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Innovative Technik für großformatige Touchscreens

Dispersive Signal Technology, oder was?

18. Dezember 2009, 09:57 Uhr   |  Francesco Fasoglio

Dispersive Signal Technology, oder was?

DST Touchscreens (Dispersive Signal Technology) wie der MicroTouch DST von 3M Touch Systems sind immer dann interessant, wenn großformatige interaktive Displays in digitalen Beschilderungen, Point-of-Sale-Terminals, Informationsterminals oder Präsentationssystemen für Schulungszwecke benötigt werden. Denn sie eignen sich für Bilddiagonalen von mehr als 32 Zoll und bieten schnelle, präzise und wiederholbare Touch-Erkennung.

Die DST-Technik (Dispersive Signal Technology) bietet ein hohes Maß an Flexibilität bei der Eingabe: Sie akzeptiert Berührungen mit Finger (Bild 1), Stift, Kreditkarte, Fingernagel oder fast jeder Art von Schreibgerät. Die Funktion von DST bleibt unbeeinflusst von Beschädigungen der Bildschirmoberfläche durch Kratzer, von Verschmutzungen, durch ruhende Objekte auf der Oberfläche oder andere Berührungen des Touchscreens.

Biegewellen markieren den Berührungspunkt

Die Dispersive Signal Technology bestimmt einen „Berührungspunkt“ durch Messen der mechanischen Energie (Biegewellen), die von einem Finger oder Stift durch Berühren der Oberfläche des Glases erzeugt wird, innerhalb eines Trägermaterials. Biegewellen unterscheiden sich von Oberflächenwellen dadurch, dass sie das Touchpanel in seiner Dicke durchlaufen anstelle der Oberfläche des Trägermaterials, was einige Vorteile bietet. So werden zum Beispiel aufgelegte Handballen ignoriert und das Panel ist weniger störanfällig durch Kratzer.

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Bild 1. DST Touchscreens gewähren dem Anwender ein hohes Maß an Flexibilität bei der Eingabe: Sie akzeptieren Berührungen mit Finger, Stift, Kreditkarte, Fingernagel oder fast jeder Art von Schreibgerät.

Wenn man mit einem Gegenstand den Touchscreen berührt, werden Biegewellen ausgelöst, die sich kreisförmig vom Berührungspunkt wegbewegen. Wenn sich die Welle nach außen bewegt, breitet sich das Signal aufgrund von Dispersion im Verlauf der Zeit aus. Piezoelektrische Sensoren in den Ecken auf der Rückseite des Glases wandeln diese undeutlichen mechanischen Impulse in ein elektrisches Signal um. Die Entfernung von jedem Sensor bestimmt das Ausmaß der Dispersion des Signals. Je weiter also der „Berührungspunkt“ vom Sensor entfernt ist, desto stärker wird das Signal verbreitet.

Sobald diese Signale vollständig gefiltert und digitalisiert wurden, wird mit Signalverarbeitungs-Algorithmen berechnet, wo sich der Berührungspunkt befindet. Am wichtigsten hierbei ist, dass die Dispersion korrigiert wird, indem die zeitlichen und räumlichen Aspekte unter Rückgriff auf bekannte Daten wie das Profil der Biegewelle, Glasdispersionseffekte und weitere Merkmale des Trägermaterials zueinander in Beziehung gesetzt werden. Sobald die räumlichen Daten vorliegen, kann der genaue Berührungspunkt berechnet werden.

DST im Vergleich

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Bild 2. Mit dem dazugehörigen Controller, der kontinuierlich den Berührungspunkt verarbeitet, liefert DST nicht nur schnelle, sondern auch präzise Touch-Reaktionen.

Wo andere Techniken für großformatige Touchscreens ein optisches Feld, Infrarotstrahlen oder akustische Wellen über die vordere Oberfläche des Touchscreens verteilen und eine Berührung daran erkennen, dass das Feld gestört wird, wartet DST passiv auf ein Signal, das durch eine Berührung ausgelöst wird. Dieser grundsätzlich andere Ansatz bedeutet, dass Verunreinigungen wie etwa Schmutz, Fett oder Feststoffe, die sich auf der Oberfläche und an den Kanten des Bildschirms absetzen können, keine signifikanten Auswirkungen auf die Funktion des DST-Touchscreens haben. Darüber hinaus haben Beschädigungen der Oberfläche wie etwa Kratzer oder Rillen normalerweise keine Auswirkungen auf die Touchleistung.

Die ausgefeilten patentierten Algorithmen zur Berechnung des Berührungspunkts laufen auf dem dazugehörigen optimierten Controller (Bild 2), der kontinuierlich den Berührungspunkt verarbeitet. Damit liefert DST die schnellste und präziseste Touch-Reaktion unter allen Techniken für großformatige Touchscreens. Darüber hinaus ist der DST Touchscreen so zuverlässig bei der Berechnung der Berührungspunkte, dass „wiederholbar präzise“ Berührungen (kontinuierliche, wiederholte Berührungen, die an derselben Stelle registriert werden) eines der Hauptmerkmale dieser Technik sind, wodurch eine Wiederholgenauigkeit von über 99 % bei der Lokalisation der berührten Stelle erzielt wird.

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