Wie funktioniert ein Touchscreen? Warum der Finger klappt und der Handschuh nicht

Hunderte Male am Tag tippst, wischst und zoomst du, ohne darüber nachzudenken. Doch das Glas unter deinem Finger ist nicht bloß Glas. Darin verbirgt sich ein unsichtbares elektrisches Netz, das deine Berührung spürt, ihren Ort genau berechnet und mehrere Finger gleichzeitig verfolgen kann.

Zwei Haupttypen von Touchscreens

Es gibt mehrere Wege, ein Display berührungsempfindlich zu machen, doch zwei haben sich durchgesetzt.

• Resistive Touchscreens waren in frühen Mobilgeräten, Navis und manchen Fahrkartenautomaten verbreitet. Sie bestehen aus zwei dünnen, flexiblen, leitfähig beschichteten Schichten mit winzigem Abstand. Drückt man aufs Display, berühren sich die Schichten, und das Gerät misst, wo.
• Kapazitive Touchscreens stecken in fast allen modernen Smartphones und Tablets. Sie brauchen keinen Druck; leichtes Antippen genügt.

Wie ein kapazitives Display den Finger spürt

Unter dem Deckglas liegt ein feines Gitter aus durchsichtigen Elektroden, meist aus Indiumzinnoxid. Es ist so dünn, dass man das Bild hindurch sieht. Ein Satz Elektroden verläuft in Zeilen, der andere in Spalten.

An den Kreuzungen speichern sie eine winzige elektrische Ladung, ihre Kapazität. Ein Steuerchip schickt ständig Signale durch das Gitter und misst die Kapazität an jeder Kreuzung.

Der menschliche Körper leitet Strom recht gut und trägt Ladung. Nähert sich ein Finger dem Glas, stört er das elektrische Feld und verändert die Kapazität an den Kreuzungen direkt darunter.

Der Chip tastet das ganze Gitter viele Male pro Sekunde ab, oft 60- bis 240-mal. Aus dem Vergleich mit den Normalwerten findet er den veränderten Bereich und berechnet dessen Mitte sehr genau – viel feiner als der Abstand der Elektroden.

Multitouch: viele Finger zugleich

Weil der Controller jede Kreuzung einzeln misst, kann er mehrere getrennte Bereiche gleichzeitig erkennen. Das macht Multitouch möglich: Zoomen mit zwei Fingern, Drehen, Tippen mit beiden Daumen. Das 2007 vorgestellte iPhone half, diese projiziert-kapazitive Technik bei Handys zum Standard zu machen.

Software übersetzt die rohen Berührungspunkte in Gesten – Tippen, Wischen, Halten, Zoomen – und ignoriert versehentliche Berührungen wie den Handballen.

Warum Handschuhe, Nägel und Stifte nicht funktionieren

Ein kapazitives Display reagiert nur auf Dinge, die sein Feld stören. Normale Woll- oder Lederhandschuhe, Fingernägel, Kulispitzen und Bleistifte leiten schlecht, verändern die Kapazität kaum, und das Display ignoriert sie.

Deshalb haben Touchscreen-Handschuhe leitfähige Fäden in den Fingerkuppen, und einfache Handystifte eine weiche, leitende Spitze, die sich wie ein Finger verhält. Aktive Stifte enthalten eigene Elektronik und senden ein Signal ans Display – das ermöglicht Druckempfindlichkeit und punktgenaues Zeichnen.

Probleme mit Wasser

Auch Wasser leitet Strom. Regentropfen oder ein nasser Finger verändern das Feld an vielen Stellen, verwirren den Controller und führen zu verpassten oder Geisterberührungen. Moderne Handys unterscheiden per Software besser zwischen Finger und Wasserfilm, doch sehr nasse Displays bleiben knifflig.

Kurz gesagt

• Die meisten Handys nutzen kapazitive Touchscreens mit einem verborgenen Gitter aus durchsichtigen Elektroden.
• Der leitende Finger verändert die Kapazität an den Kreuzungen darunter.
• Ein Steuerchip tastet das Gitter viele Male pro Sekunde ab und findet jede Berührung.
• Weil jede Kreuzung einzeln gemessen wird, ist Multitouch möglich.
• Normale Handschuhe, Nägel und Stifte leiten nicht genug.
• Resistive Displays reagieren stattdessen auf Druck und funktionieren mit jedem Gegenstand.