next system Touchdisplays mit Tasten-Haptik

Das Funktionsprinzip der »HapticTouch«-Technik

Die Zeiten, in denen taktile Rückmeldung nur bei elektromechanischen Bedienelementen möglich war, sind vorbei: Techniken wie »HapticTouch« des Wiener Unternehmens next system ermöglichen eine fühlbare Rückmeldung auch auf Display-Touch-Oberflächen.

Michael Nussbaumer, Product Manager Display & Haptic Solutions bei next system, erläutert die Hintergründe.

Markt&Technik: Wie ist „HapticTouch“ technisch aufgebaut, und wie funktioniert es?

Michael Nussbaumer: „HapticTouch“ beruht auf einem elektrostatischen Prinzip, bei dem sich zwei unterschiedlich aufgeladene Platten anziehen und so eine Bewegung an der Oberfläche ermöglichen. Die Technologie erlaubt eine fühlbare haptische Rückmeldung auf Display-Touch-Oberflächen. Hierbei wird auch der Druck, der bei der Bedienung einer Touch-Oberfläche entsteht, gemessen und ausgewertet. Anschaulich ausgedrückt, beobachtet und misst „HapticTouch“ die Berührungen und die dabei aufgewandte Kraft des Anwenders auf einer Touch-Oberfläche. Dies ermöglicht einerseits, die Fingerposition des Anwenders festzustellen, und andererseits, gezielt einzelne Bereiche der Touch-Oberfläche für bestimmte Funktionen vorzusehen. Auf Basis einer definierten Druckkraft kann eine Aktion ausgeführt werden, und der Anwender bekommt eine haptische Rückmeldung.
Außer „HapticTouch“ gibt es auch andere Touchdisplay-Techniken mit taktiler Rückmeldung.

Worin unterscheidet sich „HapticTouch“ technisch und funktionell von ihnen?

Es gibt unterschiedliche Lösungsansätze zur Erzeugung von fühlbarem Feedback. „HapticTouch“ zielt darauf ab, für die Touchscreen-Bedienung das haptische Empfinden von elektromechanischen Tasten und Bediensystemen naturgetreu oder naturnahe nachzubilden. Alternative Technologien beruhen beispielsweise auf Piezo-Aktuatoren, Linear Resonant Actuators (LRA) oder Vibrations-Motoren (ERM, Eccentric Rotating Mass). Wir sind darauf spezialisiert, je nach Kundenanwendung die am besten passende Technologie auszuwählen und in das gewünschte System bzw. die Applikation des Kunden zu integrieren.

Welche technischen und funktionellen Alleinstellungsmerkmale zeigt „HapticTouch“?

Durch gezielte Auslegung der Konstruktion lassen sich mechanische Bedienelemente auf der Touch-Oberfläche exakt nachbilden. Die Messung der Andruckkraft, „Force Sensing“ genannt, erhöht die Bediensicherheit und verhindert ungewollte Auslösungen. „Force Sensing“ funktioniert mittels kapazitiver Sensoren im Aktuator. Die „HapticTouch“-Technologie ist in der Größe skalierbar. Außerdem lassen sich für die Kraftmessung auf einer Touch-Oberfläche verschiedene Bereiche mit unterschiedlichen Profilen der aufgewandten Andruckkraft definieren. Das ist einzigartig in der Touchscreen-Technik. „HapticTouch“ ermöglicht also nicht nur taktile Rückmeldung, sondern dank „Force Sensing“ auch ein Erfühlen des berührten Touch-Bedienelements vor dessen Auslösung. Es ist, als würde die Taste oder ein Element „Hallo“ zu den Händen sagen. Auch sehbehinderten Menschen ermöglicht „HapticTouch“ somit eine problemlose Bedienung, und zwar indem sie Bedienelemente vor deren Auslösung durch Erfühlen auffinden können.

Bedeutet „Force Sensing“, dass ohne eine bestimmte minimale Andruckkraft ein Touch-Bedienelement nicht ausgelöst werden kann?

Ja, dies lässt sich so realisieren.

Welche minimale Andruckkraft ist nötig, um ein Touch-Bedienelement auszulösen? Sind hier Differenzierungen zwischen einzelnen Bedienelementen eines Touchscreens möglich?

Die minimal aufzuwendende Kraft wird durch die Auslegung des Aktuators definiert. Typischerweise liegt sie bei 0,5 bis 1,5 N. Eine Differenzierung zwischen einzelnen Bereichen und Bedienelementen innerhalb eines Systems ist möglich.

Inwieweit ermöglicht „Force Sensing“ neue sicherheitsorientierte Bedienkonzepte in der Industrie?

Bisherige Bedienkonzepte zu überdenken, ist ein genereller Trend, der mittlerweile fast alle industriellen und privaten Bereiche erreicht hat. Dies kann die intuitive Fernbedienung von Fernsehgeräten betreffen, die Steuerung von Industrieanlagen, die Bedienung von Haushaltsgeräten, Informationssysteme für Autos, LKWs, Flugzeuge, Kran-Anlagen oder Logistiksysteme - bis hin zu Misch- und Reglerpulten für Film- und Musikstudios.