Oké, maar hoe werken aanraakschermen eigenlijk?

Ik hoorde onlangs een vrouw in de metro tegen haar vriendin zeggen dat haar peuter alles in hun huis “wegveegt” – de salontafel, boeken, borden en zelfs haar eigen moeder, in een poging om haar te laten verdwijnen als een afbeelding op een touchscreen. Het verhaal zette me aan het denken dat voor velen van ons, onze kennis van wat er achter dat glanzende scherm gebeurt niet veel meer is dan die van een peuter.

Voordat ik begon te onderzoeken hoe aanraakschermen werkten, dacht ik dat er één universele technologie was achter het “swipeable” fenomeen. In plaats daarvan blijkt dat er een half dozijn zijn, en elke dag worden er meer onderzocht. De twee meest gebruikte systemen zijn resistieve en capacitieve aanraakschermen. Om het eenvoudig te houden, zal ik me hier op deze twee systemen concentreren en eindigen met de vraag waar het volgens deskundigen met de aanraakschermtechnologie naar toe gaat.

1. Resistief

Dit zijn de meest eenvoudige en gangbare aanraakschermen, die bij geldautomaten en supermarkten worden gebruikt, waarvoor een elektronische handtekening met dat kleine grijze pennetje nodig is. Deze schermen “weerstaan” letterlijk uw aanraking; als u hard genoeg drukt, voelt u het scherm enigszins buigen. Hierdoor werken resistieve schermen – twee elektrisch geleidende lagen die buigen om elkaar aan te raken, zoals op deze foto:

Resistieve aanraakschermtechnologie

Een van die dunne gele lagen is resistief en de andere is geleidend, gescheiden door een spleet van minuscule puntjes die afstandhouders worden genoemd om de twee lagen uit elkaar te houden totdat je ze aanraakt. (Een dunne, krasbestendige blauwe laag bovenop maakt het pakket compleet.) Er loopt altijd een elektrische stroom door die gele lagen, maar wanneer je vinger het scherm raakt, worden de twee tegen elkaar gedrukt en verandert de elektrische stroom op het punt van contact. De software herkent een verandering in de stroom op deze coördinaten en voert de functie uit die bij die plek hoort.

Resistieve aanraakschermen zijn duurzaam en consistent, maar ze zijn moeilijker te lezen omdat de meerdere lagen meer omgevingslicht weerkaatsen. Ze kunnen ook maar één aanraking tegelijk aan – waardoor bijvoorbeeld de zoomfunctie met twee vingers op een iPhone niet mogelijk is. Daarom wordt in geavanceerde apparaten veel vaker gebruikgemaakt van capacitieve aanraakschermen, die alles detecteren wat elektriciteit geleidt.

2. Capacitief

In tegenstelling tot resistieve aanraakschermen, maken capacitieve schermen geen gebruik van de druk van uw vinger om een verandering in de stroom van elektriciteit teweeg te brengen. In plaats daarvan werken ze met alles dat een elektrische lading bevat – ook de menselijke huid. (Ja, we bestaan uit atomen met positieve en negatieve ladingen!) Capacitieve aanraakschermen zijn gemaakt van materialen zoals koper of indiumtinoxide die elektrische ladingen opslaan in een elektrostatisch raster van minuscule draadjes, die elk kleiner zijn dan een menselijke haar.

Capacitieve aanraakschermtechnologie

Er zijn twee hoofdtypen capacitieve aanraakschermen – oppervlakte- en projectieve. Surface capacitive maakt gebruik van sensoren op de hoeken en een dunne, gelijkmatig verdeelde film over het oppervlak (zoals hierboven afgebeeld), terwijl projective capacitive gebruikmaakt van een raster van rijen en kolommen met een afzonderlijke chip voor de detectie, legt Matt Rosenthal uit, een embedded projectmanager bij Touch Revolution. In beide gevallen, wanneer een vinger het scherm raakt, wordt een kleine elektrische lading overgebracht naar de vinger om het circuit te voltooien, waardoor een spanningsval ontstaat op dat punt van het scherm. (Dit is de reden waarom capacitieve schermen niet werken wanneer je handschoenen draagt; stof geleidt geen elektriciteit, tenzij het is voorzien van geleidende draad). De software verwerkt de plaats van deze spanningsval en geeft opdracht tot de daaropvolgende actie. (Als u nog steeds in de war bent, bekijk dan deze video.)

3. Wat is het volgende? Sizing Up

Nieuwere aanraakschermtechnologieën zijn in ontwikkeling, maar capacitieve aanraak blijft voorlopig de industriestandaard. De grootste uitdaging met aanraakschermen is het ontwikkelen ervan voor grotere oppervlakken – de elektrische velden van grotere schermen interfereren vaak met het detectievermogen.

Software-ingenieurs van Perceptive Pixel, dat multi-touch schermen ontwerpt, gebruiken een technologie genaamd gefrustreerde totale interne reflectie (FTRI) voor hun grotere schermen, die zo groot zijn als 82-inch. Wanneer je een FTRI-scherm aanraakt, verstrooi je licht – en verschillende camera’s op de achterkant van het scherm detecteren dit licht als een optische verandering, net zoals een capacitief aanraakscherm een verandering in elektrische stroom detecteert.

Frustrated total internal reflection

82 inch? Dat is de perfecte maat voor een veegbare koffietafel.