Tipos de pantallas táctiles, historia y funcionamiento

Las pantallas táctiles permiten una forma más intuitiva y directa de interactuar con los dispositivos, se han vuelto omnipresentes en nuestro mundo moderno, desde los teléfonos inteligentes hasta las máquinas de autopago, y su adopción generalizada ha cambiado la forma en que interactuamos con la tecnología.

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¿Qué es una pantalla táctil?

Una pantalla táctil es una interfaz de entrada de visualización, normalmente una pantalla transparente, que permite a los usuarios interactuar con un dispositivo mediante la identificación de entradas táctiles en la superficie de la pantalla. En la mayoría de las pantallas táctiles, las entradas táctiles se detectan utilizando las propiedades eléctricas del cuerpo humano, concretamente la naturaleza conductora de las yemas de los dedos. Esta conductividad permite al dispositivo reconocer y registrar nuestro toque como una entrada.

Dos tecnologías de pantalla táctil ampliamente utilizadas, la resistiva y la capacitiva, consisten en colocar un panel táctil sobre pantallas electrónicas como LCD uOLED para permitir la detección táctil. Los usuarios pueden realizar diversas acciones, como seleccionar, desplazarse, ampliar, dibujar, deslizar, etc.

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Una de las principales ventajas de las pantallas táctiles es que eliminan la necesidad de dispositivos de entrada tradicionales como el ratón, el teclado o los botones físicos. Esto se debe a que las pantallas táctiles permiten a los usuarios interactuar directamente con el contenido digital tocando, deslizando, pellizcando, deslizando y ampliando con los dedos o con un lápiz óptico. Esto facilita la navegación por los menús, la selección de opciones y la realización de otras tareas en dispositivos digitales, especialmente en dispositivos más pequeños, como teléfonos inteligentes y tabletas, en los que los dispositivos de entrada tradicionales pueden no ser prácticos.

Ejemplos de tipos de pantallas táctiles

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Historia de las pantallas táctiles

La historia de las pantallas táctiles se remonta a la década de 1960, cuando se desarrollaron los primeros dispositivos de entrada táctiles para su uso en paneles de control y otras aplicaciones especializadas. En la siguiente cronología, exploraremos los momentos clave y las innovaciones en el desarrollo de las pantallas táctiles desde sus inicios hasta la actualidad.

Vista previa cronológica de la historia de las pantallas táctiles

Inventor / Organización	Importancia	Año
Leon D Harmon Bell Telephone Laboratories Inc (AT&T)	Primera pantalla táctil con lápiz óptico.	1960
E.A. Johnson Real Instituto de Radar del Reino Unido	Primera pantalla táctil accionada con el dedo.	1965
Dr. Samuel Hurst Elographics Inc.	Primera pantalla táctil resistiva (no transparente).	1971
Universidad de Illinois	Pantalla táctil fabricada con sensores infrarrojos y fototransistores.	1972
Frank Beck y Bent Stumpe CERN	Primera pantalla táctil transparente capacitiva.	1973
Dr. Samuel Hurst Elographics Inc.	Primera pantalla táctil resistiva transparente.	1974
Grupo de Investigación de Input Universidad de Toronto	Primera pantalla multitáctil.	1982
IBM	IBM Simon: el primer teléfono móvil con pantalla táctil resistiva que se manejaba con un lápiz óptico.	1994
LG	LG KE850 Prada: el primer teléfono móvil con pantalla táctil capacitiva. Apple presentó el primer iPhone un mes después.	2006

1960: primera pantalla táctil registrada (accionada mediante un lápiz óptico).

Bell Telephone Laboratories Inc (ahora AT&T) publicó una de las primeras versiones de una pantalla táctil en 1960, que posteriormente fue patentada en 1962 con el número US 3016421A. Esta pantalla táctil utiliza una rejilla de luces rectas que apuntan directamente hacia la superficie y está diseñada para funcionar solo con un lápiz óptico, no con el dedo. Los fotodetectores registran un toque cuando un haz de luz de la rejilla es interrumpido por el toque del lápiz óptico.

1965: la primera pantalla táctil que se maneja con los dedos.

Eric Johnson, que trabajaba en el Royal Radar Establishment de Malvern, Inglaterra, desarrolló la primera pantalla táctil que se podía manejar con un dedo para ayudar en el control del tráfico. Su trabajo sobre las pantallas táctiles capacitivas se describió inicialmente en 1965, y más tarde lo desarrolló con fotografías y diagramas en un artículo publicado en 1967. Solicitó una patente en el Reino Unido (GB3352465) en 1965, y la patente estadounidense US3482241A le fue concedida en 1969.

1971: la primera pantalla táctil resistiva.

Al Dr. Samuel Hurst se le atribuye el desarrollo de la primera pantalla táctil resistiva en 1971, aunque no era transparente. En 1974, creó una pantalla táctil transparente.

1972: pantallas táctiles con sensores infrarrojos y fototransistores.

En 1972, la Universidad de Illinois desarrolló una pantalla táctil para un sistema terminal llamado PLATO IV, que se utilizaba en entornos educativos. La pantalla táctil tenía una matriz de 16x16 sensores infrarrojos compuestos por LED y fototransistores en los bordes de la pantalla que le permitían detectar el tacto cuando un objeto se encontraba muy cerca de la pantalla.

1973: primera pantalla táctil capacitiva transparente.

A principios de los años 70, dos ingenieros del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), Frank Beck y Bent Stumpe, crearon una pantalla táctil transparente basada en el trabajo previo de Stumpe en una fábrica de televisores a principios de los años 60. El CERN comenzó a fabricarlas en 1973.

1974: primera pantalla táctil resistiva transparente.

El Dr. Samuel Hurst creó la primera pantalla táctil resistiva que incluía una superficie transparente, para la que solicitó la patente US3911215A, que le fue concedida en 1975 para la empresa que fundó, Elographics Inc.

1982: tecnología multitáctil.

El primer sistema de pantalla táctil multitáctil fue creado en 1982 por el Grupo de Investigación de Entrada de la Universidad de Toronto, utilizando un panel de vidrio esmerilado con una cámara colocada detrás, lo que marcó el inicio de la tecnología multitáctil.

Principios de los 80 - finales de los 90: funciones y desarrollo basados en gestos en pantallas táctiles.

A lo largo de los años 80 y 90, se llevaron a cabo exhaustivas investigaciones para mejorar la precisión y la funcionalidad de la tecnología de pantalla táctil, incorporando una variedad de funciones basadas en gestos, como deslizar, barrer, tocar y hacer clic, levantar, multitáctil y mucho más.

2000 - Actualidad: expansión global y desarrollo de las pantallas táctiles capacitivas.

Las pantallas táctiles existen desde los años 60 y experimentaron importantes mejoras durante los años 80 y 90, pero no fue hasta la década de 2000 cuando se generalizó su uso en productos electrónicos de consumo, como teléfonos móviles, ordenadores portátiles, tabletas y otros dispositivos portátiles. Esto se debió en parte al desarrollo de nuevas tecnologías, como las pantallas táctiles capacitivas, que permitían entradas táctiles más precisas y sensibles.

Un estudio de DisplaySearch reveló que, en 2018, las pantallas táctiles capacitivas representaron más del 70 % de los envíos mundiales, mientras que las pantallas táctiles resistivas solo representaron el 3 %.

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¿Cómo funcionan las pantallas táctiles?

Los componentes principales de una pantalla táctil son el sensor táctil, el controlador y el software. El sensor táctil, también conocido como panel táctil, consiste en una superficie sensible al tacto que detecta cambios en propiedades eléctricas como la corriente, el voltaje, la capacitancia o la resistencia. El controlador, un componente de hardware, convierte los cambios eléctricos detectados por el panel táctil en señales que se utilizan para interpretar gestos táctiles como tocar, deslizar, ampliar, barrer, etc. Por último, al recibir estas señales táctiles, el software puede procesarlas y reaccionar a ellas completando funciones específicas y, si es necesario, transmitiendo instrucciones al dispositivo, lo que desencadena acciones como activar un motor, cambiar la información de la pantalla, apagar el equipo, ajustar el brillo, aumentar el volumen, etc.

Cómo funcionan las pantallas táctiles: paso a paso

1. Activación del sensor táctil: el usuario interactúa con la superficie sensible al tacto, lo que provoca cambios en sus propiedades eléctricas, como la corriente, el voltaje, la capacitancia o la resistencia.
2. Procesamiento del controlador: el controlador de hardware detecta los cambios eléctricos en el panel táctil, identifica gestos táctiles específicos (tocar, deslizar, ampliar, barrer, etc.), los convierte en señales y los envía al software.
3. Respuesta del software: el software recibe las señales táctiles y las procesa para realizar funciones o tareas específicas.

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Tipos de pantallas táctiles

Aunque los dos tipos más comunes de pantallas táctiles son las resistivas y las capacitivas, existen otros tipos de pantallas táctiles, cada uno con sus propias características y funcionalidades únicas.

tecnologías de pantalla táctil

• Resistivo
• Capacitivo
• Capacitivo proyectado (P-Cap)
• Infrarrojo
• SAW (onda acústica superficial)
• Imágenes ópticas

Más información:Tipos de pantallas LCD

Pantallas táctiles resistivas

Las pantallas táctiles resistivas funcionan mediante la detección de la presión aplicada sobre la pantalla. Están compuestas por dos capas flexibles, normalmente de poliéster y vidrio, recubiertas con una fina capa de material conductor, como óxido de indio y estaño (ITO). Estas dos capas están separadas por pequeños puntos espaciadores.

Cuando se ejerce presión sobre la pantalla, la capa flexible superior se empuja hacia la capa inferior, creando contacto entre las dos capas conductoras. Este contacto físico registra un cambio en la resistencia eléctrica, que el controlador de la pantalla táctil procesa para determinar la ubicación precisa del toque.

Las pantallas táctiles resistivas son relativamente económicas y pueden manejarse con diversos dispositivos de entrada, como los dedos, lápices ópticos o guantes. Sin embargo, suelen tener menos sensibilidad y claridad que otras tecnologías de pantalla táctil.

Ventajas

Funciona con guantes gruesos, bolígrafos y lápices ópticos. Económico y resistente al polvo y la humedad, lo que lo hace ideal para uso industrial o en exteriores.

Desventajas

Requiere presión para registrar la entrada. Menor claridad y compatibilidad multitáctil limitada. Vida útil más corta con un uso intensivo. Requiere más trabajo de diseño por parte del usuario (sin controlador integrado).

Casos de uso

Común en dispositivos industriales, quioscos y equipos para exteriores, donde se requieren guantes gruesos.

Pantallas táctiles capacitivas

Una pantalla táctil capacitiva identifica y reacciona a los cambios en la capacitancia causados por el campo electrostático de la pantalla cuando se toca la superficie de la misma.

Cuando un usuario toca la pantalla con un dedo o un lápiz óptico fabricado con material conductor, se produce un cambio en la capacitancia de la pantalla en el punto de contacto. Este cambio es detectado por el controlador táctil capacitivo, que procesa la entrada y determina la ubicación exacta del evento táctil.

Las pantallas táctiles capacitivas se utilizan ampliamente en teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos electrónicos debido a su alta sensibilidad, precisión y capacidad de respuesta. También admiten funciones multitáctiles, lo que permite a los usuarios realizar gestos como pellizcar y ampliar con múltiples entradas táctiles simultáneas. Sin embargo, es posible que no funcionen bien con materiales no conductores, como guantes o un bolígrafo normal, ya que estos materiales no interactúan con el campo electrostático de la pantalla.

Ventajas 

Mayor claridad, respuesta rápida y compatibilidad multitáctil. Controlador integrado.

Desventajas

No funcionan bien con guantes gruesos. Son sensibles a la humedad y más costosos.

Casos de uso

Popular en teléfonos inteligentes, tabletas y interfaces de aparatos de consumo modernos.

Capacitivo proyectado (PCAP)

Las pantallas táctiles capacitivas proyectadas utilizan una rejilla de electrodos para detectar las entradas táctiles. Los electrodos, normalmente fabricados con material conductor transparente, se colocan sobre una fina lámina de vidrio o plástico que cubre la pantalla.

Cuando un dedo o un lápiz óptico toca la superficie de la pantalla táctil, cambia la capacitancia entre los electrodos, lo que es detectado por el circuito controlador. A continuación, el controlador calcula la posición del toque basándose en los cambios de capacitancia y envía la entrada correspondiente al dispositivo.

Las pantallas táctiles capacitivas proyectadas son conocidas por su alta precisión, sensibilidad y durabilidad. Se utilizan habitualmente en teléfonos inteligentes, tabletas y otros dispositivos electrónicos. También admiten gestos multitáctiles, lo que permite a los usuarios interactuar con el dispositivo utilizando dos o más dedos simultáneamente.

Ventajas

Superficie de cristal resistente. Funciona a través de capas protectoras y es compatible con la función multitáctil.

Desventajas

Requiere piel desnuda, lápices ópticos especiales o guantes de nitrilo. Mayor coste y sensible a las interferencias.

Casos de uso

Se encuentra en productos médicos, industriales de alta gama y de consumo.

Diferencia entre capacitiva y capacitiva proyectada

La principal diferencia entre las pantallas táctiles capacitivas y las pantallas táctiles capacitivas proyectadas es la forma en que están construidos y dispuestos los electrodos. Las pantallas táctiles capacitivas proyectadas suelen ser más sensibles y precisas, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de alta gama, como teléfonos inteligentes, tabletas y paneles de control industriales.

Lea nuestro artículo en el que se explican las diferencias entre las pantallas táctiles resistivas y capacitivas para obtener más información sobre estas dos tecnologías de visualización líderes.

Pantallas táctiles IR (infrarrojas)

Las pantallas táctiles infrarrojas utilizan una rejilla de diodos emisores de luz (LED) y fotodetectores para detectar las entradas táctiles. Los LED emiten haces de luz infrarroja, que están dispuestos en matrices horizontales y verticales alrededor de los bordes de la pantalla. Los fotodetectores, situados frente a los LED, reciben continuamente estos haces de luz infrarroja.

Cuando un usuario toca la pantalla, su dedo o lápiz óptico interrumpe los rayos infrarrojos, provocando una ruptura en la rejilla. A continuación, el sistema calcula las coordenadas del punto de contacto basándose en los rayos específicos que se han interrumpido. Esta información se envía a la unidad de procesamiento del dispositivo, que interpreta la entrada táctil y realiza la acción correspondiente.

Las pantallas táctiles infrarrojas ofrecen varias ventajas, entre ellas una gran durabilidad y resistencia a los arañazos, el polvo y el agua. También tienen la capacidad de funcionar con casi cualquier objeto, incluidos lápices ópticos o manos enguantadas, ya que no es necesario aplicar presión para registrar un toque. Las pantallas IR tienen una increíble transmisión de luz y calidad de imagen, ya que no tienen una capa adicional de cristal o película sobre la pantalla. Sin embargo, su funcionalidad puede verse afectada bajo la luz solar intensa, por lo que suelen utilizarse en interiores. También funcionan mejor con pantallas de mayor tamaño, ya que la altura del perfil puede ser limitante.

Ventajas

Detecta la entrada mediante la interrupción de rayos infrarrojos, en lugar de requerir presión o contacto directo. Admite varios tipos de entrada con una claridad excelente.

Desventajas

Afectado por el polvo o los residuos. Requiere un bisel, lo que aumenta el tamaño.

Casos de uso

Se utiliza en quioscos, señalización y pantallas interactivas de gran formato.

SAW (onda acústica superficial)

Las pantallas táctiles de onda acústica superficial (SAW) son un tipo de tecnología táctil que utiliza ondas ultrasónicas para detectar la entrada táctil en la superficie de la pantalla. La pantalla está compuesta por una capa de vidrio u otro material transparente, con una fina capa de material reflectante en la superficie de la capa de vidrio.

Las ondas ultrasónicas son generadas por transductores situados en las esquinas de la pantalla y se envían a través de la superficie del cristal. Cuando un dedo, un lápiz óptico u otro objeto toca la pantalla, absorbe parte de las ondas ultrasónicas, lo que provoca una perturbación en el patrón de ondas. Los transductores detectan esta perturbación, lo que les permite calcular la ubicación y el tipo de entrada táctil.

Las pantallas táctiles SAW ofrecen varias ventajas, entre ellas una gran claridad, durabilidad y fiabilidad. También son muy sensibles y pueden detectar incluso toques o gestos ligeros. Sin embargo, son más caras que otros tipos de pantallas táctiles y pueden no ser adecuadas para su uso en entornos difíciles en los que existe un alto nivel de suciedad, polvo o agua.

Ventajas

Preciso con un ligero toque del dedo o un objeto blando.

Desventajas

No es compatible con guantes. Sensible a los contaminantes y requiere un entorno limpio.

Casos de uso

Ideal para quioscos interiores, máquinas expendedoras de billetes y terminales de información.

Más información:Pantallas transmisivas, reflectivas y transflectivas

Pantallas táctiles con imagen óptica

Las pantallas táctiles con imagen óptica utilizan sensores similares a cámaras y algoritmos de procesamiento de imágenes para detectar entradas táctiles de forma similar a las pantallas táctiles infrarrojas. Cuando un usuario toca la superficie de la pantalla táctil, los sensores detectan el cambio en la luz y la sombra causado por la presión y el movimiento del toque.

Las pantallas táctiles de imagen óptica son conocidas por su durabilidad, ya que no son susceptibles al desgaste por contacto físico como otras pantallas táctiles. Se utilizan habitualmente en quioscos públicos, pantallas interactivas y aplicaciones de juegos. Sin embargo, es posible que no sean tan sensibles ni respondan tan bien como otros tipos de pantallas táctiles y que no admitan gestos multitáctiles.

Ventajas

Funciona con cualquier entrada. Adecuado para pantallas grandes y conserva la claridad.

Desventajas

Menos preciso para entradas pequeñas. Se ve afectado por la luz ambiental y requiere espacio para los sensores.

Casos de uso

Se utiliza en pantallas para conferencias, pizarras blancas y quioscos públicos.

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Perspectivas de futuro: ¿qué le depara el futuro a la tecnología de pantalla táctil?

La tecnología de pantalla táctil está pasando de la interacción superficial a la integración perfecta. Los diseños «in-cell» y «on-cell» están reduciendo el grosor y mejorando la claridad al integrar la capa táctil directamente en la pantalla. Las pantallas flexibles y plegables están ampliando las posibilidades de diseño, especialmente en dispositivos wearables e interfaces de última generación.

De cara al futuro, las pantallas infinitas sin bisel y los sistemas táctiles proyectables que convierten cualquier superficie en una pantalla apuntan hacia un futuro en el que las pantallas ya no serán fijas. A medida que estas innovaciones maduren, el reto será encontrar el equilibrio entre rendimiento, durabilidad y coste.

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Conclusión

Las pantallas táctiles se han convertido en un elemento central de la tecnología moderna, impulsando todo, desde sistemas industriales hasta productos electrónicos de consumo. Si bien las pantallas táctiles capacitivas y resistivas lideran su adopción, otros tipos, como las infrarrojas, las de onda acústica superficial y las de imagen óptica, siguen desempeñando un papel importante en entornos especializados.

Cada tecnología ofrece sus propias ventajas, determinadas por cómo y dónde se utiliza. A medida que las interfaces táctiles se vuelven más adaptables e integradas, su papel en el diseño de productos sigue creciendo para satisfacer las necesidades cambiantes de los usuarios y las industrias. Newhaven Display ayuda a los fabricantes a explorar estas opciones, ofreciendo soluciones táctiles fiables, funcionales y diseñadas para el éxito a largo plazo.

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