Egal ob Smartphone oder Tablet, Touchscreens sind aus unserem heutigen Leben nicht mehr wegzudenken. Bestimmt hast auch du jeden Tag mit ihnen zu tun. Aber wie genau funktionieren Touchscreens eigentlich? Und wo finden sie noch Verwendung – außer bei Handys, Laptops und Co.?
Der Begriff Touchscreen stammt aus dem Englischen. Ins Deutsche übersetzt ist „Touch” = Berührung und „Screen” = Bildschirm. Touchscreens sind also Bildschirme, die über Berührungen steuerbar sind. In deinem Alltag begegnen sie dir sicher regelmäßig. Neben Smartphones, Tablets und Laptops findest du Touchscreens zum Beispiel im Supermarkt. Dort sind alle Kassen mit einem Touchscreen ausgestattet. Auch wenn du am Bahnhof ein Zugticket kaufen willst, bedienst du am Ticketautomaten einen Touchscreen.
Du siehst also, Touchscreens sind überall. Doch wie funktionieren sie eigentlich?
So funktioniert die Technik
Die Technik dahinter ist ein bisschen kompliziert. Alle Touchscreens besitzen eine berührungsempfindliche Oberfläche, einen Kontroller und ein Betriebssystem. Wenn du die berührungsempfindliche Oberfläche berührst, misst der Kontroller deine Signale auf der Oberfläche und leitet diese an das Betriebssystem weiter. Das Betriebssystem arbeitet als Übersetzer, es verwandelt deine Fingerbewegungen in die Bewegungen einer Computermaus, welche es auf den Bildschirm überträgt. Das Tippen auf den Bildschirm entspricht also einem Mausklick.
Auf diese Art funktionieren alle Touchscreens, doch sie folgen dabei unterschiedlichen physikalischen Prinzipien. Eines dieser Prinzipien ist das kapazitive Prinzip, nach ihm funktionieren beispielsweise Handys und Tablets.
Metallrohre und Elektronen
Das kapazitive Prinzip besteht aus einem Netz aus dünnen Metallrohren, welche sich horizontal und vertikal durch die Glasscheibe des Bildschirms ziehen. Diese Metallrohre leiten Strom und sind so dünn und fein, dass du sie mit bloßem Auge gar nicht erkennen kannst. Durch sie werden elektrisch geladene Teilchen geleitet. Diese Teilchen sind entweder positiv oder negativ geladen, wobei positive und negative Teilchen sich gegenseitig anziehen.
Wie funktionieren die elektrisch geladenen Teilchen?
Die positiv geladenen Teilchen werden durch die horizontalen Rohre geleitet und verteilen sich dort. Anschließend werden die negativ geladenen Teilchen durch die vertikalen Rohre geleitet. Dadurch, dass sich negative und positive Teilchen anziehen, sammeln sich die negativ geladenen Teilchen dort, wo sich vertikale und horizontale Rohre schneiden und die Teilchen am nahesten beieinander sein können. Das ist der Zustand des Touchscreens, ehe du ihn berührst.
Der Finger auf dem Touchscreen
Wusstest du, dass auch du selbst lauter kleine Teilchen in dir hast? Berührst du nun den Touchscreen, werden deine negativ geladenen Teilchen vom Touchscreen angezogen und sammeln sich in deinen Fingerspitzen. Gleichzeitig werden die positiven Teilchen des Touchscreens von deinen negativen Teilchen angezogen, sie ziehen also zu deinen Fingerspitzen hin und können somit die negativen Teilchen innerhalb des Touchscreens nicht mehr anziehen. Also erkennt die Hardware des Touchscreens, dass an derjenigen Stelle dein Finger auf dem Bildschirm aufliegen muss, wo die negativen Teilchen ungehindert durch die dünnen Metallrohre fließen können und die positiven Teilchen sie nicht anziehen.
Experiment: Wie funktioniert ein Touchscreen unter verschiedenen Bedingungen?
Von der grauen Theorie direkt in die Praxis! Egal ob mit deinem Handy oder dem Tablet deiner Eltern: Nimm dir mal ein paar Minuten, um herauszufinden, wie ein Touchscreen unter verschiedenen Bedingungen funktioniert – oder ob überhaupt.
1. Touchscreen mit Handschuh bedienen
Was passiert, wenn du einen Touchscreen mit dicken Wollhandschuhen bedienst? Was passiert mit dünnen Einmalhandschuhen?
Kannst du dir vorstellen, warum es spezielle Handschuhe für die Bedienung von Smartphone & Co. gibt?
2. Touchscreen mit mehr als einem Finger berühren
Bei diesem Versuch wirst du feststellen, dass manche Touchscreens bzw. die Anwendungen darauf genau dafür da sind – so kannst du zum Beispiel auf einer Landkarte oder einem Bild heranzoomen, indem du zwei Finger benutzt. Andere Geräte, zum Beispiel Fahrkartenautomaten, sind nur für die Bedienung mit einem einzelnen Finger ausgelegt.
3. Etwas anderes als die Finger verwenden
Bei diesem Experiment wirst du staunen: Versuche einmal, deinen Touchscreen mit einer Banane, einer Gurke oder einem Würstchen zu bedienen (bitte die verwendeten Lebensmittel hinterher nicht mehr essen, da sich auf Touchscreens viele Keime sammeln!). Hättest du das gedacht?
Dass das funktioniert, liegt daran, dass sich die geladenen Teilchen in diesen Lebensmitteln ganz ähnlich verhalten wie in deiner eigenen Hand.
→ Probiere es selbst aus und sei gespannt, was du alles herausfindest!
Touchscreens im Bereich Automobil
Auch in der Automobil-Branche finden Touchscreens immer mehr Verwendung. Sicher hast du bereits festgestellt, dass beispielsweise Navigationsgeräte oft mithilfe eines Touchscreens funktionieren. Doch auch in die Autos selbst werden immer häufiger Touchscreens eingebaut. Durch den Touchscreen können deine Eltern bequem sämtliche Funktionen des Autos wie zum Beispiel das Radio einstellen.
Fest steht also, dass Touchscreens schon jetzt eine große Bereicherung für die Automobil-Branche darstellen. Doch wir stehen noch lange nicht am Ende und unsere Technik wird stetig weiterentwickelt.
Beitragsfoto: Adobe Stock // Mihai Simonia
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Stand: April 2021