Interfacce per la navigazione del futuro

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La domanda di interfacce più precise e complete ha indotto i principali produttori di smartphone a considerare la tecnologia Optical Finger Navigation Ofn per rispondere alle esigenze di navigazione degli utenti.

Così come gli smartphone continuano a svilupparsi e a offrire funzionalità aggiuntive e produttività, la domanda di strumenti di navigazione per supportare queste caratteristiche e i loro benefici diventa critica per i consumatori. Un semplice set di tasti usati per navigare nell'interfaccia utente di un telefono cellulare non è in grado di supportare adeguatamente funzionalità come l'e-mail o il browsing Internet. Per i professionisti, la possibilità di leggere e modificare documenti su uno smartphone, per esempio, richiede un controllo preciso del puntamento per l'editing del testo. I consumatori ora richiedono ai loro device portatili un browsing Internet avanzato, supporto per il multimedia e funzionalità per i giochi, tutte cose che necessitano di un sistema di controllo preciso, in modo da avere una migliore esperienza di gioco o una facile navigazione Internet.
L'interfaccia utente sta diventando un fattore sempre più importante quando i consumatori decidono sull'acquisto del loro prossimo smartphone. Le tradizionali interfacce di navigazione sono state sostituite da sofisticate interfacce touch, tastiere complete o elementi che funzionano in modo simile ai mouse del computer. La domanda di interfacce più precise e complete ha indotto i principali produttori di smartphone a considerare i display touchscreen e i touchpad Ofn (Optical Finger Navigation) come le tecnologie principali per rispondere alle esigenze degli utenti.

L’Optical Finger Navigation
Ci sono molti vantaggi che rendono un modulo Ofn un sistema di navigazione ottimale per i dispositivi portatili. Dato che gli smartphone continuano a evolversi, la necessità di un controllo preciso del puntatore e un’alta risoluzione stanno diventando sempre più importanti per l'editing dei documenti, per la selezione di parti di testo, per navigare tra le pagine Web e per le funzionalità di gioco.
I moduli Ofn permettono l'utilizzo con una sola mano e sono resistenti a polvere e ad altri malfunzionamenti che caratterizzano invece i sistemi di navigazione meccanici, il tutto offrendo una navigazione affidabile e restando insensibili alle intemperie. A questo va aggiunto che i sistemi Ofn non si degradano nel tempo perché sono sottosistemi completante sigillati, a differenza di alcune alternative meccaniche per la navigazione che possono manifestare malfunzionamenti nel tempo. Questi sono i vantaggi chiave per le soluzioni Ofn rispetto ai touchscreen e alle alternative meccaniche per la navigazione. È importante considerare le differenze tecnologiche tra le implementazioni Ofn attualmente disponibili sul mercato. Anche se tutti i moduli Ofn offrono funzionalità simili, i produttori utilizzano tecnologie specifiche per raggiungere lo stesso obiettivo. Esistono due tecnologie principali: quella di “image correlation” e la “spatial frequency detection”.

Tecnologie a confronto
La tecnologia di image correlation utilizza un Led per illuminare una superficie (un dito in questo caso). La luce si riflette sulle caratteristiche microscopiche dell'area e un sistema di lenti raccoglie la luce riflessa per formare un'immagine su un sensore. Quando il dito dell'utente si muove, si formano nuove immagini sul sensore e il gruppo di immagini viene confrontato per determinare il movimento in orizzontale e in verticale. I valori relativi ai movimenti vengono quindi inviati al processore nel dispositivo portatile che lo traduce nello spostamento del cursore sullo schermo. La tecnologia di spatial frequency detection, invece, è basata sula tecnologia laser. La luce coerente di un Vcsel (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) si riflette sulle microscopiche strutture caratteristiche del dito dell'utente. La luce riflessa crea frequenze spaziali differenti che costituiscono una firma delle texture della superficie e del movimento. Un sensore comb array 2D rileva le frequenze spaziali ed elabora gli spostamenti in movimenti verticali e orizzontali che sono comunicati al processore principale del dispositivo portatile. Entrambi gli approcci usano una fonte luminosa su una superficie e analizzano, confrontano ed elaborano i riflessi in spostamenti, in orizzontale e in verticale, che possono essere inviati a un processore. Una delle differenze principali fra le tecnologie è che quella di image correlation richiede un complesso sistema di lenti per raccogliere e focalizzare la luce riflessa in modo che possa essere elaborata. Per contro, quella di spatial frequency detection non ha bisogno di componenti o lenti oltre al silicio stesso del die. Le lenti aggiuntive richieste dalle tecnologie di image correlation complicano l'assemblaggio, aggiungono controlli al processo e problemi di qualità durante la produzione, e aumentano la bill of material. Poiché la correlazione di immagini utilizza Led come fonte di luce, può essere condizionata dalla luce ambientale generando errori di tracciamento. Dato che la spatial frequency detection utilizza una luce laser, che non fa parte dello spettro visibile, la luce ambientale non è un problema e non impatta sull'affidabilità della navigazione. Inoltre, poiché la luce ambientale non ha alcun effetto sulle prestazioni, la spatial frequency detection è in grado di offrire anche funzioni di illuminazione esterna per avere con i moduli Ofn effetti di alone o di incandescenza a scopi estetici o per migliorare la visibilità nel buio. Infine, a causa delle tecniche di confronto necessarie per la correlazione delle immagini, la frequenza spaziale è in grado di operare con un consumo energetico complessivo minore, un fattore critico per i dispositivi portatili in relazione all'uso delle batterie. Detto ciò, i sistemi di correlazione delle immagini hanno la flessibilità per ridurre la risoluzione del tracciamento, riducendo di conseguenza anche il quantitativo di informazioni catturate per ogni frame in modo da ridurre i consumi di energia a livelli inferiori a quelli della tecnologia di spatial frequency detection che non ha questa flessibilità. Tuttavia, mentre la riduzione della risoluzione riduce i consumi per la correlazione delle immagini, riduce però anche le performance di tracciamento. Con i sempre maggiori progressi degli smartphone e dei device portatili, la sfida di integrare strumenti di navigazione che rispondano alle esigenze dei clienti è diventata significativa. I moduli Ofn stanno diventando una delle interfacce più popolari ma al fine di cogliere i vantaggi di entrambi i mondi, alcuni produttori di smartphone si stanno rivolgendo a progetti che integrano Ofn così come funzionalità touchscreen. Come produttore di smartphone, è cruciale comprendere la tecnologia che sta dietro l'Ofn e che non tutti i design sono uguali. Quello della spatial frequency detection offre vantaggi significativi rispetto alle soluzioni di image correlation compresa una maggiore affidabilità, facilità di assemblaggio e consumi minori.

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