Il existe une variété de technologies tactiles avec les différentes méthodes de détection tactile.
Résistiveedit
Un Écran tactile résistif comprend plusieurs couches minces, dont les plus importantes sont deux couches transparentes électriquement résistives se faisant face avec un mince espace entre elles. La couche supérieure (celle qui est touchée) a un revêtement sur la surface inférieure; juste en dessous se trouve une couche résistive similaire sur le dessus de son substrat., Une couche a des connexions conductrices le long de ses côtés, l’autre le long du haut et du bas. Une tension est appliquée à une couche et détectée par les autres. Lorsqu’un objet, tel qu’un bout du doigt ou une pointe de stylet, appuie sur la surface extérieure, les deux couches se touchent pour se connecter à ce point. Le panneau se comporte alors comme une paire de diviseurs de tension, un axe à la fois. En commutant rapidement entre chaque couche, la position de la pression sur l’écran peut être détectée.
Le toucher résistif est utilisé dans les restaurants, les usines et les hôpitaux en raison de sa grande tolérance aux liquides et aux contaminants., Un avantage majeur de la technologie tactile résistif est son faible coût. De plus, comme seule une pression suffisante est nécessaire pour que le toucher soit détecté, ils peuvent être utilisés avec des gants ou en utilisant quelque chose de rigide comme substitut du doigt. Les inconvénients comprennent la nécessité d’appuyer vers le bas, et un risque de dommages par des objets tranchants. Les écrans tactiles résistifs souffrent également d’un contraste plus faible, en raison des reflets supplémentaires (c’est-à-dire des reflets) des couches de matériau placées sur l’écran. C’est le type d’écran tactile utilisé par Nintendo dans la famille DS, la famille 3DS et la manette de jeu Wii U.,
surface acoustic wavedit
La Technologie Surface acoustic wave (SAW) utilise des ondes ultrasonores qui passent au-dessus de l’écran tactile. Lorsque l’écran est touché, une partie de l’onde est absorbée. Le changement des ondes ultrasonores est traitée par le contrôleur pour déterminer la position de l’événement tactile. Les panneaux tactiles à ondes acoustiques de Surface peuvent être endommagés par des éléments extérieurs. Les Contaminants sur la surface peuvent également interférer avec la fonctionnalité de l’écran tactile.,
CapacitiveEdit
Écran Tactile Capacitif d’un téléphone mobile
Le Casio TC500 montre à capteur tactile capacitif de 1983, avec une lumière inclinée exposant les tampons du capteur tactile et les traces gravées sur la surface supérieure du verre de la montre.
Un Écran tactile capacitif est constitué d’un isolant, tel que du verre, recouvert d’un conducteur transparent, tel que de l’oxyde d’indium-étain (ITO)., Comme le corps humain est également un conducteur électrique, toucher la surface de l’écran entraîne une distorsion du champ électrostatique de l’écran, mesurable comme un changement de capacité. Différentes technologies peuvent être utilisées pour déterminer l’emplacement du toucher. L’emplacement est ensuite envoyé au contrôleur pour traitement. Les écrans tactiles qui utilisent de l’argent au lieu D’ITO existent, car ITO provoque plusieurs problèmes environnementaux en raison de l’utilisation de l’indium., Le contrôleur est typiquement une puce complémentaire de circuit intégré spécifique à l’application (ASIC) de métal-oxyde-semi-conducteur (CMOS), qui à son tour envoie habituellement les signaux à un processeur de signal numérique CMOS (DSP) pour le traitement.
contrairement à un écran tactile résistif, certains écrans tactiles capacitifs ne peuvent pas être utilisés pour détecter un doigt à travers un matériau isolant électrique, tel que des gants. Cet inconvénient affecte particulièrement la facilité d’utilisation dans l’électronique grand public, comme les tablettes tactiles et les smartphones capacitifs par temps froid lorsque les gens peuvent porter des gants., Il peut être surmonté avec un stylet capacitif spécial, ou un gant d’application spéciale avec un patch brodé de fil conducteur permettant un contact électrique avec le bout des doigts de l’utilisateur.
un bloc d’alimentation à découpage de mauvaise qualité avec une tension instable et bruyante peut interférer Temporairement avec la précision, la précision et la sensibilité des écrans tactiles capacitifs.
certains fabricants d’écrans capacitifs continuent de développer des écrans tactiles plus fins et plus précis., Ceux pour les appareils mobiles sont maintenant produits avec la technologie « In-cell », comme dans les écrans Super AMOLED de Samsung, qui élimine une couche en construisant les condensateurs à l « intérieur de l » écran lui-même. Ce type d’écran tactile réduit la distance visible entre l’utilisateur du doigt et que l’utilisateur en touchant l’écran, la réduction de l’épaisseur et le poids de l’écran, ce qui est souhaitable dans les smartphones.
un condensateur à plaque parallèle simple a deux conducteurs séparés par une couche diélectrique. La plupart de l’énergie dans ce système est concentrée directement entre les plaques., Une partie de l’énergie se répand dans la zone à l’extérieur des plaques, et les lignes de champ électrique associées à cet effet sont appelées champs de franges. Une partie du défi de la fabrication d’un capteur capacitif pratique consiste à concevoir un ensemble de traces de circuits imprimés qui dirigent les champs de franges dans une zone de détection active accessible à un utilisateur. Un condensateur à plaque parallèle n’est pas un bon choix pour un tel motif de capteur. Placer un doigt près des champs électriques frangés ajoute une surface conductrice au système capacitif., La capacité de stockage de charge supplémentaire ajoutée par le doigt est connue sous le nom de capacité de doigt, ou CF. La capacité du capteur sans présence de doigt est connue sous le nom de capacité parasite, ou CP.
capacité de Surfacemodifier
dans cette technologie de base, un seul côté de l’isolant est recouvert d’une couche conductrice. Une petite tension est appliquée à la couche, ce qui entraîne un champ électrostatique uniforme. Lorsqu’un conducteur, tel qu’un doigt humain, touche la surface non revêtue, un condensateur est formé dynamiquement., Le contrôleur du capteur peut déterminer l’emplacement du toucher indirectement à partir de la variation de la capacité mesurée à partir des quatre coins du panneau. Comme il n’a pas de pièces mobiles, il est modérément durable mais a une résolution limitée, est sujet aux faux signaux du couplage capacitif parasite et nécessite un étalonnage pendant la fabrication. Il est donc le plus souvent utilisé dans des applications simples telles que les contrôles industriels et les kiosques.,
bien que certaines méthodes de détection de capacité standard soient projectives, en ce sens qu’elles peuvent être utilisées pour détecter un doigt à travers une surface non conductrice, elles sont très sensibles aux fluctuations de température, qui dilatent ou contractent les plaques de détection, provoquant des fluctuations de la capacité de ces plaques. Ces fluctuations entraînent beaucoup de bruit de fond, donc un signal fort du doigt est nécessaire pour une détection précise. Cela limite les applications à celles où le doigt touche directement l’élément de détection ou est détecté à travers une surface non conductrice relativement mince.,
Projected capacitanceEdit
face arrière d’un Globe Multitouch, basé sur la technologie tactile capacitif projeté (PCT)
écran tactile à capacité projetée 8 x 8 fabriqué à l’aide d’un fil de cuivre enduit d’isolation de 25 microns intégré dans un film de polyester transparent.,
ce diagramme montre comment huit entrées d’un écran tactile ou d’un clavier en treillis créent 28 intersections uniques, par opposition aux 16 intersections créées à l’aide d’un écran tactile multiplexé x / y standard .,
schéma de l’écran tactile capacitif projeté
La Technologie Tactile Capacitif Projeté (PCT; également PCAP) est une variante de la technologie tactile capacitive mais où la sensibilité au toucher, la précision, la résolution et la vitesse du toucher ont été grandement améliorées ». Ce traitement intelligent permet de projeter la détection des doigts, avec précision et fiabilité, à travers du verre très épais et même du double vitrage.,
certains écrans tactiles PCT modernes sont composés de milliers de touches discrètes, mais la plupart des écrans tactiles PCT sont constitués d’une matrice x / y de rangées et de colonnes de matériau conducteur, superposées sur des feuilles de verre.Cela peut être fait soit en gravant une seule couche conductrice pour former un motif de grille d’électrodes, en gravant deux couches perpendiculaires séparées de matériau conducteur avec des lignes ou des pistes parallèles pour former une grille, soit en formant une grille x/y de fils fins et isolants en une seule couche ., Le nombre de doigts pouvant être détectés simultanément est déterminé par le nombre de points de croisement (x * y) . Cependant, le nombre de points de croisement peut être presque doublé en utilisant une disposition en réseau diagonale, où, au lieu que les éléments x ne croisent que les éléments y, chaque élément conducteur croise tous les autres éléments .
la couche conductrice est souvent transparente, étant faite d’oxyde D’Indium-étain (ITO), une couche électrique transparente conductor.In certaines conceptions, la tension appliquée à cette grille crée un champ électrostatique uniforme, qui peut être mesuré., Lorsqu’un objet conducteur, tel qu’un doigt, entre en contact avec un panneau PCT, il déforme le champ électrostatique local à ce point. Ceci est mesurable comme un changement de capacité. Si un doigt comble l’écart entre deux des « pistes », le champ de charge est en outre interrompu et détecté par le contrôleur. La capacité peut être modifiée et mesurée à chaque point individuel de la grille. Ce système est capable de suivre avec précision la touche.
étant donné que la couche supérieure D’un PCT est en verre, il est plus robuste que la technologie tactile résistive moins coûteuse., Contrairement à la technologie tactile capacitive traditionnelle, il est possible pour un système PCT de détecter un stylet passif ou un doigt ganté. Cependant, l’humidité à la surface du panneau, l’humidité élevée ou la poussière recueillie peuvent interférer avec les performances.Ces facteurs environnementaux, cependant, ne sont pas un problème avec les écrans tactiles à base de « fil fin » en raison du fait que les écrans tactiles à base de fil ont une capacité « parasite » beaucoup plus faible et qu’il y a une plus grande distance entre les conducteurs voisins.
Il existe deux types de PCT: Capacité mutuelle et auto-capacité.,
Mutual capacitanceEdit
Il s’agit d’une approche PCT courante, qui utilise le fait que la plupart des objets conducteurs sont capables de maintenir une charge s’ils sont très proches les uns des autres. Dans les capteurs capacitifs mutuels, un condensateur est intrinsèquement formé par la trace de ligne et la trace de colonne à chaque intersection de la grille. Un tableau 16×14, par exemple, aurait 224 condensateurs indépendants. Une tension est appliquée aux lignes ou aux colonnes. Amener un doigt ou un stylet conducteur près de la surface du capteur modifie le champ électrostatique local, ce qui réduit la capacité mutuelle., Le changement de capacité à chaque point individuel de la grille peut être mesuré pour déterminer avec précision l’emplacement tactile en mesurant la tension dans l’autre axe. La capacité mutuelle permet un fonctionnement multi-touch où plusieurs doigts, paumes ou stylets peuvent être suivis avec précision en même temps.
auto-capacitanceEdit
Les capteurs Auto-capacitance peuvent avoir la même grille X-Y que les capteurs de Capacité mutuelle, mais les colonnes et les lignes fonctionnent indépendamment., Avec l’auto-capacité, la charge capacitive d’un doigt est mesurée sur chaque électrode de colonne ou de ligne par un compteur de courant, ou le changement de fréquence d’un oscillateur RC.
un doigt peut être détecté n’importe où sur toute la longueur d’une rangée. Si ce doigt est également détecté par une colonne, on peut supposer que la position du doigt est à l’intersection de cette paire ligne/colonne.Cela permet la détection rapide et précise d’un seul doigt, mais cela provoque une certaine ambiguïté si plusieurs doigts doivent être détectés., Deux doigts peuvent avoir quatre positions de détection possibles, dont seulement deux sont vraies. Cependant, en désensibilisant sélectivement tous les points de contact en conflit, les résultats contradictoires sont facilement éliminés. Cela permet d’utiliser « Auto-capacité » pour un fonctionnement multi-touch.
alternativement, l’ambiguïté peut être évitée en appliquant un signal de « désensibilisation » à toutes les colonnes sauf une . Cela laisse juste une courte section de la ligne sensible au toucher. En sélectionnant une séquence de ces sections le long de la rangée, il est possible de déterminer la position précise de plusieurs doigts le long de cette rangée., Ce processus peut ensuite être répété pour toutes les autres lignes jusqu’à ce que tout l’écran ait été scanné.
Les couches d’Écran Tactile auto-capacitives sont utilisées sur les téléphones mobiles tels que le Sony Xperia Sola, le Samsung Galaxy S4, Le Galaxy Note 3, Le Galaxy S5 et le Galaxy Alpha.
L’auto-capacité est beaucoup plus sensible que la capacité mutuelle et est principalement utilisée pour le simple toucher, la gestuelle simple et la détection de proximité où le doigt n’a même pas à toucher la surface du verre.La capacité mutuelle est principalement utilisée pour les applications multitouch.,De nombreux fabricants d’écrans tactiles utilisent à la fois des technologies de capacité auto et mutuelle dans le même produit, combinant ainsi leurs avantages individuels.
Utilisation des stylets sur les écrans capacitifsmodifier
Les écrans tactiles capacitifs n’ont pas nécessairement besoin d’être actionnés par un doigt, mais jusqu’à récemment, les stylets spéciaux requis pouvaient être assez coûteux à acheter. Le coût de cette technologie a considérablement diminué ces dernières années et les stylets capacitifs sont maintenant largement disponibles pour une charge nominale, et souvent donnés gratuitement avec des accessoires mobiles., Ceux-ci se composent d’un arbre électriquement conducteur avec une pointe en caoutchouc conductrice souple, reliant ainsi de manière résistive les doigts à la pointe du stylet.
infrared gridEdit
capteurs infrarouges montés autour de la montre d’affichage pour l’entrée tactile d’un utilisateur sur ce terminal PLATO V en 1981. L »éclat orange caractéristique de l » écran plasma monochromatique est illustré.,
Un Écran tactile infrarouge utilise un réseau de paires de LED infrarouges X-Y et de photodétecteurs autour des bords de l’écran pour détecter une perturbation du motif des faisceaux de LED. Ces faisceaux LED se croisent dans des motifs verticaux et horizontaux. Cela aide les capteurs à détecter l’emplacement exact du toucher. Un avantage majeur d’un tel système est qu’il peut détecter essentiellement n’importe quel objet opaque, y compris un doigt, un doigt ganté, un stylet ou un stylo., Il est généralement utilisé dans les applications extérieures et les systèmes de point de vente qui ne peuvent pas compter sur un conducteur (tel qu’un doigt nu) pour activer l’écran tactile. Contrairement aux écrans tactiles capacitifs, les écrans tactiles infrarouges ne nécessitent aucun motif sur le verre, ce qui augmente la durabilité et la clarté optique du système global. Les écrans tactiles infrarouges sont sensibles à la saleté et à la poussière qui peuvent interférer avec les faisceaux infrarouges, et souffrent de parallaxe dans les surfaces courbes et d’une pression accidentelle lorsque l’utilisateur passe un doigt sur l’écran tout en recherchant l’élément à sélectionner.,
projection acrylique infrarouge
une feuille acrylique translucide est utilisée comme écran de rétroprojection pour afficher des informations. Les bords de la feuille acrylique sont éclairés par des LED infrarouges et les caméras infrarouges sont concentrées à l’arrière de la feuille. Les objets placés sur la feuille sont détectables par les caméras. Lorsque la feuille est touchée par l’utilisateur, la déformation entraîne une fuite de lumière infrarouge qui culmine aux points de pression maximale, indiquant l’emplacement tactile de l’utilisateur. Les tablettes PixelSense de Microsoft utilisent cette technologie.,
optical imagingEdit
Les écrans tactiles optiques sont un développement relativement moderne de la technologie des écrans tactiles, dans lequel deux ou plusieurs capteurs d’image (tels que les capteurs CMOS) sont placés autour des bords (principalement les coins) de l’écran. Les rétroéclairages infrarouges sont placés dans le champ de vision du capteur sur le côté opposé de l’écran. Une touche bloque certaines lumières des capteurs, et l’emplacement et la taille de l’objet en contact peuvent être calculés (voir coque visuelle). Cette technologie gagne en popularité en raison de son évolutivité, de sa polyvalence et de son prix abordable pour les écrans tactiles plus grands.,
technologie du signal Dispersifmodifier
introduit en 2002 par 3M, ce système détecte un contact en utilisant des capteurs pour mesurer la piézoélectricité dans le verre. Des algorithmes complexes interprètent ces informations et fournissent l’emplacement réel du toucher. La technologie n’est pas affectée par la poussière et d’autres éléments extérieurs, y compris les rayures. Comme il n’y a pas besoin d’éléments supplémentaires à l’écran, il prétend également fournir une excellente clarté optique. N’importe quel objet peut être utilisé pour générer des événements tactiles, y compris les doigts gantés., Un inconvénient est qu’après le premier contact, le système ne peut pas détecter un doigt immobile. Cependant, pour la même raison, les objets au repos ne perturbent pas la reconnaissance tactile.
reconnaissance D’impulsions Acoustiquesmodifier
la clé de cette technologie est qu’une touche à une position quelconque sur la surface génère une onde sonore dans le substrat qui produit ensuite un signal combiné unique mesuré par trois ou plusieurs petits transducteurs fixés sur les bords de l’écran tactile. Le signal numérisé est comparé à une liste correspondant à chaque position sur la surface, déterminant l’emplacement tactile., Un toucher en mouvement est suivi par la répétition rapide de ce processus. Les sons étrangers et ambiants sont ignorés car ils ne correspondent à aucun profil sonore stocké. La technologie diffère des autres technologies basées sur le son en utilisant une méthode de recherche simple plutôt que du matériel de traitement du signal coûteux. Comme avec le système de technologie de signal dispersif, un doigt immobile ne peut pas être détecté après le toucher initial. Cependant, pour la même raison, la reconnaissance tactile n’est perturbée par aucun objet au repos., La technologie a été créée par SoundTouch Ltd au début des années 2000, telle que décrite par la famille de brevets EP1852772, et introduite sur le marché par la division Elo de Tyco International en 2006 sous le nom de reconnaissance D’impulsions acoustiques. L’écran tactile utilisé par Elo est en verre ordinaire, offrant une bonne durabilité et une clarté optique. La technologie conserve généralement la précision avec des rayures et de la poussière sur l’écran. La technologie est également bien adaptée aux écrans physiquement plus grands.