Le fonctionnement des scanners
Le fonctionnement des dispositifs de pointage
Le fonctionnement des imprimantes
Le fonctionnement des écrans
Les différentes technologies tactilesLes écrans capacitifs sont les écrans les plus répandus sur le marché des smartphones récents, bien que ce soit la plus ancienne technologie tactile. On les retrouve principalement sur les moyennes et hautes gammes de smartphones et tablettes.
Avantages :
Inconvénients :
Le fonctionnement de cet écran repose sur une couche de métal rare conducteur située entre un support un verre (côté intérieur de l’écran) et une couche protectrice (côté extérieur, le plus souvent en verre).
Cette couche conductrice est parcourue en continu par un courant électrique d’une certaine intensité. Au contact du doigt, ou d’un autre pointeur conducteur, une partie de ce courant est tout simplement transférée au doigt ou pointeur de l’utilisateur.
Ce transfert a pour effet de diminuer la charge électrique à l’endroit du contact. Ce déficit électrique est ensuite repéré en comparant l’intensité du courant aux positions des quatre électrodes.
L’écran capacitif est une technologie ancienne mais efficace. Moyennement coûteux, il est donc utilisé sur la plupart des systèmes tactiles - pas uniquement les smartphones puisqu’on retrouve également ce type d’écran sur les bornes tactiles ou les touch pad par exemple.
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En 1974, Sam Hurst, un chercheur à l’ONRL (Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA) conçoit le premier écran à technologie résistive. Le besoin de ce chercheur était de pouvoir effectuer de la saisie sur ordinateur à grande échelle et notamment la saisie de coordonnées graphiques. Pour ne pas avoir à attendre plus de deux mois que ce type de tâche soient accomplies par des stagiaires, il décide d’inventer un écran tactile pour saisir directement les points de coordonnées sur l’écran, et ainsi gagner un temps non négligeable. La technologie résistive est devenue la seconde technologie tactile la plus répandue après la technologie capacitive.
Un écran résistif est composé de deux couches conductrices séparées par une couche d’isolant. La couche supérieure en film de polyester, du côté de l’utilisateur, est flexible. La couche inférieure est en verre. Ces membranes sont conductrices par l’ajout d’une couche d’oxyde métallique. Ces deux couches sont tenus distantes par de microscopiques cales d’espacement.
Lorsque l’utilisateur touche l’écran, il applique une pression et crée un point de contact. Un contact électrique est induit dans les deux faces conductrices pendant l’opération. La variation dans les champs électriques de ces deux faces conductrices permet de déterminer les coordonnées du point de contact. Une fois les coordonnées déterminées, le traitement logiciel par le système s’établit.
Les écrans résistifs font partie de notre quotidien depuis plus d’une dizaine d’années et connaissent également un grand succès dans le domaine de l’informatique, notamment les tablettes graphiques qui nécessitent une grande précision et l’utilisation d’un stylet. Une dalle résistive équipe également les fameuses consoles portables Nintendo DS.
La téléphonie mobile n’est pas en reste, bien que depuis l’avènement de l’iPhone, les écrans tactiles capacitifs soient à la mode. Bon nombre de fabricants de téléphones portables continuent de mettre en avant la technologie résistive, sans nécessairement communiquer à ce sujet.
Ex :
-Samsung Messenger Touch
-Samsung Instinct
-HTC Touch Diamond
-LG Dare
Pour déterminer si un téléphone portable fonctionne en résistif ou capacitif lorsque aucune indication n’est disponible, il existe une solution (presque) imparable : si l’appareil est livré avec un stylet, il utilise un écran résistif.
Néanmoins certains téléphones comme le Galaxy Note ont un stylet spécial et un écran de type capacitif.
L’écran résistif est aussi utilisé pour :
-Les distributeurs de billets de banque
-Les caisses enregistreuses
-Les bornes interactives.
-Ordinateurs Portables tactiles sous Win8
-Anciens PDA Palm
-Baladeurs Archos
-GPS
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Un écran tactile à technologie inductive utilise en fait l'infrarouge.
Il se présente sous deux formes très différentes :
-La première utilise une surface thermorésistive. On reproche souvent à cette méthode d'être lente et qu'elle requiert des mains chaudes (la réponse au stylet est donc inefficace).
-La deuxième prend la forme d'un réseau de capteurs de rayonnement infrarouge, horizontal et vertical.
La détection de contact se fait lors de l'interruption d'un de ces faisceaux de lumière infrarouge modulée (de façon à éviter les interférences entre détecteurs).
Les écrans tactiles à infrarouge sont les plus résistants et de ce fait sont souvent utilisés pour les applications militaires.
Les dalles tactiles infrarouges ont un coût supérieur aux dalles résistives, mais elles possèdent d'excellentes caractéristiques concernant leur durée de vie, leur qualité optique et leur résistance au vandalisme. Comme la technologie tactile Infrarouge n'a besoin d'aucun support (dalle de verre) pour fonctionner, il n'y pas d'usure mécanique. La garantie offerte par les constructeurs est de 3 à 5 ans, mais on estime sa durée de vie à 7 ans.
Une dalle tactile infrarouge est un cadre composé généralement de 2 éléments principaux. La partie électronique contient les émetteurs et les récepteurs infrarouges. Les LED infrarouges sont installées à la périphérie interne de ce cadre. Certains constructeurs y incluent le contrôleur. Dans ce cas, la dalle tactile à des bords plus large mais le produit semble plus simple à installer et à maintenir. Un cadre polycarbonate noir ayant la propriété de transmettre la lumière infrarouge est apposé sur le cadre électronique. Il est généralement collé afin de créer une composition étanche à l'eau et aux contaminants. Cette solution à 2 composants est parfois intégrée dans un boîtier plastique ou métallique. La dalle de verre n'intervient pas dans la fonction tactile. Elle est fixée sur la partie inférieure du cadre tactile. Elle peut être clear, antireflet ou blindée.
Le principe de reconnaissance du point d'impact est très simple. Les émetteurs et récepteurs infrarouges créent un maillage lumineux, mais invisible à l'intérieur du cadre (zone active). Lorsque l'utilisateur touche la dalle, il interrompt le faisceau lumineux. Les récepteurs privés de lumière infrarouge détectent le point d'impact et transmettent les coordonnées X et Y au contrôleur. Contrairement aux autres technologies tactiles, les coordonnées sont acquises avant que l'utilisateur ne touche la dalle de verre à une distance d'environ 2mm.
La technologie tactile infrarouge offre une excellente qualité optique, une durée de vie et une stabilité importantes. Elle peut être activée par tout objet, même une main gantée et existe en version anti-vandalisme. Les dalles tactiles infrarouges proposent l'une des meilleures qualités optique du marché.
Du fait qu'elles ne disposent pas de revêtement et qu'elles peuvent être utilisées sans le support verre, l'utilisateur peut obtenir un produit tactile sans aucune perte en luminosité ni dégradation de l'image vidéo. Une dalle tactile infrarouge est utilisable avec tout type d'objet d'un diamètre d'environ 2 mm minimum.
Les fabricants offrant une garantie inférieure à 3 ans utilisent généralement des composants électroniques moins onéreux et de moindre qualité. Cette technologie n'a pas de limite concernant la taille des dalles, offrant ainsi le catalogue le plus fourni des technologies tactiles. Néanmoins, les contraintes tarifaires, d'intégration et d'utilisation font que les constructeurs n'offrent pas de produits inférieurs à 6.4" et supérieurs à 100". C'est une excellente solution pour des applications tactiles utilisant des moniteurs de grandes tailles.
-Hormis leur coût supérieur à celui des dalles résistives, les dalles tactiles infrarouges sont en général d'une épaisseur supérieure aux autres technologies. Leur fonctionnement peut être perturbé par des objets volants, collés ou une luminosité importante et directe. Du fait de leur construction, les dalles tactiles infrarouges ont une épaisseur supérieure à 5 mm et jusqu'à 15mm pour des versions blindées. Cette épaisseur importante ne facilite pas l'intégration des dalles tactiles dans des moniteurs bureautiques. De nombreux facteurs peuvent perturber le fonctionnement de la dalle tactile, ou fausser les informations, mais toutefois sans jamais la détériorer. En effet, tout objet volant ou collé sur la dalle coupant le faisceau infrarouge, sera détecté comme un impact de l'utilisateur. Contrairement à la "fausse" détection d'un impact, une dalle tactile infrarouge peut aussi ne pas détecter d'impact si les mesures des LED réceptrices sont faussées par des rayons lumineux en provenance d'une autre source que les LED émettrices (Soleil, spot lumineux, ...). Plus les LED réceptrices sont éloignées de la zone active, moins la dalle est sensible aux autres sources lumineuses.
-Des filtres spéciaux, comme des filtres de polarisation, peuvent être rajoutés pour répondre aux demandes spécifiques de performance optique.
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Les écrans à ondes de surface sont des écrans relativement peu répandus mais non moins efficaces. Il existe plusieurs types d’écrans à ondes de surface :
-À ondes acoustiques
-À ondes acoustiques absorbées
-Bonne luminosité
-Très haute longévité
-Peut être utilisé avec n’importe quel pointeur, conducteur ou non.
-Sensible à la moindre rayure ou poussière (peuvent être interprétés comme un contact)
-Prix assez élevé
-Réactivité plus faible que les autres technologies
Ondes acoustiques (et ondes acoustiques absorbées)
Il fonctionne grâce au contact de l’utilisateur. En effet, cet écran s’appuie sur les ondes acoustiques que crée le pointeur quand il touche l’écran. Ces ondes vont se propager à la surface de l’écran comme lorsqu’on jette un caillou dans un lac et seront réceptionnées par des capteurs aux quatre coins de l’écran.
Les capteurs permettent de repérer le point de contact grâce à l’analyse de la fréquence de l’onde qu’ils ont captée. Plus le point d’impact est proche, plus la fréquence est haute ; plus le point d’impact est éloigné, plus la fréquence est basse. En recoupant les données, on obtient les coordonnées sur l’écran du contact avec le pointeur.
Le fonctionnement des écrans à ondes acoustiques absorbées est l’inverse de celui-ci : le système crée lui-même une onde acoustique qui se propage en continu à la surface de l’écran. Dans ce cas, le contact avec le pointeur perturbe l’onde au lieu de la créer, mais le résultat est le même : les capteurs détectent l’onde reçue et cherchent une anomalie par rapport à l’onde émise au départ ce qui permet de déterminer les coordonnées du contact.
C’est un écran conçu par Elotouch dont le fonctionnement pourrait se rapprocher des écrans infrarouges. Ces technologies sont constituées d’une couche LCD (côté intérieur), d’une zone d’air, couverte par une couche de verre (côté extérieur). Dans ce cas, un transducteur émetteur va créer un signal ultrasonore qui sera redirigé partout sur l’écran grâce à des réflecteurs avant d’être renvoyé vers le transducteur récepteur qui convertit ce signal en carte numérique de l’écran. Un contact avec le pointeur absorbe une grande partie de l’onde située à cet endroit. Donc la carte numérique créée va être comparée à la carte numérique connue afin de déceler les anomalies et d’en déterminer des coordonnées. Cette opération se fait indépendamment pour l’axe X et l’axe Y de l’écran. Et en fonction de la quantité du signal absorbée, un nouvel axe Z est calculé.
Des systèmes fiables et durables, mais assez chers et peu répandus.
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Commençons par une brève définition de ce que sont les FTIR :
La réflexion totale est à la base de la technologie FTIR (frustrated total internal reflection). L'angle d'incidence des rayons infrarouges doit être plus petit que l'angle critique pour qu'il y ait réfraction. S'il est supérieur à l'angle critique on n'observe plus de rayons réfractés et toute la lumière est réfléchie. C'est le phénomène de réflexion totale. Cette réflexion totale a lieu dans toute la surface tactile. Des diodes placées sur le bord d'une plaque de plexiglas émettent de manière continue un rayonnement dans l'infrarouge. La plaque de plexiglas joue alors le rôle de guide d'onde, et les rayons infrarouges sont émis avec un angle légèrement supérieur à l'angle critique. Cet angle amène les rayons à se réfléchir totalement tout le long de la plaque.
Quand le doigt vient se poser sur la plaque, il va diffuser le rayonnement dans toutes les directions. Certains des rayons déviés par le doigt vont donc arriver sur la surface inférieure de la plaque avec un angle inférieur à l'angle critique, et vont donc pouvoir en sortir. Ces rayons forment un point lumineux infrarouge sur la surface inférieure de la plaque. Ceux-ci sont vus par une caméra spéciale située en dessous du dispositif.
Un écran tactile FTIR est composé des éléments suivants :
-Une plaque de plexiglas
-Des DEL infra-rouge, qui sont chargées d'émettre le rayonnement
-Des résistances pour alimenter les DEL
-Un écran de projection, qui va recueillir l'image du projecteur
-Un projecteur
-Du silicone, qui sert de pont entre la plaque et le doigt
-Une caméra infrarouge, spécifiquement conçue pour capter les rayons
-Un filtre lumière visible, spécifiquement conçu pour ne laisser passer qu'une certaine longueur d'onde
-Un ordinateur, qui traitera l'image envoyée par la caméra.
La technologie F.T.I.R utilise une rangée de diodes qui émettent des rayons infrarouges dans l'épaisseur de la dalle de l'écran. Lorsqu'un objet entre en contact avec l'écran, la réflexion des rayons infrarouges est perturbée. Une caméra est alors placée derrière l'écran. Elle va donc détecter les rayons déviés par l'objet en contact avec l'écran et ainsi définir le point de contact.
Cette technologie est facile à créer, de plus le coût de fabrication des écrans à technologie F.T.I.R est peu élevé, ces écrans sont donc moins chers que les autres lors de la vente. Ces écrans peuvent être utilisés à main nue ou avec tout autre objet comme des gants ou un stylet. Les écrans ne sont pas sensibles à l'usure.
L'écran doit rester relativement en bon état pour que la réflexion se fasse correctement. L'écran ne doit pas être taché, en effet une tache opaque pourrait être interprétée comme une demande de l'utilisateur et le téléphone pourrait ne pas réagir correctement.
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