Okej, men hur fungerar egentligen pekskärmar?

Jag hörde nyligen en kvinna på tunnelbanan berätta för sin vän att hennes småbarn ”sveper” allt i huset – soffbordet, böcker, tallrikar och till och med sin egen mamma – och försöker få henne att försvinna som en bild på en pekskärm. Berättelsen fick mig att tänka på att för många av oss är vår kunskap om vad som händer bakom den blanka skärmen inte mycket mer än vad ett litet barn har.

Innan jag började undersöka hur pekskärmar fungerar, trodde jag att det fanns en universell teknik som låg bakom fenomenet ”swipable”. Istället visar det sig att det finns ett halvt dussin, och fler undersöks varje dag. De två vanligaste systemen är resistiva och kapacitiva pekskärmar. För enkelhetens skull kommer jag här att fokusera på dessa två system och avsluta med att berätta om vart experterna tror att tekniken för pekskärmar är på väg.

1. Resistiva

Detta är de mest grundläggande och vanliga pekskärmarna, de som används i bankomater och stormarknader och som kräver en elektronisk signatur med den lilla grå pennan. Dessa skärmar ”motstår” bokstavligen din beröring; om du trycker tillräckligt hårt kan du känna hur skärmen böjer sig något. Det är detta som gör att resistiva skärmar fungerar – två elektriskt ledande skikt böjer sig för att beröra varandra, som på den här bilden:

Resistiv pekskärmsteknik

Ett av de tunna gula skikten är resistivt och det andra är ledande, åtskilda av en lucka med små prickar som kallas distanser för att hålla de två skikten åtskilda tills du rör vid det. (Ett tunt, reptåligt blått skikt ovanpå kompletterar paketet.) En elektrisk ström löper hela tiden genom dessa gula skikt, men när ditt finger träffar skärmen pressas de två skikten ihop och den elektriska strömmen förändras vid beröringspunkten. Programvaran känner igen en förändring i strömmen vid dessa koordinater och utför den funktion som motsvarar den punkten.

Resistiva pekskärmar är hållbara och konsekventa, men de är svårare att läsa eftersom de många lagren reflekterar mer omgivande ljus. De kan också bara hantera en beröring åt gången – vilket till exempel utesluter zoom med två fingrar på en iPhone. Därför är det mycket troligare att avancerade enheter använder kapacitiva pekskärmar som känner av allt som leder elektricitet.

2. Kapacitiv

Till skillnad från resistiva pekskärmar använder kapacitiva skärmar inte trycket från ditt finger för att skapa en förändring i flödet av elektricitet. Istället fungerar de med allt som har en elektrisk laddning – inklusive mänsklig hud. (Ja, vi består av atomer med positiva och negativa laddningar!) Kapacitiva pekskärmar är konstruerade av material som koppar eller indiumtinnoxid som lagrar elektriska laddningar i ett elektrostatiskt nät av små trådar, var och en mindre än ett mänskligt hårstrå.

Teknik för kapacitiva pekskärmar

Det finns två huvudtyper av kapacitiva pekskärmar – ytliga och projektiva. Ytkapacitiv använder sensorer i hörnen och en tunn jämnt fördelad film över ytan (som bilden ovan) medan projektiv kapacitiv använder ett rutnät av rader och kolumner med ett separat chip för avkänning, förklarade Matt Rosenthal, projektledare för inbäddade enheter på Touch Revolution. I båda fallen, när ett finger träffar skärmen, överförs en liten elektrisk laddning till fingret för att slutföra kretsen, vilket skapar ett spänningsfall på den punkten av skärmen. (Detta är anledningen till att kapacitiva skärmar inte fungerar när man bär handskar; tyg leder inte elektricitet, såvida det inte är försett med ledande tråd). Programvaran bearbetar platsen för denna spänningsdroppe och beordrar den efterföljande åtgärden. (Om du fortfarande är förvirrad kan du titta på den här videon.)

3. Vad händer härnäst? Dimensionering

Nyare tekniker för pekskärmar är under utveckling, men kapacitiv beröring förblir industristandarden för tillfället. Den största utmaningen med pekskärmar är att utveckla dem för större ytor – de elektriska fälten på större skärmar stör ofta dess avkänningskapacitet.

Mjukvaruingenjörer från Perceptive Pixel, som utformar multitouch-skärmar, använder en teknik som kallas frustrerad total intern reflektion (FTRI) för sina större skärmar, som kan vara så stora som 82 tum. När du rör vid en FTRI-skärm sprider du ljus – och flera kameror på baksidan av skärmen registrerar detta ljus som en optisk förändring, precis som en kapacitiv pekskärm registrerar en förändring i elektrisk ström.

Frustrated total internal reflection

82 tum? Det är den perfekta storleken för ett svängbart soffbord.