Πώς λειτουργούν οι οθόνες αφής;

Οθόνες αφής στα smartphones, στους υπολογιστές ή ακόμα και σε τηλεχειριστήρια. Πώς λειτουργούν όμως;

Για αρχή, οι οθόνες αφής κατηγοριοποιούνται σε resistive και σε capacitive (πιο νέα τεχνολογία).

1. Resistive touch screens

Αυτές είναι οι πιο απλές οθόνες αφής που δέχονται ενα «άγγιγμα» κάθε φορά, όπως στις οθόνες των ταμείων των σουπερμάρκετ, για παράδειγμα, ή στις οθόνες των courier όπου υπογράφουμε.

Απέξω υπάρχει ένα ανθεκτικό στρώμα για την προστασια της οθόνης. Εσωτερικά, αποτελούνται από δυό λεπτά στρώματα, το ένα είναι μη αγώγιμο (resistive) ενώ το άλλο όχι, που διαχωρίζονται από μικροσκοπικές κουκίδες-αποστάτες (spacers). Μέσα από αυτά περνά ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά όταν το δάχτυλό μας ακουμπά την οθόνη, ταδύο στρώματα πλησιάζουν και το ηλεκτρικό ρεύμα αλλάζει στο σημείο της επαφής. Το λογισμικό της συσκευής αναγνωρίζει την αλλαγή αυτή σε αυτές τις συντεταγμένες της οθόνης και εκτελεί τη λειτουργία που αντιστοιχεί στο συγκεκριμένο σημείο.

touchscreen-1

(εικόνα από http://www.computerworld.com)

Οι resistive οθόνες είναι γενικά πιο ανθεκτικές, πιο οικονομικές και γενικά ως τεχνολογία υπάρχει από τη δεκαετία του 1970. Επίσης, είναι πιο δύσχρηστες στην ανάγνωση καθώς τα πολλαπλά στρώματα αντανακλούν περισσότερο το φως του περιβάλλοντος. Και φυσικά, δεν μπορούν να διαχειριστούν περισσότερα από ένα «αγγίγματα» τη φορά, όπως για παράδειγμα το ζοομάρισμα με τα δυο δάχτυλα.

 

2. Capacitive touch screens

Σε αντίθεση με τις resistive οθόνες αφής, οι capacitive οθόνες δεν βασίζονται στην πίεση του δακτύλου μας. Η ονομασία τους έχει να κάνει με τους πυκνωτές (capacitors) οι οποίοι είναι διατάξεις που μπορούν να αποθηκεύσουν ηλεκτρικά φορτία. Οι συγκεκριμένες οθόνες λειτουργούν με οτιδήποτε κρατά ένα ηλεκτρικό φορτίο – συμπεριλαμβανομένου του ανθρώπινου δέρματος.

Είναι κατασκευασμένες από υλικά όπως ο χαλκός ή το οξείδιο κασσίτερου ινδίου (ΙΤΟ) που αποθηκεύουν ηλεκτρικά φορτία σε ένα ηλεκτροστατικό πλέγμα από μικροσκοπικά σύρματα, μικρότερα κι από μια ανθρώπινη τρίχα. Μάλιστα, αν κρατήσετε το smartphone σας σε έντονο ηλιακό φως ακριβώς στη σωστή γωνία, ίσως παρατηρήσετε ένα πλέγμα κουκίδων κάτω από την επιφάνεια του γυαλιού. Πρόκειται για τα εν λόγω οριζόντια και κάθετα διαφανή αγώγιμα σύρματα που σχηματίζουν πυκνωτές στις διασταυρώσεις.

touch-screen-principles

(εικόνα από www.lorextechnology.com)

Το ανθρώπινο δέρμα άγει την ηλεκτρική ενέργεια, έτσι όταν το δάχτυλό μας ακουμπά την οθόνη, μειώνει το φορτίο στο σημείο τομής του πλέγματος όπου βρίσκεται ο πυκνωτής και ο μικροεπεξεργαστής υπολογίζει το οποίο ενεργοποιήθηκαν σημεία επαφής.

(Αυτός είναι ο λόγος capacitive οθόνες δεν λειτουργούν όταν φοράτε γάντια! To ύφασμα δεν άγει τον ηλεκτρισμό, εκτός κι άν είναι εφοδιασμένο με αγώγιμο νήμα)

3. Ποιο είναι το επόμενο; 

Υπάρχουν νεότερες τεχνολογίες για οθόνες αφής υπό ανάπτυξη, αλλά οι capacitive οθόνες αφής παραμένουν το κύριο βιομηχανικό πρότυπο για την ώρα. Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι οι οθόνες αφής με μεγάλη επιφάνεια.

Οι μηχανικοί λογισμικού από την Perceptive Pixel, η οποία σχεδιάζει οθόνες multi-touch, χρησιμοποιούν μια τεχνολογία που ονομάζεται Frustrated Total Internal Reflection (FTRI) για μεγαλύτερες οθόνες της τάξης των 82 ιντσών. Όταν αγγίζει κάποιος μια οθόνη FTRI, αυτή θα σκεδάσει το φως ενώ αρκετές κάμερες στο πίσω μέρος της οθόνης θα ανιχνεύσουν αυτό το φως, ακριβώς μια capacitive οθόνη αφής ανιχνεύει μια αλλαγή στην ηλεκτρικό ρεύμα.

 

Advertisements