Quels sont les différents types d’écrans tactiles et comment fonctionnent-ils ?

De nombreux appareils que nous utilisons aujourd’hui sont dotés de la technologie à écran tactile. Et souvent, il est plus facile d’interagir avec votre appareil en appuyant ou en balayant l’écran plutôt qu’en utilisant des boutons physiques.

Bien que nous utilisions des écrans tactiles depuis un certain temps maintenant, beaucoup de gens ne pensent pas à la technologie qui les sous-tend. Voici une plongée plus profonde dans les différents types d’écrans tactiles et leur fonctionnement.

Écrans tactiles infrarouges

L’infrarouge est l’une des plus anciennes formes de technologie d’écran tactile. Bien que les écrans tactiles infrarouges puissent être utilisés avec des gants, ils ne prennent pas en charge le multi-touch et ont des temps de réponse lents.

Comment fonctionnent les écrans tactiles infrarouges

Comme leur nom l’indique, les écrans tactiles infrarouges utilisent la lumière infrarouge pour enregistrer un toucher. Des LED infrarouges bordent deux des bords de l’écran (un vertical et un horizontal), et les deux autres bords sont bordés de capteurs de lumière. Chaque LED correspond à un capteur sur un écran tactile infrarouge, et la lumière infrarouge est constamment transmise aux capteurs.

Une fois que vous mettez votre doigt sur l’écran, vous empêchez la lumière de toucher certains des capteurs. Peu importe où vous placez votre doigt, vous bloquerez la lumière provenant à la fois d’un capteur d’axe X et d’un capteur d’axe Y. Grâce à ces informations, l’écran peut localiser l’endroit où le doigt est enfoncé.

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Écrans tactiles capacitifs

Les écrans tactiles capacitifs sont plus anciens que l’infrarouge et constituent la forme la plus ancienne de cette technologie. Dans les années 1960, Eric A. Johnson, qui cherchait d’autres moyens d’interagir avec les ordinateurs, a développé la technologie d’écran tactile capacitif.

Comment fonctionnent les écrans tactiles capacitifs

Les écrans tactiles capacitifs utilisent la capacité électrique pour fonctionner. Au-dessus des pixels se trouvent plusieurs couches de matériaux. Il y a la couche supérieure de verre, une couche de matériau conducteur (généralement de l’oxyde d’indium et d’étain), une autre couche de verre, une autre couche conductrice et une couche inférieure de verre.

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Les couches sont séparées par du verre car, contrairement aux couches d’oxyde d’indium et d’étain, le verre est un mauvais conducteur de l’électricité. Cela fait essentiellement un gros condensateur.

Les deux couches conductrices sont constituées de plaques en forme de losange connectées microscopiques. Une couche a les plaques disposées en colonnes (par souci de simplicité, nous l’appellerons couche 1), et l’autre a les plaques disposées en rangées (couche 2).

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Un courant électrique est envoyé à travers les deux couches conductrices, ce qui fait que les électrons s’écoulent de la couche 1 et se rassemblent dans la couche 2. Le verre intermédiaire empêche les électrons de sauter entre les couches et de terminer un circuit. La couche 1 accumule une charge positive et la couche 2 accumule une charge négative. Bien que les couches soient séparées, leurs champs électriques interagissent toujours les uns avec les autres.

La charge accumulée reste constante et lorsqu’un élément conducteur touche la couche de verre supérieure (par exemple, un doigt), son champ électrique modifie la charge à ce point précis. L’appareil enregistre ce changement de charge sous forme de contact. Les articles non conducteurs comme les gants et les crayons ne changeront pas le champ et ne peuvent donc pas être utilisés sur un écran tactile capacitif.

Écrans tactiles résistifs

Photo d'une personne utilisant l'écran tactile d'un appareil mobile

Au milieu des années 1970, Samuel Hurst a inventé la technologie d’écran tactile résistif. Aujourd’hui, la technologie résistive est l’une des technologies d’écran tactile les plus populaires au monde.

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Comment fonctionnent les écrans tactiles résistifs

Comme les écrans tactiles capacitifs, les écrans tactiles résistifs utilisent également deux couches d’oxyde d’indium et d’étain. Dans le cas des écrans tactiles résistifs, cependant, les deux couches sont en fait destinées à entrer en contact.

Les écrans tactiles résistifs sont constitués d’un substrat supérieur flexible, de la première couche conductrice, d’un entrefer, d’une couche de points d’espacement, de la deuxième couche conductrice et d’un substrat inférieur rigide. Les points d’espacement sont des points microscopiques de matériau gélatineux qui empêchent les couches de se toucher lorsqu’elles ne sont pas pressées.

Un courant électrique constant est envoyé à travers les deux couches conductrices, et lorsqu’un doigt appuie sur l’écran, ils se pressent ensemble à ce point. Lorsque cela se produit, cela provoque une modification de ce courant. Tout comme avec les écrans tactiles capacitifs, l’appareil lit le changement de charge comme un toucher.

Les écrans tactiles résistifs nécessitent que vous appliquiez une force à l’écran pour enregistrer un toucher, contrairement aux écrans tactiles capacitifs. D’autre part, les écrans tactiles résistifs peuvent être utilisés avec des gants (ou n’importe quel objet d’ailleurs).

Écrans tactiles SAW (Surface Acoustic Wave)

Les écrans tactiles à ondes acoustiques de surface (SAW) ne sont pas aussi populaires que les écrans tactiles capacitifs ou résistifs. Cependant, ils offrent une meilleure clarté d’image.

Vous trouverez des écrans tactiles SAW dans plusieurs domaines, y compris aux guichets automatiques.

Comment fonctionnent les écrans tactiles SAW

Plutôt que d’utiliser deux couches d’oxyde d’indium et d’étain, les écrans tactiles SAW utilisent des ondes sonores pour enregistrer un toucher. Sur un coin de l’écran, il y a deux transducteurs émetteurs. Ces composants émettent des ondes sonores ultrasonores dans tout l’écran.

Un transducteur déclenche des ondes sonores sur l’axe X et l’autre sur l’axe Y. Sur le coin opposé, deux transducteurs récepteurs captent les ondes sonores. Comme pour les émetteurs, il y a un récepteur pour l’axe X et un pour l’axe Y.

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Sur les bords de l’écran se trouvent plusieurs réflecteurs sonores. Ces plaques plates sont inclinées pour refléter chaque onde sonore à 90 degrés. Lorsqu’une onde sonore frappe un réflecteur, elle se divise en mini-ondes qui traversent l’écran (le nombre de mini-ondes correspond au nombre de réflecteurs).

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Chaque mini-onde se déplace à travers l’écran pour frapper un autre réflecteur sonore et rebondir vers un récepteur. Étant donné que les mini-ondes frappent le récepteur l’une après l’autre, le récepteur peut dire quelle mini-onde appartient à quel réflecteur en fonction du temps qu’il faut à l’onde pour le frapper après la production de l’onde sonore initiale.

Lorsqu’un objet mou, comme un doigt, entre en contact avec l’écran, il absorbe les ondes sonores à cet endroit. Cela signifie que certaines des ondes sonores ne parviendront pas au récepteur. Étant donné que les récepteurs peuvent tenir compte de chaque mini-onde, ils peuvent dire quelles ondes sont absorbées et où elles ont été interceptées, identifiant finalement où le doigt a été enfoncé.

Écrans tactiles : tant de choses se passent sous la surface

Grâce aux innovations apportées à la technologie des écrans tactiles, nous pouvons tous interagir avec nos appareils beaucoup plus facilement que jamais. Il vous suffit d’appuyer ou de glisser pour naviguer dans la musique, naviguer sur le Web ou communiquer avec un être cher.

Nous utilisons des écrans tactiles pour nos smartphones et tablettes, mais ils ont bien plus à offrir que cela seul. Et comme le montre l’impact de cette technologie sur nos vies, c’est ce qu’il y a en dessous qui compte.

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