Okay, aber wie funktionieren Touchscreens eigentlich?

Kürzlich hörte ich eine Frau in der U-Bahn, die ihrer Freundin erzählte, dass ihr Kleinkind alles in ihrem Haus „durchwischt“ – den Couchtisch, Bücher, Teller und sogar ihre eigene Mutter, die sie wie ein Bild auf einem Touchscreen verschwinden zu lassen versucht. Die Geschichte brachte mich zum Nachdenken darüber, dass viele von uns nicht viel mehr wissen als ein Kleinkind, was sich hinter dem Hochglanzdisplay verbirgt.

Bevor ich anfing zu recherchieren, wie Touchscreens funktionieren, dachte ich, es gäbe eine universelle Technologie hinter dem Phänomen des „Wischens“. Stattdessen stellte sich heraus, dass es ein halbes Dutzend davon gibt, und jeden Tag werden mehr erforscht. Die beiden am häufigsten verwendeten Systeme sind resistive und kapazitive Touchscreens. Der Einfachheit halber werde ich mich hier auf diese beiden Systeme konzentrieren und abschließend darlegen, wohin sich die Touchscreen-Technologie nach Meinung der Experten entwickeln wird.

1. Resistiv

Dies sind die einfachsten und gebräuchlichsten Touchscreens, die an Geldautomaten und in Supermärkten verwendet werden und eine elektronische Unterschrift mit dem kleinen grauen Stift erfordern. Diese Bildschirme sind im wahrsten Sinne des Wortes „berührungsresistent“; wenn Sie stark genug drücken, können Sie spüren, wie sich der Bildschirm leicht verbiegt. So funktionieren resistive Bildschirme – zwei elektrisch leitende Schichten, die sich biegen, um einander zu berühren, wie in diesem Bild:

Resistive Touchscreen-Technologie

Eine dieser dünnen gelben Schichten ist resistiv und die andere ist leitend, getrennt durch eine Lücke von winzigen Punkten, die Abstandshalter genannt werden, um die beiden Schichten auseinander zu halten, bis man sie berührt. (Eine dünne, kratzfeste blaue Schicht auf der Oberseite vervollständigt das Paket.) Durch diese gelben Schichten fließt immer ein elektrischer Strom, aber wenn Ihr Finger den Bildschirm berührt, werden die beiden Schichten zusammengedrückt und der elektrische Strom ändert sich an der Kontaktstelle. Die Software erkennt eine Stromänderung an diesen Koordinaten und führt die Funktion aus, die diesem Punkt entspricht.

Resistive Touchscreens sind langlebig und konsistent, aber sie sind schwieriger zu lesen, weil die mehreren Schichten mehr Umgebungslicht reflektieren. Außerdem können sie nur eine Berührung auf einmal verarbeiten, was zum Beispiel den Zwei-Finger-Zoom auf dem iPhone ausschließt. Deshalb werden in High-End-Geräten eher kapazitive Touchscreens verwendet, die alles erkennen, was Strom leitet.

2. Kapazitive

Im Gegensatz zu resistiven Touchscreens nutzen kapazitive Bildschirme nicht den Druck des Fingers, um eine Veränderung des Stromflusses zu erzeugen. Stattdessen funktionieren sie mit allem, was eine elektrische Ladung besitzt – einschließlich der menschlichen Haut. (Ja, wir bestehen aus Atomen mit positiven und negativen Ladungen!) Kapazitive Touchscreens bestehen aus Materialien wie Kupfer oder Indium-Zinn-Oxid, die elektrische Ladungen in einem elektrostatischen Gitter aus winzigen Drähten speichern, von denen jeder kleiner als ein menschliches Haar ist.

Kapazitive Touchscreen-Technologie

Es gibt zwei Haupttypen von kapazitiven Touchscreens – oberflächen- und projektiv. Bei der kapazitiven Oberflächenberührung werden Sensoren an den Ecken und ein dünner, gleichmäßig über die Oberfläche verteilter Film verwendet (wie oben abgebildet), während bei der projektiven Berührung ein Raster aus Zeilen und Spalten mit einem separaten Chip für die Abtastung verwendet wird, erklärt Matt Rosenthal, ein Embedded-Projektmanager bei Touch Revolution. In beiden Fällen wird beim Berühren des Bildschirms mit dem Finger eine winzige elektrische Ladung auf den Finger übertragen, um den Stromkreis zu schließen, wodurch ein Spannungsabfall an dieser Stelle des Bildschirms entsteht. (Aus diesem Grund funktionieren kapazitive Bildschirme nicht, wenn man Handschuhe trägt; Stoff leitet keine Elektrizität, es sei denn, er ist mit einem leitenden Faden versehen.) Die Software verarbeitet den Ort dieses Spannungsabfalls und ordnet die darauf folgende Aktion an. (Wenn Sie immer noch verwirrt sind, sehen Sie sich dieses Video an.)

3. Was kommt als nächstes? Sizing Up

Neuere Touchscreen-Technologien sind in der Entwicklung, aber kapazitiver Touchscreen bleibt vorerst der Industriestandard. Die größte Herausforderung bei Touchscreens besteht darin, sie für größere Oberflächen zu entwickeln – die elektrischen Felder größerer Bildschirme stören oft die Erkennungsfähigkeit.

Die Softwareingenieure von Perceptive Pixel, einem Unternehmen, das Multi-Touch-Bildschirme entwickelt, verwenden für ihre größeren Bildschirme, die bis zu 82 Zoll groß sind, eine Technologie namens FTRI (frustrated total internal reflection). Wenn Sie einen FTRI-Bildschirm berühren, streuen Sie Licht – und mehrere Kameras auf der Rückseite des Bildschirms erkennen dieses Licht als eine optische Veränderung, so wie ein kapazitiver Touchscreen eine Veränderung des elektrischen Stroms erkennt.

Frustrierte interne Totalreflexion

82 Zoll? Das ist die perfekte Größe für einen wischbaren Couchtisch.