Diese Technologie steckt drin - Wie funktioniert das Touch-Display?
Moderne Hardware bietet uns zunehmend innovativere Features und hochwertigere Technologie. Das macht die Auswahl für das richtige Gerät meistens schwerer. Natürlich wollen wir nicht auf die großen Innovationen verzichten. Sie bringen viele Vorteile. Das Touch-Display ist nicht mehr wegzudenken aus unserem Alltag. Über eine Touch-Eingabe mit den Händen können wir auf Maus und Tastatur verzichten. Das macht uns flexibler. Wir können arbeiten wann, wo und wie wir es wollen. Egal, ob wir gerade im Büro, im Café um die Ecke oder an der Hotelbar sind. Zweifelsfrei sorgt die Eingabe-Technik dank intuitiver Bedienung auch dafür, dass wir sogar schneller arbeiten können als mit der traditionellen Maus. Darüber hinaus bietet er verschiedenen Branchen unglaubliche Möglichkeiten und Chancen. Hier sind die Industrie, die Medien und die IT zu erwähnen. Höchste Zeit also, dass wir uns näher mit dem Touch-Display beschäftigen.
Das Thema im Überblick
- Wie funktioniert ein modernes Touch-Display?
- Welche Arten gibt es?
- Wie erkennt der Bildschirm den Finger?
- Infrarot Touchscreen und Funktion?
- Induktiver Touchscreen und Funktion?
- Wie funktioniert ein Touchscreen unter verschiedenen Bedingungen?
- Wo kommen Touchscreen Monitore zum Einsatz?
- Was mache ich, wenn mein Touchscreen-Gerät nicht mehr funktioniert?
- Wie lange dauerte die Entwicklung?
- Kann man ein Touchscreen-Gerät reparieren?
- Wie muss es gereinigt werden?
- Fazit:
Es gibt verschiedene Techniken, über die ein solcher Screen funktionieren kann. Bei Handys werden sogenannte kapazitive Touchscreens verwendet. Hier reicht eine leichte Berührung der Oberfläche, durch welche sich die Kapazität eines elektrischen Feldes in dem Gerät verändert und die Befehlseingabe kann erfolgen. Mit Handschuhen können sie allerdings nicht bedient werden. Im Winter hat dies Nachteile. Ältere Modelle besitzen hingegen resistive Touchscreens. Solche Modelle besitzen zwei Schichten. Durch Druck werden sie miteinander verbunden. Solche Screens bieten zwar zahlreiche Vorteile, können allerdings auch ungewollt leicht durch andere Gegenstände betätigt werden und verschleißen zudem durch die mechanische Belastung.
Nachfolgend werden 5 verschiedene Technologien genauer vorgestellt. Welche das sind, welche Vorund Nachteile sie haben und wie sie sich unterscheiden, wird nun genauer erklärt.
Resistive Touchscreens
Diese Art gehört zu den Verbreitetsten. Das berührungsempfindliche Display besteht aus einem Glasund einem Filmblatt. Diese sind jeweils mit einer dünnen Schicht Metall beschichtet. Die zwei flexiblen Blätter sind durch einen Luftspalt oder einen Mikropunkt getrennt. Bei dieser Art dient die Metallschicht als Widerstandsmaterial. Wenn ein Nutzer den Bildschirm berührt, so kommen die zwei Metallschichten miteinander in Kontakt. Das lässt den Strom fließen. Dadurch entsteht ein Unterschied der elektrischen Spannung, was die Nutzung wiederum ermöglicht. Durch ausgeübten Druck kann die Bedienung erfolgen. Der Vorteil ist hierbei, dass man nicht nur die Hand benutzen muss, sondern auch einen speziellen Stift verwenden kann.
Pro:
- kann mit der Hand, aber auch mit anderen Objekten bedient werden (Stift, Handschuhe)
- günstigste Technologie
- verbraucht wenig Energie
- Die Oberfläche ist resistent gegenüber Wassertropfen, Staub und Öl
Contra:
- schlechtere Bildqualität als andere Touch Technologien
- wenig robust, sodass auch schnell Kratzer entstehen können
Surface Capactive Touchscreen
Das Display der Surface Capactive Touchscreens wird mit Strom versorgt. Es besteht aus einer transparenten Elektrodenschicht, die sich auf Glas befindet, welches unter einer Schutzschicht verpackt ist. Bei der Berührung mit dem Finger kommt es zu einer Änderung des elektrostatischen Feldes zwischen den Elektroden und der Kapazität. Diese Veränderung wird auf dem Display als Bewegung oder Tap übersetzt.
Pro:
- schärferes Bild
- Die Oberfläche ist resistent gegenüber Wassertropfen, Staub und Öl
- durch den strapazierfähigen Bildschirm treten Kratzer seltener auf
- durch den strapazierfähigen Bildschirm treten Kratzer seltener auf
Contra:
- nur mit der Hand oder einem speziellen Stift zu bedienen
Projected Capactive Touchscreen
Wie die Surface Capactive Touchscreens zählen diese zu den kapazitiven Touchscreens. Das heißt, dass sie jede Bewegung wahrnehmen, die durch Berührung des Displays entsteht. Sie sind auch als PCT oder PCAP bekannt. Hierbei liegt der Touchsensor unter dem Glas und sie können auch durch die geringste Berührung aktiviert werden. Sie können auch mit Baumwollhandschuhen bedient werden. Zudem sind sie auch voll Multi-Touch fähig. Unter Multi-Touch wird die Fähigkeit eines Touch-Systems bezeichnet, das gleichzeitig mindestens zwei Berührungspunkte erkennt und ausführen kann. Das heißt, dass man die Möglichkeit hat, mit mehreren Fingern zu tippen.
Pro:
- hohe Bildschärfe
- Der Bildschirm ist besonders kratzfähig
- Multi-Touch Funktion
- Der Bildschirm ist resistent gegenüber Wassertropfen, Staub und Öl
Contra:
- nur mit dem Finger oder einem speziellen Stift zu bedienen
Infrarot Touchscreen
Das Display besteht hierbei aus Infrarotstrahlen. Bei einer Berührung werden diese unterbrochen und die Nutzung des Bildschirms wird aktiviert.
Pro:
- hohe Bildschärfe
Contra:
- hohe Kosten
- Öl, Staub und Wassertropfen können die Nutzung einschränken
- ungewollte Aktivierung möglich
- durch bestimmte Lichtverhältnisse wird die Nutzung eingeschränkt
Surface Acoustic Wave Touchscreen
Diese Screens sind auch unter dem Namen SAW bekannt und funktionieren mit Schallwellen. Sie befinden sich auf dem Bildschirm. Bei einer Berührung werden sie absorbiert und die Bedienung wird möglich. Die Surface Acoustic Wave Touchscreens können mit dem Finger, Handschuhen und mit speziellen Stiften bedient werden.
Pro:
- hohe Bildschärfe
- resistent gegen Kratzer
Contra:
- lässt sich nicht durch Fingernägel aktivieren
- lässt sich jedoch durch Wassertropfen aktivieren
Die berührungsempfindlichen Bildschirme sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Million von Menschen nutzen heute ein Handy oder Tablet. Hinter dem Touchscreen (zu Deutsch: berührungsempfindlicher Bildschirm) verbirgt sich jedoch kein außergewöhnlicher Technik-Hit, sondern einfache Physik. Jeder Touchscreen besitzt eine berührungsempfindliche Oberfläche. Jedes Signal wird von einem Controller gemessen und anschließend an das Betriebssystem weitergeleitet. Hier wird jedes Signal dann in einen Befehl umgewandelt. So kann man Nachrichten verschicken und Apps installieren. Jedoch basieren nicht alle Screens auf der gleichen Technologie. Zwei Technologien haben sich auf dem Markt hauptsächlich durchgesetzt. Mit rund 50 % Marktanteil ist das Prinzip des resistiven Touchscreens am meisten verbreitet. Auf dem zweiten Platz folgt mit 31 % der kapazitive. Beide machen sich physikalische Gesetzmäßigkeiten zunutze.
Einfache Physik
Der kapazitive Screen erkennt die Position des Fingers. Es misst hierbei die Veränderung des elektrischen Feldes. Der Finger ist elektrisch leitend. An ihm kann eine Ladung abfließen, wenn er die Oberfläche berührt. Hierbei kann man allerdings nicht mit einem Stift arbeiten. In den Ecken sind Elektroden, die ein schwaches elektrisches Feld erzeugen. Berührt man nun das Display, wird ein Teil der Ladung abgeleitet. Somit verändert sich das elektrische Feld. Wenn die Veränderung jetzt gemessen wird, so kann die Position auf dem Monitor erkannt werden.
Bei einem resistiven Screen ist das anders. Sie werden durch Druck, der auf den Bildschirm ausgeübt wird, bedient. Der Screen besteht hier aus zwei Schichten. Die Aufgabe eines Leiters übernimmt hier eine Spezialfolie. Von oben drückt der Finger dann auf eine zweite Folie. Diese ist mit mikroskopisch kleinen Abstandshaltern von der ersten getrennt. So fließt der Strom zwischen diesen Schichten, weil einer unter Gleichspannung steht. An den Rändern der Folie, die nicht unter Strom steht, kann die Spannung gemessen werden. So lässt sich die Druckstelle herausfinden.
Das Prinzip der Infrarot-Technik ist einfach. In x- und y-Richtung des Bildschirms wird ein Lichtgitter aufgespannt. Wenn dieses unterbrochen wird, kann jeder Gegenstand erkannt werden und es lässt sich dessen Position auswerten. Diese Technik ist besonders robust und wird deswegen dort verwendet, wo Bildschirme extremen Einflüssen durch die Umwelt ausgesetzt sind. Das können Temperaturen sein oder aber Fahrkarten oder Bankautomaten, die vor Vandalismus geschützt werden müssen.
Beim induktiven Screen baut ein Metallnetz hinter dem Displayglas ein Magnetfeld auf. Wenn ein spezieller Stift das Display berührt, erzeigt eine Spule im Stift Strom. Von vertikal und horizontal ausgerichteten Antennen im Monitor wird dieser Strom als Signal empfangen. Dadurch wird die Positionsbestimmung ermöglicht. Der Strom wird im Stift induktiv erzeugt. Er braucht also keine Batterien. Es wird auch nur der Stift erkannt, sendet der aufliegende Handballen des Schreibenden keine Störsignale.
Von der grauen Theorie geht es nun direkt in die Praxis!
- Touchscreen mit Handschuhen bedienen
Sind Handschuhe elektrisch leitfähig, kann man damit das Handy bedienen. Bei solchen speziellen Touchscreen-Handschuhen ist stromleitendes Material eingearbeitet, beispielsweise Silberfäden.
- Touchscreen mit mehreren Fingern berühren
Der Touchscreen ist genau dafür da, dass man ihn mit den Fingern bedient. So kann man auf einer Landkarte oder bei einem Bild heranzoomen, indem man zwei Finger benutzt.
- Etwas anderes als die Hände verwenden
verwendenMan kann den Screen auch mit einer Banane oder einer Gurke bedienen. Es wird davon allerdings abgeraten. Jedoch funktioniert dies, da sich die geladenen Teilchen in diesen Nahrungsmitteln ähnlich verhalten wie bei einer Hand.
- Tablets, Handys
- Electronic Organizer
- Industrie-PCs, Panel PCS
- Kiosksysteme
- Automobilsektor
- Bildschirme
- Flugverkehr
- Unterhaltungselektronik
- Bürogeräte
- Kaffeevollautomaten
Wenn der Screen nicht mehr reagiert, so kann es verschiedene Gründe geben. Es könnte am Monitor selbst liegen oder aber es ist ein Fehler in der Software. Manchmal hat sich auch einfach nur ein Programm “aufgehängt” und das Handy reagiert deswegen nicht mehr. Hier wird ein Neustart des mobilen Gerätes empfohlen.
Für heutige Nutzer:innen ist ein mobiles Gerät ohne Touch-Oberfläche undenkbar. Das erste Gerät gab es bereits 14 Jahre vor dem ersten iPhone. Das erste Mobiltelefon, das über eine Touch-Oberfläche funktionierte, war allerdings klobig und teuer. Dem amerikanischen Hersteller IBM gelang damit allerdings eine wahre Sensation. IBM Simon kam am 16. August 1994 auf den Markt. Es gilt als das erste Smartphone und hat heute nur noch einen musealen Wert.
Je nachdem, welcher Schaden vorhanden ist, kann man eine Touch-Oberfläche auch reparieren. Hierbei hat man drei Möglichkeiten:
- Man kann es selbst reparieren. Hierfür kann man sich im Internet Reparatursets bestellen.
- Es gibt in jeder Stadt auch Handyreparaturen, die ein mobiles Gerät wieder fit machen können.
- Es ist auch möglich, das Gerät an den Hersteller zu schicken, der dann die Reparatur übernimmt.
Die einfachste Methode, um den Bildschirm vor fettigen Fingerabdrücken zu befreien, ist das Benutzen eines Mikrofasertuchs. Mit kreisenden Bewegungen lassen sich die Rückstände vom Display leicht entfernen. Bei groben Verschmutzungen kann man mit einem Reiniger für Displays nachhelfen. Dabei verteilt man eine geringe Menge des Reinigers auf dem Mikrofasertuch und wischt damit über das Display. Es sollte stets darauf geachtet werden, dass kein Wasser in das Gehäuse des Smartphones oder iPhones gelangt. Das kann zu irreparablen Defekten führen.
Der Touchscreen ist nicht nur ein vorübergehender Trend, sondern Alltag. Für welche Variante des Smartphones & Handys, iPhones oder Tablets du dich am Ende entscheidest, ist immer individuell. Jedoch machst du mit einem kapazitiven Touchscreen nichts falsch. Sie sind sehr langlebig und bieten gewohnte Bedienungen. Falls du mit dicken und nicht leitfähigen Arbeitshandschuhen arbeiten musst, so ist es besser, auf den resistiven zurückzugreifen. Als Alternative kann man aber auch Touchscreen-taugliche Arbeitshandschuhe verwenden.
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