Công nghệ cảm ứng hồng ngoại (IR) và Công nghệ cảm ứng điện dung (PCAP)

Tin công nghệ
02-08-2025
Hiện nay với cuộc cách mạng công nghệ phát triển, chúng ta hằng ngày đều sử dụng các thiết bị điển tử thông minh như: Màn hình tương tác, điện thoại, máy tính bảng,...Vậy các thiết bị này sử dụng công nghệ cảm ứng gì, ưu và hạn chễ của công nghệ cảm ứng đó ra sao? Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu với các bạn 2 công nghệ cảm ứng hiện nay đang được ứng dụng rất rộng rãi trong các thiết bị điện tử thông minh đó là: Công nghệ cảm ứng hồng ngoại (IR) và Công nghệ cảm ứng điện dung (PCAP).
1. Công nghệ cảm ứng hồng ngoại (Infrared - IR)
* Nguyên lý hoạt động: Màn hình cảm ứng hồng ngoại hoạt động dựa trên sự gián đoạn của các chùm tia hồng ngoại. Một khung cảm ứng hồng ngoại được gắn quanh viền màn hình, chứa các đèn LED hồng ngoại và các cảm biến quang điện (photodetector). Các đèn LED phát ra các chùm tia hồng ngoại vô hình, tạo thành một lưới quang học trên bề mặt hiển thị. Khi có một vật thể (ngón tay, bút hoặc vật thể rắn khác) chạm vào màn hình, nó sẽ làm gián đoạn các chùm tia này. Các cảm biến quang điện phát hiện sự gián đoạn này, và bộ điều khiển điện tử sẽ xác định vị trí chạm dựa trên các chùm tia bị chặn trên trục X và Y.
* Ưu điểm:
  • Độ rõ nét cao: Không có lớp phủ bổ sung trên màn hình, giúp hiển thị hình ảnh trong suốt và sáng rõ.

  • Độ bền: Khá bền và chịu được môi trường khắc nghiệt.

  • Linh hoạt trong việc chạm: Có thể chạm bằng ngón tay, bút, hoặc bất kỳ vật thể rắn nào (có thể dùng găng tay).

  • Chống chịu tốt: Khả năng chống bụi và nước tốt.

* Nhược điểm:
  • Độ phân giải thấp hơn: Có thể có độ phân giải thấp hơn so với các công nghệ cảm ứng khác.

  • Độ nhạy: Có thể quá nhạy, nhận diện cả những vật thể nhỏ (ví dụ: côn trùng) như một điểm chạm.

  • Không phù hợp với bề mặt cong: Khoảng cách giữa mặt phẳng cảm biến và màn hình hiển thị có thể lớn trên màn hình cong, gây sai lệch, nhưng lại rất phù hợp với màn hình phẳng.

  • Tiêu thụ điện năng: Các đèn LED có thể tiêu thụ nhiều điện năng hơn so với một số công nghệ khác.

* Khả năng ứng dụng: Công nghệ cảm ứng hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng thương mại và công nghiệp, đặc biệt là trên các màn hình lớn:
  • Màn hình tương tác có kích thước lớn từ 55 inch trở lên
  • Hệ thống thông tin giải trí ô tô: Tích hợp vào hệ thống thông tin giải trí và màn hình hỗ trợ lái xe.

  • Thiết bị y tế: Trong các ứng dụng yêu cầu tính vệ sinh và không tiếp xúc, như thiết bị chẩn đoán và theo dõi bệnh nhân.

  • Tự động hóa công nghiệp: Bảng điều khiển, giao diện người-máy (HMI) trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

  • Bảng tương tác lớn: Màn hình tương tác trong giáo dục và phòng họp.

  • Hệ thống an ninh và chống trộm: Phát hiện vật cản.

 
2. Công nghệ cảm ứng điện dung (Capacitive Touch)
* Nguyên lý hoạt động: Công nghệ cảm ứng điện dung hoạt động dựa trên nguyên lý thay đổi điện dung khi có sự tiếp xúc. Màn hình cảm ứng điện dung bao gồm một lớp vật liệu cách điện (thường là kính) phủ một lớp vật liệu dẫn điện trong suốt (như Indium Tin Oxide - ITO). Khi một ngón tay (là một vật dẫn điện) chạm vào màn hình, nó tạo ra một sự thay đổi trong trường tĩnh điện của màn hình. Bộ điều khiển màn hình sẽ phát hiện sự thay đổi điện dung này và xác định vị trí chạm. Có hai loại chính:
  • Điện dung bề mặt (Surface Capacitive): Chỉ có một lớp dẫn điện. Nhận diện một chạm duy nhất.

  • Điện dung chiếu (Projected Capacitive - PCAP): Sử dụng một lưới các dây dẫn điện được đặt trong các lớp riêng biệt. PCAP cho phép nhận diện đa điểm chạm (multi-touch) và có độ chính xác cao.

* Ưu điểm:
  • Đa điểm chạm (Multi-touch): Đặc biệt là công nghệ PCAP, hỗ trợ nhiều điểm chạm cùng lúc, cho phép các cử chỉ phức tạp như chụm để thu phóng.

  • Độ chính xác và phản hồi nhanh: Rất chính xác và có thời gian phản hồi gần như bằng không.

  • Độ bền và rõ nét: Bề mặt kính bên ngoài chống trầy xước và bền bỉ, đồng thời cung cấp hình ảnh rõ nét.

  • Chống bụi và nước: Khả năng chống bụi và nước tốt.

  • Tính thẩm mỹ cao: Thường được sử dụng trong các thiết bị có thiết kế mỏng và hiện đại.

* Nhược điểm:
  • Yêu cầu tiếp xúc vật dẫn: Chỉ hoạt động với các vật thể dẫn điện như ngón tay trần hoặc bút cảm ứng chuyên dụng. Không hoạt động với găng tay thông thường hoặc các vật thể không dẫn điện.

  • Chi phí: Công nghệ PCAP có thể đắt hơn so với một số công nghệ cảm ứng khác.

  • Độ nhạy với nhiễu: Có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ hoặc các yếu tố môi trường khác.

* Khả năng ứng dụng: Công nghệ cảm ứng điện dung là tiêu chuẩn trong nhiều thiết bị điện tử tiêu dùng và được ứng dụng rộng rãi:
  • Điện thoại thông minh và máy tính bảng: Ứng dụng phổ biến nhất nhờ khả năng đa điểm chạm và độ nhạy cao.
  • Máy tính xách tay và thiết bị đeo tay: Trackpad máy tính, màn hình smartwatch.
  • Thiết bị gia dụng thông minh: Bảng điều khiển tủ lạnh, máy giặt, lò vi sóng.
  • Hệ thống bán lẻ (POS) và ki-ốt tự phục vụ: Giao diện người dùng trực quan.
  • Ô tô: Hệ thống thông tin giải trí và bảng điều khiển trong xe.
  • Thiết bị y tế: Trong các ứng dụng yêu cầu độ sạch cao và khả năng chống nước.