touchscreen

Ein Touchscreen ist ein berührungssensitiver Bildschirm. Beim Berühren der Bildschirmoberfläche werden Aktionen ausgelöst. Diese Bildschirme eignen sich ideal für Präsentationsterminals in Point of Information (POI) oder Point of Sale (POS), da Fehlbedienungen über Tastaturen ausgeschlossen werden. Darüber hinaus werden sie in Eingabegeräten vor allem in der Fahrzeugdiagnose, in der Industrie- und Anlagensteuerung, in Industrie-PCs, der Medizintechnik, in Kassenautomaten sowie in PDAs und anderen Handhelds mit Stifteingabe eingesetzt.

Sharp-PDA mit Touchscreen und Bedienstift

Touchscreens arbeiten entweder mit Infrarot-Elektronik, kapazitiv, resistiv, induktiv und akustisch mit Oberflächenwellen.

Beim Infrarotverfahren senden Leuchtdiodenketten, die sich an zwei Bildschirmrändern befinden, in vertikaler und horizontaler Richtung Infrarotstrahlen aus, die durch entsprechende Detektoren auf dem gegenüberliegenden Bildschirmrand detektiert werden. Wird ein Infrarotstrahl durch einen Finger oder einen Stift unterbrochen, können daraus die Bildschirmkoordinaten ermittelt werden. Dies führt über die Software zur Auslösung einer bestimmten Funktion. Touchscreens mit Infrarot-Technik zeichnen sich durch eine hohe Bildqualität aus.

Beim kapazitiven Verfahren ist die Bildschirmoberfläche in eine kapazitive Matrix eingeteilt. Durch Fingernähe oder Fingerdruck wird diese Matrix kapazitiv beeinflusst, was Rückschlüsse auf die XY-Koordinaten zulässt. Bei diesem Verfahren wird über die metallische Beschichtung auf dem Glas-Overlay ein geringes Spannungsfeld erzeugt. Bei Berührung erdet der Bedienende die Oberfläche und ändert dadurch das elektrische Feld. Der Stromfluss von den Ecken des Touchcreens zum Finger des Bedienenden ist proportional den XY-Koordinaten.

Aufbau eines resistiv arbeitenden Touchscreens

Die am weitesten verbreitete Technik ist die resistive Technik, die mit zwei semi-transparenten, leitfähig beschichteten Membran-Folien arbeitet. Die eine Folie befindet sich in geringem Abstand oberhalb, die andere unmittelbar auf der Display-Oberfläche. Zwischen Display und oberer Membran-Folie ist ein Luft-Zwischenraum. Wird die obere Folie mit dem Eingabestift gedrückt, entsteht zwischen den beiden Folien ein elektrischer Kontakt. Da die Folien vergleichbar einer Widerstandsmatrix sind, entsprechen die Spannungen in vertikaler und horizontaler Richtung dem Spannungsabfall und lassen direkte Rückschlüsse auf die X- und Y-Koordinaten zu, an der der Kontakt erfolgt ist. Nachteilig sind die Verringerung der Helligkeit und des Kontrastes durch die beschichteten Folien sowie die Dicke des Displays.

Eine andere von Wacom entwickelte Technik arbeitet auf elektromagnetischer Basis ohne direkten Bildschirmkontakt. Dabei befindet sich unterhalb des Displays eine Sensor-Leiterplatte, auf der viele Antennenspulen aufgebracht sind. Im Eingabestift befindet sich der Resonanzkreis, der auf die Antennenfrequenz abgestimmt ist. Über die einzelnen Antennen wird nacheinander HF-Energie abgestrahlt, das im Nahfeld in den Resonanzkreis des Stiftes eingekoppelt wird.

Das Verfahren kennt zwei Modi, den Sende- und Empfangsmodus. Im Sendemodus, die in wenigen Mikrosekunden nacheinander eingeschaltet werden. Im Sendemodus nimmt Schwingkreis im Eingabestift Energie auf, die er im Empfangsmodus an die Antennen im Sensor-Board abgibt. Aus der Feldstärke der von den einzelnen Antennen empfangenen Energie, wird die Stiftposition unter Berücksichtigung des Drucks, der Neigung und anderer Parameter errechnet.

Die Oberflächenwellentechnik arbeitet mit akustischer Impulserkennung (APR). Bei dieser Technik löst die Berührung des Touchscreens unterschiedliche Töne aus, abhängig von den XY-Koordinaten. Jede Position auf dem Glas erzeugt einen einzigartigen Klang. Mehrere Transducer, die an den Kanten des Touchscreens angebracht sind, nehmen den Klang auf und die Controllerkarte ermittelt über Referenzklänge die XY-Koordinaten.