لوحة اللمس

لوحة اللمس هي نوع من أجهزة التأشير . ^{[ 1 ]} يتكون الجزء الأكبر منها من مستشعر لمسي: وهو جهاز إلكتروني ذو سطح مستوٍ يستشعر موضع وحركة أصابع المستخدم، ويحولها إلى حركة ثنائية الأبعاد للتحكم في مؤشر في واجهة المستخدم الرسومية . تُعد لوحات اللمس شائعة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، على عكس أجهزة الكمبيوتر المكتبية التي يكثر فيها استخدام الفأرة . تُستخدم لوحات اللمس أحيانًا مع أجهزة الكمبيوتر المكتبية ذات المساحة المحدودة. كما تتوفر لوحات لمس لاسلكية كملحقات منفصلة. ونظرًا لإمكانية تصغير حجم لوحات اللمس، فقد استُخدمت أيضًا في المساعدات الرقمية الشخصية (PDAs) وبعض مشغلات الوسائط المحمولة .

تعمل لوحات اللمس بعدة طرق، منها الاستشعار السعوي أو شاشات اللمس المقاومة . وتعتمد التقنية الأكثر شيوعًا في العقد الثاني من الألفية على استشعار تغير السعة الكهربائية عند ملامسة الإصبع للوحة. ولا تستشعر لوحات اللمس السعوية طرف قلم الرصاص أو أي أدوات أخرى غير موصلة أو غير مؤرضة. كما قد تُشكل الأصابع المعزولة بقفاز مشكلة، ونادرًا ما تُستخدم لوحات اللمس السعوية كأجهزة تأشير في الأجهزة الطبية. ^{[ 2 ]}

على غرار الشاشات اللمسية ، تستشعر لوحات اللمس الموقع المطلق، لكن دقتها محدودة بحجمها. وللاستخدام الشائع كأداة تأشير، تُترجم حركة سحب الإصبع إلى حركة نسبية أدق للمؤشر على شاشة نظام التشغيل، على غرار استخدام الفأرة عند رفعها وإعادتها إلى السطح. وتُوضع أحيانًا أزرار مادية تُعادل الزرين الأيمن والأيسر في الفأرة العادية بجوار لوحة اللمس.

قد تُفسّر بعض لوحات اللمس وبرامج تشغيلها النقر عليها كنقرة بالماوس ، وقد يُشير النقر المتبوع بحركة تأشير متواصلة (نقرة ونصف) إلى السحب. ^{[ 3 ]} تتيح لوحات اللمس اللمسية النقر والسحب من خلال دمج وظائف الأزرار في سطحها. ^{[ 4 ] [ 5 ]} للاختيار، يُضغط على لوحة اللمس بدلاً من زر فعلي. وللسحب، بدلاً من استخدام تقنية النقر والنصف، يضغط المستخدم على العنصر المراد سحبه، ثم يسحب دون رفع الضغط، ويتركه عند الانتهاء. كما تُتيح برامج تشغيل لوحات اللمس استخدام عدة أصابع لمحاكاة أزرار الماوس الأخرى (عادةً ما يُستخدم النقر بإصبعين للنقر بزر الماوس الأيمن).

تُسمى لوحات اللمس لوحات النقر إذا كانت تعتمد على أزرار برمجية بدلاً من أزرار مادية. فمن الناحية المادية، تُشكل لوحة النقر بأكملها زرًا، ومن الناحية المنطقية، يفسر برنامج التشغيل النقرة على أنها نقرة زر أيسر أو أيمن بناءً على موضع الأصابع. ^{[ 6 ]}

تحتوي بعض لوحات اللمس على "نقاط فعّالة"، وهي مواقع على لوحة اللمس تُستخدم لوظائف تتجاوز وظيفة الفأرة. على سبيل المثال، في بعض لوحات اللمس، يُفعّل تحريك الإصبع على طول حافة لوحة اللمس وظيفة عجلة التمرير ، حيث يتحكم في شريط التمرير ويُمرّر النافذة النشطة عموديًا أو أفقيًا. تستخدم العديد من لوحات اللمس السحب بإصبعين للتمرير . كما تدعم بعض برامج تشغيل لوحات اللمس مناطق النقر، وهي مناطق يُنفّذ النقر عليها وظيفةً ما، مثل إيقاف مشغل الوسائط مؤقتًا أو تشغيل تطبيق . تُنفّذ جميع هذه الوظائف في برنامج تشغيل لوحة اللمس ، ويمكن تعطيلها.

في عام 1980، قدمت شركة زيروكس واحدة من أوائل لوحات اللمس، إن لم تكن أولها ، في نظام حاسوبي مع جهاز زيروكس 860 ، وهو محطة عمل لمعالجة النصوص موجهة للشركات المتوسطة والكبيرة. ^{[ 7 ] [ 8 ]} توجد لوحة اللمس الدائرية، المدمجة في لوحة مفاتيح زيروكس 860 ، على يمين المفاتيح، والتي أطلقت عليها زيروكس اسم "القط" (اختصارًا لمحول الطاقة المُنشط بالسعة ). قدمت زيروكس "القط" كطريقة إدخال بديلة لتحديد سلاسل النصوص لنسخها أو حذفها أو إدراجها أو نقلها داخل المستند. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 7 ] : 30}

بحلول عام 1982، زُوِّدت أجهزة الكمبيوتر المكتبية من طراز أبولو بلوحة لمس على الجانب الأيمن من لوحة المفاتيح. ^{[ 11 ]} وفي العام التالي، 1983، طُرِحَ أول حاسوب محمول قابل للطي يعمل بالبطارية، وهو جافيلان إس سي ، الذي احتوى على لوحة لمس مثبتة أعلى لوحة المفاتيح، بدلاً من أسفلها، وهو ما أصبح المعيار. ^{[ 12 ]}

جاءت سلسلة MC 200/400/600/WORD من شركة Psion ، ^{[ 13 ]} التي طُرحت في عام 1989، مزودة بجهاز إدخال جديد يحل محل الفأرة، يشبه لوحة اللمس، ^{[ 14 ]} ولكنه أقرب إلى لوحة الرسم، حيث يتم تحديد موضع المؤشر بالنقر على نقطة معينة على اللوحة، بدلاً من تحريكه في اتجاه خط. ^{[ 15 ]}

أطلقت شركتا أوليفيتي وترايمف -أدلر أجهزة الكمبيوتر المحمولة المزودة بلوحات لمس في عام 1992. ^{[ 16 ]} وفي عام 1994، قدمت شركة سيرك أول لوحة لمس متاحة على نطاق واسع، تحت اسم GlidePoint. ^{[ 17 ] [ 18 ]} وفي عام 1994 أيضًا، قدمت آبل لوحات لمس بتصميم عصري في سلسلة PowerBook 500 ، باستخدام تقنية GlidePoint من سيرك، ^{[ 19 ] [ 20 ]} والتي تُطلق عليها آبل اسم "لوحة التتبع"؛ وقد حلت محل كرة التتبع في طرازات PowerBook السابقة . ومنذ عام 2008، تضمنت إصدارات آبل المُحسّنة من MacBook و MacBook Pro تصميم "لوحة اللمس اللمسية" مع زر مدمج في سطح التتبع ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 21 ]} (يعمل الجزء السفلي من سطح لوحة اللمس كزر قابل للنقر). ^{[ 22 ]}

كانت شركة شارب من أوائل الشركات التي تبنت جهاز التأشير GlidePoint. ^{[ 17 ]} لاحقًا، طرحت شركة Synaptics لوحة اللمس الخاصة بها في السوق، وأطلقت عليها اسم TouchPad، وكانت شركة إبسون من أوائل الشركات التي تبنت هذا المنتج مع جهاز ActionNote الخاص بها . ^{[ 17 ]} مع بدء استخدام لوحات اللمس في أجهزة الكمبيوتر المحمولة في التسعينيات، ساد الارتباك حول الاسم المناسب لهذا المنتج. لم يُستخدم مصطلح موحد، وتنوعت المصطلحات المستخدمة، مثل: GlidePoint، وجهاز إدخال حساس للمس، ولوحة اللمس، ولوحة التتبع، وجهاز التأشير. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

كان يُتاح للمستخدمين في كثير من الأحيان خيار شراء عصا تأشير أو لوحة لمس أو كرة تتبع . وكانت تركيبات هذه الأجهزة شائعة، على الرغم من ندرة تضمين لوحات اللمس وكرات التتبع معًا. ^{[ 26 ]} منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبحت لوحات اللمس هي جهاز التأشير السائد في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، حيث أن معظم أجهزة الكمبيوتر المحمولة الاستهلاكية التي تم إنتاجها خلال هذه الفترة وما بعدها تتضمن لوحات لمس فقط، مما أدى إلى استبدال عصا التأشير.

تُستخدم لوحات اللمس بشكل أساسي في أجهزة الكمبيوتر المحمولة المستقلة، ولا تتطلب سطحًا مستويًا بجوار الجهاز. تقع لوحة اللمس بالقرب من لوحة المفاتيح، ويتطلب تحريك المؤشر على شاشة العرض حركات قصيرة نسبيًا بالأصابع؛ ورغم هذه الميزة، إلا أنها قد تُعرّض المستخدم لخطر تحريك مؤشر الماوس عن طريق الخطأ براحة يده أو معصمه أثناء الكتابة. تتميز أجهزة الكمبيوتر المحمولة الحديثة بلوحات لمس متعددة اللمس ، قادرة في بعض الحالات على استشعار ما يصل إلى خمسة أصابع في وقت واحد، مما يوفر خيارات إدخال أكثر، مثل إمكانية إظهار قائمة السياق بالنقر بإصبعين، أو سحب إصبعين للتمرير، أو استخدام الإيماءات للتكبير/التصغير أو التدوير. أما لوحات اللمس المزودة بأزرار فعلية، فهي الآن متاحة فقط في أجهزة الكمبيوتر المحمولة المتطورة المخصصة للأعمال والمهنيين.

تُعدّ لوحات اللمس أحادية البُعد واجهة التحكم الرئيسية للتنقل بين القوائم في مشغلات الموسيقى المحمولة iPod Classic ، كما تُشكّل طريقة إدخال إضافية في بعض أجهزة Wacom اللوحية الرقمية، حيث تُعرف باسم "عجلات النقر" لأنها تستشعر الحركة على محور واحد فقط، يدور حول محور العجلة. وتستخدم شركة Creative Labs أيضًا لوحة لمس في سلسلة مشغلات MP3 من طراز Zen ، بدءًا من Zen Touch. أما الجيل الثاني من سلسلة منتجات Microsoft Zune ( Zune 80/120 و Zune 4/8 ) فيستخدم اللمس في Zune Pad .

توجد لوحات اللمس أيضاً لأجهزة الكمبيوتر المكتبية كجهاز طرفي خارجي، وإن كان استخدامها نادراً. ولكن يمكن دمج طبقة لوحة اللمس مع لوحة الرسم كخيار إدخال إضافي.

يمكن تزويد لوحات مفاتيح الكمبيوتر الخارجية بلوحات لمس مدمجة ^{[ 27 ]} (خاصةً لوحات المفاتيح المخصصة للاستخدام في أجهزة الكمبيوتر المنزلية )، وقد تحتوي بعض لوحات المفاتيح على سطح إدخال يعمل باللمس فقط بدلاً من الأزرار المادية (وهو حل شائع في غرف العمليات النظيفة). ^{[ 28 ]}

يمكن استخدام لوحات التتبع الضوئية بشكل أساسي كجزء من الأجهزة الإلكترونية فائقة الصغر؛ ويمكن تجهيز بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف الذكية المبكرة بلوحات تتبع ضوئية.

في 9 سبتمبر 2024، كشفت آبل النقاب عن هواتف آيفون 16، وآيفون 16 بلس ، وآيفون 16 برو، وآيفون 16 برو ماكس، والتي تتميز بلوحة لمس أحادية البعد بجوار الزر الجانبي تُسمى "التحكم بالكاميرا"، مما يُسهّل على المستخدمين التقاط الصور والفيديوهات. كما تحتوي على مستشعر قوة للتمييز بين الضغط القوي والخفيف، ومستشعر لمس سعوي للتمييز بين التمرير بالإصبع لضبط التكبير/التصغير، والتعريض، وعمق المجال. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

تعتمد لوحات اللمس على طريقتين رئيسيتين: طريقة المصفوفة وطريقة التحويلة السعوية. في طريقة المصفوفة، تُرتّب سلسلة من الموصلات في مصفوفة من الخطوط المتوازية في طبقتين، يفصل بينهما عازل ، وتتقاطع هذه الموصلات بزوايا قائمة لتشكيل شبكة. يُطبّق إشارة عالية التردد بالتتابع بين أزواج الموصلات في هذه الشبكة ثنائية الأبعاد. يتناسب التيار المار بين الموصلات طرديًا مع السعة . عند وضع نقطة تأريض افتراضية ، كإصبع مثلاً، فوق إحدى نقاط تقاطع الطبقة الموصلة، يُحوّل جزء من المجال الكهربائي إلى نقطة التأريض هذه، مما يؤدي إلى تغيير في السعة الظاهرية عند ذلك الموقع. حصلت هذه الطريقة على براءة اختراع أمريكية رقم 5,305,017 مُنحت لجورج جيرفيد في أبريل 1994.

تعتمد طريقة التحويلة السعوية، الموضحة في مذكرة تطبيقية من شركة Analog Devices المصنعة ^{[ 31 ]} ، على استشعار التغير في السعة بين جهاز إرسال وجهاز استقبال يقعان على جانبين متقابلين من المستشعر. يُنشئ جهاز الإرسال مجالًا كهربائيًا يتذبذب بتردد 200-300  كيلوهرتز. عند وضع نقطة تأريض، كالإصبع مثلًا، بين جهاز الإرسال وجهاز الاستقبال، يتم تحويل جزء من خطوط المجال، مما يقلل من السعة الظاهرية.

تعمل لوحات اللمس مثل تلك الموجودة في بعض هواتف بلاك بيري الذكية بصريًا، مثل فأرة الكمبيوتر الضوئية .

تشمل الشركات المصنعة الرئيسية ما يلي:

• شركة ألبس إلكتريك
• إيلان للإلكترونيات الدقيقة
• شركة سيرك
• المشابك العصبية

• الاستشعار السعوي
• لوحة الرسم
• لوحة كاوس
• قائمة الشركات المصنعة لأنظمة الإدخال باللمس
• لوحة التتبع السحرية
• اللمس المتعدد
• عصا التأشير

• قائمة مراجع مشروحة حول الإيماءات وشاشات اللمس والحوسبة بالقلم
• ملاحظات حول تاريخ الحوسبة باستخدام القلم على يوتيوب