Ils sont partout ! Des assistants numériques personnels aux smartphones nouvelle génération en passant par les GPS, les Tablet PC, les baladeurs audio, les distributeurs de billets de banques, les bornes SNCF, sans compter les appareils photo numériques et les caméscopes, les écrans tactiles ont envahi des dizaines de dispositifs électroniques. Et pour cause : quoi de plus intuitif que de toucher une image avec le doigt ou un stylet pour sélectionner une option ou valider une commande ?Si les écrans sensibles sont aujourd’hui largement répandus, leur principe n’est pas nouveau. Il date du début des années 1970 avec l’invention du premier écran tactile doté d’une surface transparente en 1974 et le développement de la technique résistive en 1977, encore utilisée par les fabricants. Dans la plupart des cas, la couche tactile est ajoutée à un écran cathodique ou LCD traditionnel.
Un contact électrique au doigt
Pour les écrans tactiles, quatre techniques principales existent : résistive, capacitive, infrarouge et par ondes de surface. Mais les deux premières dominent le marché.Les écrans construits selon la technique résistive sont les plus simples à fabriquer. Cette technique met en ?”uvre une couche rigide et une couche flexible dotées d’un revêtement conducteur et séparées par des picots isolants. La pression du doigt ou d’un stylet provoque un contact électrique entre les deux couches, et un circuit électronique spécialisé, le contrôleur, détermine les coordonnées X et Y du point de contact. Le système d’exploitation de l’appareil se charge ensuite d’interpréter les mouvements du point de contact ?” par exemple, un glisser-déplacer. La technique résistive est la plus répandue dans les écrans tactiles ?” surtout pour les assistants numériques personnels et les consoles de jeux ?”, mais aussi dans l’industrie et les équipements médicaux. Robuste et économique, elle présente cependant deux inconvénients : les écrans sont moins lumineux, car ils sont composés d’une multitude de couches, et le contact ne s’établit que par une forte pression sur l’écran. Ce qui, à terme, peut endommager la couche flexible. Une autre approche, développée par les constructeurs, consiste à émettre des ondes de surface ultrasoniques (inaudibles à l’oreille humaine) et à placer des récepteurs selon l’horizontale et la verticale pour mesurer les variations de la vitesse de propagation des ondes lorsqu’on touche l’écran. Cette technique peut même effectuer une mesure en ‘ profondeur ‘ (distance entre le doigt et l’écran, voire pression du doigt) en calculant la quantité d’énergie de l’onde absorbée lors du contact. On peut, par exemple, imaginer un jeu vidéo où le joueur doit enfoncer un clou virtuel avec le doigt. Les écrans à ondes de surface possèdent une très grande luminosité. Ils sont employés surtout pour les bornes de jeux d’arcades et les bornes interactives mises à la disposition du public.Les constructeurs d’écrans tactiles utilisent aussi des rayons infrarouges pour détecter les contacts. Les rayons sont émis par une série de diodes électroluminescentes (LED) pour constituer une grille invisible, et captés par des phototransistors. Quand l’utilisateur touche l’écran, le faisceau infrarouge est coupé, et les capteurs répercutent l’information au contrôleur. Lequel en déduit la position du point de contact. Cette technique est très adaptée aux écrans de grande taille (ceux de plus de 40 pouces), et utilisée dans les bornes publiques de réservation (train, avion, etc. ). La luminosité est bonne, mais la résolution de la grille est faible. De plus, le coût de fabrication s’avère élevé.La quatrième technique consiste à placer sur le verre un revêtement conducteur métallique, puis à appliquer une faible tension électrique aux quatre coins de l’écran. Il se crée alors sur l’écran un champ électrique uniforme, qui est perturbé lors d’un contact avec le doigt (le courant est attiré vers le doigt). La mesure des variations de la tension électrique aux quatre coins de l’écran permet de calculer les coordonnées du point de contact. Une évolution de cette technique ‘ capacitive ‘ remplace le revêtement métallique par une grille de fils conducteurs extrêmement fins, que l’on peut ensuite protéger par une couche de verre ou de plastique. La technique ‘ capacitive projetée ‘ est ainsi utilisée dans les bornes SNCF, les tablettes tactiles des ordinateurs portables, mais surtout dans l’iPhone, le fameux téléphone multimédia d’Apple.
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