Touch hat sich in den letzten Jahren als Eingabestandard in vielen Bereichen etabliert. Jedoch ist Touch nicht gleich Touch. Dieser Artikel zeigt, welche Technologien es gibt und für welche Anwendung sie sich besonders eignen.

Wer kennt das nicht: Man steht vor einem Werbemonitor und möchte gerne weiterführende Informationen zu präsentierten Inhalten bekommen. Nach mehrfachen Touch- bzw. Auswahl-Versuchen per Fingerklick muss man ernüchtert feststellen, dass es sich lediglich um ein reines Signage Produkt, also nur einen Monitor handelt. Dieses Beispiel zeigt sehr gut, wie sich Touch als Eingabestandard in den letzten Jahren etabliert und eine gewisse Erwartungshaltung erzeugt hat. Doch was verbirgt sich den verschiedenen Technologien?

Speziell im Handel, im industriellen Umfeld sowie bei Consumer-Anwendungen sind Touch Systeme sehr beliebt, da die Bedienung mit Gesten sehr einfach und intuitiv ist. Ein erstklassiges Touch-System muss neben einer höchsten Bildbrillanz und maximalen Eingabepräzision auch mit einer High-End Touch-Technologie und gegebenenfalls, je nach Applikation, integrierter Hardware-Peripherie ausgestattet sein. Hier gibt es allerdings einige Unterschiede und die Wahl der richtigen Technologie richtet sich unter anderem nach den jeweiligen Eisatzgebieten, Performanceanforderungen und Anwendungen.

Infrarot-Touch
Ein Infrarot-Touch (IR-Touch) zählt zu den Touch-Systemen der „ersten Generation“ und arbeitet ähnlich wie eine Lichtschranke, wobei Unterbrechungen von IR-Lichtstrahlen erkannt werden und somit keine direkte Berührung mit dem Display notwendig ist. Deshalb kann ein IR-Touch Screen/Panel auch ohne Probleme durch eine Schutzscheibe ganz ohne Leistungsverringerung gesichert werden, sodass man die freie Auswahl bei den Frontgläsern hat. Wegen des robusten Aufbaus – ein IR-Touch funktioniert auch in erweiterten Temperaturbereichen sowie bei Vibrationen und Stößen – kommt diese Technologie oft in der Medizintechnik und Lebensmittelindustrie, in Spielautomaten sowie bei Anwendungen in Fahrzeugen zum Einsatz und kann auch bei größeren Displays eingesetzt werden, jedoch mit nur bedingt guter Touch-Performance. Der große Nachteil dieser Technologie: der IR-Touchscreen arbeitet meist nur sehr ungenau und oftmals nicht sehr performant. Ebenfalls funktionieren einige Gesten nicht; so zum Beispiel, wenn sich zwei Eingabepunkte auf einer Achse befinden, im sogenannten Schatten. Unbeabsichtigte Eingaben zum Beispiel durch Gegenstände, Schmutz oder auch Störungen durch Licht können den Bedienkomfort erheblich beeinflussen oder sogar stören. Für Anwendungen, die eine präzise und störungsfreie Eingabe erfordern, eignet sich diese Technologie also nur bedingt. Eine fehlerlose Bedienung und somit ein Vermeiden eines „Frusterlebnis“ sollte deshalb die Grundprämisse eines jeden Touch Systems sein.

Analog-resistive Touch-Technologie
Bei der resistiven Touch-Technologie erfolgt die Kontaktauswertung über transparente und leitfähige Beschichtungen auf Glas oder Folie. Gitterförmig angeordnete Abstandshalter – sogenannte Micro Dots – zwischen der äußeren Polyesterschicht und der inneren Glas- oder Kunststoffscheibe sorgen für die Lokalisierung des Berührungspunktes. Ein Resistiver Touchscreen reagiert auf Druck, der die beiden elektrisch leitfähigen Schichten stellenweise verbindet. Die analog-resistive Touch-Technologie wird sehr oft in industriellen Touchpanels verwendet, da sie ausschließlich auf Druck funktioniert und bei Verschmutzungen des Touchpanels keine Touch-Ereignisse ausgelöst werden. Da ein Touchpanel mit analog-resistiver Touch-Technologie auf einen segmentierten Aufbau basiert, ist es ideal für eine Zweihandbedienung geeignet, wie bei der Maschinen- und Anlagensteuerung, bei der Aktionen gleichzeitig eine Freigabe zur Vermeidung von Fehlbedienungen erfordern. Auch für die Bedienung mit Stiften und Handschuhen ist diese Technologie gut geeignet. Allerdings eignet sie sich nicht für den Einsatz in hygienisch sensiblen Bereichen, wie etwa in der Medizin oder bei der Lebensmittelindustrie, da die Folien-Oberfläche nicht mit scharfen Reinigungsmitteln behandelt werden kann. Einsatz findet sie beispielsweise bei Applikationen im Handel, da sie kostengünstig und universell bedienbar ist und über eine hohe Auflösung verfügt.

Kapazitive und projiziert-kapazitive Technologien
Der kapazitive Touchscreen funktioniert über eine leitende dünne Schicht auf einer Glasoberfläche. Diese Technologie ist sehr robust und zuverlässig und daher weitestgehend sicher vor Vandalismus. Da der Touch Screen aus einer Schicht aus Glas besteht, funktioniert er selbst mit kleinen Kratzern noch gut. Die meisten Touch-Systeme – sei es im POS-Bereich, bei Kiosk-Systemen oder Info-Terminals aber auch in industriellen Anwendungen – basieren heute aufgrund ihrer hohen Fehlertoleranz und folglich besonders gutem Bedienkomfort auf der projizierten kapazitiven Touch (PCT)-Technologie. Die PCAP-Technologie hat sich in den vergangen Jahre zu einer der wichtigsten Touch-Technologien für immer mehr Anwendungen – von Consumer-Geräten über kommerzielle Anwendungen im Retail bis hin zum in Einsatz in industriellen Umgebungen – entwickelt. Da diese Technologie einen oberflächenbündigen Einbau ermöglicht und eine hohe Benutzerfreundlichkeit gewährleistet, kommen derartige Touchscreens in vielen Anwendungsgebieten zum Einsatz. Im Gegensatz zur rein kapazitiven Touch-Technologie wird bei der projiziert-kapazitiven Technologie eine bis zu 8 Millimeter dicke Glasscheibe vor das Display gesetzt. So können die Sensorlagen auf der Rückseite des Frontglases angebracht werden und die Bedienung erfolgt auf der praktisch verschleißfreien Glasoberfläche. Der Monitor ist so nicht nur gegen Vandalismus und Kratzer geschützt, sondern auch resistent gegenüber Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und scharfen Reinigungsmitteln. Die Touch-Sensoren bestehen dabei aus zwei elektrisch getrennten Ebenen mit einem leitfähigen Material – ITO-Glas bzw. ITO-Folien oder einem hauchdünnen Drahtgeflecht, das in Reihen und Spalten zu einem Kreuzmuster angeordnet ist. Wenn an dieses Muster eine Spannung angelegt wird, entsteht ein elektrostatisches Feld. Kommt nun ein leitendes Objekt, z.B. ein Finger, in die Nähe der Touch-Oberfläche, erkennt das System dessen Position, weil sich die Kapazitäten der Einzelsensoren ändern. So sind Drag/Drop-Bewegungen von Objekten und die Erkennung von Gesten und mehreren Berührungen (also Multi-Touch) möglich.

Diese Technologie wird oft in POS- und POI-Systemen eingesetzt, findet aber ebenso häufig Anwendung bei medizinischen Geräten Auch wird sie zunehmend im industriellen Bereich genutzt. Anwendungen in rauen Umgebungsbedienungen sind problemlos möglich, da diese Technologie sehr robust und zuverlässig ist. Auch bei starkem Lichteinfall, etwa durch direkte Sonneneinstrahlung oder durch Sicherheitsglas funktioniert ITO zuverlässig. Die Integration dieser Technologie ist aber relativ aufwendig und sie funktioniert nur unter Einschränkungen mit Handschuhen.
Auch die Polytouch-Lösungen von Pyramid Computer verwendet die fast unsichtbare projektiv kapazitive Touch-Technologie auf ITO-Basis. Die auf Glas oder PET gedruckten Muster haben hervorragende optische Eigenschaften und einen hohen IP-Schutz. Durch den minimalen Abstand zwischen Display und Touchscreen wird die Lichtbrechung auf ein Minimum reduziert. Benutzer profitieren so von einem sehr hohem Kontrast und brillanten Bildern.

Touch-Technologie der nächsten Generation
Die InGlass-Touch-Technologie, wie zum Beispiel bei dem aktuellen Polytouch 55 4K von Pyramid Computer eingesetzt, arbeitet mit einer umlaufenden Platine, die sich im Rahmen des Displays befindet. Diese Platine sendet einerseits einen Lichtvorhang durch den Touchscreen  und misst gleichzeitig, wo sich das Brechungsverhalten des Lichts ändert, wenn zum Beispiel das Touchscreen-Glas mit einem Finger berührt wird. Es entsteht also ein enges Raster aus Lichtstrahlen unmittelbar über der Bildschirmoberfläche. Wird dieses Strahlenraster an einer bestimmten Stelle unterbrochen, kann der Touchscreen Controller den exakten Berührungspunkt ermitteln. So sorgt die Technologie für eine hohe Eingabepräzision und die Druckstärkenerfassung erlaubt weitere Eingabedimensionen, wie zum Beispiel das Zoomen mit einem Finger. Die Technologie unterstützt einen weiten Bereich an Displaygrößen, bietet vollständige optische Transparenz und ist zudem vollkommen verschleißfrei. Deshalb ist sie besonders für große Touch-Displays, interaktive Touchscreen, gebogene Displays und zusammengesetzte Videowände geeignet. Diese Technologie eignet sich besonders für den Einsatz in Beratungs- und Infoterminals und Displays zur Produktpräsentation, in interaktiven Signage- und Way Finding-Anwendungen sowie bei Infotainment-Terminals. Auch für Industrie-Anwendungen kommt es in Betracht. So kann es beispielsweise bei Konstruktions- und Planungsaufgaben im Ingenieursbereich zum Einsatz kommen. Die komplexen Abläufe in diesen Bereichen erfordern einen intensiven Austausch aller beteiligten Ingenieure. Dieser kann der mithilfe eines Multitouch-Systems visualisiert werden, etwa bei der Präsentation großformatiger Dokumente wie im CAD-Umfeld.

Fazit
Die optische InGlassTouch-Technologie bietet viele Einsatzmöglichkeiten und Vorteile. Aber auch die anderen Touch-Technologien haben ihre Berechtigung und die Wahl der richtigen Touch-Technologie ist im Wesentlichen abhängig von Branche, Einsatzgebiet, Applikation und der Performance. Entscheidend bei allen Touch-Systemen ist jedoch ist eine perfekte Gesamtlösung aus einem leistungsstarken Panel PC und hochauflösenden Multitouch Display. Die aus dem Consumer Bereich bekannte Touch Performance bei Smartphones und Tablets spiegelt die Erwartungshaltung von Anwendern. Diesen Performance-Level auf großflächige Kiosklösungen zu bringen ist die Herausforderung. Die jahrelange Expertise in diesem Bereich macht Pyramid zum kompetenten Partner, wenn es um modulare Kiosklösungen geht. Die Produktfamilie Polytouch wird aus diesem Grund mit den High-End Technologien, PCAP und InGlass für die Customer Experience ausgestattet.