Quali sono i diversi tipi di touchscreen e come funzionano?
Molti dispositivi che usiamo oggi hanno la tecnologia touchscreen. E spesso, è più facile interagire con il tuo dispositivo toccando o scorrendo sul display, piuttosto che utilizzando i pulsanti fisici.
Sebbene usiamo i touchscreen da un po’ di tempo, molte persone non pensano alla tecnologia dietro di loro. Ecco un approfondimento sui diversi tipi di touchscreen e su come funzionano.
Touchscreen a infrarossi
Gli infrarossi sono una delle forme più antiche di tecnologia touchscreen. Sebbene i touchscreen a infrarossi possano essere utilizzati con i guanti, non supportano il multi-touch e hanno tempi di risposta lenti.
Come funzionano i touchscreen a infrarossi
Come suggerisce il nome, i touchscreen a infrarossi utilizzano la luce a infrarossi per registrare un tocco. I LED a infrarossi allineano due dei bordi del display (uno verticale e uno orizzontale) e gli altri due bordi sono rivestiti con sensori di luce. Ogni LED corrisponde a un sensore su un touchscreen a infrarossi e la luce a infrarossi viene costantemente trasmessa ai sensori.
Una volta posizionato il dito sul display, impedisci alla luce di colpire alcuni dei sensori. Non importa dove metti il dito, bloccherai la luce sia da un sensore dell’asse X che da un sensore dell’asse Y. Utilizzando queste informazioni, il display può individuare dove viene premuto il dito.
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Touchscreen capacitivi
I touchscreen capacitivi sono più vecchi degli infrarossi e sono la forma più antica di questa tecnologia. Negli anni ’60, Eric A. Johnson, che era alla ricerca di altri modi per interagire con i computer, sviluppò la tecnologia touchscreen capacitiva.
Come funzionano i touchscreen capacitivi
I touchscreen capacitivi utilizzano la capacità elettrica per funzionare. Sopra i pixel si trovano diversi strati di materiali. C’è lo strato superiore di vetro, uno strato di materiale conduttivo (tipicamente ossido di indio e stagno), un altro strato di vetro, un altro strato conduttivo e uno strato inferiore di vetro.
Gli strati sono separati dal vetro perché, a differenza degli strati di ossido di indio-stagno, il vetro non conduce bene l’elettricità. Questo fa fondamentalmente un grande condensatore.
I due strati conduttivi sono costituiti da microscopiche piastre a forma di diamante collegate. Uno strato ha le lastre disposte in colonne (per semplicità lo chiameremo strato 1), e l’altro ha le lastre disposte in righe (strato 2).
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Una corrente elettrica viene inviata attraverso i due strati conduttivi, facendo sì che gli elettroni fluiscano dallo strato 1 e si raccolgano nello strato 2. Il vetro in mezzo impedisce agli elettroni di saltare tra gli strati e completare un circuito. Lo strato 1 crea una carica positiva e lo strato 2 crea una carica negativa. Sebbene gli strati siano separati, i loro campi elettrici interagiscono ancora tra loro.
La carica accumulata rimane coerente e quando un oggetto conduttivo tocca lo strato di vetro superiore (ad esempio un dito), il suo campo elettrico cambia la carica in quel determinato punto. Il dispositivo registra questo cambiamento nella carica come un tocco. Gli oggetti non conduttivi come guanti e matite non cambieranno il campo, quindi non possono essere utilizzati su un touchscreen capacitivo.
Touchscreen resistivi
A metà degli anni ’70, Samuel Hurst ha inventato la tecnologia touchscreen resistiva. Oggi, la tecnologia resistiva è una delle tecnologie touchscreen più popolari al mondo.
Come funzionano i touchscreen resistivi
Come i touchscreen capacitivi, anche i touchscreen resistivi utilizzano due strati di ossido di indio e stagno. Nel caso dei touchscreen resistivi, tuttavia, i due strati sono in realtà destinati a entrare in contatto.
I touchscreen resistivi sono costituiti da un substrato superiore flessibile, il primo strato conduttivo, un traferro, uno strato di punti distanziatori, il secondo strato conduttivo e un substrato inferiore rigido. I puntini distanziatori sono puntini microscopici di materiale gelatinoso che impediscono agli strati di toccarsi quando non vengono premuti.
Una corrente costante di elettricità viene inviata attraverso entrambi gli strati conduttivi e quando un dito preme sul display, vengono premuti insieme in quel punto. Quando ciò accade, provoca un cambiamento in quella corrente. Proprio come con i touchscreen capacitivi, il dispositivo legge la variazione della carica come un tocco.
I touchscreen resistivi richiedono di applicare forza al display per registrare un tocco, mentre i touchscreen capacitivi no. D’altra parte, i touchscreen resistivi possono essere utilizzati con i guanti (o qualsiasi altro oggetto).
Touchscreen SAW (Surface Acoustic Wave)
I touchscreen a onde acustiche di superficie (SAW) non sono così popolari come i touchscreen capacitivi o resistivi. Tuttavia, offrono una migliore chiarezza dell’immagine.
Troverai i touchscreen SAW in diverse aree, inclusi gli sportelli automatici.
Come funzionano i touchscreen SAW?
Anziché utilizzare due strati di ossido di indio e stagno, i touchscreen SAW utilizzano le onde sonore per registrare un tocco. Su un angolo dello schermo ci sono due trasduttori trasmittenti. Questi componenti emettono onde sonore ultrasoniche in tutto il display.
Un trasduttore emette onde sonore sull’asse X e l’altro sull’asse Y. Sull’angolo opposto, due trasduttori riceventi raccolgono le onde sonore. Proprio come con i trasmettitori, c’è un ricevitore per l’asse X e uno per l’asse Y.
Lungo i bordi del display ci sono diversi riflettori sonori. Queste piastre piatte sono angolate per riflettere ogni onda sonora di 90 gradi. Quando un’onda sonora colpisce un riflettore, viene suddivisa in mini-onde che viaggiano attraverso il display (il numero di mini-onde corrisponde al numero di riflettori).
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Ogni mini-onda viaggia attraverso il display per colpire un altro riflettore sonoro e rimbalzare verso un ricevitore. Poiché le mini-onde colpiscono il ricevitore una dopo l’altra, il ricevitore può dire quale mini-onda appartiene a quale riflettore in base a quanto tempo impiega l’onda a colpirlo dopo che è stata prodotta l’onda sonora iniziale.
Quando un oggetto morbido, come un dito, entra in contatto con il display, assorbe le onde sonore in quel punto. Ciò significa che alcune delle onde sonore non arriveranno al ricevitore. Poiché i ricevitori possono tenere conto di ogni mini-onda, possono dire quali onde vengono assorbite e dove sono state intercettate, individuando infine dove è stato premuto il dito.
Touchscreen: sotto la superficie succede così tanto
Grazie alle innovazioni apportate alla tecnologia touchscreen, possiamo interagire tutti con i nostri dispositivi molto più facilmente che mai. Tutto ciò che serve è un tocco o uno scorrimento per navigare nella musica, navigare sul Web o comunicare con una persona cara.
Usiamo i touchscreen per i nostri smartphone e tablet, ma hanno molto di più da offrire oltre a questo da soli. E come dimostra l’impatto che questa tecnologia ha avuto sulle nostre vite, è quello che c’è sotto che conta.
