Smart­pho­ne, Prä­sen­ta­ti­ons­bild­schirm, Fahr­kar­ten­au­to­mat. Über­all erfolgt die Bedie­nung per Touch­screens. Die Tech­nik, die hin­ter der Ein­ga­be per Berüh­rung steckt, ist jedoch sehr unter­schied­lich. Ein Über­blick über ver­schie­de­ne Funk­ti­ons­wei­sen sowie ihre Vor- und Nach­tei­le von Sebas­ti­an Klöß.

Touchscreen: Erkennt Berührungen mit der InGlass-Technik: InfinityBoard von NEC.

Erkennt Berüh­run­gen mit der InGlass-Tech­nik: Infi­ni­ty­Board von NEC.

Touchscreen: Arbeitet – wie Smartphones – mit PCAP: Sharps Big Pad PN-70TH5.

Arbei­tet – wie Smart­pho­nes – mit PCAP: Sharps Big Pad PN-70TH5.

Touchscreen: Kombiniert kapazitive und induktive Touchtechnik: Apples iPad Pro.

Kom­bi­niert kapa­zi­ti­ve und induk­ti­ve Touch­tech­nik: App­les iPad Pro.

Toucherkennung per Infrarot: QBH-TR-Serie von Samsung.

Touch­er­ken­nung per Infra­rot: QBH-TR-Serie von Sam­sung.

Resistive Touchscreens

Die Ober­flä­che sol­cher Touch­screens besteht aus zwei Schei­ben, die durch Abstands­hal­ter von­ein­an­der getrennt sind: außen eine dehn­ba­re aus Poly­es­ter, innen eine fes­te aus Glas- oder Kunst­stoff. Bei­de sind mit einer leit­fä­hi­gen Schicht über­zo­gen, an die abwech­selnd eine Gleich­span­nung ange­legt wird. Berührt man den Touch­screen, wer­den die zwei leit­fä­hi­gen Schich­ten am Druck­punkt mit­ein­an­der elek­trisch ver­bun­den. Dadurch ent­steht eine Span­nungs­än­de­rung, aus der die Posi­ti­on der Druck­stel­le berech­net wird. Bei Moni­to­ren im Büro­be­reich wird die­se Tech­nik nicht mehr ein­ge­setzt.

  • Bedie­nung ist mit Fin­ger, belie­bi­gem Ein­ga­be­stift und auch mit Hand­schu­hen oder Pro­the­sen mög­lich
  • gerin­ge Pro­duk­ti­ons­kos­ten
  • gerin­ge Leis­tungs­auf­nah­me

  • redu­zier­te Trans­pa­renz und schlech­te Les­bar­keit bei Son­nen­ein­strah­lung durch die Zusatz­schicht
  • Ver­schleiß durch mecha­ni­sche Belas­tung beim Betä­ti­gen
  • Ges­ten­be­die­nung nur schwer mög­lich
  • ein­ge­schränkt mul­ti­touch­fä­hig

Kapazitiver Touchscreen

Hier gibt es zwei Tech­ni­ken: Bei der Sand­wich-Film­schicht-Kon­struk­ti­on befin­det sich eine lei­ten­de Schicht auf der Front­sei­te des Bild­schirms. Bei pro­ji­ziert-kapa­zi­ti­ven Touch­screens (PCT Pro­jec­ted Capa­ci­ti­ve Touch oder PCAP genannt) hin­ge­gen ist die leit­fä­hi­ge Schicht auf der Rück­sei­te des Bild­schirm­gla­ses. Sie pro­ji­ziert das kapa­zi­ti­ve Feld durch die Glas­schei­be hin­durch. Die lei­ten­de Schicht selbst besteht aus zwei Ebe­nen mit je einem leit­fä­hi­gen Ras­ter (Strei­fen oder Rau­ten). Da ein Fin­ger elek­trisch lei­tend ist, ändert sich die elek­tri­sche Kapa­zi­tät, wenn er den Kreu­zungs­punkt von zwei Strei­fen oder Rau­ten berührt. Hier­aus wird die Posi­ti­on der Berüh­rung errech­net. PCAP wird bei prak­tisch allen Smart­pho­nes und Tablets und eini­gen Groß­for­mat-Touch­screens ver­wen­det.

  • schnel­le Reak­ti­ons­zeit
  • erkennt Ges­ten
  • mul­ti­touch­fä­hig
  • sehr genau
  • gute opti­sche Trans­pa­renz
  • funk­tio­niert mit gebo­ge­nen Bild­schir­men
  • PCAP ist sehr ver­schleiß­be­stän­dig, weil der Sen­sor hin­ter dem Deck­glas liegt

  • Bedie­nung nur mit blo­ßem Fin­ger, leit­fä­hi­gen Sty­lus-Pens oder leit­fä­hi­gen Hand­schu­hen mög­lich

Infrarot

In einem her­vor­ste­hen­den Rah­men rund um den Bild­schirm befin­den sich auf zwei Sei­ten Infra­rot-LEDs, auf den gegen­über­lie­gen­den Sei­ten Infra­ro­tem­pfän­ger. Vor dem Bild­schirm ent­steht so ein Git­ter­ras­ter aus Infra­rot­strah­len. Ein Fin­ger oder Gegen­stand unter­bricht die Infra­rot­strah­len. Dar­über wird die Posi­ti­on bestimmt. Die­se Tech­nik kommt vor allem bei sehr gro­ßen Touch­screens zum Ein­satz.

  • ver­gleichs­wei­se bil­lig
  • funk­tio­niert auch mit Hand­schu­hen, Stif­ten etc.
  • schnel­le Reak­ti­ons­zeit
  • mul­ti­touch­fä­hig
  • kla­res Bild

  • her­vor­ste­hen­der Rah­men
  • kann durch Son­nen­licht und Halo­gen­licht gestört wer­den
  • Staub oder Schmutz auf den Sen­so­ren stört die Erken­nung
  • kei­ne Objekt­er­ken­nung: Alles, was den Licht­strahl durch­bricht, wird als Fin­ger bzw. Stift gewer­tet
  • reagiert bereits, bevor die Bild­schirm­ober­flä­che berührt wird

Shadow­Sen­se

Dabei han­delt es sich um eine Wei­ter­ent­wick­lung der Infra­rot­tech­nik durch das Tech­no­lo­gie­un­ter­neh­men Baan­to, die nicht mit einem simp­len Infra­rotras­ter arbei­tet. In der Stan­dard­kon­fi­gu­ra­ti­on befin­det sich in den obe­ren Ecken des Bild­schirm­rah­mens je eine Infra­rot-LED, dazwi­schen sind vier wei­te­re. Sie leuch­ten die gesam­te Bild­schirm­flä­che aus. Im unte­ren und in den seit­li­chen Rah­men sit­zen opti­sche Sen­so­ren. Berührt ein Fin­ger oder ein ande­rer Gegen­stand den Bild­schirm, wirft er meh­re­re Schat­ten in unter­schied­li­chen Win­keln. Die Sen­so­ren erken­nen die­se Schat­ten und berech­nen aus dem Ver­hält­nis von beleuch­te­ten und ver­schat­te­ten Sen­so­ren die Posi­ti­on des Touch­punk­tes.

  • Objekt­er­ken­nung und Hand­flä­chen­er­ken­nung
  • erkennt Ein­ga­ben mit pas­si­vem Ein­ga­be­stift und Radier­gum­mi, unter­schei­det sie von Fin­gern
  • da Umfang und Geschwin­dig­keit der Berüh­rung erkannt wer­den, kön­nen unge­woll­te Berüh­run­gen her­aus­ge­rech­net wer­den
  • schnel­le Reak­ti­ons­zeit
  • kla­res Bild

  • her­vor­ste­hen­der Rah­men
  • Staub auf den Sen­so­ren kann die Erken­nung beein­träch­ti­gen
  • reagiert schon vor eigent­li­cher Berüh­rung des Bild­schirms
  • der­zeit auf zehn gleich­zei­ti­ge Berühr­punk­te begrenzt

InGlass

Bei die­ser Tech­nik des Her­stel­lers Flat­Frog wer­den unsicht­ba­re Licht­wel­len seit­lich in das Bild­schirm­glas ein­ge­speist. Inner­halb des Gla­ses wer­den sie reflek­tiert und gelan­gen so auf die ande­re Bild­schirm­sei­te. Dort wer­den sie von Sen­so­ren erkannt. Berührt ein Fin­ger den Bild­schirm, beein­flusst er die Reflek­ti­on im Glas. Die­se Beein­flus­sung wird gemes­sen und aus ihr der Berühr­punkt berech­net.

  • kein her­vor­ste­hen­der Rah­men
  • kla­res Bild
  • funk­tio­niert auch mit Hand­schu­hen, Stif­ten und ande­ren Objek­ten
  • erkennt Hand­flä­chen
  • Lösun­gen mit 40 simul­ta­nen Touch­punk­ten sind erhält­lich, 100 mög­lich

  • mat­te Bild­schirm­ober­flä­chen nicht mög­lich

Surface Acoustic Wave (SAW)

Statt mit Licht arbei­tet die­se Tech­nik mit Ultra­schall. Signal­ge­ber auf zwei Sei­ten des Bild­schirm­rah­mens sen­den Ultra­schall­wel­len aus. Auf den gegen­über­lie­gen­den Sei­ten wer­den sie emp­fan­gen. Fin­ger oder ande­re wei­che Gegen­stän­de absor­bie­ren einen Teil der akus­ti­schen Ener­gie. Dar­aus wird die Posi­ti­on des Touch­punk­tes errech­net.

  • kla­res Bild
  • funk­tio­niert mit Hand­schu­hen
  • sehr genau

  • her­vor­ste­hen­der Rah­men
  • kei­ne Erken­nung von Stif­ten und ande­ren Objek­ten, die Ultra­schall nicht absor­bie­ren
  • staub­an­fäl­lig

Induktive Touchscreens

Ein Metall­netz hin­ter dem Dis­play­glas baut ein Magnet­feld auf. Berührt ein spe­zi­el­ler Bedien­stift das Dis­play, erzeugt eine Spu­le im Stift einen Strom. Die­ser Strom wird als Signal von hori­zon­tal und ver­ti­kal aus­ge­rich­te­ten Anten­nen im Moni­tor emp­fan­gen. Dar­über erfolgt die Posi­ti­ons­be­stim­mung. Da der Strom im Stift induk­tiv erzeugt wird, benö­ti­gen die Stif­te kei­ne Bat­te­ri­en. Induk­ti­ve Touch­screens kom­men vor allem bei Gra­fik­ta­blets zum Ein­satz, oft in Kom­bi­na­ti­on mit kapa­zi­ti­ver Touch­tech­nik, damit auch eine Bedie­nung per Fin­ger mög­lich ist.

  • da nur der Stift erkannt wird, sen­det der beim Schrei­ben auf­lie­gen­de Hand­bal­len kei­ne Stör­si­gna­le (bei ande­ren Tech­ni­ken müs­sen die­se her­aus­ge­rech­net wer­den)
  • mit dem Induk­ti­ons­strom kön­nen wei­te­re Funk­tio­nen des Stifts betrie­ben wer­den, etwa Bedien­knöp­fe oder Druck­sen­so­ren (je nach Druck mit dem Stift wer­den dann bei­spiels­wei­se Lini­en dicker oder dün­ner gezeich­net)
  • eini­ge Sys­te­me kön­nen auch den Nei­gungs­win­kel des Stifts erken­nen

  • rei­ne induk­ti­ve Touch­screens funk­tio­nie­ren nur mit den spe­zi­el­len Ein­ga­be­stif­ten
  • ver­hält­nis­mä­ßig teu­er (zumal sie oft als Hybri­de mit zusätz­li­cher kapa­zi­ti­ver Tech­nik aus­ge­stat­tet wer­den)