De nos jours, les écrans tactiles ont depuis longtemps cessé d'être exotiques. Ils se ressemblent tous de l’extérieur, mais ces affichages sont-ils réellement les mêmes ? Examinons la conception des principaux types d'écrans sensibles, leurs avantages, leurs inconvénients et leur champ d'application.

Aujourd'hui, les capteurs les plus utilisés sont ceux basés sur les technologies capacitives et résistives, ainsi que leurs variétés.

"Multi-touches"

C'est le nom de la technologie qui permet de reconnaître les pressions sur l'écran tactile en plusieurs points simultanément. Cela ouvre de nouvelles possibilités dans la gestion des appareils. L'interface Apple iPhone est un exemple d'utilisation de la technologie multi-touch.

Écrans tactiles capacitifs

	Par exemple : Tne Prada Phonepar LG

Écran tactile fonctionnant sur principe capacitif, répond réellement au toucher. Il est constitué d'un panneau de verre recouvert d'un composé conducteur transparent. Aux coins du panneau se trouvent quatre électrodes auxquelles le courant alternatif. Au moment où l'utilisateur touche un tel écran avec son doigt, charge électrique de la couche conductrice s'écoule sur la peau jusqu'au corps humain. Le contrôleur d'écran mesure l'intensité du courant généré dans les quatre électrodes - elle est proportionnelle à la distance entre le coin du panneau et le point de contact. En comparant les valeurs obtenues, vous pouvez connaître les coordonnées exactes du point de contact. Les capteurs fonctionnant selon ce principe peuvent être distingués « au toucher » : ils se déclenchent par un léger toucher et réagissent plus rapidement et plus clairement à la pression du bout du doigt qu'à celle d'un ongle. De plus, ils ne réagissent pas à la pression d’autres objets, surtout s’ils ne sont pas conducteurs. Par conséquent, un téléphone doté d’un tel écran ne peut pas être utilisé avec une main gantée. De plus, à mesure que la température diminue Caractéristiques électriques Les capteurs changent et l'écran commence à fonctionner moins bien. Ajoutons que ce principe est habituellement utilisé dans les pavés tactiles des ordinateurs portables.

	Par exemple : Apple iPhone

Écrans capacitifs projetés

Il existe un autre type de capteur capacitif : un écran capacitif projeté. Au dos se trouve une grille d'électrodes. Au point où la main touche, la capacité électrique change (selon les lois de l'électrodynamique, le corps humain est un condensateur), le contrôleur détermine à quelle intersection des électrodes cela s'est produit et calcule les coordonnées. De tels écrans, en plus d'une transparence et d'une durabilité élevées, présentent deux autres avantages importants : le substrat en verre peut être aussi solide que souhaité (et assez épais), et ils prennent également en charge le multi-touch. L’inconvénient est une précision moindre par rapport à la technologie capacitive conventionnelle.

Écrans tactiles résistifs

	Par exemple : HTC Touch Diamant

Le capteur résistif réagit de facto à la pression. L'écran est constitué de deux plaques entre lesquelles se trouve une composition qui ne conduit pas le courant électrique. Si vous touchez la plaque extérieure flexible (et transparente) avec votre doigt (ou tout autre objet - dans ce cas cela n'a pas d'importance), les plaques se ferment et le courant commence à circuler au point de contact. Pour déterminer l'emplacement du toucher, le contrôleur d'écran mesure la tension par paires entre les électrodes situées sur les bords du panneau. Un tel écran est dit à 4 fils (il existe aussi des écrans à 5 fils, qui présentent quelques différences).

La particularité de l'écran résistif est qu'il nécessite un effort physique pour fonctionner, qu'il reconnaît mieux la pression avec un ongle qu'avec un tampon et qu'il réagit à tout objet touchant la surface. Les appareils dotés d’écrans résistifs sont souvent équipés de stylets. Cet affichage fournit plus haute précision commandes (avec un stylet, vous pouvez littéralement frapper le pixel, alors qu'avec votre doigt dessus Écran capacitif- seulement sur une surface assez grande), mais du fait du contact constant avec des objets durs, la plaque flexible se couvre rapidement de rayures. La plupart d'entre eux sont équipés d'écrans résistifs. appareils mobiles.

Autres types d'écrans tactiles

Il existe également un certain nombre technologies tactiles, souvent assez exotique. Par exemple, utiliser une grille de rayons infrarouges ou encore générer des vibrations ultrasonores. Cette dernière est connue sous le nom de technologie des ondes acoustiques de surface. Il existe des systèmes basés sur des caméras qui suivent le mouvement (le multi-touch est également pris en charge ici) et basés sur des revêtements de traction dont la déformation change résistance électrique.

Beaucoup de gens pensent que l'époque écrans tactiles a commencé dans les années 2000, avec la sortie des premiers PDA (j'espère que personne ne pense que le premier écran tactile est apparu dans l'iPhone ?) Cependant, ce n'est pas le cas - le premier appareil grand public doté d'un écran tactile a été... ... une télé en 1982. Un an plus tard, le premier PC tactile de HP faisait son apparition. 10 ans plus tard, en 1993, apparaît Apple Newton - le fondateur du PDA, qui a introduit la mode des stylets (même si c'était plutôt une nécessité - l'écran est résistif), et déjà en 2007 avec Sortie iPhone un écran capacitif moderne est apparu sous la forme sous laquelle nous sommes tous habitués à le voir. L’histoire des écrans tactiles remonte donc à 35 ans et beaucoup de choses se sont passées pendant cette période.

D'après le nom, il ressort clairement que de tels affichages sont basés sur la résistance électrique. La conception d'un tel écran est simple : il y a un substrat au dessus de l'afficheur (afin de ne pas le déformer lorsqu'on appuie fort), après quoi il y a une couche résistive, un isolant et une deuxième couche résistive déjà sur la membrane :


La tension est appliquée aux bords gauche et droit de la membrane et aux bords inférieur et supérieur de la couche résistive du substrat. Que se passe-t-il lorsque l'on clique sur un tel affichage ? Les couches résistives se ferment, la résistance change, et donc la tension change également - et cela est facile à enregistrer, après quoi, connaissant la résistance d'une unité de la couche résistive, vous pouvez facilement connaître la résistance sur les deux axes jusqu'au point de pressage, et donc calculer lui-même le point de pressage :

C'est le principe de fonctionnement d'un écran résistif à quatre fils, et ceux-ci ne sont plus utilisés pour une raison simple : le moindre endommagement de la membrane comportant une couche résistive entraîne un dysfonctionnement de l'écran. Et compte tenu du fait qu'un tel écran est généralement piqué avec un stylet pointu, il n'est pas du tout difficile de causer des dommages.

Ensuite, ils ont décidé de procéder différemment : la membrane est devenue conductrice et les 4 électrodes étaient désormais situées sur la couche résistive du substrat, mais dans les coins, et la tension n'était fournie qu'à la membrane - c'est-à-dire que l'écran est devenu cinq -fil. Que se passe-t-il lorsque vous appuyez dessus ? La membrane touche la couche résistive, un courant commence à circuler, qui est retiré de 4 électrodes, ce qui permet là encore, connaissant la résistance de la couche résistive, de déterminer le point de contact :

Ce type est déjà plus « résistant au vandalisme » - même si la membrane est coupée, l'écran continuera à fonctionner normalement (sauf bien sûr à l'endroit de la coupe). Mais cela n’annule hélas pas d’autres problèmes communs à tous. écrans résistifs, et ils sont nombreux.

Premièrement, un tel écran ne perçoit qu'un seul toucher : il est facile de deviner que lorsque vous appuyez avec deux doigts à la fois, l'écran pensera que vous avez appuyé au milieu de la ligne reliant les points de contact. Le deuxième problème est qu'il faut vraiment appuyer sur l'écran, de préférence avec un objet pointu (clou, stylet). Bien sûr, vous pouvez vous y habituer, mais cela entraînait souvent des rayures caractéristiques qui n'ajoutaient pas de beauté à l'écran. Le troisième problème est qu'un tel écran ne transmet pas plus de 85 % flux lumineux, et en raison de son épaisseur, vous n'avez pas l'impression de toucher l'image directement avec votre doigt.

Mais néanmoins, il présente également des avantages : premièrement, il est très, très difficile de casser l'affichage dans un tel écran - il dispose d'une « triple protection » sous la forme d'une membrane, d'isolants et d'un substrat. Le deuxième avantage est que l'écran ne se soucie pas de ce que vous y tapez - vous pouvez travailler avec même avec des gants ordinaires (ce qui est très important en hiver). Mais, hélas, ces avantages ne compensaient pas les inconvénients, et avec la sortie de l'iPhone, un boom des écrans capacitifs a commencé.

Écrans capacitifs de surface

Il s'agit, pourrait-on dire, d'un type de transition entre les écrans capacitifs auxquels nous sommes habitués (qui sont des projections) et les anciens écrans résistifs. Le principe de fonctionnement est ici similaire à celui d'un écran à cinq fils : il y a une plaque de verre recouverte d'une couche résistive, et 4 électrodes dans les coins, qui fournissent un petit Tension alternative(Je vous explique pourquoi ce n’est pas permanent un peu plus bas). Lorsque nous appuyons sur un tel écran avec un objet conducteur mis à la terre, nous obtenons une fuite de courant au point d'appui, qui peut être facilement enregistrée :


Voici la réponse à la raison pour laquelle la tension est alternative : avec une tension constante, il peut y avoir des interruptions de fonctionnement si la mise à la terre est mauvaise, mais avec une tension alternative, ce n'est pas le cas.

Ils ont aussi beaucoup de problèmes : l'écran est désormais moins protégé, et si la plaque de verre est endommagée, tout l'écran cesse de fonctionner. Encore une fois, le multi-touch n'est pas pris en charge et, de plus, l'écran ne répond plus à une main gantée ou à des stylets - ils ne conduisent fondamentalement pas de courant.

Le seul avantage d'un tel écran est qu'il est devenu plus fin et plus transparent qu'un écran résistif, mais en général, peu de gens l'ont apprécié. Mais tout a changé avec la sortie de l'iPhone, qui utilisait un type d'écran tactile légèrement différent prenant déjà en charge le multi-touch.

Écrans capacitifs projetés

Maintenant, nous sommes déjà arrivés à type moderneécrans tactiles. Selon le principe de fonctionnement, il diffère sensiblement des précédents - ici les électrodes sont situées dans une grille à l'intérieur de l'écran (au lieu de 4 électrodes dans les coins), et lorsque vous appuyez sur l'écran, votre doigt forme des condensateurs avec les électrodes, par la capacité desquelles vous pouvez déterminer l'emplacement de la presse :

Avec un tel appareil à écran, vous pouvez appuyer dessus avec plusieurs doigts à la fois - s'ils sont situés suffisamment loin (plus loin que deux électrodes adjacentes dans la grille), alors ces pressions seront détectées comme différentes - c'est ainsi que le multi-touch est apparu , d'abord sur 2 doigts dans l'iPhone, et maintenant c'est déjà 10 doigts dans les tablettes. Grande quantité Il n'y a plus besoin de clics (il n'y a pas assez de personnes avec plus de 10 doigts) et la détection de plus de 5 à 7 clics en même temps impose une charge importante au contrôleur tactile.

L'un des avantages d'un tel écran, outre le support multi-touch, est la possibilité de réaliser de l'OGS (One Glass Solution) : le verre de protection de l'écran avec une grille d'électrodes intégrée et l'écran ne font qu'un : dans ce Dans ce cas, l'épaisseur est la plus petite et il semble que vous touchez l'image avec vos doigts. Cela conduit également au problème de fragilité : lorsqu'une fissure apparaît sur le verre, la grille d'électrodes est garantie de se briser et l'écran ne répond plus à la pression.

Ce sont les principaux types d’écrans tactiles, mais il en existe bien d’autres. Commençons peut-être par le type le plus ancien avec lequel les écrans tactiles ont commencé.

Écrans infrarouges

Encore une fois, le principe de fonctionnement ressort clairement du nom : sur les bords de l'écran se trouvent de nombreux émetteurs et récepteurs de lumière dans la gamme IR. Lorsqu'on appuie, le doigt bloque une partie de la lumière, ce qui permet de déterminer l'emplacement de la presse. Les avantages de tels écrans à l'aube de leur apparition étaient qu'ils pouvaient être équipés de n'importe quel écran, ce qui était fait avec un téléviseur en 1982. Les inconvénients sont également évidents - l'épaisseur d'une telle conception s'avère impressionnante, et le la précision du positionnement est assez faible.

Écrans pour jauges de contrainte

Écrans qui répondent à la pression (forte pression). Leur énorme avantage est qu’ils sont aussi « anti-vandalisme » que possible, c’est pourquoi ils sont utilisés dans divers guichets automatiques situés dans la rue.

Écrans à induction

Encore une fois, tout est clair d'après le nom : à l'intérieur de l'écran se trouvent un inducteur et une grille de fils. Lorsque vous touchez l'écran avec un stylet actif spécial, la tension du créé champ magnétique- c'est ainsi que le clic est enregistré. L'avantage le plus important d'un tel écran est la précision la plus élevée possible, c'est pourquoi ils ont fait leurs preuves sur les tablettes graphiques coûteuses.

Écrans optiques

Le principe est basé sur la réflexion interne totale : le verre est éclairé par un éclairage infrarouge, et tant qu'il n'y a pas de pression, les rayons lumineux sont entièrement réfléchis à la frontière du verre et de l'air (c'est-à-dire qu'il n'y a pas de rayon réfracté). Lorsque vous cliquez sur un tel écran, un faisceau réfracté apparaît et, à partir de l'angle de réfraction (ou de réflexion), vous pouvez calculer le point de clic.

Écrans à ondes acoustiques de surface

Peut-être l’un des écrans les plus complexes. Le principe de fonctionnement est que des vibrations ultrasonores sont créées dans l'épaisseur du verre. Lorsque vous touchez du verre vibrant, les ondes sont absorbées et des capteurs spéciaux situés dans les coins l'enregistrent et calculent le point de contact :


L'avantage de cette technologie est que vous pouvez toucher l'écran avec n'importe quel objet, pas nécessairement conducteur ou mis à la terre. Moins - l'écran craint toute contamination, il sera donc impossible de l'utiliser, par exemple sous la pluie.

Écrans d'heure d'été

Leur principe de fonctionnement est basé sur l'effet piézoélectrique - lorsque le diélectrique se déforme, il se polarise, ce qui entraîne une différence de potentiel - et il peut déjà être calculé. Les avantages sont une vitesse de réponse très rapide et la possibilité de travailler avec un écran très sale. L'inconvénient est que pour déterminer l'emplacement du doigt, celui-ci doit constamment bouger.

Il s'agit essentiellement de tous les types d'écrans tactiles. Bien sûr, la plupart d’entre eux sont étranges et il est peu probable que vous les rencontriez, mais la diversité et le développement de cette technologie sont encourageants.

20/07/2016 14/10/2016 par Pourquoi

L'histoire de la création de l'écran tactile.

Aujourd'hui, un écran tactile, ou plutôt un écran permettant de saisir des informations au toucher, ne surprendra personne. Presque tous les smartphones modernes, tablettes PC, certains livres électroniques et d'autres gadgets moderneséquipés d'appareils similaires. Quelle est l’histoire de ce merveilleux dispositif de saisie d’informations ?

On pense que le père du premier appareil tactile au monde est un professeur américain de l'Université du Kentucky, Samuel Hearst. En 1970, il fut confronté au problème de la lecture des informations contenues dans un grand nombre de bandes magnétiques. Son idée d'automatiser ce processus est devenue l'impulsion pour la création de la première entreprise d'écrans tactiles au monde, Elotouch. Le premier développement de Hirst et de ses associés s'appelait Elograph. Il a été lancé en 1971 et utilisait une méthode résistive à quatre fils pour déterminer les coordonnées du point de contact.

Le premier appareil informatisé doté d'un écran tactile fut le système PLATO IV, né en 1972 grâce à des recherches menées dans le cadre de formation en informatique aux États-Unis. Elle avait pavé tactile, composé de 256 blocs (16x16), et fonctionnant grâce à une grille de rayons infrarouges.

En 1974, Samuel Hearst fait à nouveau connaître sa présence. La société qu'il a fondée, Elographics, a lancé un écran tactile transparent et, trois ans plus tard, en 1977, ils ont développé un écran résistif à cinq fils. Quelques années plus tard, l'entreprise fusionne avec plus grand producteur Siemens Electronics et, en 1982, ils ont lancé conjointement le premier téléviseur au monde équipé d'un écran tactile.

En 1983, le fabricant équipement informatique Hewlett-Packard produit l'ordinateur HP-150, équipé d'un écran tactile fonctionnant sur le principe d'une grille infrarouge.

D'abord téléphone mobile Avec appareil tactile pour la saisie des informations il y avait un modèle Alcatel Une touche COM, sorti en 1998. C'est elle qui est devenue le prototype des smartphones modernes, même si, selon les normes actuelles, elle avait des capacités très modestes - un petit écran monochrome. Une autre tentative de smartphone à écran tactile était l'Ericsson R380. Il possédait également un écran monochrome et ses capacités étaient très limitées.

Écran tactile dans forme moderne est apparu en 2002 dans le modèle Qtek 1010/02 XDA, commercialisé par HTC. Il s’agissait d’un écran couleur avec une assez bonne résolution, prenant en charge 4 096 couleurs. Il utilisait une technologie de détection tactile résistive. Pour plus haut niveau les écrans tactiles ressortent entreprise Apple. C'est grâce à son iPhone que les appareils dotés d'écrans tactiles ont acquis une incroyable popularité et que leur développement du Multitouch (détection tactile à deux doigts) a considérablement simplifié la saisie d'informations.

Cependant, l’avènement des écrans tactiles n’était pas seulement une innovation pratique, mais comportait également certains inconvénients. Les appareils électroniques équipés d'un capteur sont plus sensibles à une manipulation imprudente et tombent donc en panne plus souvent. Même les écrans des iPhone se cassent. Heureusement, même un spécialiste non qualifié peut les remplacer.

Comment fonctionne un écran tactile ?

Une merveille comme un écran tactile - un écran avec la possibilité de saisir des informations en appuyant simplement sur sa surface à l'aide d'un stylet spécial ou simplement d'un doigt - a depuis longtemps cessé de surprendre les utilisateurs d'appareils modernes. gadgets électroniques. Essayons de comprendre comment cela fonctionne.

En fait, il existe plusieurs types d’écrans tactiles. un grand nombre de. Ils diffèrent les uns des autres par les principes qui sous-tendent leur travail. De nos jours, le marché de l’électronique moderne de haute technologie utilise principalement des capteurs résistifs et capacitifs. Cependant, il existe également des projections matricielles, capacitives, utilisant des ondes acoustiques de surface, infrarouges et optiques. La particularité des deux premiers, la plus courante, est que le capteur lui-même est séparé de l'écran, donc s'il tombe en panne, même un électricien novice peut facilement le remplacer. Il ne vous reste plus qu'à acheter un écran tactile pour votre téléphone portable ou tout autre appareil électronique.

Écran tactile résistif se compose d'une membrane en plastique flexible, que nous pressons avec notre doigt, et d'un panneau de verre. Un matériau résistif, essentiellement conducteur, est appliqué sur les surfaces intérieures des deux panneaux. Un micro-isolant est réparti uniformément entre la membrane et le verre. Lorsqu'on appuie sur l'une des zones du capteur, les couches conductrices de la membrane et du panneau de verre se ferment à cet endroit et un contact électrique se produit. Le circuit contrôleur du capteur électronique convertit le signal de pression en coordonnées spécifiques sur la zone d'affichage et les transmet au circuit de commande de l'appareil électronique lui-même. La détermination des coordonnées, ou plutôt son algorithme, est très complexe et repose sur le calcul séquentiel des coordonnées verticales puis horizontales du contact.

Les écrans tactiles résistifs sont assez fiables car ils fonctionnent normalement même lorsque la partie active est sale. panneau du haut. De plus, en raison de leur simplicité, ils sont moins chers à produire. Cependant, ils présentent également des inconvénients. L’un des principaux est la faible transmission lumineuse du capteur. Autrement dit, puisque le capteur est collé à l'écran, l'image n'est pas aussi lumineuse et contrastée.

Écran tactile capacitif. Son fonctionnement est basé sur le fait que tout objet possédant une capacité électrique, en l’occurrence le doigt de l’utilisateur, conduit le courant électrique alternatif. Le capteur lui-même est un panneau de verre recouvert d'une substance résistive transparente qui forme une couche conductrice. Le courant alternatif est fourni à cette couche à l'aide d'électrodes. Dès qu'un doigt ou un stylet touche l'une des zones du capteur, du courant fuit à cet endroit. Sa force dépend de la distance à laquelle le contact est établi avec le bord du capteur. Un contrôleur spécial mesure le courant de fuite et, en fonction de sa valeur, calcule les coordonnées du contact.

Un capteur capacitif, comme un capteur résistif, n'a pas peur de la contamination, ni des liquides. Cependant, par rapport au précédent, il a une transparence plus élevée, ce qui rend l'image sur l'écran plus claire et plus lumineuse. L'inconvénient d'un capteur capacitif vient de son caractéristiques de conception. Le fait est que la partie active du capteur est en fait située sur la surface elle-même et est donc sujette à l'usure et aux dommages.

Parlons maintenant des principes de fonctionnement des capteurs moins répandus aujourd'hui.

Capteurs matriciels Ils fonctionnent sur le principe résistif, mais diffèrent des premiers par leur conception la plus simplifiée. Des bandes conductrices verticales sont appliquées sur la membrane, des bandes conductrices horizontales sont appliquées sur le verre. Ou vice versa. Lorsqu'une pression est appliquée sur une certaine zone, deux bandes conductrices se ferment et il est assez simple pour le contrôleur de calculer les coordonnées du contact.

L'inconvénient de cette technologie est visible à l'œil nu : une très faible précision, et donc l'incapacité de fournir une grande discrétion au capteur. De ce fait, certains éléments de l'image peuvent ne pas coïncider avec l'emplacement des bandes conductrices, et donc cliquer sur cette zone peut soit provoquer une exécution incorrecte fonction souhaitée ou ne fonctionne pas du tout. Le seul avantage de ce type de capteurs est leur faible coût, qui vient à proprement parler de la simplicité. De plus, les capteurs matriciels ne sont pas difficiles à utiliser.

Écrans tactiles capacitifs projetés Il s'agit d'un type de capacitif, mais ils fonctionnent un peu différemment. Une grille d'électrodes est appliquée à l'intérieur de l'écran. Lorsqu’un doigt touche l’électrode correspondante et le corps humain, un système électrique est créé – l’équivalent d’un condensateur. Le contrôleur de capteur délivre une impulsion de microcourant et mesure la capacité du condensateur résultant. Du fait que plusieurs électrodes sont activées simultanément au moment du toucher, il suffit au contrôleur de calculer simplement l'emplacement exact du contact (en utilisant la plus grande capacité).

Les principaux avantages des capteurs capacitifs projetés sont une transparence élevée de l'ensemble de l'affichage (jusqu'à 90 %), une plage de températures de fonctionnement extrêmement large et une durabilité. Lors de l'utilisation de ce type de capteur, le verre support peut atteindre une épaisseur de 18 mm, ce qui permet de réaliser des écrans résistants aux chocs. De plus, le capteur résiste aux contaminations non conductrices.

Capteurs d'ondes acoustiques de surface – les ondes se propageant en surface solide. Le capteur est un panneau de verre avec des transducteurs piézoélectriques situés aux coins. L'essence du fonctionnement d'un tel capteur est la suivante. Les capteurs piézoélectriques génèrent et reçoivent des ondes acoustiques qui se propagent entre les capteurs sur la surface de l'écran. S’il n’y a pas de contact, le signal électrique est converti en ondes, puis redevenu un signal électrique. Si un contact se produit, une partie de l’énergie de l’onde acoustique sera absorbée par le doigt, et n’atteindra donc pas le capteur. Le contrôleur analysera le signal reçu et, à l'aide d'un algorithme, calculera l'emplacement du contact.

Les avantages de tels capteurs sont qu'à l'aide d'un algorithme spécial, il est possible de déterminer non seulement les coordonnées du toucher, mais également la force de pression - un élément d'information supplémentaire. De plus, le dispositif d'affichage final présente une très grande transparence puisqu'il n'y a pas d'électrodes conductrices translucides dans le trajet lumineux. Cependant, les capteurs présentent également un certain nombre d'inconvénients. Premièrement, il s'agit d'une conception très complexe et, deuxièmement, les vibrations interfèrent grandement avec la précision de la détermination des coordonnées.

Écrans tactiles infrarouges. Le principe de leur fonctionnement repose sur l'utilisation d'une grille de coordonnées de rayons infrarouges (émetteurs et récepteurs de lumière). À peu près la même chose que dans les coffres-forts des banques des longs métrages sur les espions et les voleurs. Lorsque vous touchez le capteur à un certain point, certains rayons sont interrompus et le contrôleur utilise les données des récepteurs optiques pour déterminer les coordonnées du contact.

Le principal inconvénient de ces capteurs est leur attitude très critique envers la propreté des surfaces. Toute contamination peut conduire à son inopérabilité totale. Bien qu'en raison de la simplicité de sa conception, ce type de capteur soit utilisé à des fins militaires, et même dans certains téléphones mobiles.

Les écrans tactiles optiques sont la suite logique des précédents. La lumière infrarouge est utilisée comme éclairage d’information. S'il n'y a pas d'objets tiers sur la surface, la lumière est réfléchie et pénètre dans le photodétecteur. Si un contact se produit, une partie des rayons est absorbée et le contrôleur détermine les coordonnées du contact.

L'inconvénient de la technologie est la complexité de la conception en raison de la nécessité d'utiliser une couche photosensible supplémentaire de l'écran. Les avantages incluent la possibilité de déterminer assez précisément le matériau avec lequel le toucher a été effectué.

La jauge de contrainte DST et les écrans tactiles fonctionnent sur le principe de la déformation de la couche superficielle. Leur précision est assez faible, mais ils résistent parfaitement influences mécaniques, ils sont donc utilisés dans les guichets automatiques, les distributeurs de billets et autres appareils électroniques publics.

Les écrans à induction sont basés sur le principe de formage Champ électromagnétique sous la partie supérieure capteur Lorsqu'on le touche avec un stylo spécial, les caractéristiques du champ changent et le contrôleur calcule à son tour les coordonnées exactes du contact. Ils sont utilisés dans les tablettes PC artistiques de la plus haute classe, car ils offrent une plus grande précision dans la détermination des coordonnées.

L’écran tactile, en tant que dispositif d’entrée/sortie d’informations, est apparu il y a relativement longtemps. Dans les années 90 du siècle dernier, on pouvait trouver en vente des PDA et autres appareils portables équipés d'un écran tactile. À mesure que la technologie a progressé, les smartphones à écran tactile se sont améliorés et de nouvelles exigences leur ont été imposées. Les écrans tactiles ont donc radicalement changé au cours de la dernière décennie.

Capteurs résistifs

Les capteurs les plus simples et les plus abordables pour smartphones. Ils sont constitués de deux couches sur lesquelles est appliqué un maillage de matériau conducteur transparent. Celui du bas est en verre (minéral ou organique) et celui du haut est en plastique. Entre eux se trouve une fine couche d’air. Au moment du toucher, un circuit est fermé entre les grilles des différentes couches, et le contrôleur détermine les coordonnées de l'endroit où le toucher est effectué.

Les avantages des écrans résistifs sont la sensibilité à la pression de n'importe quel objet, leur faible coût, leur simplicité de conception et leur précision. Le principal inconvénient est la fragilité : la couche supérieure en plastique est facile à couper ou à percer, après quoi le contact sera rompu et le capteur ne fonctionnera pas.

Les capteurs résistifs ont également une transparence relativement faible (jusqu'à 80 %), c'est pourquoi, à partir de 2010, ils ne sont plus utilisés sur les smartphones. Aujourd’hui, un tel écran tactile ne peut être trouvé que sur les téléphones bon marché fabriqués en Chine.

Capteurs capacitifs

Les capteurs capacitifs des smartphones sont constitués d'un panneau de verre recouvert d'une couche conductrice transparente et de quatre capteurs de coin. Il est alimenté par un faible courant alternatif dont la fuite, au toucher, est enregistrée par des capteurs, calculant les coordonnées de la presse. Outre le fait que ces écrans tactiles ne réagissent qu'au contact d'un objet avec conductivité électrique, ils ont une faible précision et ne sont pas capables de percevoir simultanément plusieurs clics.

Capteurs de projection capacitifs

Le plus courant sur smartphones modernes type de capteurs. Ils représentent un développement du type précédent. Au lieu d'une couche conductrice, une grille d'électrodes est appliquée sur le panneau, qui sont également alimentées. Au moment où vous touchez le doigt, agissant comme un condensateur, une fuite de courant se produit, dont l'emplacement est calculé par le contrôleur. Cette conception permet de suivre plusieurs touches (sur ce moment jusqu'à 10, plus - cela n'a pas de sens) en même temps.

La conception fondamentale de ces écrans tactiles est en train d’être modifiée par les fabricants d’appareils mobiles. Sur les écrans de smartphones OGS modernes, des électrodes sensibles peuvent être montées directement entre les cristaux (ou diodes) de la matrice, et l'écran est recouvert de verre trempé pour résister aux dommages.

Auparavant, la séparation était également pratiquée verre de protection et une couche de capteur : des électrodes ont été appliquées sur un film transparent recouvert de verre sur le dessus. Cette approche a permis de conserver la fonctionnalité du capteur même en présence de dommages graves (fissures, éclats).

Dans cet article, nous examinerons différentes sortesécrans tactiles, leurs fonctionnalités, avantages et inconvénients de la technologie.

"Multi-touches"

Cette technologie vous permet de reconnaître plusieurs tapotements à différents points de l'écran en même temps. Cela ouvre de nouvelles possibilités dans la gestion des appareils. L'iPhone d'Apple est un exemple de technologie multi-touch.

Écrans tactiles capacitifs

Par exemple : HTC Wildfire

L'élément de détection d'un écran tactile capacitif est du verre recouvert d'un composé conducteur transparent (généralement un alliage d'oxyde d'indium et d'oxyde d'étain). Aux coins du panneau se trouvent quatre électrodes qui appliquent une petite tension alternative à la couche conductrice.

Lorsqu'un doigt (ou autre objet conducteur) touche un tel écran, un couplage capacitif se forme entre le doigt et l'écran (fuite de courant), ce qui provoque une impulsion de courant au point de contact. Le contrôleur d'écran mesure l'intensité du courant généré dans les quatre électrodes. Le courant électrique provenant de chaque coin de l'écran est proportionnel à la distance jusqu'au point de contact, le contrôleur peut donc simplement comparer ces courants pour déterminer où le contact est effectué.

Avantages : fiable écran transparent avec un temps de réponse court, une résistance et une durabilité élevées.

Les inconvénients d'un tel écran sont qu'il ne peut être contrôlé qu'avec les doigts ou un stylet spécial avec capacité électrique. Par conséquent, en hiver, vous pouvez oublier d’utiliser un tel écran avec des gants. Et d'ailleurs, quand basses températures Les caractéristiques électriques du capteur changent et parfois il peut ne pas fonctionner correctement (depuis une mauvaise détermination des coordonnées de la presse jusqu'à une inopérabilité totale).

Écrans capacitifs projetés

Par exemple : Apple iPhone

Il existe un autre type de capteur capacitif : un écran capacitif projeté. Une grille d'électrodes est appliquée sur sa face arrière, à laquelle un faible courant est fourni, et le lieu de contact est déterminé par des points à capacité accrue.

De tels écrans, en plus d'une transparence et d'une durabilité élevées, présentent deux autres avantages importants : le substrat en verre peut être aussi résistant que souhaité (et assez épais), et ils permettent également l'utilisation de la technologie multi-touch, que les écrans capacitifs conventionnels pourraient pas les moyens.

L'inconvénient peut être une précision légèrement inférieure dans la détermination des coordonnées de la presse.

Écrans tactiles résistifs

Par exemple : HTC Touch Diamant

L'écran résistif ne répond qu'à la pression. L'écran est un affichage à cristaux liquides en verre sur lequel une membrane flexible est appliquée. Une composition résistive est appliquée sur les côtés en contact et l'espace entre les plans est divisé par un diélectrique.

Lorsque vous appuyez sur l'écran avec votre doigt (ou tout autre objet), il entre en contact avec la membrane et le courant commence à circuler au point de contact. Pour déterminer l'emplacement du toucher, le contrôleur d'écran mesure la tension par paires entre les électrodes situées sur les bords du panneau. Un tel écran est appelé 4 fils (il existe aussi des 5-6-7 fils, qui présentent quelques différences).

La particularité de l'écran résistif est qu'il nécessite un effort physique pour fonctionner, qu'il reconnaît mieux la pression avec un ongle qu'avec un tampon et qu'il réagit à tout objet touchant la surface. Les appareils dotés d’écrans résistifs sont souvent équipés de stylets. Un tel écran offre un contrôle de plus grande précision (avec un stylet, vous pouvez littéralement toucher un pixel, tandis qu'avec un doigt sur un écran capacitif, vous ne pouvez toucher qu'une zone assez grande), mais en raison du contact constant avec des objets durs, la membrane flexible devient rapidement couvert de rayures. La plupart des appareils mobiles sont équipés d'écrans résistifs.

Les inconvénients des écrans résistifs incluent également une faible transmission lumineuse - pas plus de 70 à 85 %, ce qui nécessite luminosité accrue rétroéclairage.

Mais ces écrans sont extrêmement bon marché à produire, ce qui explique leur large diffusion.