Idea technologii ekranów dotykowych nie jest tak młoda jak może się nam wydawać, wszak już w 1965 roku niejaki E.A. Johnson opublikował krótki artykuł dotyczący pojemnościowych ekranów dotykowych. Rozszerzony tekst dotyczący tej tematyki, wraz ze schematami i fotografiami pojawił się dwa lata później. Na początku lat `70 wieku XX inżynier Bent Stumpe, z pomocą Franka Becka, opracował przeźroczysty ekran dotykowy, który został wyprodukowany przez CERN w 1973 roku. Już dwa lata później inny rodzaj ekranu dotykowego – oporowy, został opracowany i opatentowany przez Amerykanina G. Samuela Hursta.
Tak pokrótce można skreślić początki historii ekranów dotykowych, które dziś nie są wielką, futurystyczną nowinką technologiczną, a jedynie zwykłą codziennością, która znajduje coraz to powszechniejsze zastosowanie w rozmaitych urządzeniach wykorzystywanych w przeróżnych dziedzinach życia.
Dziś możemy mówić o przynajmniej czterech najważniejszych technologiach tworzenia ekranów dotykowych. Są to idee: oporowa, pojemnościowa, akustyczna i na podczerwień.
TECHNOLOGIA POJEMNOŚCIOWA
Ekran tego typu wykorzystuje zjawisko zakłócania jednorodnego pola magnetycznego. Kiedy do „szkła” przyłożony zostanie palec (lub rysik), w miejscu zetknięcia odprowadzony zostaje ładunek, co zakłóca miejscowo początkowe pole elektryczne, co z kolei wpływa na zmianę pojemności, którą już jest łatwo zmierzyć. W ten sposób urządzenie „czyta” (prowadząc pomiary z czterech narożników ekranu), w którym miejscu „szkło” zostało dotknięte.
Jakie są cechy takiego ekranu? Niestety ma on sporą wadę – mianowicie niska „rozdzielczość” dotyku, przez co nie może on znaleźć zastosowania w wykonaniach wymagających precyzji. Kolejną jest to, że ekranu dotykać mogą jedynie wskaźniki o określonej pojemności (zbliżonej do ludzkiego ciała), choć zapewne niekiedy będzie to i zaletą. Jest jednak cecha, która powoduje, że technologia pojemnościowa jest szeroko stosowana, mianowicie jest to możliwość stosowania multidotyku, dzięki czemu na tabletach i smartfonach istnieją pojęcia tzw. „gestów”, które w znacznym stopniu ułatwiają i usprawniają pracę na małych urządzeniach elektronicznych. Inną zaletą jest również fakt, że „warstwa dotykowa” technologii pojemnościowej przepuszcza 90% światła z wyświetlacza, a więc dochodzi tylko do nieznacznego pogorszenia obrazu.
TECHNOLOGIA OPOROWA
System oporowy wykorzystuje zjawisko przewodności i oporu w przypadku zetknięcia się dwóch warstw materiału przewodzącego. Oczywiście warstwy te zewrą się ze sobą jedynie w przypadku ich naciśnięcia przez użytkownika, czyli poprzez przyłożenie palca, rysika, czy dowolnego innego wskaźnika do „szkła”. W ten sposób można osiągnąć dużą precyzję, bo technologia ta jest w stanie bardzo dokładnie zmierzyć, w którym punkcie doszło do zetknięcia się dwu przewodzących warstw, nawet jeśli odbywa się to na niewielkiej powierzchni. W ten sposób możemy spróbować pisać na urządzeniu elektronicznym pismem odręcznym, jak za pomocą długopisu.
Rzecz jasna nie jest to technologia idealna, stąd też warto powiedzieć o jej wadach. Jedną z nich jest fakt, że ekran oporowy nie ma możliwości wykorzystywania wspomnianych wcześniej „gestów”. To potrafi właściwie tylko ekran pojemnościowy. System ten przepuszcza również mniej światła z ekranu, bo jedynie ok. 75%, a więc dochodzi do znacznie większego pogorszenia obrazu niż w przypadku ekranów pojemnościowych. I choć technologia oporowa ma dobre czasy reakcji, dużą precyzję oraz daje większą dowolność w wykorzystaniu wskaźnika, to jednak w ostatnich latach oddaje on pole ekranom pojemnościowym.
TECHNOLOGIA AKUSTYCZNA I NA PODCZERWIEŃ
Co prawda technologie ekranów dotykowych wykorzystujących właściwości akustyczne czy podczerwień do określania punktu styku palca z wyświetlaczem nie należą obecnie do zbyt często stosowanych, nie znaczy to jednak, że w przyszłości nastąpi przełom i nie zaczną te idee zalewać rynek. Lecz nim to nastąpi warto sobie powiedzieć na jakiej zasadzie działają.
Technologia wykorzystująca podczerwień bada przy pomocy odpowiednich czujników cień palca padający na ekran. Cień ów pada na ekran dzięki listwie z diodami LED zamontowanej w jednej części ekranu, a badany jest przez elementy światłoczułe zabudowane z drugiej strony ekranu. W ten sposób można określić pozycję palca na ekranie, choć jak łatwo się domyślić technologia ta jest mocno czuła na światło zewnętrzne o dużym natężeniu. Problemem może być również nieco dłuższy czas reakcji niż w przypadku innych technologii, choć in plus można wspomnieć, iż szacuje się, że ta idea może wykazywać wysoką trwałość.
Jeśli chodzi natomiast o technologię akustyczną to wykorzystuje ona specjalne lustra wytwarzające falę dźwiękową tuż przy powierzchni ekranu. Dotknięcie ekranu palcem, czy też rysikiem powoduje zaburzenie owej fali dźwiękowej, co badane i mierzone jest przy pomocy czujników, dzięki czemu określane jest miejsce styku. Wysoka trwałość, odporność na wilgoć i światło o dużym natężeniu, a także dobre czasy reakcji to plusy technologii. Warto jednak wiedzieć, że zarówno kurz jak i zadrapania ekranu mogą wpływać na jakość funkcjonowania.
