Photo d’un iPhone avec un écran tactile.
J’imagine qu’ici, presque tout le monde a déjà utilisé un écran tactile, que ce soit sur les bornes de ventes de tickets de métro, les GPS ou bien-sûr les smartphones.

Il y a plusieurs types d’écran tactiles, reposants chacun sur des technologies différentes, mais je ne parlerai ici que des écrans tactiles capacitifs : ceux ayant un écran dur et sans stylet. Ce sont aujourd’hui les plus courants sur les téléphones et ce sont ceux qui autorisent le multi-touch.

Ces écrans en plastique dur, en verre ou en saphir utilisent la technologie dite « capacitive ».
Le fonctionnement repose sur le fait que le corps humain peut emmagasiner une charge électrostatique qui est capable de modifier le champ électrique appliqué sur l’écran tactile. L’écran voit alors sa capacité électrique (quantité de charges) modifié localement (attirés par le doigt).

En pratique, l’écran tactile est constitué d’une double grille conductrice : une verticale et une horizontale. Ces grilles sont sous tension :

écran capacitif projeté
La constitution d’un écran tactile capacitif (source)

En l’absence de doigts, la tension sur ces grilles est parfaitement uniforme et le téléphone ne détecte aucune pression. Lorsque l’on approche le doigt, les charges positives du doigt ou du style attirent les charges négatives présentes sur les grilles. Le champ électrique est alors modifié à l’endroit de la pression :

fonctionnement d’un écran capacitif
↑ déformation du champ électrique après la pression du doigt (source)

Un grand nombre de détecteurs situés sur chaque « barreau » des grilles permettent, après traitement par le processeur, de déterminer les coordonnées de la pression.
Un second traitement logiciel permet ensuite d’effectuer l’action appropriée et d’afficher alors un menu ou une fenêtre sur l’écran.

Le fonctionnement se fait grâce à une distribution uniforme des charges électriques. L’approche du doigt sur l’écran crée une concentration de charges électriques sous le doigt, dont la position est calculée grâce à une grille conductrice et un traitement informatique.

Les avantages de cette méthode capacitive, sont qu’elle n’a pas besoin de calibrage (comme sur les écran résistifs à stylet), qu’elle permet le multi-touche et qu’elle est relativement facile à employer pour de petits écrans. Elle est en revanche moins applicable au delà d’une diagonale de 50 cm.
La technologie des grilles électriques transparentes repose quant à elle sur un matériau abrégé « TIO » pour tin-indium-oxyde, ou « étain oxyde d’indium ». L’un des problèmes à venir concerne l’indium, qui est un élément rare et dont les ressources mondiales sont rares et localisées.

image d’en-tête de Aaron Yoo

42 commentaires

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poulpe écrit :

Bonjour.
J'avais vu une explication d'écran capacitif ou le champ d'électrons était réparti sur la surface du "verre" par quatre émetteurs (un dans chaque coin de l'écran) et dont chacun mesurait la quantité d'électrons donnés (car "aspirés" par les doigts) ce qui permettait de trianguler (quadriguler ?) la position du doigt, le tout sans tramage materiaux très coûteux.
C'est possible où alors c'était une explication "made in internet" ?
De même les écrans résistifs ont eux aussi besoin d'une "grille invisible" pour fonctionner non ? Pourtant ils coûtent moins cher que les capacitifs. Pourquoi ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@poulpe : des centaines de pages que j'ai lu pour trouver des infos, celle que tu me décris je l'ai vu aussi.
Il me semble que les charges sont émises depuis les quatre coins, mais il y a bien des grilles quand même.
Après, en capacitif il y en a plusieurs. Celle que tu décris semble être la capacitif à charge de surface.

Le resistif, c'est juste une membrane chargée au dessus d'un verre chargé. Les deux sont séparés par un isolant. Quand on appuie, la membrane touche le verre et le courant passe (des charges circulent entre la membrane et le verre).
Il y a des capteurs qui triangulent ensuite la position en fonction de la resistance entre le verre et les coins de l'écran.

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Matronix écrit :

Chouette ton article, je pensais que le capacitif venait du fait que l'écran balançait un courant, et que le doigt, conducteur, absorbait ce courant. Enfin un truc du genre. Je comprends mieux pourquoi mon Lumia 920 capte mon doigt sans avoir besoin de toucher l'écran (et pour ça que ça marche avec des gants donc).

N'empêche, Nintendo aurait pu faire une 3DS capacitive au lieu de résistive...

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Le Hollandais Volant écrit :

Je pensais comme toi au début, mais du coup ça n'expliquait pas pourquoi ça marchait avec un film protecteur en plastique, ni un stylet.

Tout à fait d'accord pour Nintendo. je n'ai pas de 3DS, mais la DS normale avait déjà un résistif aussi.

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Matronix écrit :

Oui, la DS avait déjà un résistif, bien pourri d'ailleurs. Je me tire encore les cheveux dessus, surtout sur des jeux de précision, comme avec ScummVM... Sur la 3DS, je l'ai pas non plus, mais je sais pas si t'y as joué, l'écran semble souple, et il faut beaucoup moins de pression que la DS. On voit vraiment l'écran se tordre légèrement. Après sur le long terme je sais pas si ça marche mieux, mais ça semble un poil amélioré quand même. Je serai curieux de voir si la 2DS a un écran résistif ou capacitif.

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racoon822 écrit :

Article très intéressant
Etant donné que la 2DS est une version low-cost de la 3DS, ce doit être un écran résistif comme sa grande soeur.

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1138 écrit :

Et comment détermine-t-on les coordonnées en multi-touch ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@1138 : comme en single-touch, sauf qu’on fait ça deux fois.
Pour le résistif, le multi-touch est impossible : on ne peut pas trianguler deux choses identiques à deux endroits différents avec les mêmes capteurs

Pour le capacitif au contraire c’est tout à fait faisable : vu que l’écran contient une grille de capteurs fonctionnant comme la bataille navale avec des coordonnées. On peut donc très bien détecter une pression en (A,1) et une autre en (B,5), par exemple.

Après c’est toujours le traitement logiciel qui détermine de quelle façon les deux points de pression évolue : s’ils s’écartent l’un par rapport à l’autre, ce sera un agrandissement de l’image.

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Wolf écrit :

merci pour cet article mais aussi les commentaires en complément :)

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Normy man écrit :

Serais-ce pourquoi un diabétique comme moi, aurais la plus grande difficulté à "contacter" l'écran digital ,,?. Quand ma glycémie est élevée; la plus grande difficulté à "contacter" avec l'écran sinon qu'avec le côté extérieur de l'annulaire de la main droite!!!. Expliquez- moi ,s'il-vous-plait ???.

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Ju écrit :

Comment est-ce possible que le verre isolant laisse passer l'électricité jusqu'a notre doigt lors de l'utilisation dun écran tactile capacitif ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@Ju : le verre laisse passer le champ électrique, pas le courant électrique.

C'est pareil pour un aimant, qui peut bouger un trombone au travers d'une table en bois : le bois n'est pas sensible à l'aimant, mais le champ magnétique passe au travers.

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Eboué écrit :

Bonjour,j'aimerai comprendre pourquoi le caractère qui est loin du point pressé s'affiche alors que le caractère pressé ne réagit pas. Du coup je n'arrive plus à déverrouiller mon téléphone. Merci

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Le Hollandais Volant écrit :

@Eboué : Bonjour,
Dans le cas d’un écran tactile résistif (ceux avec un stylet), il se peut qu’il faille refaire une calibration. Il doit y avoir une option pour le faire dans les paramètres.

Pour les écrans capacitifs, normalement ce genre de choses n’arrivent pas. Vérifies si l’écran n’est pas abîmé, sale ou si il n’y a pas un problème plus sérieux (panne ?) avec le téléphone.

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mohammed farrouk écrit :

bonjour tout le monde,
mon smart-phone fonctione bien le seule probleme c'est le systeme tactile a céssé de fonctioner !cette panne est du à quoi ?
merci de me répondre.

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Rick dj écrit :

Salut ! J'aimerais savoir si la technologie ubi interactive développée par Microsoft et rendant une surface tactile fonctionne sur du capacitif aussi. Si non aurais tu une idée de l technique utilisée ?
Merci de me répondre

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Le Hollandais Volant écrit :

@Rick dj : Bonjour, après une brève recherche, je pense plutôt que cette techno fonctionne avec le principe du sonar ou du radar (celui qu’utilise les policiers).

Un ultra-son est envoyé sur ta main et en détecte la distance relative à la source du son : ça permet de donner une première coordonnée. Une seconde source sonore donne une seconde coordonnée.
Ensembles, ces deux coordonnées permettent de savoir précisément où tu poses ton doigt sur une surface plane.

Il me semble que ceci est le rôle joué par l’espèce de socle que l’on pose devant le projecteur.

Après, ceci peut fonctionner avec du son (ultra-sons) ou bien avec des lasers, ou un détecteur infra-rouge. Mais la présence de ce socle utilisé dans le système Ubi Interactive ne laisse pas trop de doute sur le principe de fonctionnement.

Le Kinect (toujours de Microsoft) utilise lui des lasers infrarouge pour plus ou moins le même effet.

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John doeuf écrit :

sur les smartphone capacitif le tactile est donc directement intégré à l'écran (afficheur) et non à la vitre de protection si j'ai bien compris, est ce que le tactile marcherais sans vitre ? ou est-ce une sorte de 'film' qui serait entre la vitre et l'écran ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@John doeuf : oui, parmi toutes les différentes couches dans l'écran (lumières, pixels, contrôleur) il y en a une qui gère le tactics.

Dans les touchpad, seule la couche capacitive est là. Il n'y a pas d'écran.

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Jonh écrit :

Bonjour j aimerais savoir si on peut faire réagir un écran tactile avec un objet autre que le doigt ou un stylet merci

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Le Hollandais Volant écrit :

@Jonh : Oui bien-sûr : il faut quelque chose de conducteur (de capacitif en fait) et avec une bonne surface.

Une aiguille ne fonctionnera pas, car c’est trop pointu.
Par contre, si tu mets une pièce de 1 centime sur ton écran, ça marchera. Je te conseille par contre de mettre un petit morceau de papier sous la pièce, pour éviter de rayer l’écran.

Il existe également des gants avec des fibres métalliques dedans : ça permet d’utiliser son téléphone avec des gants. C’est pratique en hiver.

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Inikette écrit :

Pourquoi quand l'écran est fendu par une chute du téléphone, la détection ne marche plus. Mon Archos a son écran fendu par une fente verticale isolant 1/4 de la zone gauche de l'écran, qui n'est plus fonctionnelle dans cette zone G mais ok dans la zone D. Idem par une fente horizontale isolant le 1/4 inférieur de l'écran qui lui aussi n'est plus fonctionnel.
J'ai pensé que mettre une pâte conductrice pourrait restaurer la conduction car je croyais que la vitre conduisait le courant, mais en fait non si je comprends bien.
Alors les zones isolées par les fentes devraient marcher. A moins que cela signifie que les grilles sont cassées aussi ?

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Le Hollandais Volant écrit :

@Inikette : l'écran est constitué d'un maillage. Donc si une partie de la maille est cassée, il faut reconnecter chaque "fil" de la maille de façon individuelle.

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skipoo écrit :

trés bonne explication

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Samifbg75 écrit :

Bonjour comment peut on voir les cadrillage (au microscope,reagit il a un produit ...)

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Le Hollandais Volant écrit :

@Samifbg75 : bonjour,
avec une loupe à fort grossissement (x50), les lignes du tactile sont largement visibles.

Parfois aussi à l'œil nu, en jouant avec la lumière ambiante et les reflets sur l'écran.

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Florent écrit :

@Ju : c est le traitement indium dopé étain qui rend le verre semi conducteur

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Tricot Alexandre écrit :

J’ai le même problème de contact écran-doigt au vue de ma glicémie. Après diverses analyses, on m’a expliquer que le sang coagulant, il se produit un reversement du flux qui parasite l’écran tactile; ainsi l’écran se brouille, et si vous souhaitez l’utilisez, il faut, soit repousser votre tablette quelques minutes et effectuer des roulades afin de faire circuler le sang à nouveau. Soit, j’ai déjà essayé, utiliser vos pieds, qui récolte tout le sang, en guise de pointer tactile.

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chris écrit :

Bonjour et félicitations pour ce sujet très intéressant. Je vais essayer de me bricoler un stylet avec une pièce de 1 centime...😀 J'écrirai peut-être mieux qu'avec mon doigt ! Bien cordialement.

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G.fwi écrit :

Merci pour tous vos articles. Je suis fan. Je me permets une question : est ce la spécificité
de certains textiles placés sur le bout de mes gants de ski qui permet l'utilisation du tactile ?
Merci

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G.fwi écrit :

Pour précision, je n'ai que l'index d'équipé dun textile différents sur mon gant et le tactile ne fonctionne pas ou très aléatoirement avec les autres doigts.

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Le Hollandais Volant écrit :

@G.fwi : Salut, et merci :-)

Oui, clairement : ce sont les gants avec le bout différent, comme un revêtement supplémentaire, non ?
Ce revêtement est généralement conducteur (inclusion de laine métallique) de façon à conduire la charge capacitive du corps humain jusque de l'autre côté du gant, sur l'écran.

Si tu utilises un "doigt" en métal comme un tournevis, tu risques non seulement de rayer ton écran, mais en plus la pointe est trop fine pour activer le réseau de capteur capacitif sous l'écran.

Par contre, si tu mets du papier d'alu sur quelque chose de non conducteur, alors tu peux arriver à contrôler ton écran tactile car l'alu en papier est souple (comme un doigt) et conducteur.

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G.fwi écrit :

Absolument c'est comme un revêtement supplémentaire.
Merci pour votre réponse rapide et complète.
Au plaisir de vous lire.

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Loïc écrit :

Bonjour,

J'ai ouvert ma Kobo Aura H2O afin de remplacer la batterie.
j'ai egalement retiré la colle sur le 1er cache frontal, afin de remettre du double face.
Malheureusement, j'ai egalement enleve un couche qui resemblait a de la colle autour du cadran frontal en plastic. Il s'agisait d'une bande de captation infrarouge, utile pour le fonctionnement du tactile.
J'aimerais remettre ce genre de bande mais je n'en trouve nul par. (je ne connais pas le nom exacte d'ailleurs) Savez-vous comment je peux faire pour en trouver ?
Ou avez-vous une autre option a me proposer afin de remettre le tactile en fonction ?
Merci de vos retours,
Loïc

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guiggg écrit :

Bonjour,
Pouvez vous m'expliquer qu'est ce qu'un condensateur et sa capacité ? Et à quoi sert-il dans un smartphone s'il vous plait

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Le Hollandais Volant écrit :

@guiggg : Bonjour !

J’ai déjà fait un article qui explique à quoi correspond la capacité d’un condensateur, ainsi que l’inductance d’une bobine, dans mon article Grandeurs électriques : inductance & capacité.

La capacité électrique représente une différence de potentiel électrique entre deux conducteurs. Dans le cas de l’écran tactile, l’écran est un des conducteurs, et le doigts est l’autre conducteur.

Le circuit électrique sous l’écran détecte la différence de charges, et donc la présence du doigt. Le système d’exploitation du téléphone interprète ça comme un « clic » sur l’écran et effectue les actions associées.

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pazytolu écrit :

effectivement j'ai vu la meme chose mais c'est tout une autre technologie

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davben10 écrit :

Bonjour,
Pouvez-vous m'éclaircir davantage sur le rôle et le fonctionnement d'un condensateur dans un écran tactile svp? J'ai bien compris l'histoire de décharge local qui permet de "détecter" le doigt mais j'aimerai me concentrer davantage sur les réactions du condensateur plutôt que l'écran en lui même.
Merci

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Khwartz écrit :

Bravo non-seulement pour la Qualité de tes Articles mais aussi pour la Qualité de tes Réponses comme de tes Participants qui semblent Suffisamment Respecter Ce Que Tu Fais pour Ne Pas Retrer dans des Querelles de Pounts De Vue 🙂👍👌👏👏👏

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Chris-art écrit :

J’ai les plus grandes difficultés avec les écrans tactiles publics, dans les gares notamment, où mes doigts sont inopérants… Le fait de souffrir d’un syndrome de Reynaud (mauvaise circulation sanguine dans certaines extrémités), explique-t’il ce dysfonctionnement…? C’est très gênant, car ce que je ne parviens pas à faire d’autres le font en me ridiculisant…

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Le Hollandais Volant écrit :

@Chris-art : C’est possible, s’ils utilisent une technologie basée sur la chaleur des doigts plutôt que la capacité électrique. Mais s’ils sont bien de type capacitif, alors une mauvaise circulation dans les extrémités ne devrait pas jouer sur ça.


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