Handyhardware Bildschirmtechnik

von Tom Rohde und Pascal Leker

Definition

Der Bildschirm eines Smartphones wird Touchscreen genannt.


Der Touchscreen ist ein kombiniertes Ein- und Ausgabegerät, welches durch Berührungen, auf Teilen des Bildes, reagiert.

Funktionsweise

  • Optische Systeme (in der Regel Infarotlicht-Gitter vor dem Monitor)
  • Resistive Systeme
  • Oberflächen-kapazitätive
  • Projizierte-kapazitive Systeme
  • Induktive Systeme

Optische Systeme

Die ersten Touchscreens waren Röhren Bildschirme.


Strahlen werden Zeilen- oder Spaltenweise mit den Fingerspitzen unterbrochen.


Auflösung reicht für eine Auswahl einer groben Schaltfläche eines Menüs.

Resistive Touchscreens

Reagiert auf Druck


zwei elektrisch leitfähige Schichten stellenweise miteinander verbunden


Schichten bestehen aus:

  • Polyester - die äußere Schicht
  • aus einer Glas- oder Kunststoffscheibe - die innere Schicht


Abstandhalter nur bei genaueren Hinsehen erkennbar

Arten von Resistive Touchscreens

  • Four-Wire
  • Five-Wire
  • Sis-Wire, Seven-Wire und Eight-Wire

Four-Wire

Die einfachste und älterste Konstruktion


Spannung abwechselnd an beiden leitfähigen schichten


Nachteil ist die schnell nachlassende Zuverlässigkeit bei der Erfassung der Druckstelle


die innere leitfähige Beschichtung an Gleichmäßigkeit

Five-Wire

Äußere leitfähige Schicht als Maß für die Position


Die innere und die äußere wird mit einem weiteren Draht verbunden

An den Ecken der unteren Schicht befinden sich die anderen 4 Anschlüsse


Spannung wird zwischen den beiden Schichten, bei den Messungen, abgewechselt

Six-Wire, Seven-Wire und Eight-Wire

Sind Variationen von Four-Wire und Five-Wire


Six- und Seven-Wire sind Variationen von Five-Wire

Eight-Wire ist eine Variation von Four-Wire


Um die gemessenen Spannungen über separate Messleitungen und nicht an der Zuleitung abzugreifen.


Vor- und Nachteile resistiver Touchscreens

Vorteil:
  • Mit jedem Eingabestift ist die Bedienung möglich
  • Bedienbar auch mit Handschuhen
  • Bei Sonneneinstrahlung bessere Lesbarkeit als mit kapazitiven Touchscreens


Nachteil:


  • Multitouch (two-touch) nur eingeschränkt möglich
  • Nur sehr eingeschränkte Gestenbedienung möglich
  • Beim Bestätigen Verschleiß durch die mechanische Belastung

Anwendungsbeispiele für resistive Touchscreens

  • Tablet PC's
  • Kiosksysteme
  • Kaffevollautomaten

Oberflächen-kapazitive Touchscreens

Meistens auf Glas laminierte durchsichtige Metalloxidbeschichtete Folie


konstantes, gleichmäßiges elektronisches Feld erzeugt eine angelegte Wechselspannung an den Ecken der Beschichtung

Projiziert-kapazitive Touchscreens

Touchscreens bestehen aus zwei Ebenen mit einem leitfähigen Muster


Die Muster sind meistens streifen- oder rautenförmig


Die Aufgaben des Treibers übernimmt die eine Ebene und die andre wird als Sensor genutzt


kann nur mit bloßen Fingern, mit leitfähigen Eingabestiften oder mit speziell angefertigten Hilfsmitteln bedient werden.

Induktive Touchscreens

können nur mit speziellen Eingabestiften bedient werden


werden meistens bei teuren Tablet-PC’s und Bildschirmen mit integriertem Grafiktablett genommen


Vorteile:


  • Beim Schreiben kann man die Hand auflegen ohne eine Reaktion auszulösen
  • Der Stift wird auch erkannt, wenn er mit einem geringen Abstand zur Oberfläche geführt wird
  • Der Induktionsstrom kann zusätzliche Elemente des Stiftes betreiben ( z.B. den Druckmesser um den Druck auf der Oberfläche zu ermitteln).


Durch den hohen Energiebedarf sind Induktive Touchscreens aber nicht wirklich für portable Geräte geeignet.