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Wisch und weg

Kapazitive Touch-Technologie für Automotive-Benutzerschnittstellen

14. September 2012, 10:20 Uhr | Von Thomas Wenzel und Stephan Thaler

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Bedienung auch mit Handschuhen möglich

Es gibt zwei prinzipielle Arten zur Abbildung der Kapazität: Eigenkapazität und Gegenkapazität. Viele Touchscreens der ersten Generation beruhten auf der Messung der Eigenkapazität. Diese hatten jedoch ein ähnliches Problem wie die resistiven Touchscreens. Weil das Eigenkapazitätsverfahren das Eingangssignal einer gesamten Zeile und Spalte von Elektroden misst, kann es die Position bei der Betätigung mit vielen Fingern nicht immer eindeutig zuordnen. Die Gegenkapazitätstechnologie gewährleistet dies durch die Messung jedes Kreuzungspunktes der orthogonalen Matrix. Somit lassen sich Sprünge in der Fingerzuordnung, die je nach Applikations-Software auf dem Bildschirm sichtbar wären, ausschließen. Ein wichtiger Unterschied zwischen kapazitiver und resistiver Technologie ist, dass der Finger des Benutzers keinen Druck auf die Oberfläche des Bildschirms ausführen muss, um erkannt zu werden. Das Auflegen des Fingers auf die Oberfläche führt zu einer kleinen Kapazitätsänderung, die durch den Controller erkannt wird. Durch Auswertung der Messwerte aller Kreuzungspunkte wird dann die genaue Position der Finger auf dem Touchscreen berechnet. Ein empfindlicher Touchscreen-Controller ist heute sogar in der Lage, die Annäherung eines oder mehrerer Finger mit Handschuhen zu registrieren.

Da die Kapazitätsänderungen in diesem Fall nur sehr klein sind, ist es von entscheidender Bedeutung, Rauschen und sonstige Störungen beseitigen zu können. Dazu gibt es verschiedene Algorithmen, die das Einfangen von Störungen minimieren und deren Anteile durch eine Nachbearbeitung weiter unterdrücken. Die spezielle Störungsunterdrückung der maXTouch-Controller von Atmel bietet eine Reihe von Vorteilen. So ist es durch eine effektive Störungsunterdrückung möglich, die Anzahl von Schichten über dem LC-Display auf ein Minimum zu reduzieren. Viele vorhandene Touchscreens benötigen eine Abschirmungsschicht, um die Mess-Signale vor der starken Einstrahlung des Displays zu schützen, die von den schnell schaltenden Transistoren im LCD erzeugt wird. Eine Reduktion der Sensorschichten führt zu geringerem Verlust an Helligkeit, wodurch das Display eine höhere Bildwiedergabequalität bekommt. Weiterhin lassen sich die Herstellungskosten des berührungsempfindlichen Sensors verringern. Die Post-Processing-Funktionen gewährleisten einen sicheren Betrieb auch unter den speziellen Umgebungsbedingungen im Automotive-Bereich. Die Drift-Kompensation zum Beispiel stellt sicher, dass die Touchscreen-Schnittstelle immer auf die Umgebungsbedingungen kalibriert ist und z.B. unabhängig von Änderungen der Luftfeuchtigkeit und der Temperatur reagiert. Post-Processing stellt auch sicher, dass Berührungen sowohl von Fingern mit Handschuhen als auch von bloßen Fingern ohne zusätzliche Umschaltungen erkannt werden können.