Touchscreens

Touchscreens vereinfachen die Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Der Wegfall von Tastatur und Maus macht Touchscreens überall dort beliebt, wo Informationen übersichtlich über den Monitor ausgegeben werden können und derselbe Monitor die benutzerfreundliche Bedienung ermöglicht.

Im Laufe der Zeit wurden mehrere Touchscreen-Technologien entwickelt. In den letzten Jahren setzten sich kapazitive Touchscreens mehr und mehr durch. Wir alle gehen täglich mit dieser Technik um: beim Benutzen unserer Smartphones. Auch in gewerblichen und industriellen Anwendungen verdrängen kapazitive Touchscreens die resistiven auf wenige Randgebiete. Deshalb haben wir nur noch kapazitive Touchscreens im Angebot.

Auswahlkriterien

Von professionell genutzten Touchscreens erwartet man Robustheit, Haltbarkeit, eine lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit. Deshalb achtet man bei der Auswahl eines Touchscreens auf

• die passende IP-Schutzart gegen Staub und Feuchtigkeit,
• die Angaben zum Betriebstemperaturbereich sowie
• auf die Toleranz gegenüber Stößen und Vibrationen.

Technische Aspekte:

• Bildschirmgröße und -auflösung
• Montageoptionen (Wand-, Stand-, Schwenkarmmontage)
• Reaktionszeit
• Touch-Punkt-Genauigkeit
• Helligkeit und Kontrastverhältnis für Lesbarkeit in verschiedenen Umgebungen

Zertifizierungen und Standards:

• Industriestandards (CE, FCC, RoHS, …)
• Spezielle Zertifizierungen für Branchen wie die Lebensmittel- und Getränkeindustrie
• Spezifizierung für den medizinischen Bereich: u.a. die DICOM-Spezifikation für Graustufenverhalten (auf äußere Lichtverhältnisse abgestimmter Kontrast in Schwarz-weiß-Darstellungen bildgebender medizinischer Systeme).

Geschichte und Technologie

Optische Touchscreens Die ersten Touchscreens funktionierten mit einem Lichtschrankengitter aus LED-Leuchten und Infrarot-Sensoren, das in Spalten und Zeilen vor den Monitor aufgespannt wurde. Die Fingerspitze des Benutzers unterbricht die Lichtstrahlung und löst in der entsprechenden Zeile und Spalte einen Impuls aus, woraus auf einfache Art die Position der Fingerspitze folgt. Mit dieser Technik erreicht man eine Auflösung von etwa 5 mm. Für die Auswahl größerer „Schaltflächen“ reicht diese Auflösung aus. Optische Touchscreens sind äußerst robust, auch gegen Vandalismus, so dass sie manchmal heute noch in Geld- und Fahrscheinautomaten eingesetzt werden.

Resistive Touchscreens sind Drucksensoren. Beim Berühren des Bildschirms werden zwei übereinanderliegende, elektrische Spannungen führende, aber unsichtbare Schichten miteinander in Kontakt gebracht. An der Kontaktstelle bricht der elektrische (Wirk-) Widerstand (= Resistanz) zusammen. Der Ort der Kontaktstelle wird mithilfe der aus der Schaltungselektronik bekannten „Spannungsteilerregel“ bestimmt.

Obwohl resistive Touchscreens recht robust sind und etwas günstiger zu haben sind, hat ihr Marktanteil stark abgenommen. Die niedrigere Bildqualität, eine eingeschränkte Multi-Touch-Bedienung, langsamere Reaktion und die geringere Touchpunkt-Genauigkeit mögen dazu beigetragen haben, dass resistive Touchscreens größtenteils von kapazitiven Touchscreens verdrängt wurden.

Kapazitive Touchscreens haben eine durchsichtige Metalloxid-Schicht. An deren Ecken ist eine Wechselspannungsquelle angelegt und bei Berührung fließt ein winziger Strom über den Finger ab. Sehr vereinfacht kann man sich vorstellen, die abfließende Strommenge sei in einem Kondensator, also „kapazitiv“ gespeichert gewesen. Die Stromstärke des abfließenden Stroms hängt vom Abstand des Berührungsortes von den vier Ecken des Bildschirms ab. Aus den vier Messungen der Stromstärken ergibt sich der Ort der berührten Stelle.

Einige Vorteile kapazitiver Touchscreens:

• Bedienung mit bloßen Fingern oder leitfähigen Eingabestiften
• Gleichzeitige Erkennung von Berührungen (Multi-Touch), Gesten-Erkennung.
• Praktisch verschleißfreie Glasoberfläche
• Sehr gute Bildqualität, hoher Kontrast
• Hohe Touchpunkt-Genauigkeit
• Reaktionsschnell
• Verbesserte Robustheit gegen äußere Einflüsse wie Staub, Feuchtigkeit und mechanische Beanspruchung.