Med rätt att peka

Pekskärmarna tar plats i fler och fler mobiler - från avancerade smartphones till vanliga kamera- och musikmobiler.

Att använda en pekskärm för att styra datorer och annan elektronisk utrustning är inget nytt. De första patenten för pekskärmar registrerades redan 1970 - med andra ord före datormusen med kula och andra pekdon som idag känns mer eller mindre antika. Idag har de flesta grundläggande patent för pekskärmsteknik löpt ut, så vi kan räkna med att pekskärmar dyker upp i allt billigare produkter framöver.

Den vanligaste tekniska lösningen för pekskärmar i mobiler kallas för resistiva pekskärmar. En resistiv pekskärm går att trycka på med fingret eller med en penna beroende på vilken precision som krävs, men hur vet mobilen var någonstans på skärmen man pekar? Den resistiva pekskärmen är uppbyggd i flera lager. Längst ned finns en vanlig skärm - till exempel en TFT-skärm med qvga-upplösning. Ovanpå den finns två lager av en genomskinlig film som är täckt med en mycket tunn metallyta. Metallytan är så tunn att den släpper igenom det mesta ljuset från displayen, men metallen räcker för att leda en elektrisk ström. Filmen ligger med metallytorna mot varandra, men för att det inte ska bli "kortslutning" hålls de båda ytorna isär av ett fint nät av små, isolerande punkter. Ovanpå den översta filmen ligger ett plastskikt som skyddar pekskärmen mot repor.


I Sony Ericssons P1i finns en så kallad resistiv pekskärm, en vanlig teknik hos många tillverkare. Iphone och Prada använder en annan typ av skärm.

När en penna eller ett finger trycker på pekskärmen kommer metallytorna i kontakt med varandra mellan de isolerande punkterna. När det sker så kan ström börja flyta mellan de båda metallskikten. Beroende på var någonstans på skärmen man trycker blir sträckan som strömmen leds olika lång. Pekskärmen mäter spänningen runt skärmen och eftersom den sjunker med avståndet så blir den också ett mått på var någonstans de båda metallytorna kommit i kontakt med varandra. Den analoga spänningen matas in i en AD-omvandlare som skickar vidare mätvärdet i digital form till en processor som kan räkna ut koordinater som mobilens operativsystem i sin tur kan matcha mot knappar och annat i skärmbilden som går att trycka på. Den resistiva pekskärmen är billig att tillverka och är ganska okänslig för repor, vatten och damm, men eftersom den bygger på analog teknik så kan den behöva kalibreras om ibland och metallytorna försämrar kontrasten i skärmbilden.

Vanligast

Resistiva pekskärmar hittar vi i mobiler och navigatorer från många märken som Sony Ericsson, Palm, HTC och Garmin, men tre heta pekskärmsmobiler - Neonode N2, Iphone och LG Prada - använder andra lösningar. Tekniken i LG Prada och Iphone kallas kapacitiv pekskärm. Till skillnad från den resistiva tekniken finns det inga rörliga delar - inga metallfilmer som kan tryckas ihop. Istället är skärmen täckt av ett rutnät av osynliga ledningar. Ledningarna är tillverkad av till exempel tenn-dopad indiumoxid - ett material som leder ström, men är nästan helt genomskinligt. Ljuset dämpas inte lika mycket som i de resistiva skärmarna och resultatet blir en mer ljusstark och kontrastrik bild.

För att avgöra var någonstans på skärmen du pekar använder den kapacitiva pekskärmen av svängningskretsar. En svängningskrets ger växelström av en viss frekvens och består av en del som kan lagra en laddning - en kapacitans - och en del som bromsar växelström - en induktans. Frekvensen från svängningskretsen är beroende av både induktansen och kapacitansen. Eftersom ledningarna i skärmen kan lagra laddning blir de en del av kretsen, men när ett finger trycks mot skärmens yta leds en del av laddningen bort och frekvensen förändras. Pekskärmen mäter hela tiden frekvensen och med hjälp av att jämföra mätvärdena går det att räkna ut var det trycks någonstans.



Vissa kapacitiva skärmar kräver att fingret verkligen ligger an mot skärmen och leder bort strömmen. En sådan pekskärm är känslig mot repor eftersom de skulle kunna skada ledningsnätet i ytan. Den variant som LG och iPhone använder kallas projicerad kapacitiv pekskärm. Den har den stora fördelen att de ledande delarna inte behöver ligga i ytan utan det är möjligt att mäta genom ett skyddande glas- eller plastskikt. Nackdelen med den kapacitiva tekniken är att bara sådant som påverkar den elektriska laddningen kan påverka skärmen. Det innebär att eventuella pennor måste vara tillverkade av metall och det kan vara svårt att använda skärmen med handskar.

Ljus i stället för ström

Neonodes lösning använder ljus istället för ström och laddning. Ett rutnät av osynligt, infrarött ljus ritas upp över skärmen och fotosensorer känner av exakt var ljusstrålarna bryts när man trycker på skärmen. Den optiska tekniken är lite dyrare än alternativen och begränsas av hur många fotosensorer som får plats utmed skärmens kant. Upplösningen blir inte lika hög som i en bra resistiv eller kapacitiv pekskärm, men den räcker med god marginal för att navigera i menyerna på en mobil.

Ett problem med alla pekskärmar jämfört med vanliga knappsatser är att de inte ger något "klick" eller annan respons när man trycker. Neonode har löst detta genom att använda mobilens vibrator - en teknik som kallas tactile feedback. Mobilen vibrerar lätt när den registrerar ett tryck och ersätter på så sätt slaglängden och klicket i en knappsats.

---

Läs fler artiklar från augusti 2007 här.

---