hiệu quả, sử dụng trong màn hình tương tác, bảng tương tác thông minh,…

Ưu điểm:

• Hỗ trợ cảm biến đa điểm hiệu quả.
• Có thể sử dụng nhiều loại vật cứng để tác động lên màn hình.

Nhược điểm:

• Giá thành cao.
• Đòi hỏi công nghệ, kỹ thuật sản xuất cao.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại được bố trí các tia hồng ngoại ngang dọc dày đặc để dễ dàng nhận biết điểm chạm.

3.4 Màn hình cảm ứng hình ảnh quang học

Công nghệ cảm ứng quang học sử dụng camera hồng ngoại để phát hiện sự thay đổi của ánh sáng, giúp nhận diện các cú chạm màn hình. Kỹ thuật này thường được dùng để nhận biết cảm ứng đa điểm, có độ truyền ánh sáng tốt. Cảm ứng quang học thường sử dụng để tạo các màn hình cảm ứng lớn.

Ưu điểm:

• Độ chính xác cao.
• Độ truyền ánh sáng cao.
• Có tính năng cảm ứng đa điểm.

Nhược điểm:

• Giá thành cao.
• Chi phí gia công, kỹ thuật cao.

Màn hình cảm ứng hình ảnh quang học được ứng dụng cho các thiết bị có kích thước lớn.

4. Ví dụ về ứng dụng màn hình cảm ứng trong đời sống hàng ngày

Màn hình cảm ứng ngày nay đã rất quen thuộc với mỗi người, tiêu biểu là màn hình của điện thoại thông minh, máy tính bảng. Ngoài ra còn được dùng để sản xuất đồng hồ thông minh, máy tính cảm ứng, màn hình tương tác thông minh, màn hình cây ATM,…

Màn hình tương tác thông minh là những ví dụ tiêu biểu nhất của màn hình cảm ứng hiện nay.

Trên đây là khái niệm, nguyên lý hoạt động và phân loại của màn hình cảm ứng hiện nay. Thiết bị này đang được phổ biến ngày càng rộng rãi, tiến vào nhiều lĩnh vực trong đời sống dưới dạng màn hình tương tác, bảng trắng thông minh,… mang tới trải nghiệm tối ưu cho công việc, học tập hoặc các hoạt động trong đời sống.

Nếu bạn quan tâm tới màn hình cảm ứng nói chung, màn hình của ViewSonic nói riêng, vui lòng liên hệ với ViewSonic tại website ViewSonic hoặc Fanpage ViewSonic Classroom VietNam để được tư vấn chi tiết nhé!

Có thể bạn chưa biết: