Ecrans Interactifs Tactiles: comprendre la technologie infrarouge

Par Thierry, mercredi 27 février 2019
Catégories : Ecran interactif

La plupart des écrans géants tactiles du commerce utilisent la technologie infrarouge. Une matrice de rayons infrarouges (donc invisibles à l’œil nu) recouvre la surface de l’écran. Emis par des LED infrarouges situés sur le bord de l’écran, ces rayons sont captés par des capteurs infrarouges eux aussi situés dans le cadre de l’écran. Lorsque le doigt de l’utilisateur interrompt un rayon, un événement « touch » est déclenché.

La technologie infrarouge est de loin la plus utilisée dans les écrans géants actuels.

Elle présente de nombreux avantages :

Aucune calibration préalable n’est nécessaire, l’écran est calibré une fois pour toutes en usine. Pour rappel, les technologies optiques nécessitaient un calibrage sur le site de l’installation.
Technologie peu coûteuse
Technologie précise ou très précise, selon les capteurs LED employés. La précision obtenue est de l’ordre de 2 à 3 mm et descend en dessous du millimètre pour les meilleurs cadres infrarouges. Ainsi, la technologie infrarouge convient a priori à tous les usages en école ou en entreprise, sauf cas très particulier.
Technologie qui convient bien aux écrans géants. Elle permet de repérer de grandes surfaces (jusqu’à plusieurs mètres carrés) facilement.
Technologie très fiable. Les émetteurs LED ont une durée de vie comparable aux dalles des écrans (quelques dizaines de milliers d’heures). Qui plus est, les barres LED placées sur le bord des écrans se remplacent facilement, sans avoir à démonter l’ensemble de l’écran… sauf si le constructeur a négligé ce point dans son design initial.
Technologie qui permet de gérer plusieurs utilisateurs et points de touch. En théorie, une technologie IR ne repère qu’un point de contact. Dans la réalité, la matrice que créent les rayons est plus complexe (non rectangulaire) et permet d’éviter les zones d’ombre liées au premier contact. Les algorithmes mis en place permettent de repérer aujourd’hui de façon fiable jusqu’à une vingtaine de points de contact sans zone d’ombre.

Technologie sans latence visible, si elle est bien intégrée à l’écran par le constructeur et si le processeur de traitement est assez puissant (ce qui est une des raisons pour lesquelles nous avons placé des puces Android puissantes dans nos écrans interactifs). De fait, la latence varie selon les implémentations proposées.
Technologie qui permet de repérer et de traiter tous les objets opaques (stylets, gommes, doigts, etc)

Les inconvénients de la technologie infrarouge

La technologie infrarouge ne permet pas de distinguer a priori entre doigt et stylet. Ceci peut être gênant pour l’usage de certains logiciels conçus pour les technologies capacitives qui justement distinguent doigt et stylet. A noter que nos développements actuels permettent, sur les écrans tactiles SpeechiTouch, d’effectuer cette différenciation sous Android et surtout, ce qui est unique, sur Windows (voir vidéo). Grâce à cette technologie, les écrans interactifs SpeechiTouch peuvent être utilisés comme des écrans capacitifs, avec les mêmes fonctionnalités logicielles.

La technologie infrarouge ne permet pas non plus de détecter la paume de la main quand on écrit sur l’écran. La paume de la main sera traitée comme une large surface de contact et donc, la plupart du temps, comme une gomme. Alors que pour un écran capacitif, il sera possible de détecter la position de la paume près du stylet et donc de la traiter par algorithme. Ainsi, pour un enfant de maternelle, qui écrit sur l’écran, ou pour un dessinateur, une technologie capacitive sera sans doute plus adaptée.

Repérer la paume de la main avec la technologie EMR

Pour résoudre ce problème, certains constructeurs, tels que CleverTouch, ont complété le procédé de repérage infrarouge avec un procédé dédié au repérage des stylets, la technologie EMR. Cette technologie permet de repérer un stylet avec une très grande précision, de l’ordre du millimètre, ceci quelle que soit la taille de l’écran. Le couplage des deux technologies permet de repérer la paume de la main et donc d’obtenir un comportement similaire à la technologie capacitive, avec, en général, une précision et un confort d’écriture supérieurs.

Même s’ils sont très peu sensibles à la lumière ambiante (beaucoup moins sensibles à la lumière ambiante que les vidéoprojecteurs interactifs, par exemple), il est recommandé de ne pas utiliser les écrans interactifs en technologie infrarouge en plein soleil, le soleil étant lui-même une source de rayons infrarouges.

L’effet mouche : une mouche posée sur l’écran interrompt les rayons infrarouges et peut générer des touch intempestifs. D’une façon générale, le touch a lieu dès lors que le doigt coupe le rayon lumineux, c’est-à-dire à quelques millimètres de l’écran et non pas exactement sur l’écran. Plus les technologies progressent et plus les cadres infrarouges deviennent fins. Ainsi, les meilleurs procédés infrarouges coupent aujourd’hui l’écran à moins de 1 mm de l’écran (procédés InGlass ou SuperGlass).

Technologies Inglass et SuperGlass : les technologies InGlass et SuperGlass font passer les rayons à l’intérieur du verre de protection de l’écran interactif (InGlass) ou juste au-dessus, comme « collés » au verre (SuperGlass). L’avantage de ces technologies est à la fois esthétique (rebords très fins, souvent inférieurs à 4 mm d’épaisseur) et de confort (très grande précision du « touch »). Ce gain de confort a un coût financier parfois important et peut entrainer des difficultés dans le temps liées à une certaine instabilité des réglages (InGlass).

Niveaux de pression : à la différence de la technologie capacitive, la technologie infrarouge ne permet pas de repérer les niveaux de pression. Dès lors que le rayon est coupé, le « touch » est émis, ceci quelle que soit la pression appliquée sur le stylet. On ne peut donc pas utiliser certaines fonctionnalités de logiciels comme Illustrator.

Ce qu’il faut retenir

La technologie infrarouge est la plus utilisée aujourd’hui pour les écrans tactiles géants en raison de son excellent rapport qualité / prix.
Elle nécessite un écran muni d’un processeur rapide (tel qu’un écran interactif Android)
Elle permet d’obtenir une précision et un confort comparable à des procédés beaucoup plus coûteux, telle que les technologies capacitives.
Elle ne repère pas la paume de la main, ni les niveaux de pression du stylet sur l’écran.

Lu 3 444 fois | Billet publié le 27 Fév 2019 par Thierry et classé dans Ecran interactif.

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