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Ein '''Touchscreen''', auch '''Berührbildschirm''' (früher „berührungsempfindlicher Bildschirm“, seltener „Berührungsbildschirm“, „Tastschirm“, „Sensorbildschirm“) genannt, ist ein kombiniertes [[Eingabe und Ausgabe|Ein- und Ausgabegerät]], bei dem durch Berührung von Teilen eines Bildes der Programmablauf eines technischen Gerätes, meist eines Computers, direkt gesteuert werden kann. Die technische Umsetzung der Befehlseingabe ist für den Nutzer gleichsam unsichtbar und erzeugt so den Eindruck einer unmittelbaren Steuerung eines Computers per Fingerzeig. Das Bild, welches durch das (darauf oder darunter befindliche) [[Touchpad]] berührungsempfindlich gemacht wird, kann auf verschiedene Weise erzeugt werden: dynamisch mittels [[Bildschirm|Monitoren]], über Projektion oder physisch (etwa als Ausdruck).

[[Datei:IFA 2010 Internationale Funkausstellung Berlin 18.JPG|mini|hochkant=1.5|[[Tabletcomputer]] mit Multi-Touch-Bildschirm]]
Statt einen [[Mauszeiger]] mit der [[Maus (Computer)|Maus]] oder Ähnlichem zu steuern, kann der Finger oder ein Zeigestift verwendet werden. Die Anzeige eines Mauszeigers ist damit nur noch nötig, wenn eine genaue und/oder bleibende Positionierung gewünscht ist (zum Beispiel [[Grafiktablett|bei grafischem Design]]), oder der Bildinhalt beim Anwählen sichtbar bleiben muss (zum Beispiel wenn nicht genügend Anzeigefläche zur Verfügung steht).

Die Analogie zum Mausklick ist ein kurzes Tippen. Durch Ziehen des Fingers oder Stiftes über den Touchscreen kann eine „[[Drag and Drop|Ziehen und Fallenlassen]]“-Operation ausgeführt werden. Manche Systeme können mehrere gleichzeitige Berührungen zu Befehlen verarbeiten ''([[Multi-Touch-Screen|Multi-Touch]])'', um zum Beispiel angezeigte Elemente zu drehen oder zu skalieren. Der Begriff „Multi-Touch“ wird meistens auch im Zusammenhang mit der Fähigkeit des Systems benutzt, [[Gestenerkennung|Gesten zu erkennen]], wenn zum Beispiel durch Wischen (Swipen) weitergeblättert werden kann.

Andere Systeme erlauben, zum Beispiel durch die berührungslose Erkennung eines darüber schwebenden Fingers, die volle Emulation eines Mauszeigers mit einem vom Tippen separaten Zeigemodus.

== Anwendungen ==
[[Datei:Broken glass screen Huawei P7.jpg|mini|Gebrochener Touchscreen eines Smartphones]]
Touchscreens finden als Info-Monitore, zum Beispiel auf [[Messe (Wirtschaft)|Messen]], zur Orientierung in großen Kaufhäusern, zur Bedienung von [[Smartphone]]s oder für die [[Fahrplanauskunft]] auf [[Bahnhof|Bahnhöfen]] Verwendung. Hin und wieder sind auch in den Schaufenstern von [[Apotheke]]n oder Reiseveranstaltern Touchscreens zu finden, über die detaillierte [[Information]]en abgerufen werden können. Darüber hinaus werden Touchscreens bei [[Spielautomat]]en und [[Arcade-Spiel]]en eingesetzt. Oft werden sie auch für die Steuerung von Maschinen in der Industrie eingesetzt (Industrie-PCs), hier insbesondere, weil sie weniger schmutzanfällig sind als z. B. Tastaturen. Bei manchen Banken gibt es [[Geldautomat]]en mit Touchscreen-Bildschirm. In Banken werden sie immer öfter für [[Überweisungsterminal]]s eingesetzt, wobei die SAW-Technik ([[Akustische Oberflächenwelle|Surface Acoustic Wave]]) zum Einsatz kommt, weil diese relativ [[Vandalismus|vandalensicher]] ist. Durch ihre Glasoberfläche verkratzt und beschädigt sie nicht so schnell wie beispielsweise resistive Systeme mit [[Indiumzinnoxid|ITO]]-Folie als Oberfläche.

Touchscreen-Terminals, die zur öffentlichen Informationsweitergabe eingesetzt werden, werden in der IT-Branche als [[Point of Interest|Point-of-Interest]]-System (abgekürzt, ''POI'') oder [[Kiosksystem]] bezeichnet. Terminals, die zum Verkauf dienen, werden [[Verkaufsort|Point of sale]] oder abgekürzt ''POS'' genannt. Letztere haben sich entgegen der hohen Erwartung der [[Wirtschaft]] und der IT-Branche nur eingeschränkt durchgesetzt. Gründe dafür sind neben dem [[Wartung]]saufwand für die Geräte oft die mangelnde Anpassung der Software an die besonderen Bedienungsbedingungen der Touchscreen-Geräte oder oft schlicht auch die [[Ergonomie|unergonomische]] und unattraktive Software und fehlender Nutzen für die Bediener.

In neueren, modernen Autos werden immer öfter Multifunktionsdisplays als Touchscreen ausgelegt. Neue Techniken bieten hier sogar eine elektronisch erzeugte, [[taktil]]e Wahrnehmbarkeit.

In Heimsystemen haben sich Touchscreens inzwischen stark verbreitet, vor allem im Bereich der [[Personal Digital Assistant|PDAs]], [[Tablet PC]]s, [[Smartphone]]s, [[Digitalkamera]]s und bei den Spielkonsolen [[Nintendo DS]], [[PlayStation Vita]], [[Wii U]] und [[Nintendo Switch]] sind sie in größerem Einsatz. Die früher aufgrund der kleinen Bildschirme und der nicht daran angepassten Benutzeroberflächen eingesetzten [[Eingabestift]]e (auch ''Stylus'') sind recht unergonomisch und haben den Durchbruch der Touchscreens in diesem Bereich lange verhindert. Erst mit den projiziert-kapazitiven Systemen (zuerst im ''LG Prada'') hat sich das nachhaltig verändert.

Ein Touchscreen braucht nicht vor ein [[Anzeige (Technik)|Display]] montiert zu werden, auch die Verwendung als Ersatz einer [[Folientastatur]] ist möglich. Dafür wird hinter dem Touchscreen (an der Stelle, an der normalerweise der Computerbildschirm sitzt) eine bedruckte ([[Polyester]]-)Folie aufgebracht. Es gibt verschiedene Ansätze, Touchscreens ganz von physikalischen Monitoren zu lösen, um auch Projektionen von Benutzeroberflächen interaktiv nutzbar zu machen. Beispiele sind der inzwischen wieder eingestellte „Virtual Touchscreen“ von Siemens oder verschiedene Systeme aus der Fraunhofer-Gesellschaft.

== Funktionsweise ==
Es gibt mehrere Funktionsprinzipien zur Umsetzung der Berührungsempfindlichkeit:

* Resistive Systeme
* Oberflächen-kapazitive Systeme
* Projiziert-kapazitive Systeme
* Induktive Systeme
* SAW ([[Akustische Oberflächenwelle|Surface Acoustic Wave]]) – „(schall)wellen-gesteuerte Systeme“
* Optische Systeme (in der Regel [[Lichtschranke#Bauarten|Infrarotlicht-Gitter]] vor dem Monitor)
* Dispersive-Signal-Technology-Systeme

=== Optische Systeme ===
[[Datei:Hp150 touchscreen 20081129.jpg|mini|Optischer Touchscreen eines PCs (1983, HP&nbsp;150)]]

Die ersten Touchscreens waren noch gewölbte Röhrenbildschirme, vor denen eine plane Fläche eines [[Lichtschranke]]ngitters gespannt wurde. Die Strahlen – jeder einzelne zwischen einem Paar aus LED und Sensor – liefen zeilen- und spaltenweise zwischen Spalten oder Lochreihen in der Brüstung des Bildschirm-Gehäuserahmens und wurden durch eine Fingerspitze optisch unterbrochen. Damit wurde eine Auflösung in der Größenordnung von 5&nbsp;mm erreicht, was zur Auswahl grober Schaltflächen eines am Bildschirm angezeigten Menüs ausreicht (siehe Bild). Heute werden sie der Robustheit wegen an Bildschirmen von Geldausgabe- oder [[Fahrscheinautomat]]en verwendet.<!--dem Anschein nach, Stand 2013-->

Der 2017 auf den Markt gebrachte digitale [[Projektor]] ''Sony Xperia Touch'' verfügt über eine [[Infrarotkamera]], mit der die Lage eines Fingers auf der [[Projektionsfläche]] ermittelt werden kann. Das Gerät kann damit in den im Projektor unter dem [[Android (Betriebssystem)|Betriebssystem Android]] installierten [[Mobile App|mobilen Apps]] Reaktionen beziehungsweise Interaktionen auslösen.<ref>[https://www.test.de/Sony-Xperia-Touch-Interaktiver-Beamer-mit-Macken-5260032-0/ Sony Xperia Touch: Interaktiver Beamer mit Macken], [[test.de]] vom 5. Dezember 2017, abgerufen am 31. Dezember 2017</ref>

=== Resistive Touchscreens ===
[[Datei:Touchscreen.png|mini|Funktionsprinzip<br />resistiver Touchscreens]]

Resistive Touchscreens reagieren auf Druck, der zwei elektrisch leitfähige Schichten stellenweise verbindet.<ref name="Connect resistiv">{{Internetquelle |url=http://www.connect.de/themen_spezial/Resistiv-Touch-durch-Druck_5785718.html |titel=Resistiv: Touch durch Druck |hrsg=WEKA Media Publishing |datum=2009-07-24 |abruf=2009-09-20 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20090921044042/http://www.connect.de/themen_spezial/Resistiv-Touch-durch-Druck_5785718.html |archiv-datum=2009-09-21 |offline=1}}</ref> Die Schichten bilden so einen [[Spannungsteiler]], an dem der [[Elektrischer Widerstand|elektrische Widerstand]] gemessen wird, um die Position der Druckstelle zu ermitteln. Die Bezeichnung dieser Touchscreens ist auf das englische Wort ''resistivity'' für ''(elektrischer) Widerstand'' zurückzuführen.

Sie bestehen aus einer äußeren [[Polyester]]schicht und einer inneren Glas- oder Kunststoffscheibe, die durch Abstandhalter getrennt sind.<ref name="Tyco resistive">{{Internetquelle |url=http://www.elotouch.com/Technologies/compare_resist.asp |titel=Compare all resistive touch technologies |hrsg=Tyco Electronics |abruf=2009-09-20 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20090718213954/http://www.elotouch.com/Technologies/compare_resist.asp |archiv-datum=2009-07-18 |offline=1}}</ref> Die einander zugewandten Flächen sind mit [[Indiumzinnoxid]] beschichtet, einem lichtdurchlässigen [[Halbleiter]]. Die Abstandshalter sind so klein, dass sie nur bei sehr genauem Hinsehen zu erkennen sind. Sie werden ''spacer dots'' genannt, wörtlich übersetzt ''Abstandspunkte''.

Um die Position der Druckstelle zu ermitteln, wird an einer der leitfähigen Schichten [[Gleichspannung]] angelegt. Die Spannung fällt von einem Rand der Schicht zum gegenüberliegenden Rand hin gleichmäßig ab. An der Druckstelle ist die Spannung beider Schichten gleich, weil sie dort verbunden sind. Die zweite leitfähige Schicht ist die Verbindung dieser Stelle nach außen. Zwischen dem Rand dieser zweiten Schicht und den beiden gegenüberliegenden Rändern der ersten Schicht sind zwei Spannungen messbar. Wenn die beiden Spannungen gleich sind, ist der Druckpunkt genau in der Mitte zwischen den beiden Rändern der ersten Schicht. Je höher eine Spannung im Verhältnis zur anderen ist, desto weiter ist der Druckpunkt vom jeweiligen Rand entfernt.

Ein Beispiel:

* Der Touchscreen ist ''x''&nbsp;=&nbsp;75&nbsp;[[Millimeter]] breit.
* Zwischen linkem und rechtem Rand der unteren Schicht wird die Spannung ''U''&nbsp;=&nbsp;5&nbsp;[[Volt]] angelegt.
* Die obere Schicht wird nicht an die äußere Spannung angeschlossen.
* Sie wird an einer Stelle auf die Untere gedrückt. Die Widerstände innerhalb der oberen Schicht bis zu ihren Rändern spielen in der folgenden Betrachtung vorerst keine Rolle, da ''hochohmig gemessen'' wird.

* Am Rand (einem Rand) der oberen Schicht werden folgende Spannungen gemessen:
:: ''U2''&nbsp;=&nbsp;2&nbsp;Volt zum linken Rand der unteren Schicht
:: ''U1''=&nbsp;3&nbsp;Volt zum rechten Rand der unteren Schicht

* Die Abstände zwischen der Druckstelle und den Rändern des Touchscreens betragen:
:: <math> x_2 = U_1 \cdot \frac{x}{U} = 2\,\mathrm{V} \cdot \frac{75\,\mathrm{mm}}{5\,\mathrm{V}} = 30\,\mathrm{mm} </math>
:: <math> x_1 = U_2 \cdot \frac{x}{U} = 3\,\mathrm{V} \cdot \frac{75\,\mathrm{mm}}{5\,\mathrm{V}} = 45\,\mathrm{mm} </math>

Es muss immer eine zweite Messung dieser Art durchgeführt werden, mit vertauschten Rollen der beiden Schichten, so dass die Abstände zu den anderen Rändern ermittelt werden. Erst dann ist die Position in der Fläche festgestellt. Um die zwei Dimensionen zu erfassen, wird die Gleichspannung also abwechselnd über Kreuz angelegt.

==== Four-Wire ====
Four-Wire (''Vier-Draht'') ist die einfachste und älteste Konstruktion zur Einrichtung dieser Kreuzung. Dabei wird die Spannung abwechselnd an beide leitfähigen Schichten angelegt, in jeweils unterschiedlicher Ausrichtung. Es sind deshalb vier Drähte zum Anschluss erforderlich, was dem Ganzen seinen Namen gibt.

Four-Wire hat den Nachteil schnell nachlassender Präzision bei der Erfassung der Druckstelle.<ref name="Tyco resistive" /> Die äußere Polyesterschicht des Touchscreens wird durch seine Benutzung mechanisch belastet. Dadurch verliert die leitfähige Beschichtung ihrer Innenseite an Gleichmäßigkeit. Diese Beschichtung ist bei Four-Wire aber ein Maß für die Position der Druckstelle.

==== Five-Wire ====
[[Datei:TouchScreen 5wires.svg|mini|5-wire-Touchscreen]]
Five-Wire vermeidet das Nachlassen der Präzision, indem die äußere leitfähige Schicht nicht als Maß für die Position der Druckstelle herangezogen wird.<ref name="Tyco resistive" /> Sie dient nur zum Weiterleiten der Spannung von der unteren Schicht und ist mit einem zusätzlichen, fünften Draht angeschlossen. Die anderen vier Anschlüsse befinden sich an den Ecken der unteren Schicht. Vor jeder der beiden Messungen werden jeweils zwei benachbarte Ecken direkt verbunden und dann wird an die beiden Eckenpaare die Spannung angelegt. Zwischen erster und zweiter Messung wird zur zweiten möglichen Zusammenstellung von Eckenpaaren umgeschaltet.

==== Six-Wire, Seven-Wire und Eight-Wire ====
Six-Wire und Seven-Wire sind Variationen von Five-Wire, während Eight-Wire eine Variation von Four-Wire ist.<ref name="Tyco resistive" /> Bei diesen Bauformen werden die zusätzlichen Leitungen dazu genutzt, die gemessenen Spannungen nicht an der Zuleitung, sondern über separate Messleitungen abzugreifen (Prinzip der [[Vierleitermessung]]).

==== Vor- und Nachteile resistiver Touchscreens ====
Vorteile:
* Bedienung mit jedem [[Eingabestift]] möglich
* Mit Handschuhen und Prothesen bedienbar
* Genauer als kapazitive Touchscreens
* Geringe Fertigungskosten

Nachteile:
* Nur eingeschränktes Multitouch (Two-touch)
* Schlechte Lesbarkeit bei Sonneneinstrahlung durch Zusatzschicht
* Gestenbedienung aufgrund des notwendigen Drucks erschwert.
* Verschleiß durch die mechanische Belastung beim Betätigen
* Unerwünschtes Auslösen beim Transport durch Kontakt mit anderen Gegenständen möglich

==== Anwendungsbeispiele für resistive Touchscreens ====
* [[Tablet PC]]s
* [[Electronic Organizer]], [[Personal Digital Assistant|PDAs]]
* [[Mobiltelefon|Handys]]/[[Smartphone]]s mit Touchscreen
* [[Industrie-PC]]s, [[Panel PC]]s (Steuerung von Maschinen)
* [[Kiosksystem]]e (zum Beispiel Messeinformationssysteme)
* Automobilsektor (wie [[Navigationssystem]]e, Multimedia-Systeme)
* Bildschirme von [[In-flight Entertainment]] in [[Verkehrsflugzeug]]en
* Unterhaltungselektronik („home entertainment“)
* Bürogeräte (beispielsweise Kopiersysteme)
* [[All-in-one-Computer]]
* [[Kaffeevollautomat]]en für den Hausgebrauch
* [[Handheld-Konsole]]n

=== Oberflächen-kapazitive Touchscreens ===
{{Anker|Kapazitive Touchscreens}}
[[Datei:TouchScreen capacitive.svg|mini|Oberflächen-kapazitiver Touchscreen]]

Ein Oberflächen-kapazitiver Touchscreen ist eine mit einem durchsichtigen Metalloxid beschichtete Folie (meistens auf Glas auflaminiert). Eine an den Ecken der Beschichtung angelegte Wechselspannung erzeugt ein konstantes, gleichmäßiges elektrisches Feld. Bei Berührung entsteht ein geringer Ladungstransport, der im Entladezyklus in Form eines Stromes an den Ecken gemessen wird. Die resultierenden Ströme aus den Ecken stehen im direkten Verhältnis zu der Berührungsposition. Der Controller verarbeitet die Informationen.

[[Datei:Capacitive touchscreen.jpg|mini|Kapazitiver Touchscreen eines Mobiltelefons mit deutlich sichtbarem leitfähigen Netz]]

=== {{Anker|PCAP}}Projiziert-kapazitive Touchscreens ===
[[Datei:TouchScreen projective capacitive.svg|mini|Projiziert-kapazitiver Touchscreen]]

Eine andere Bauart (meistens „PCT“ = „Projected Capacitive Touch“ oder „PCAP“ genannt) nutzt zwei Ebenen mit einem leitfähigen Muster (meistens Streifen oder Rauten). Die Ebenen sind voneinander isoliert angebracht. Eine Ebene dient als Sensor, die andere übernimmt die Aufgabe des Treibers. Befindet sich ein Finger am Kreuzungspunkt zweier Streifen, so ändert sich die [[Elektrische Kapazität|Kapazität]] des Kondensators, und es kommt ein größeres Signal am Empfängerstreifen an. Der wesentliche Vorteil dieses Systems ist, dass der Sensor auf der Rückseite des Deckglases angebracht werden kann (die Erkennung wird „hindurchprojiziert“, daher der Name). So erfolgt die Bedienung auf der praktisch verschleißfreien Glasoberfläche. Ferner ist die Erkennung von Gesten und mehreren Berührungen (also [[Multi-Touch]]) möglich. Diese Touch-Variante wird inzwischen von praktisch allen Smartphones und Tablet-Computern verwendet.

Kapazitive Touchscreens können nur mit dem bloßen Finger (ob der Touchscreen nun mit kalten oder warmen Fingern berührt wird, spielt keine Rolle), leitfähigen [[Eingabestift]]en oder speziell angefertigten Hilfsmitteln, nicht aber mit einem herkömmlichen Eingabestift oder dicken Handschuhen bedient werden. Von dieser Einschränkung sind insbesondere auch Menschen mit trockener Haut sowie Handprothesen betroffen, da sie nur mit speziellen Handschuhen oder Eingabestiften die Möglichkeit haben, die Bedienfelder zu aktivieren. In dieser Hinsicht bilden kapazitive Systeme unter Umständen eine Hürde im Sinne der [[Barrierefreiheit]].

Anwendungsbeispiele für kapazitive Touchscreens finden sich bei [[Tabletcomputer]]n, [[Smartphone]]s bzw. [[Mobiltelefon|Handys]] mit Touchscreen, [[Electronic Organizer]]n, [[Personal Digital Assistant|PDAs]], [[Portable Media Player|tragbaren Media Playern]], [[Spielkonsole]]n und Gastronomiekassen.

=== Induktive Touchscreens ===
Die induktive Sensorik basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Kopplung zwischen einer Spule und dem Ziel. Wenn sich ein Metallobjekt der Spule nähert, wird das Magnetfeld der Spule behindert und geht durch das Metallobjekt hindurch, bevor es sich mit seinem Ursprung koppelt. Dieses Phänomen bewirkt, dass ein Teil der Energie in Form eines Stromwirbels auf das Metall übertragen wird, wodurch ein kreisförmiges Magnetfeld entsteht. Das elektromagnetische Feld wird von Sensoren im Bildschirm erfasst. Diese Daten werden dann dazu genutzt, die genaue Position des Stiftes und, bei einigen Systemen auch die Distanz zum Stift, sowie den Neigungswinkel von ihm zu bestimmen. Da die Induktivität abnimmt, verschiebt sich die Frequenz nach oben, wodurch sich die Amplitude durchgehend ändert.<ref name="EmbeddedInductiveSensing">{{Internetquelle |url=https://www.embedded.com/comparing-capacitive-and-inductive-sensing-for-embedded-applications/ |titel=Comparing capacitive and inductive sensing for embedded applications |autor=Ronak Desai |werk=embedded.com |datum=2019-05-01 |abruf=2022-07-22}}</ref>

Induktive Touchscreens haben gegenüber den anderen beiden Verfahren den Nachteil, dass sie sich nur über spezielle [[aktiver Eingabestift|Eingabestifte]] (mit integrierter Spule) nutzen lassen, eine Technik, die von [[Grafiktablett]]s übernommen wurde. Dennoch bieten sie gegenüber anderen Techniken einige Vorteile und werden z.&nbsp;B. bei teureren Tablet-PCs und Bildschirmen mit integriertem Grafiktablett genutzt:

* In der Schreibhaltung wird durch den liegenden Handballen keine Reaktion hervorgerufen. Bei den anderen Varianten muss hier die Software die aufliegende Hand erkennen und ignorieren, falls der Touchscreen mit einem Stift berührt wird.
* Die Bildschirmoberfläche kann – wie auch bei den projiziert-kapazitiven Touchscreens – aus Glas oder einem ähnlich robusten Material angefertigt werden, da keine mechanische Einwirkung wie bei den resistiven Modellen notwendig ist.
* Die Stiftposition kann auch ermittelt werden, wenn der Stift die Oberfläche nicht berührt, sondern sich in einem (geringen) Abstand über ihr befindet.
* Der Induktionsstrom kann verwendet werden, um zusätzliche Elemente des Stiftes zu betreiben, zum Beispiel Knöpfe oder Druckmesser, um zu ermitteln, wie fest der Stift auf die Oberfläche gedrückt wird.
* Einige Modelle können überdies auch den Neigungswinkel des Stiftes ermitteln.

Grafikprogramme können durch diese zusätzlichen Informationen ein realistischeres Verhalten der simulierten Stifte und Pinsel ermöglichen. Induktive Touchscreens sind wegen des deutlich höheren Energiebedarfs für portable Geräte weniger geeignet.

Anwendungsbeispiele für induktive Touchscreens finden sich bei [[Tablet PC]]s, Grafiktabletts und Bildschirmen mit integriertem Grafiktablett.

== Anwendungsbeispiele für hybride Systeme ==
Diese Systeme nutzen mehrere Techniken, um gegenseitige Nachteile auszugleichen.

* [[Samsung Galaxy Note]] und Nachfolger
** Es wird die kapazitive Technik für die Handeingabe verwendet und die induktive für den S-Pen, wobei die induktive Technik erhöhte Priorität hat.
* [[Microsoft Surface#Surface Pro|Microsoft Surface Pro]]
* [[iPad Pro]]
* Diverse Grafiktablets mittlerer bis höherer Preisklasse
** Stift wird gegenüber Hand priorisiert, damit ein ungestörtes Schreiben möglich ist

=== Anwendungsbeispiele für optische Touchscreens ===
* Messgeräte
* Bankterminals
* HP-150
* Sony PRS-650 eReader
* Kindle Touch
* [[Tolino Shine]]
* Evoluce ONE (optische Sensoren verfolgen eine unbegrenzte Zahl an Berührungen auf oder über der Oberfläche)<ref name="golem-75056">{{Internetquelle | url=https://www.golem.de/1005/75056.html | titel=Evoluce: Gestensteuerung aus einem Meter Entfernung | autor=Jens Ihlenfeld | werk=golem.de | datum=2010-05-11 |abruf=2015-04-15}}</ref>

== Geschichte ==
Ein Vorläufer des modernen Touchscreens sind Systeme, die auf Stiften basieren. Im Jahr 1946 meldete die [[Philco|Philco Company]] ein Patent für einen Stift an, der für Sportübertragungen entwickelt wurde und der, wenn er auf eine [[Kathodenstrahlröhre]] (CRT) gesetzt wurde, das ursprüngliche Signal verstärkte und ergänzte. Mit dem Stift konnten vorübergehend Pfeile oder Kreise auf eine Live-Fernsehsendung gezeichnet werden.<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=2487641| Code=A| Titel=Electronic pointer for television images| A-Datum=1946-09-07| V-Datum=1949-11-08| Anmelder=Philco Corp| Erfinder=William E. Denk}}</ref> Spätere Erfindungen bauten auf diesem System auf, um Fernschreibstifte von ihren mechanischen Verbindungen zu trennen. Durch die Übertragung auf einen Computer konnte das, was der Benutzer zeichnete, zur späteren Verwendung gespeichert werden.

Die erste Version eines Touchscreens, der unabhängig vom Licht des Bildschirms funktionierte, wurde im Jahre 1960 von [[AT&T|AT&T Corporation]] zum Patent angemeldet.<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=3016421| Code=A| Titel=Electrographic transmitter| A-Datum=1960-11-30| V-Datum=1962-01-09| Anmelder=Bell Telephone Labor Inc| Erfinder=Leon D. Harmon}}</ref> Bei diesem Touchscreen wurde eine Matrix aus kollimierten Lichtstrahlen verwendet, die orthogonal über die Oberfläche des Touchscreens strahlten. Wenn ein Strahl durch einen Stift unterbrochen wird, können die Photodetektoren, die kein Signal mehr empfangen, dazu verwendet werden, die Stelle der Unterbrechung zu bestimmen.

Der erste fingergesteuerte Touchscreen wurde von Eric Johnson vom [[Royal Radar Establishment|Royal Radar Establishmen]]t in Malvern, England, entwickelt. Er beschrieb seine Arbeit an kapazitiven Touchscreens in einem kurzen Artikel aus dem Jahr 1965.<ref>{{cite journal |author=E. A. Johnson |title=Touch Display - A novel input/output device for computers |journal=Electronics Letters |date=1965 |volume=1 |issue=8 |pages=219–220 |language=en |doi=10.1049/el:19650200 |bibcode=1965ElL.....1..219J}}</ref><ref name="mraths-2016">{{Internetquelle |url=https://mraths.org.uk/?page_id=531 |titel=1965 - The Touchscreen |hrsg=Malvern Radar and Technology History Society |datum=2016 |abruf=2017-07-24}}</ref> und dann ausführlicher – mit Fotos und Diagrammen – in einem Artikel aus dem Jahr 1967,<ref>{{cite journal |author=E. A. Johnson |title=Touch Displays: A Programmed Man-Machine Interface |language=en |journal=Ergonomics |date=1967 |volume=10 |issue=2 |pages=271–277 |doi=10.1080/00140136708930868}}</ref> Frank Beck und Bent Stumpe, Ingenieure des [[CERN|CERN (Europäische Organisation für Kernforschung)]], entwickelten Anfang der 1970er Jahre einen transparenten Touchscreen für die Steuerung des [[Super Proton Synchrotron|Super-Proton-Synchrotron-Teilchenbeschleunigers]].<ref>{{Internetquelle |url=https://cerncourier.com/a/the-first-capacitative-touch-screens-at-cern/ |titel=The first capacitative touch screens at CERN - CERN Courier |abruf=2022-07-22 |sprache=en-GB}}</ref><ref name="design_news">{{cite journal |author=J. F. Lowe |date=1974-11-18 |title=Computer creates custom control panel |language=en |journal=Design News  |pages=54–55}}</ref> der auf Stumpes Arbeit in einer Fernsehfabrik in den frühen 1960er Jahren basierte. Er wurde vom CERN und kurz darauf von Industriepartnern hergestellt und 1973 in Betrieb genommen.<ref>Bent Stumpe, Christine Sutton: {{Webarchiv |url=https://www.symmetrymagazine.org/article/june-2010/cern-touch-screen |wayback=20161116094427 |text=''CERN touch screen.''}} In: Symmetry Magazine, 1. Juni 2010, S. ?</ref><ref>{{Internetquelle |url=http://cdsweb.cern.ch/record/1248908 |titel=Another of CERN's many inventions! - CERN Document Server |werk=CERN Document Server |abruf=2015-07-29 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20220418223751/http://cdsweb.cern.ch/record/1248908 |archiv-datum=2022-04-18}}</ref> Mitte der 1960er Jahre hatte ein Team um Rainer Mallebrein bei [[Telefunken]] Konstanz für ein Flugsicherungssystem einen weiteren Vorläufer des Touchscreens, ein auf Ultraschallvorhängen basierendes Zeigegerät vor einem Terminal-Display, entwickelt. Dieses wurde 1971 patentiert. Dasselbe Team hatte bereits einige Jahre zuvor die Rollkugelmaus RKS 100-86 für das SIG 100-86 erfunden und auf den Markt gebracht.

1972 meldete eine Gruppe an der [[University of Illinois]] ein Patent für einen optischen Touchscreen an<ref>F. Ebeling, R. Johnson, R. Goldhor, Infrared light beam x-y position encoder for display devices, {{Patent
 | Land = DE
 | V-Nr = 3775560
 | Titel = Infrared light beam x-y position encoder for display devices
 | V-Datum = 1973-11-27
 | Erfinder = F. Ebeling, R. Johnson, R. Goldhor
}}</ref>. Diese Touchscreens verfügten über eine gekreuzte Anordnung von 16×16 Infrarot-Positionssensoren, die jeweils aus einer LED an einer Kante des Bildschirms und einem passenden [[Fototransistor]] an der anderen Kante bestanden und vor einem monochromen [[Plasmabildschirm]] angebracht waren. Mit dieser Anordnung konnte jedes undurchsichtige Objekt in der Größe einer Fingerspitze in unmittelbarer Nähe des Bildschirms erfasst werden. Ein ähnlicher Touchscreen wurde ab 1983 auf dem [[HP-150]] verwendet. Dieser war einer der ersten kommerziellen Touchscreen-Computer der Welt.

1977 begann das amerikanische Unternehmen Elographics – in Zusammenarbeit mit [[Siemens]] – mit der Entwicklung einer transparenten Implementierung einer bereits bestehenden undurchsichtigen Touchpad-Technologie, die im Jahre 1974 vom Elographics-Gründer George Samuel Hurst zum Patent angemeldet wurde.<ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=3911215| Code=A| Titel=Discriminating contact sensor| A-Datum=1974-03-18| V-Datum=1975-10-07| Anmelder=Elographics Inc| Erfinder=George S. Hurst, William C. Colwell Jr.}}</ref> Der daraus resultierende Touchscreen mit resistiver Technologie wurde 1982 erstmals vorgestellt.<ref>{{Toter Link |text=oakridger.com, "G. Samuel Hurst -- the 'Tom Edison' of ORNL", December 14 2010 |url=http://www.oakridger.com/columnists/x860698067/G-Samuel-Hurst-the-Tom-Edison-of-ORNL?zc_p=1 |date=2022-10-21}}</ref>

1984 brachte [[Fujitsu]] ein Touchpad für den Micro 16 auf den Markt, um die Komplexität der [[Kanji|Kanji-Zeichen]], die als Kachelgrafiken gespeichert wurden, zu bewältigen. 1985 brachte [[Sega]] das Terebi Oekaki, auch bekannt als Sega Graphic Board, für die Videospielkonsole SG-1000 und den Heimcomputer SC-3000 heraus. Es bestand aus einem Kunststoffstift und einer Kunststofftafel mit einem durchsichtigen Fenster, in dem die Stifteingaben erkannt wurden. Es wurde in erster Linie mit einer Zeichensoftware verwendet.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.smspower.org/Articles/TerebiOekaki |titel=Terebi Oekaki / Sega Graphic Board - Articles - SMS Power! |abruf=2015-07-29}}</ref> 1986 wurde ein grafisches Touch-Tablett für den Sega AI-Computer herausgebracht.<ref>''Software that takes games seriously.'' In: ''New Scientist.'', 26. März 1987, S. 34.</ref>

Anfang der 1980er Jahre beauftragte [[General Motors]] seine Abteilung Delco Electronics mit einem Projekt, das darauf abzielte, die nicht wesentlichen Funktionen eines Automobils von mechanischen oder elektromechanischen Systemen nach Möglichkeit durch Festkörper-Alternativen zu ersetzen. Das fertige Gerät wurde ECC (Electronic Control Center) genannt, ein digitales Computer- und Softwaresteuerungssystem, das mit verschiedenen peripheren Sensoren, [[Servomotor]]en, [[Magnetventil]]en, Antennen und einem monochromen CRT-Touchscreen verdrahtet war, der sowohl als Anzeige als auch als einzige Eingabemethode fungierte.<ref>{{Internetquelle |url=http://history.gmheritagecenter.com/wiki/index.php/1986,_Electronics_Developed_for_Lotus_Active_Suspension_Technology |titel=1986, Electronics Developed for Lotus Active Suspension Technology - Generations of GM |hrsg=History.gmheritagecenter.com |abruf=2013-01-07 |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20130617155548/http://history.gmheritagecenter.com/wiki/index.php/1986,_Electronics_Developed_for_Lotus_Active_Suspension_Technology |archiv-datum=2013-06-17}}</ref> Das ECC ersetzte die traditionellen mechanischen Bedienelemente und Anzeigen für Stereoanlage, Gebläse, Heizung und Klimaanlage und war in der Lage, sehr detaillierte und spezifische Informationen über den aktuellen Betriebsstatus des Fahrzeugs in Echtzeit zu liefern.

1982 entwickelte die Input Research Group der [[University of Toronto]] das erste Multi-Touch-System mit menschlicher Eingabe, bei der eine Milchglasscheibe mit einer dahinter angebrachten Kamera Verwendung fand. Im Jahr 1985 entwickelte die Gruppe der Universität Toronto, zu der auch Bill Buxton gehörte, ein Multitouch-Tablett, bei dem anstelle der sperrigen optischen Kamerasysteme Kapazitätssensoren zum Einsatz kamen [[Multi-Touch-Screen|(siehe Geschichte des Multitouch)]].

1987 brachte [[Casio]] den Taschencomputer Casio PB-1000 mit einem Touchscreen auf den Markt, der aus einer 4×4-Matrix bestand, was zu 16 Berührungsflächen auf dem kleinen LCD-Grafikbildschirm führte.

Touchscreens hatten bis 1988 den schlechten Ruf, ungenau zu sein. In den meisten Büchern über Benutzerschnittstellen hieß es, dass die Auswahl auf dem Touchscreen auf Ziele beschränkt war, die größer als der durchschnittliche Finger waren. Damals wurde die Auswahl so getroffen, dass ein Ziel ausgewählt wurde, sobald der Finger darüber fuhr, und die entsprechende Aktion wurde sofort ausgeführt. Aufgrund von [[Parallaxenfehler|Parallaxen]]- oder Kalibrierungsproblemen kam es häufig zu Fehlern, was zu Frustration bei den Benutzern führte. Die „Lift-off-Strategie“<ref name=Potter1988>{{cite conference |author=R. Potter, L. Weldon, B. Shneiderman |title=Proceedings of the SIGCHI conference on Human factors in computing systems - CHI '88 |language=en |chapter=Improving the accuracy of touch screens: an experimental evaluation of three strategies |date=1988 |conference=Proc. of the Conference on Human Factors in Computing Systems, CHI '88 |location=Washington, DC |pages=27–32 |doi=10.1145/57167.57171 |isbn=0201142376 |chapter-url=http://www.cs.umd.edu/localphp/hcil/tech-reports-search.php?number=88-04 |url-status=deviated |archiveurl=https://web.archive.org/web/20151208121730/http://www.cs.umd.edu/localphp/hcil/tech-reports-search.php?number=88-04 |archivedate=2015-12-08}}</ref> wurde von Forschern des Human-Computer Interaction Lab (HCIL) der [[University System of Maryland|University of Maryland]] eingeführt. Wenn der Benutzer den Bildschirm berührt, erhält er eine Rückmeldung darüber, was ausgewählt wird: Der Benutzer kann die Position des Fingers anpassen, und die Aktion findet erst statt, wenn der Finger vom Bildschirm abgehoben wird. Das ermöglichte die Auswahl kleiner Ziele bis hinunter zu einem einzigen Pixel auf einem 640×480 [[Video Graphics Array|VGA]]-Bildschirm.

In den Jahren 1991–1992 implementierte der Prototyp des Sun Star7-PDA einen Touchscreen mit Trägheits-Scrolling. 1993 brachte [[IBM]] mit dem [[IBM Simon]] das erste Touchscreen-Telefon heraus.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.pcwelt.de/article/1084321/handy-historie-wie-alles-begann-die-geschichte-des-smartphones.html |titel=Wie alles begann: Die Geschichte des Smartphones |abruf=2022-10-21}}</ref>

Im Jahre 2003 meldete [[Siemens]] ein „Verfahren zur Eingabe von Parametern eines Parameterfeldes“ zum Patent an, das primär für dem Automobilbereich entworfen wurde und den Beginn des Touchscreens im Auto begründete.<ref>{{Patent| Land=DE| V-Nr=10331775| Code=A1| Titel=Verfahren zur Eingabe von Parametern eines Parameterfeldes| A-Datum=2003-07-11| V-Datum=2005-02-17| Anmelder=Siemens AG| Erfinder=Norbert May, Christos Vittoratos}}</ref>

Das erste Mobiltelefon mit kapazitivem Touchscreen war das [[LG Electronics|LG]] Prada, das im Mai 2007 auf den Markt kam.<ref name="engadgetmobileke850">{{Internetquelle |url=https://www.engadget.com/2006-12-15-the-lg-ke850-touchable-chocolate.html |titel=The LG KE850: touchable chocolate |werk=Engadget |abruf=2022-10-21}}</ref> Im Jahr 2009 wurden [[Mobiltelefon]]e mit Touchscreen zum Trend und gewannen schnell an Beliebtheit, sowohl bei einfachen als auch bei fortschrittlichen Geräten. Im vierten Quartal 2009 wurde erstmals die Mehrheit der Smartphones mit Touchscreen ausgeliefert und nicht mehr mit Non-Touch.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.canalys.com/newsroom/majority-smart-phones-now-have-touch-screens |titel=Canalys - the leading global technology market analyst firm |abruf=2022-10-21}}</ref>

Im Jahr 2007 waren 93 % der ausgelieferten Touchscreens resistiv und nur 4 % waren kapazitiv projiziert. Im Jahr 2013 waren 3 % der ausgelieferten Touchscreens resistiv und 90 % projiziert-kapazitiv.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.walkermobile.com/Touch_Technologies_Tutorial_Latest_Version.pdf |titel=Short Course on Projected Capacitance |abruf=2022-10-21 |format=PDF}}</ref>

== Literatur ==
* [[Andreas Holzinger]]: ''Finger Instead of Mouse: Touch Screens as a means of enhancing Universal Access'', In: Carbonell, N.; Stephanidis C. (Eds): Universal Access, Theoretical Perspectives, Practice, and Experience. Lecture Notes in Computer Science. Vol. 2615. Berlin, Heidelberg, New York: Springer, 2003, ISBN 3-540-00855-1, 387–397.
* Andreas Holzinger: ''Basiswissen IT/Informatik Band 1: Informationstechnik''. Wuerzburg: Vogel, 2002, ISBN 3-8023-1897-8, 158–160.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Touchscreens|audio=1|video=1}}
{{Wiktionary}}
* [http://www.physikfuerkids.de/wiewas/touch/ Wie funktioniert ein Touchscreen?] – Leicht verständliche Erklärung für Kinder
* [http://www.handys-mit-touchscreen.org/touchscreen-technik/handys-mit-touchscreen-die-technik/ Smartphone Touchscreen Techniken] – Verschiedene Funktionsweisen von Touchscreen Bildschirmen (bei Smartphones)
* [https://www.youtube.com/watch?v=XSmpfSwHoU8 Wie funktioniert ein Touchscreen?] – Sachgeschichte aus der Sendung mit der Maus

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4674585-3}}

[[Kategorie:Eingabegerät]]
[[Kategorie:Bildschirm]]
[[Kategorie:Bedienelement]]
[[Kategorie:Wikipedia:Artikel mit Video]]