Récemment encore, peu de gens pouvaient croire que les téléphones dotés de boutons familiers céderaient la place à des appareils contrôlés en touchant l'écran. Mais les temps changent et la demande de téléphones à bouton-poussoir diminue progressivement, tandis que la demande de smartphones augmente.
Le terme « écran tactile » est formé de deux mots - Touch et Screen, qui en anglais se traduisent par « écran tactile ». Oui, c'est vrai : un écran tactile est un écran tactile que vous touchez lorsque vous utilisez votre smartphone ou votre tablette. En fait, les écrans tactiles ne se trouvent pas seulement dans le monde de la technologie mobile. Ainsi, vous pouvez les voir lorsque vous déposez des fonds sur votre compte d'appareil mobile via un terminal, à un guichet automatique, dans des distributeurs de billets, etc.
L'écran tactile doit son apparition aux scientifiques occidentaux. Les tout premiers échantillons sont nés dans la seconde moitié des années 60 du siècle dernier. Sur cette base, nous pouvons conclure que l'écran tactile est utilisé depuis plus de 40 ans. Avant les smartphones, ils étaient utilisés dans les distributeurs automatiques, etc. À l'heure actuelle, toute personne qui utilise les communications cellulaires, les navigateurs automobiles, visite les banques et les magasins, rencontre cette technologie, parfois même sans savoir comment elle s'appelle. Nous avons donc compris ce qu'est un écran tactile dans les téléphones. Essentiellement, c’est la même chose qu’un écran tactile. Il est parfaitement utilisé à la place d'un clavier et est activement utilisé dans les technologies mobiles. Les avantages d'un écran tactile incluent une protection contre la poussière, l'humidité et d'autres facteurs environnementaux défavorables, ainsi qu'un haut degré de fiabilité. Si notre appareil tactile ne répond pas toujours au toucher, ou même refuse de le faire, par exemple s'il ne veut pas modifier la luminosité de l'iPad, c'est probablement l'écran tactile qui est en panne. Il est relativement peu coûteux (surtout si l’on s’intéresse à un écran résistif) et il est facile à remplacer.
Base d'écran tactile
La base de tout écran tactile est une matrice à cristaux liquides, qui est en fait une copie plus petite de celle trouvée dans le moniteur. Sur la face arrière se trouvent des diodes de rétroéclairage et sur la face avant, un certain nombre de couches enregistrent la pression (écran résistif) ou le toucher (écran capacitif).
Une personne qui connaît bien ce qu'est un écran tactile comprend que la plupart des appareils fabriqués utilisent un écran tactile résistif. Cela découle de leur faible coût et de leur relative simplicité de conception. De nombreux «smartphones» chinois qui ont inondé le marché disposent d'un écran de type résistif, dont la technologie de fabrication est d'ailleurs apparue plus tôt que le capacitif.
Types d'écrans tactiles
Les écrans tactiles sont divisés en écrans tactiles résistifs, matriciels, capacitifs projetés, à ondes acoustiques de surface, infrarouges, optiques, à jauge de contrainte, DST et à induction.
Écrans tactiles résistifs
Ils sont divisés en quatre fils et cinq fils.
Le capteur à écran résistif se compose de deux plaques en plastique transparentes avec un mince maillage conducteur situées à la surface d'un écran à cristaux liquides conventionnel. Entre les plaques se trouve une couche diélectrique transparente. Le programme affiche une interface graphique interactive qui, grâce aux matériaux transparents sur la matrice, est clairement visible. Lorsqu'il répond à une requête de programme, l'utilisateur clique sur le point d'interface souhaité (par exemple, l'image d'un bouton). - Le diélectrique plastique diverge, les plaques plastiques entrent en contact, fournissant du courant de l'électrode de l'une à la grille de l'autre. L'apparition du courant est enregistrée par le contrôleur d'enregistrement qui, conformément à la grille de coordonnées, déterminera le point de pressage. Les coordonnées du point sont saisies dans le programme et traitées selon les algorithmes établis.
Écran à quatre fils
Un écran tactile résistif est constitué d'un panneau de verre et d'une membrane en plastique flexible. Un revêtement résistif est appliqué à la fois sur le panneau et sur la membrane. L'espace entre le verre et la membrane est rempli de micro-isolants, qui sont uniformément répartis sur la zone active de l'écran et isolent de manière fiable les surfaces conductrices. Lorsque vous appuyez sur l'écran, le panneau et la membrane sont fermés et le contrôleur, à l'aide d'un convertisseur analogique-numérique, enregistre le changement de résistance et le convertit en coordonnées tactiles (X et Y). De manière générale, l'algorithme de lecture est le suivant :
Une tension de +5 V est appliquée à l'électrode supérieure et l'électrode inférieure est mise à la terre. Les côtés gauche et droit sont court-circuités et leur tension est vérifiée. Cette tension correspond à la coordonnée Y de l'écran.
De même, +5 V et la masse sont fournis aux électrodes gauche et droite, et la coordonnée X est lue depuis le haut et le bas.
Il existe également des écrans tactiles à huit fils. Ils améliorent la précision du suivi, mais n’améliorent pas la fiabilité.
Écran à cinq fils
Le blindage à cinq fils est plus fiable du fait que le revêtement résistif de la membrane est remplacé par un revêtement conducteur (le blindage à 5 fils continue de fonctionner même avec une membrane découpée). La vitre arrière est dotée d'un revêtement résistif avec quatre électrodes aux coins.
Initialement, les quatre électrodes sont mises à la terre et la membrane est « tirée » par une résistance à +5V. Le niveau de tension sur la membrane est surveillé en permanence par un convertisseur analogique-numérique. Lorsque rien ne touche l'écran tactile, la tension est de 5 V.
Dès que l'on appuie sur l'écran, le microprocesseur détecte le changement de tension de la membrane et commence à calculer les coordonnées du toucher comme suit :
Une tension de +5V est appliquée aux deux électrodes de droite, celles de gauche sont mises à la terre. La tension sur l'écran correspond à la coordonnée X.
La coordonnée Y est lue en connectant les deux électrodes supérieures à +5 V et en mettant à la terre les deux électrodes inférieures.
Les écrans tactiles résistifs sont bon marché et résistants à la contamination. Les écrans résistifs répondent au toucher de tout objet lisse et dur : une main (nue ou gantée), un stylet, une carte bancaire, une pioche. Ils sont utilisés partout où le vandalisme et les basses températures sont possibles : pour l'automatisation des processus industriels, en médecine, dans le secteur des services (terminaux POS), dans l'électronique personnelle (PDA). Les meilleurs échantillons offrent une précision de 4 096 x 4 096 pixels.
Les inconvénients des écrans résistifs sont une faible transmission lumineuse (pas plus de 85 % pour les modèles 5 fils et encore plus faible pour les modèles 4 fils), une faible durabilité (pas plus de 35 millions de clics par point) et une résistance insuffisante au vandalisme (le film est facile à couper).
Écrans tactiles matriciels
La conception est similaire au résistif, mais simplifiée à l'extrême. Des conducteurs horizontaux sont appliqués sur le verre et des conducteurs verticaux sont appliqués sur la membrane.
Lorsque vous touchez l'écran, les conducteurs se touchent. Le contrôleur détermine quels conducteurs sont en court-circuit et transmet les coordonnées correspondantes au microprocesseur.
Ils ont une très faible précision. Les éléments d'interface doivent être spécialement positionnés en tenant compte des cellules de l'écran matriciel. Le seul avantage est la simplicité, le faible coût et la simplicité. Généralement, les écrans matriciels sont interrogés ligne par ligne (similaire à une matrice de boutons) ; cela vous permet de configurer le multi-touch. Ils sont progressivement remplacés par des résistifs.
Écrans tactiles capacitifs
Un écran capacitif (ou capacitif de surface) profite du fait qu'un objet à grande capacité conduit le courant alternatif.
Un écran tactile capacitif est un panneau de verre recouvert d'un matériau résistif transparent (généralement un alliage d'oxyde d'indium et d'oxyde d'étain). Les électrodes situées aux coins de l'écran appliquent une petite tension alternative (la même pour tous les coins) à la couche conductrice. Lorsque vous touchez l'écran avec votre doigt ou un autre objet conducteur, du courant fuit. De plus, plus le doigt est proche de l’électrode, plus la résistance de l’écran est faible, ce qui signifie plus le courant est important. Le courant dans les quatre coins est enregistré par des capteurs et transmis au contrôleur, qui calcule les coordonnées du point de contact.
Dans les modèles antérieurs d'écrans capacitifs, le courant continu était utilisé - cela simplifiait la conception, mais si l'utilisateur avait un mauvais contact avec le sol, cela entraînait des pannes.
Les écrans tactiles capacitifs sont fiables, environ 200 millions de clics (environ 6 ans et demi de clics avec un intervalle d'une seconde), ne fuient pas de liquides et tolèrent très bien les contaminants non conducteurs. Transparence à 90%. Cependant, le revêtement conducteur situé directement sur la surface extérieure reste vulnérable. C’est pourquoi les écrans capacitifs sont largement utilisés dans les machines installées uniquement dans une pièce protégée des intempéries. Ils ne réagissent pas à une main gantée.
Il convient de noter qu’en raison des différences de terminologie, les écrans capacitifs de surface et projetés sont souvent confondus. Selon la classification utilisée dans cet article, l'écran, par exemple, de l'iPhone est projeté de manière capacitive et non capacitive.
Écrans tactiles capacitifs projetés
Une grille d'électrodes est appliquée à l'intérieur de l'écran. L'électrode et le corps humain forment un condensateur ; l'électronique mesure la capacité de ce condensateur (fournit une impulsion de courant et mesure la tension).
Samsung a réussi à installer des électrodes sensibles directement entre les sous-pixels de l'écran AMOLED, ce qui simplifie la conception et augmente la transparence.
La transparence de tels écrans peut atteindre 90 %, la plage de température est extrêmement large. Très durable (le goulot d'étranglement est l'électronique complexe qui traite les clics). PESE peut utiliser du verre jusqu'à 18 mm d'épaisseur, ce qui se traduit par une résistance extrême au vandalisme. Ils ne réagissent pas aux contaminants non conducteurs ; les contaminants conducteurs sont facilement supprimés à l'aide de méthodes logicielles. Par conséquent, les écrans tactiles capacitifs projetés sont largement utilisés dans les appareils électroniques personnels et dans les distributeurs automatiques, y compris ceux installés dans la rue. De nombreuses variétés prennent en charge le multi-touch.
Écrans tactiles basés sur les ondes acoustiques de surface
L'écran est un panneau de verre avec des transducteurs piézoélectriques (PET) situés dans les coins. Sur les bords du panneau se trouvent des capteurs réfléchissants et récepteurs. Le principe de fonctionnement d'un tel écran est le suivant. Un contrôleur spécial génère un signal électrique haute fréquence et l'envoie à la sonde. La sonde convertit ce signal en tensioactif et les capteurs réfléchissants le reflètent en conséquence.
Ces ondes réfléchies sont reçues par les capteurs correspondants et envoyées à la sonde. Les sondes, à leur tour, reçoivent les ondes réfléchies et les convertissent en un signal électrique, qui est ensuite analysé par le contrôleur. Lorsque vous touchez l'écran avec votre doigt, une partie de l'énergie des ondes acoustiques est absorbée. Les récepteurs enregistrent ce changement et le microcontrôleur calcule la position du point tactile. Réagit au contact d'un objet capable d'absorber l'onde (doigt, main gantée, caoutchouc poreux).
Le principal avantage d'un écran à ondes acoustiques de surface (SAW) est la capacité de suivre non seulement les coordonnées d'un point, mais également la force de pression (ici plutôt la capacité de déterminer avec précision le rayon ou la zone de pression), en raison du fait que le degré d'absorption des ondes acoustiques dépend de la pression au point de contact (l'écran ne se plie pas sous la pression du doigt et ne se déforme pas, de sorte que la force de pression n'entraîne pas de changements qualitatifs dans le traitement des données par le contrôleur sur les coordonnées de l'impact, qui enregistrent uniquement la zone qui chevauche le trajet des impulsions acoustiques).
Ce dispositif présente une très grande transparence car la lumière provenant du dispositif d'imagerie traverse un verre qui ne contient pas de revêtements résistifs ou conducteurs. Dans certains cas, le verre n'est pas du tout utilisé pour lutter contre l'éblouissement et les émetteurs, récepteurs et réflecteurs sont fixés directement sur l'écran du dispositif d'affichage. Malgré la complexité de la conception, ces écrans sont assez durables. Selon par exemple la société américaine Tyco Electronics et la société taïwanaise GeneralTouch, ils peuvent supporter jusqu'à 50 millions de contacts en un point, ce qui dépasse la durée de vie d'un écran résistif à 5 fils.
Les écrans à base de tensioactifs sont principalement utilisés dans les machines à sous, les systèmes d'information sécurisés et les établissements d'enseignement. En règle générale, les écrans tensioactifs sont divisés en écrans ordinaires - 3 mm d'épaisseur et en écrans anti-vandalisme - 6 mm. Ce dernier peut résister à un coup de poing d'un homme moyen ou à la chute d'une boule de métal pesant 0,5 kg d'une hauteur de 1,3 mètre (selon Elo Touch Systems). Le marché propose des options de connexion à un ordinateur à la fois via l'interface RS232 et via l'interface USB. À l'heure actuelle, les contrôleurs pour écrans tactiles de tensioactifs prenant en charge les deux types de connexion - combo (données d'Elo Touch Systems) sont plus populaires.
Le principal inconvénient d'un écran tensioactif réside dans les dysfonctionnements en présence de vibrations ou lorsqu'il est exposé à des bruits acoustiques, ainsi que lorsque l'écran est sale. Tout objet étranger posé sur l'écran (par exemple un chewing-gum) bloque complètement son fonctionnement. De plus, cette technologie nécessite un contact avec un objet qui absorbe nécessairement les ondes acoustiques – c'est-à-dire par exemple une carte bancaire en plastique n'est pas applicable dans ce cas.
La précision de ces écrans est supérieure à celle des écrans matriciels, mais inférieure à celle des écrans capacitifs traditionnels. En règle générale, ils ne sont pas utilisés pour dessiner et saisir du texte.
Écrans tactiles infrarouges
Le principe de fonctionnement du panneau tactile infrarouge est simple : la grille formée par les rayons infrarouges horizontaux et verticaux est interrompue lorsqu'un objet touche le moniteur. Le contrôleur détermine l'endroit où le faisceau a été interrompu.
Les écrans tactiles infrarouges sont sensibles à la contamination et sont donc utilisés là où la qualité de l'image est importante, par exemple dans les livres électroniques. En raison de sa simplicité et de sa maintenabilité, ce système est populaire auprès des militaires. Les claviers d'interphone sont souvent fabriqués selon ce principe. Ce type d'écran est utilisé dans de nombreux téléphones Neonode.
Écrans tactiles optiques
Le panneau de verre est équipé d'un éclairage infrarouge. À l’interface verre-air, une réflexion interne totale est obtenue ; à l’interface verre-objet étranger, la lumière est diffusée. Il ne reste plus qu'à capturer l'image de diffusion, pour cela il existe deux technologies :
Dans les écrans de projection, une caméra est placée à côté du projecteur.
C'est ainsi que fonctionne Microsoft PixelSense, par exemple.
Ou bien le quatrième sous-pixel supplémentaire de l'écran LCD est rendu photosensible.
Ils permettent de distinguer les presses manuelles des presses avec n'importe quel objet, il existe un multi-touch. De grandes surfaces tactiles sont possibles, jusqu'à un tableau noir.
Écrans tactiles pour jauges de contrainte
Réagissez à la déformation de l'écran. La précision des écrans à jauges de contrainte est faible, mais ils sont très résistants au vandalisme. L'application principale concerne les guichets automatiques, les distributeurs de billets et autres appareils situés dans la rue.
Écrans tactiles DST
L'écran tactile DST (Dispersive Signal Technology) détecte l'effet piézoélectrique dans le verre. Il est possible d'appuyer sur l'écran avec la main ou n'importe quel objet.
Une caractéristique distinctive est la vitesse de réaction élevée et la capacité de travailler dans des conditions d'écrans très sales. Cependant, le doigt doit bouger ; le système ne détecte pas un doigt immobile.
Il y a un débat constant pour savoir quel téléphone possède le meilleur écran. Surtout entre les propriétaires d’équipements Apple et ceux qui préfèrent les appareils sur la plateforme Android.
Cette infographie simple présente magnifiquement tous les avantages de chaque type d’écran tactile. J'espère que lors de l'achat de votre prochain smartphone, cela vous aidera à faire le bon choix et à ne pas payer trop cher une jolie somme.
Il existe donc trois types d'écrans tactiles : résistifs, capacitifs et infrarouges.
Résistif
Téléphones avec écrans résistifs : Samsung Messager Touch, Samsung Instinct, HTC Touch Diamond, LG Dare
Comment travaillent-ils? De petits points séparent plusieurs couches de matériau qui transmettent le courant. Lorsque la couche flexible supérieure appuie sur la couche inférieure, le courant électrique change et l'emplacement de l'impact, c'est-à-dire le toucher, est calculé.
Combien coûte la fabrication ? Le coût de fabrication des écrans tactiles résistifs n'est pas très élevé - $ .
Matériau de l'écran. Une couche de matériau flexible (généralement un film de polyester) est placée sur le verre.
Outils d'influence. Doigts, doigts gantés ou stylet.
Visibilité sur la rue. Mauvaise visibilité par temps ensoleillé.
Possibilité de multi-gestes. Non.
Durabilité. Pour son prix, l'écran dure assez longtemps. Facilement rayé et sensible à d’autres dommages mineurs. Il s'use assez rapidement et doit être remplacé.
Capacitif
Téléphones avec écrans tactiles capacitifs : Huawei Ascend, Sanyo Zio, iPhone, HTC Hero, DROID Eris, Palm Pre, Blackberry Storm.
Comment travaillent-ils? Le courant est diffusé depuis les coins de l'écran. Lorsqu'un doigt touche l'écran, il change la direction du courant et ainsi l'emplacement du toucher est calculé.
Combien coûte la fabrication ? Assez cher - $$ .
Matériau de l'écran. Verre.
Outils d'influence. Seulement les doigts sans gants.
Visibilité sur la rue. Par temps ensoleillé, la visibilité est bonne.
Possibilité de multi-gestes. Manger.
Durabilité.
Infrarouge
Téléphones avec écrans tactiles infrarouges : Samsung U600 (chaleur), Neonode N2 (optique).
Comment travaillent-ils? Pour que l'écran sensible à la chaleur réagisse, vous devez le toucher avec un objet chaud. Un écran optique utilise une grille de capteurs invisibles directement au-dessus de l'écran. Le point de contact est calculé en fonction du point où l'axe x-y a été violé.
Combien coûte la fabrication ? Très cher - $$$ .
Matériau de l'écran. Verre.
Outils d'influence. Optique - doigts, gants et stylet. Sensible à la chaleur : réchauffez les doigts sans gants.
Visibilité sur la rue. La visibilité par temps ensoleillé est bonne, mais un fort ensoleillement affecte la productivité et la précision.
Possibilité de multi-gestes. Oui.
Durabilité. Dure assez longtemps. Le verre ne se brise qu'en cas de dommages graves.
De nos jours, personne ne doute que l'écran tactile de votre téléphone soit une chose pratique. De tels écrans sont utilisés pour créer de nombreux appareils : tablettes, téléphones portables, lecteurs, appareils de référence et de nombreux autres périphériques. L'écran tactile permet de remplacer de nombreux boutons mécaniques, ce qui est très pratique car il combine à la fois l'affichage et un périphérique de saisie de haute qualité. Le niveau de fiabilité des appareils augmente considérablement car il n'y a pas de pièces mécaniques. Actuellement, les écrans tactiles sont généralement divisés en plusieurs types : résistifs (il existe quatre, cinq, huit fils), capacitifs de projection, capacitifs matriciels, optiques et à jauge de contrainte. De plus, des affichages peuvent être créés sur la base d’ondes acoustiques de surface ou de rayons infrarouges. Il existe déjà plusieurs dizaines de technologies brevetées. De nos jours, les écrans capacitifs et résistifs sont les plus souvent utilisés. Examinons-les plus en détail.Écran résistif.
Le type le plus simple est celui à quatre fils, composé d'un panneau de verre spécial ainsi que d'une membrane en plastique. L'espace entre le verre et la membrane en plastique doit être rempli de microisolants capables d'isoler de manière fiable les surfaces conductrices les unes des autres. Des électrodes, qui sont de fines plaques de métal, sont installées sur toute la surface des couches. Dans la couche arrière, les électrodes sont en position verticale et dans la couche avant, en position horizontale afin que les coordonnées puissent être calculées. Si vous appuyez sur l'écran, le panneau et la membrane se fermeront automatiquement et un capteur spécial détectera la pression et la convertira en signal. Les écrans à huit fils, caractérisés par un haut niveau de précision, sont considérés comme le type le plus avancé. Cependant, ces écrans se caractérisent par un faible niveau de fiabilité et de fragilité. S'il est important que l'affichage soit fiable, vous devez choisir un type à cinq fils.
1 - panneau de verre, 2 - revêtement résistif, 3 - microisolants, 4 - film avec revêtement conducteur
Écrans matriciels.
Le design est similaire à un écran résistif, bien qu'il ait été simplifié. Des conducteurs verticaux ont été spécialement appliqués sur la membrane et des conducteurs horizontaux ont été appliqués sur le verre. Si vous cliquez sur l'écran, les conducteurs se toucheront et se fermeront définitivement en croix. Le processeur peut suivre quels conducteurs sont en court-circuit, ce qui permet de détecter les coordonnées du clic. Les écrans matriciels ne peuvent pas être qualifiés de très précis, ils n'ont donc pas été utilisés depuis longtemps.
Écrans capacitifs.
La conception des écrans capacitifs est assez complexe et repose sur le fait que le corps humain et l’écran forment ensemble un condensateur qui conduit le courant alternatif. De tels écrans sont réalisés sous la forme d'un panneau de verre recouvert d'un matériau résistif afin que le contact électrique ne soit pas gêné. Les électrodes sont situées aux quatre coins de l'écran et sont alimentées en tension alternative. Si vous touchez la surface de l'écran, une fuite de courant alternatif se produira à travers le « condensateur » susmentionné. Ceci est enregistré par des capteurs, après quoi les informations sont traitées par le microprocesseur de l’appareil. Les écrans capacitifs peuvent supporter jusqu'à 200 millions de clics, ils ont un niveau de précision moyen, mais, hélas, ils ont peur de toute influence des liquides.
Écrans capacitifs projectifs.
Les écrans capacitifs projetés peuvent, contrairement aux types évoqués précédemment, être capables de détecter plusieurs clics à la fois. Il y a toujours une grille spéciale d'électrodes à l'intérieur, et lors du contact avec elles, un condensateur se formera certainement. À cet endroit, la capacité électrique va changer. Le contrôleur pourra déterminer le point de croisement des électrodes. Ensuite les calculs ont lieu. Si vous appuyez sur l'écran à plusieurs endroits à la fois, ce n'est pas un condensateur qui se formera, mais plusieurs.
Écran avec une grille de rayons infrarouges.
Le principe de fonctionnement de tels écrans est simple et, dans une certaine mesure, similaire à celui d'un écran matriciel. Dans ce cas, les conducteurs sont remplacés par des rayons infrarouges spéciaux. Autour de cet écran se trouve un cadre dans lequel se trouvent des émetteurs et des récepteurs intégrés. Si vous appuyez sur l'écran, certains faisceaux se chevaucheront et ne pourront pas atteindre leur propre destination, à savoir le récepteur. En conséquence, le contrôleur calcule l'emplacement du contact. De tels écrans peuvent transmettre la lumière, ils sont durables, car il n'y a pas de revêtement sensible et il n'y a aucun contact mécanique. Cependant, de tels écrans ne répondent actuellement pas à une grande précision et craignent toute contamination. Mais la diagonale du cadre d'un tel écran peut atteindre 150 pouces.
Écrans tactiles basés sur les ondes acoustiques de surface.
Cet affichage est toujours réalisé sous la forme d'un panneau de verre, dans lequel sont intégrés des transducteurs piézoélectriques, situés à différents angles. Il existe également des capteurs réfléchissants et récepteurs autour du périmètre. Le contrôleur est chargé de générer des signaux dont la fréquence est élevée. Ensuite, les signaux sont toujours envoyés à des transducteurs piézoélectriques, qui peuvent convertir les signaux entrants en vibrations acoustiques, qui sont ensuite réfléchies par les capteurs réfléchissants. Les ondes peuvent ensuite être captées par des récepteurs, renvoyées vers des transducteurs piézoélectriques, puis converties en signal électrique. Si vous appuyez sur l'écran, l'énergie des ondes acoustiques sera partiellement absorbée. Les récepteurs sont sensibles à ces changements et le processeur peut calculer les points de contact. Le principal avantage est que les écrans tactiles basés sur des ondes acoustiques de surface suivent les coordonnées du point de pression et la force de pression. Les écrans de ce type sont durables, car ils peuvent résister à 50 millions de contacts. Le plus souvent, ils sont utilisés pour les machines à sous et les systèmes d'aide. Il convient de garder à l'esprit que le fonctionnement d'un tel affichage peut ne pas être précis en présence de bruit ambiant, de vibrations ou de pollution acoustique.
Un type universel d'écran tactile n'a pas encore été développé et les technologies actuellement utilisées présentent à la fois des avantages et des inconvénients. Découvrez les avantages et les inconvénients des principaux types d'écrans tactiles dans ce document.
L’utilisation d’écrans tactiles est plus appropriée dans les petits appareils portables. Premièrement, cela est dû à l'inconvénient d'utiliser une souris, un clavier et d'autres périphériques d'entrée dans les téléphones et autres petits appareils électroniques. Deuxièmement, l'élimination des boutons matériels vous permet d'augmenter considérablement la surface de l'écran. Troisièmement, la production d’écrans tactiles est coûteuse et leur utilisation sur de grands écrans reste au moins économiquement non rentable.
Cependant, ayant commencé avec des appareils aussi petits que les PDA, les écrans tactiles ont déjà atteint le moyen format (tablettes et certains ordinateurs portables), et ce n'est qu'une question de temps avant qu'ils n'apparaissent sur le grand écran.
Il n'existe que quelques types d'écrans tactiles. Ci-dessous, nous discuterons des trois technologies les plus courantes, ainsi que de plusieurs de leurs variétés.
PANNEAUX RÉSISTIFS
La partie tactile de ces écrans est constituée de deux couches séparées par un petit espace, chacune comportant un réseau d'éléments résistifs ou conducteurs (selon la mise en œuvre spécifique).
Lorsque vous appuyez avec un doigt, un stylet (ou tout autre objet) sur la surface de l'écran, ces couches entrent en contact, les éléments se ferment et l'écran « comprend » où il a été touché.
Étant donné que le contact entre les deux couches n'est possible qu'à l'aide d'un matériau flexible qui se plie sous la pression, les écrans résistifs sont généralement recouverts d'un film flexible spécial plutôt que de verre. Cela entraîne des rayures et des dommages plus fréquents à l'écran lors de l'application d'une pression excessive avec le stylet.
La technologie est l’une des plus simples, elle a donc été la première à apparaître dans les appareils tactiles. Il présente encore certains avantages, mais il présente plus d'inconvénients que les autres types d'écrans tactiles.
Avantages
En plus du prix bas (le coût de tels écrans est environ la moitié de celui des écrans capacitifs), la précision des écrans résistifs dépend également peu de l'état de la couche supérieure, donc si elle est sale ou mouillée, la réactivité du capteur ne change pratiquement pas.
Malgré l’âge de la technologie, elle nous permet toujours de fabriquer les écrans tactiles les plus précis. Dans un écran correctement calibré, vous pouvez réellement atteindre un pixel spécifique avec le stylet grâce à un réseau dense d'éléments résistifs.
Défauts
Malgré le fait qu'il existe des exceptions à cette règle, la plupart des écrans résistifs ne reconnaissent pas le multi-touch, c'est-à-dire que l'écran ne comprend qu'un seul toucher (le tout premier ou le plus fort), ce qui limite considérablement la possibilité de contrôler l'interface. Même dans les appareils où le multi-touch est implémenté, moins de touches simultanées sont toujours reconnues que dans les écrans capacitifs les plus courants.
L'utilisation de plusieurs couches réduit le contraste et la luminosité de l'écran. Le coefficient de transmission lumineuse est d'environ 75 %, soit environ 15 % de moins que celui des écrans capacitifs. Ainsi, dans les appareils dotés d'un capteur résistif, le contenu de l'écran est plus difficile à visualiser en plein soleil ou sous un fort éclairage artificiel.
L'utilisation de deux couches séparées par un petit espace est une raison indirecte de réduire la précision du capteur. Si vous tenez le stylet perpendiculairement à l'écran, alors la précision peut être la même, mais sous un angle, l'écart sera de plusieurs pixels du fait que le point sur lequel le stylet appuie n'est pas directement au-dessus du pixel souhaité (parallaxe effet).
La protection contre les entrées accidentelles dans les écrans résistifs est une certaine pression qui doit être surmontée pour que l'appareil compte la commande. Par conséquent, il est plus difficile d'équiper les écrans résistifs d'un revêtement de protection supplémentaire, ce qui ne fera qu'augmenter le seuil de réponse. Associés à un revêtement plastique, nécessaire à la souplesse de la couche tactile, les écrans résistifs sont plus susceptibles aux dommages que les autres, notamment aux rayures, et s'ils sont mal manipulés (en appuyant fort avec un objet pointu), ils peuvent tout simplement se fissurer.
Malgré le fait que le nombre de clics en chaque point spécifique soit estimé à 30 millions, les écrans résistifs tombent toujours en panne plus tôt que les autres types et sont les moins fiables selon cet indicateur.
Conclusion
Le faible coût et la résistance à la contamination (ou plutôt le maintien de la précision de saisie en cas de contamination), associés à tous les inconvénients ci-dessus, sont devenus la raison pour laquelle les écrans résistifs sont progressivement mis hors service, bien qu'ils aient pu prendre pied dans certaines niches, par exemple dans le secteur des terminaux de paiement rapide.
Stylets
Une caractéristique des appareils dotés d'un capteur résistif est l'utilisation généralisée d'un stylet dont la zone de contact avec la surface est plus petite que celle d'un doigt et dont la force de pression est plus grande, ce qui permet une saisie plus précise.
La présence d'un stylet est souhaitable, bien que non nécessaire pour les écrans de petite diagonale (principalement les téléphones, et il y a quelques années, les PDA), cependant, dans les tablettes, une précision suffisante peut être obtenue avec les doigts.
Après que les PDA ont été complètement remplacés par les smartphones et autres appareils il y a quelques années, il semblait que les stylets avaient disparu avec eux pour toujours, mais on peut désormais voir de plus en plus leur réincarnation, en particulier dans les appareils de taille intermédiaire entre les smartphones et les tablettes.
Les écrans résistifs étant de moins en moins utilisés, les stylets ont également un peu changé. S'adaptant aux réalités modernes, ils ont commencé à être produits avec des accessoires spéciaux à la fin, reconnus par des écrans capacitifs.
PANNEAUX CAPACITIFS
Le principe de fonctionnement des écrans capacitifs est qu'une petite tension est appliquée à une couche spéciale de conducteur électrique située sur la surface extérieure de l'écran, formant un champ électrostatique uniforme. Lorsqu'un doigt, conducteur d'électricité, est appliqué sur l'écran, les propriétés du champ changent en raison de l'apparition d'une fuite (l'utilisateur agit comme une électrode de masse et « vole » le courant de l'écran). En modifiant la capacité, vous pouvez déterminer la présence d'un contact et ses coordonnées.
Pour déterminer les coordonnées, des électrodes sont installées dans les coins de l'écran qui mesurent l'intensité du courant de fuite, et plus il est fort sur chaque capteur spécifique, plus la pression s'est produite. En définissant des valeurs spécifiques, vous pouvez calculer très précisément les coordonnées du clic.
Une sous-classe d'écrans capacitifs sont les écrans capacitifs de projection, dont le principe de fonctionnement est également de mesurer la capacité, mais dont les éléments de base ne sont pas situés à l'extérieur de l'écran, mais à l'intérieur, ce qui augmente la sécurité du capteur. . Ce sont ces écrans qui sont désormais utilisés partout dans les smartphones.
Contrairement aux panneaux résistifs qui utilisent un matériau flexible, les capteurs capacitifs sont recouverts de verre. Cela les protège mieux des rayures, même s'ils sont plus susceptibles de provoquer des fissures s'ils sont soumis à un fort impact ou à une chute.
Avantages
L'absence de plusieurs couches de matériaux supplémentaires augmente non seulement la luminosité de l'écran (la transparence à la lumière est d'environ 90 %), mais réduit également la distance entre la surface de l'écran et l'image, vous permettant d'atteindre plus précisément les pixels souhaités. Même si le gain n'est pas important, il reste perceptible, surtout lorsque l'appareil se trouve à un certain angle par rapport à l'axe de vue, c'est-à-dire aux moments où la différence entre la position réelle du pixel souhaité sur l'écran et le point auquel vous devez appuyer sur Shift autant que possible les uns par rapport aux autres amis.
Les écrans Super AMOLED de Samsung réduisent encore l'épaisseur de l'écran en éliminant la couche supplémentaire d'éléments capacitifs. Dans ce type d'écran, ils sont intégrés directement dans la matrice.
Les écrans capacitifs sont beaucoup plus durables que les écrans résistifs (presque d'un ordre de grandeur) en ce qui concerne le nombre de clics avant la défaillance des éléments tactiles. Le nombre de ces répétitions est estimé à plus de 200 millions de fois.
Défauts
Les écrans capacitifs sont plus coûteux à fabriquer que les écrans résistifs et nécessitent que le matériau touchant leur surface ait les propriétés d'un conducteur. Par conséquent, il ne sera pas possible d'utiliser un objet pratique ou de travailler avec des gants ordinaires dotés d'écrans capacitifs. À cet égard, les stylets et gants capacitifs spéciaux pour travailler avec des écrans tactiles par temps froid se généralisent.
La précision des écrans capacitifs est quelque peu inférieure à celle des écrans résistifs, bien que dans les tâches pratiques, cette différence ne soit pas très perceptible, puisqu'elle est littéralement de 1 à 3 pixels, et étant donné que dans la plupart des cas, l'interface du programme est déjà conçue pour éliminer ces erreurs , il est difficile d'appeler cela un inconvénient.
Conclusion
Les panneaux capacitifs, en termes de caractéristiques et de prix, sont les mieux adaptés aux écrans d'appareils mobiles, c'est pourquoi ils dominent désormais ce secteur.
PANNEAUX INFRAROUGES
Malgré le fait que les capteurs infrarouges ont commencé à apparaître dans les appareils plus tard que les autres types de panneaux, ils ne doivent pas être considérés comme plus avancés. Ils présentent plusieurs avantages, mais très probablement, comme les écrans résistifs, ils resteront de niche et ne pourront pas supplanter les panneaux capacitifs.
Optique
La principale différence entre les capteurs infrarouges et tous les autres est que les capteurs spéciaux ne sont pas situés sur la surface de l'écran, mais le long des bords de celui-ci et forment une série de rayons infrarouges horizontaux et verticaux directement au-dessus de l'écran. Lorsqu'un objet touche l'écran, les rayons sont brisés et ainsi l'emplacement du contact est déterminé.
Thermique
Un type d’écrans infrarouges sont les écrans dotés de capteurs thermiques. Pour qu’ils réagissent au toucher, l’objet doit être chaud.
Comme les panneaux capacitifs, les appareils dotés de capteurs infrarouges utilisent un revêtement de verre protecteur, ce qui présente les mêmes avantages et inconvénients : une meilleure résistance aux rayures, mais plus susceptibles de se fissurer en cas de choc violent.
Avantages
L'emplacement des capteurs sur les côtés de la matrice permet d'éliminer la couche intermédiaire sur la matrice LCD, ce qui améliore la luminosité de l'image (la transparence du revêtement est proche de 100%), réduit l'écart entre l'image réelle et la surface de l'écran, rend l'écran plus résistant aux dommages et vous permet également de travailler avec un écran contaminé, mais à condition que la contamination n'interfère pas avec la libre propagation des rayons infrarouges.
Les écrans infrarouges (optiques) peuvent être utilisés avec des gants ou à l’aide de tout autre objet pratique.
Défauts
Toute contamination sur les bords de la matrice, masquant les sources de signaux infrarouges, entraîne des dysfonctionnements des capteurs. Des problèmes surviennent également avec une légère courbure de l'appareil, lorsque les rayons quittent un plan parallèle à l'écran.
Cependant, l’un des problèmes les plus courants avec les capteurs infrarouges concerne les fausses alarmes. Étant donné que les utilisateurs n'ont pas besoin de toucher physiquement l'écran, les capteurs sont parfois activés lorsque le doigt est suffisamment proche de l'écran ou lorsqu'il se déplace d'un point à un autre.
Malgré le fait que les capteurs infrarouges sont souvent utilisés dans des appareils relativement peu coûteux (par exemple, les liseuses électroniques), les écrans dotés d'un capteur infrarouge eux-mêmes sont plus chers que les écrans résistifs et capacitifs.
Conclusion
Si les écrans résistifs et capacitifs pouvaient être conditionnellement classés comme types d'écrans respectivement en voie de disparition et dominants, alors les capteurs infrarouges constituent une technologie d'appareil marginale, car ils sont utilisés dans des modèles peu connus d'électronique portable. L’exception concerne les liseuses électroniques, telles que la Nook Touch.
AU LIEU D'UN ÉPILOGUE
Les écrans tactiles et conventionnels connaîtront de nombreuses autres innovations dans un avenir proche (matrice flexible, nouveaux revêtements de protection), mais en ce qui concerne les technologies responsables de la reconnaissance des entrées, il n'y a pas d'alternatives révolutionnaires à l'horizon, de sorte que les capteurs capacitifs continueront à dominer. comme le plus pratique et relativement peu coûteux par rapport aux autres types de capteurs.
Pour contrôler les gadgets modernes, il n'est plus nécessaire d'appuyer sur des boutons, il suffit de toucher l'écran. Cela est devenu possible grâce à l'écran tactile (parmi les experts, il est simplement appelé « touch » ou « touch panel »), qui est devenu partie intégrante des smartphones et tablettes, y compris les iPhone et iPad. Il n'est pas surprenant qu'en raison d'une utilisation fréquente, il tombe souvent en panne et devienne un casse-tête pour le propriétaire de l'appareil. Si vous comprenez ce qu'est ce composant et selon quels principes il fonctionne, vous pouvez rapidement détecter un dysfonctionnement et éviter des situations délicates lorsque vous contactez un centre de service.
Qu'est-ce qu'un écran tactile
Ce terme est formé de deux mots anglais - touch et screen, qui se traduisent littéralement par « écran tactile ». L'histoire de son apparition est longue et s'est déroulée en plusieurs étapes. Le premier écran au monde commandé par le doigt a été inventé et décrit dans ses travaux scientifiques par l'Américain E. A. Johnson en 1965. Cinq ans plus tard, le Dr Samuel Hurst, grâce à des expériences, a développé écran tactile résistif, et la production physique réelle du produit n'a commencé qu'en 1973.
Actuellement, les citadins utilisent presque quotidiennement des écrans tactiles : non seulement les smartphones et les tablettes en sont équipés, mais aussi les distributeurs automatiques de billets, les bornes d'information et les points d'acceptation de paiement. Écran tactile se connecte à l'affichage et est sensible à tout contact. Il peut être décrit comme un périphérique de saisie d’informations servant à remplacer un clavier.
Il est important de savoir que l’écran tactile n’est qu’une partie de la conception globale, responsable uniquement du capteur. Pour transférer une image un affichage est utilisé, qui est une matrice à cristaux liquides. L'unité de ces deux éléments s'appelle un module d'affichage, qui est pratiquement le composant principal de tout appareil de haute technologie.
Comment fonctionne l'écran tactile
Le principe de fonctionnement de l'écran tactile est simple : tout contact dessus déclenche une fonction ou entraîne certaines actions. Les caractéristiques physiques de son fonctionnement dépendent directement du type d'écran tactile. Il y en a sept au total, mais les plus courants aujourd'hui sont trois.
Le moins cher à produire, résistant à la saleté et aux changements de température. Comprend panneau de verre et membrane en plastique, entre lesquels se trouvent les isolateurs. Toute pression fait passer le verre à travers le micro-isolant et la membrane et le panneau se ferment. Après cela, un contrôleur spécial lit les modifications et les convertit en coordonnées de contact. Les faiblesses de ce modèle sont une faible transmission lumineuse, une courte durée de vie et un risque élevé de dommages en cas de chute. 
Écran capacitif
Plus fiable et durable, mais vulnérable aux intempéries, à l'eau et à la pollution. Il utilise un verre tactile spécial recouvert d'un matériau résistif. Il est traversé par un courant alternatif alimenté par des électrodes situées aux coins de l'écran. Autrement dit, lorsque vous touchez l'écran tactile, une fuite de courant se produit, qui est détectée par des capteurs spéciaux. Ils enregistrent ces modifications et les transmettent au responsable du traitement.
Capteur d'ondes acoustiques de surface
L'un des écrans les plus complexes. La particularité de son travail est que dans l'épaisseur du verre il y a vibrations ultrasoniques. Lorsque vous appuyez sur l'écran tactile, les ondes sont absorbées et converties en un signal électrique, qui est ensuite transmis au contrôleur. L'avantage de cette technologie est sa longue durée de vie, égale à au moins 45 millions de contacts. Le principal inconvénient est que l’écran est extrêmement sensible à la saleté et aux interférences électromagnétiques.
En plus de cela, il existe plusieurs autres types d’écrans tactiles. Ceux-ci inclus:
- Capacitif projeté. À l'intérieur de ces écrans se trouve une grille d'électrodes qui, lorsqu'elles sont pressées, forment un condensateur dont la capacité est mesurée par des capteurs électroniques.
- Infrarouge. Sur leurs bords se trouvent des émetteurs et des récepteurs de lumière dans la plage IR ; lorsque vous touchez l'écran, une partie de la lumière est bloquée et ainsi l'emplacement du clic est déterminé.
- Tansométrique. Ils reposent sur une simple fixation de la déformation de l'écran, résistent aux dommages et sont souvent installés à l'extérieur.
- Induction. À l'intérieur d'eux se trouvent une bobine d'inductance et des fils ; lorsqu'un tel écran est touché avec un outil spécial, la tension du champ magnétique existant change.
Comment vérifier l'écran tactile
Le pavé tactile peut ne pas fonctionner correctement si l'appareil mobile est physiquement endommagé ou sans raison apparente. Les facteurs suivants indiquent que le problème vient du capteur :
Il peut y avoir plusieurs raisons à un tel dysfonctionnement :
- Affichage sale. Si vous n'essuyez pas rapidement le capteur avec des moyens spéciaux, il sera abondamment recouvert d'empreintes digitales et de marques grasses pendant le fonctionnement, ce qui peut réduire sa sensibilité.
- Violation régime de température. Des températures trop élevées ou trop basses, ainsi que leur forte baisse, sont une cause fréquente de dysfonctionnements de l'écran tactile.
- Dommages au câble. Il peut se décoller du verre suite à des dommages mécaniques, perturbant ainsi la liaison entre ce dernier et le revêtement tactile.
- Pénétration d'humidité. S'il y a du liquide à l'intérieur du gadget, une oxydation des contacts peut se produire. Parfois, le problème peut être résolu avec un sèche-cheveux.
- Accident logiciel. Dans ce cas, vous devez reflasher l'appareil, pour cela vous aurez besoin d'un câble USB et du logiciel lui-même.
Comment remplacer vous-même l'écran tactile de votre téléphone
Avant de retirer l'écran tactile, vous devez éteignez votre smartphone, retirez la batterie et la carte SIM. Il est important de se souvenir de la séquence de démontage afin de pouvoir remonter ultérieurement l'appareil sans endommager les éléments internes. Certains modèles peuvent nécessiter un démontage complet du boîtier, ce qui nécessite des connaissances particulières. Pour remplacer l'écran tactile de votre téléphone de vos propres mains, vous devez préparer à l'avance un équipement spécial, à savoir :
Le processus de remplacement de l'écran tactile est le suivant :
- Décoller couverture arrière du téléphone;
- Tournevis retirer tous les boulons le long du périmètre du corps ;
- Soigneusement insérez la spatule entre la fixation du boîtier et le levier ;
- Sèche-cheveux réchauffer la colle connecter le capteur à la matrice jusqu'à une température maximale de 80 °C ;
- Épingler pour afficher ventouse, qui permettra de séparer l'écran tactile de la matrice ;
- Appliquer fine couche de colle et installez un nouveau pavé tactile ;
- Soigneusement presse et retirez toute colle restante ;
- Remontez l'appareil dans l'ordre inverse.
Quelle est la différence entre l'écran tactile et l'affichage
L'écran est la partie du smartphone sur laquelle l'image est affichée. C'est lui qui est le conducteur de l'information visuelle et la rend accessible à l'œil humain. Un écran tactile est une vitre tactile dont la fonction principale est d'appeler une fonction particulière. Autrement dit, il est seulement outil de saisie d'informations, mais pas de conclusion. 
Si le téléphone est cassé et que des toiles d'araignées apparaissent dessus, mais que l'écran continue de fonctionner et que vous pouvez voir clairement l'image, seul le capteur doit être remplacé. Lorsque l'appareil déforme l'image et présente des taches, vous devrez modifier l'affichage, ce qui est une procédure plus longue et plus coûteuse.