'Ma thuật' đằng sau màn hình cảm ứng

Màn hình của iPhone, máy chơi game DS, máy tính bàn cà phê… giúp người sử dụng dùng tay kéo thả biểu tượng và nhập ký tự ngay trên nó mà không cần bàn phím được phát triển theo các công nghệ khác nhau với tính năng riêng.

Về chức năng, chúng đều hướng tới nhiệm vụ cảm nhận lực của ngón tay hay bút nhấn vào nó, xem xét vị trí bị tác động lực có chức năng gì, tương ứng với phần mềm nào. Sự khác biệt nằm ở cách thức màn hình phát hiện ra lực tác động đó.

Có 3 loại phổ biến:

Nintendo DS dùng công nghệ màn hình cảm ứng điện trở. Ảnh: Techfresh.

Màn hình cảm ứng điện trở (resistive touchscreen) là thiết bị đang dùng nhiều nhất vì chúng có từ lâu và rẻ nhất. Loại này xuất hiện trong các máy điện thoại di động gắn màn hình cảm ứng (trong đó có một số mẫu điện thoại rẻ tiền của Trung Quốc), nhiều máy tính dạng bảng, máy chơi game Nintendo DS…

Ở dưới cùng màn hình này là một lớp kính, trên đó có một lớp dẫn điện và một lớp điện trở nằm cách nhau một khoảng rất mỏng. Trên nữa chính là lớp để người sử dụng sờ tay vào.

Vì thế, khi bạn ấn xuống màn hình, lớp điện trở sẽ chạm vào lớp dẫn điện, làm thay đổi dòng điện chạy qua chúng và thiết bị có thể nhận ra ngón tay hay bút chạm vào đâu.

Đây là phương pháp rẻ tiền nhất nhưng cách này không thể hỗ trợ cảm ứng đa điểm (nhiều ngón tay ấn vào cùng lúc) vì hạn chế của cơ chế cảm nhận lực. Ngoài ra, do dùng nhiều lớp vật liệu, màn hình này dày, tiêu thụ nhiều điện để chiếu sáng và phản ứng chậm.

Công nghệ cảm ứng điện dung được áp dụng cho iPhone. Ảnh: Gadget-reviews.

Màn hình cảm ứng điện dung (capacitive touchscreen) tỏ ra hấp dẫn hơn. Trước kia chúng khá đắt nhưng hiện nay giá đã giảm xuống và xuất hiện trong điện thoại iPhone, màn hình của máy tính dạng bảng Dell Latitude XT...

Về cơ bản, thiết bị có một lớp vật liệu ở bên trên bề mặt màn hình với dòng điện chạy qua nó. Do con người cũng có từ tính nên khi sờ vào màn hình này (giả định là ngón tay) thì sẽ tạo ra sự biến đổi về điện. Bằng cách xác định được mức độ nhiễu nhất trên bề mặt này, thiết bị biết được nơi người dùng chạm vào.

Người ta có thể áp dụng cảm ứng đa điểm với công nghệ này và do ít lớp vật chất hơn nên bề mặt màn hình sẽ sáng hơn. Tuy nhiên, do dựa trên sự tương tác giữa các trường điện từ, sự dẫn điện... nên nếu người dùng đeo găng tay thì việc thao tác sẽ gặp khó khăn. Ngoài ra, nếu muốn dùng bút thay ngón tay thì bạn phải dùng bút chuyên dụng.

Máy tính Surface dạng bàn cà phê của Microsoft dùng kỹ thuật
cảm ứng hồng ngoại. Ảnh: Kuanhoong.

Màn hình cảm ứng hồng ngoại (infrared touchscreen) đang là công nghệ gây tiếng vang lớn trên máy tính dạng bàn cà phê của Microsoft. Theo lý thuyết, hình ảnh trên bề mặt nó được chiếu từ phía dưới cùng với ánh sáng hồng ngoại. Phía dưới bề mặt này có các camera hồng ngoại có thể "nhìn" thấy chuyển động bên trên để khi ánh sáng phản chiếu bởi vật thể (như ngón tay, bút...), các hình ảnh đó được xử lý và dịch thành chuyển động.

Ưu điểm nổi trội của kỹ thuật này là hỗ trợ cảm ứng đa điểm rất tốt và giá thành rẻ. Tuy nhiên, hệ thống khá cồng kềnh và thích hợp với những thiết bị lớn trong không gian rộng rãi.

Ngoài ra, trên thế giới còn khá nhiều công nghệ sản xuất màn hình cảm ứng tiên tiến khác nhưng chưa được sử dụng rộng rãi. Ví dụ: hệ thống sóng âm dùng máy biến đổi năng lượng và vật phản xạ có thể phát hiện sóng siêu âm đang được truyền giữa chúng có bị ngắt không (ngắt nghĩa là có vật đang chạm vào nó). Bề mặt này không có nhiều lớp nên sáng 100% nhưng bụi bẩn bay trong không khí có thể ảnh hưởng tới nó.

Hãng Sharp (Nhật Bản) cũng vừa tung ra mẫu thiết bị cảm ứng dùng công nghệ cảm nhận ánh sáng tích hợp ngay vào màn hình. Chúng đủ nhạy để cảm nhận ngón tay đến từng pixel, tăng khả năng cảm ứng đa điểm nhưng cũng giống công nghệ hồng ngoại, kỹ thuật này có thể bị ánh hưởng vì ánh sáng lóa không mong muốn.

Mary Lou Jepsen, kỹ sư trong dự án laptop giá rẻ cho trẻ em OLPC, cho biết họ đang phát triển loại màn hình cảm ứng dựa trên ma trận của màn LCD. Tuy nhiên, sản phẩm không có dạng plug-and-play (cắm vào xem luôn) thông thường mà cần thiết bị được mã hóa đặc biệt để tương thích.