Touchscreen

Touchscreen
Ein Touchscreen, Tastschirm,
Berührungsbildschirm bzw. Sensorbildschirm
ist ein kombiniertes Ein- und Ausgabegerät, bei
dem durch Berührung von Teilen eines Bildes der
Programmablauf eines technischen Gerätes, meist
eines Computers, direkt gesteuert werden kann.
Die technische Umsetzung der Befehlseingabe ist
für den Nutzer gleichsam unsichtbar und erzeugt so
den Eindruck einer unmittelbaren Steuerung eines
Computers per Fingerzeig.
Statt einen Cursor per Maus oder Ähnlichem zu steuern, kann der Finger oder ein Zeigestift
verwendet werden. Die Anzeige eines Mauszeigers wird damit überflüssig.
Die Analogie zum Mausklick ist ein kurzes Tippen. Durch Ziehen des Fingers oder Stiftes
über den Touchscreen kann eine „Ziehen und Fallenlassen“-Operation ausgeführt werden.
Manche Systeme können mehrere gleichzeitige Berührungen zu Befehlen verarbeiten (MultiTouch), um zum Beispiel angezeigte Elemente zu drehen oder zu skalieren.
Funktionsweisen
Wir benutzen bei unseren Panel PCs mehrere Funktionsprinzipien zur Umsetzung der
Berührungsempfindlichkeit:
Resistive Systeme
Kapazitive Systeme
SAW (Surface Acoustic Wave) – „(schall)wellen-gesteuerte Systeme“
Infrarot
1. Resistive Systeme (Folien- und Glas/Glas)
Resistive Touchscreens reagieren auf Druck, der
zwei elektrisch leitfähige Schichten punktuell
verbindet. Die Schichten bilden so einen
Spannungsteiler, an dem der elektrische
Widerstand gemessen wird, um die Position der
Druckstelle zu ermitteln. Sie bestehen aus einer
äußeren Polyesterschicht und einer inneren Glasoder Kunststoffscheibe, die durch Abstandshalter
getrennt sind. Die einander zugewandten Flächen
sind mit Indiumzinnoxid beschichtet, einem
lichtdurchlässigen Halbleiter. Bei Ausführung als
GfG-Touch besteht die äußere Schicht aus Glas.
Vorteile:
-
Relativ Schmutzunempfindlich
-
Vergleichsweise günstig
-
Gute Bedienbarkeit mit Finger, Handschuhen und Stiften
-
Hohe Auflösung
Nachteile:
-
Transmission (Lichtdurchlässigkeit) nur ca.80%
-
Kratzempfindich (außer GfG-Version)
-
Übergang zwischen Gehäuse und Touchglas bildet eine „Schmutzkante“
Verfügbare Größen:
6,5“-24“
2. Projiziert-Kapazitive Systeme
Ein kapazitiver Touchscreen ist ein mit
durchsichtigem Metalloxid beschichtetes
Glassubstrat. Eine an den Ecken der Beschichtung
angelegte Wechselspannung erzeugt ein
konstantes, gleichmäßiges elektrisches Feld. Bei
Berührung entsteht ein geringer Ladungstransport,
der im Entladezyklus in Form eines Stromes an
den Ecken gemessen wird. Die resultierenden
Ströme aus den Ecken stehen im direkten
Verhältnis zu der Touchposition. Der Controller
verarbeitet die Informationen.
Die ersten kapazitiven Touchscreens legten nur eine ITO-Schicht auf die Oberfläche. Eine
Weiterentwicklung dieser surface-kapazitiven Vorgehensweise wird als projiziert kapazitiv
bezeichnet. Eingeschlossen von zwei Glassubstraten, befindet sich eine ITO-Schicht mit
einem laminierten Sensorenraster aus mikrofeinen Drähten. Über das Raster können die
Koordinaten noch genauer lokalisiert werden. Durch die erhöhte Präzision ist es möglich den
Sensor mit einem bis zu 18 mm dicken Schutzglas zu verkleiden. Je nach Art der
Implementierung kann der kapazitive Einfluss durch nichtleitende Materialien und größere
Entfernung zur ITO-Schicht realisiert werden.
Vorteile:
-
Resistenz gegen Umwelteinflüsse (Schmutz, Temperatur, Kratzer), daher für
schwierige Umgebungsbedingungen geeignet
-
Vollflächige Glasfront ohne „Schmutzkanten“
-
Vandalensichere Bauweise möglich
-
Hohe Transmission(Lichtdurchlässigkeit)
-
Multitouch-Funktion unter Win7
-
Verschiedene Kundenspezifische Designs möglich(Farbgebung des Rahmens, Logo)
-
Lange Lebensdauer
Nachteile:
-
Bedienung nur per Finger oder mit dünnen Handschuhen möglich)
-
Vergleichsweise teuer, was sich an der Einsetzbarkeit unter extremen Bedingungen
(bis IP69K) relativiert
Verfügbare Größen:
6,5“-22“
3. SAW (Surface Acoustic Wave) – „(schall)wellen-gesteuerte Systeme“
Eine akustische Oberflächenwelle, kurz AOW,
(engl. SAW für surface acoustic wave) ist eine
Körperschall-Welle, die sich planar auf einer
Oberfläche, also nur in zwei Dimensionen, ausbreitet.
SAW-Sensoren nutzen die Abhängigkeit der
Oberflächenwellengeschwindigkeit von der
mechanischen Spannung (Verformung), der
Massenbeaufschlagung (Ablagerungen auf der
Oberfläche) oder der Temperatur
(Temperaturkoeffizient der Schallgeschwindigkeit). An
den Seitenflächen des Glassubstrates sind
Signalgeber montiert, welche Ultraschallwellen
aussenden. Dieses Signal wird von der Oberfläche
reflektiert und auf der gegenüberliegenden Seite
detektiert. Durch die Berührung mittels eines Fingers
oder eines anderen weichen Gegenstandes wird ein Teil der Wellen absorbiert und der
Controller kann durch Messung der Amplituden die Positionsbestimmung durchführen.
Vorteile:
-
Resistenz gegen Umwelteinflüsse (Schmutz, Temperatur, Kratzer), da Glasoberfläche
-
Hohe Transmission(Lichtdurchlässigkeit)
-
Multitouch-Funktion unter Win7
Nachteile:
-
Bedienung nur per Finger, dünnen Handschuhen und Spezialstiften möglich
-
Keine hohen Schutzarten durch „weichen“ Übergang, Glasoberfläche / Gehäuse
Verfügbare Größen:
15“-42“
4. Infrarot
Bei der optischen Vorgehensweise wird mit einer Infrarot-Matrix, bestehend aus
Leuchtdioden und Fotodetektoren, gearbeitet. Statt einer Beschichtung der Oberfläche
befindet sich im Rahmen des Displays eine Reihe von LEDs. Diese bestrahlen die
Detektoren auf der gegenüberliegenden Seite. Eine Berührung der Oberfläche unterbricht
den Lichtstrahl und sorgt somit für einen messbaren
Signalabfall. Der Kontroller kann somit den
Berührungspunkt lokalisieren. Auch diese
Technologie zeichnet sich durch eine hohe
Transparenz aus, da keinerlei Beschichtung benötigt
wird um das Verfahren umzusetzen. Die Herstellung
ist zwar an sich hoch reproduzierbar, allerdings auch
sehr kostenaufwendig. Der ausbleibenden Abnutzung
der Oberfläche steht eine geringe Lebensdauer der
Dioden gegenüber. Dies senkt die allgemeine
Verlässlichkeit eines solchen Touchscreens. Weitere
Nachteile von optischen Systemen sind ungewollte
Aktivierungen. Dazu muss lediglich eine
Beeinflussung des Lichtstrahls (z. Bsp. eine Fliege)
erfolgen. Die Touchauflösung ist im Vergleich zu
anderen Technologien eher als gering zu bezeichnen.
Vorteile:
-
Resistenz gegen Umwelteinflüsse (Schmutz, Temperatur, Kratzer), daher für
schwierige Umgebungsbedingungen geeignet
-
Vandalensichere Bauweise möglich
-
Hohe Transmission(Lichtdurchlässigkeit)
-
Multitouch-Funktion unter Win7
Nachteile:
-
Relativ dicker Aufbau, daher nur bedingt integrierbar
-
Vergleichsweise teuer
Verfügbare Größen:
8,4“- 42“