Der kapazitive Touch in der Industrie

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Funktion und Design des Touch-Displays sind getrennt

Bei der PCAP-Technologie wird erstmals Funktion und Design des Touchscreens getrennt. Zusammen mit dem Sensor wertet der Touch-Controller die Touch-Ereignisse aus. Der liegt von vorne gesehen hinter dem Deckglas. Das Deckglas oder auch Cover Lens genannt, ist mit dem Sensor verklebt und die Verbindung zur rauen Außenwelt. Das Gehäuse lässt sich frontseitig so konstruieren, dass es wasserdicht ist. Eine mögliche Anwendung ist die Medizintechnik oder Lebensmittel-Herstellung.

Da Glas mechanisch, thermisch und chemisch äußerst widerstandsfähig ist, lässt es sich mit aggressiven Chemikalien und hohen Temperaturen reinigen. Hinzu kommt, dass der Designer die Frontplatte frei gestalten kann: ein rahmenloses Design wird durch die Lage des Sensors und des Displays hinter der Glas-ebene möglich. Die Scheibe kann hinterdruckt werden, Firmensignet und Funktionsbeschreibungen lassen sich in anderer Farbe abheben.

Hinter transparenten Fenstern können Sensoren die Umgebungshelligkeit erfassen oder LEDs als Indikator einen bestimmten Betriebszustand anzeigen. Da Glas mechanisch bearbeitet werden kann, sind abgerundete Ecken, gefaste Kanten oder sogar Durchbrüche für mechanische Bedienelemente möglich. Genauso sind Einfräsungen oder Teilätzungen der Glasoberfläche möglich, die den Finger des Bedieners führen oder eine haptische Rückmeldung erlauben.

Die Wurzeln des kapazitiven Touchsystems

Die PCAP-Technologie hat ihre Wurzeln in der Konsumer-Elektronik. Dort gelten andere Produktzyklen, und der Zwang zur Innovation und der Druck auf die Kosten sind ungleich stärker ausgeprägt als in der Industriewelt. Hier zählt Langlebigkeit – sowohl des Produkts als auch dessen Verfügbarkeit und Individualität.

Der Unterschied kann an drei wesentlichen Faktoren festgemacht werden: Während in Asien riesige Mengen eines Produkts gefertigt werden, sind bei uns die Stückzahlen eher überschaubar. Die Anforderungen in Asien gehen nach immer dünneren und leichteren Touch-Systemen, während in Europa Stabilität gefragt ist, die durch massivere Ausführung erreicht wird. Der Massenmarkt in Asien konzentriert sich auf Mobiltelefone und Tablet PCs mit Diagonalen bis 30 cm, während die einheimische Industrie Produkte ab 38 cm entwickelt – mit dem Trend nach immer größeren Diagonalen.

HY-LINE gelingt es, die widersprüchlichen Anforderungen zu erfüllen: Das Unternehmen kauft Standard-Sensoren in großen Stückzahlen von Herstellern mit industriellem Fokus in Asien, und arbeitet mit einem deutschem Unternehmen für das Frontglas zusammen. Der Vorteil, mit dem PCAP eine geschlossene Vorderseite darzustellen, kann dadurch auch für kleinere Mengen ab 100 Stück umgesetzt werden. Eine typische Applikation ist ein Fahrkartenautomat für ein Verkehrsunternehmen. Dessen Mechanik bleibt immer gleich, lediglich die Bedruckung der Frontscheibe wird wunschgemäß mit dem Signet der jeweiligen Verkehrsbetriebe durchgeführt. In Asien wäre eine solche Stückelung undenkbar.

Künftig größere Displaydiagonalen möglich

Sensoren sind für alle gängigen Displaydiagonalen lieferbar. Die Obergrenze der Diagonale liegt zurzeit bei 560 mm, begrenzt durch die Anzahl der verfügbaren Kanäle zur Auswertung. Bis zum Jahresende wird eine neue Generation Chips zur Verfügung stehen, die diese Grenze sprengt. Der Größe des Frontglases, das einen größeren Teil oder die gesamte Gerätefront abdeckt, sind hingegen keine Grenzen gesetzt.

Mit der PCAP-Technologie lassen sich tageslichtablesbare Bediensysteme erstellen. Werden Sensor und Frontglas miteinander verklebt, werden störende Reflexionen vermieden. Das Frontglas lässt sich für die Kontrast-Steigerung optimieren und das dahinter liegende Display auf die Umgebungshelligkeit anpassen. Hierfür gibt es kein allgemein gültiges Rezept, da viele Faktoren in die Gesamtlösung eingehen.

Nachdem sich PCAP in der Konsumer-Elektronik durchgesetzt hat, eignet sie sich für industrielle Anwendungen. Dabei kann die Mehrfingerbedienung mit Gesten in das Bedienkonzept übernommen werden und neue Gerätedesigns sind möglich. Durch das Konzept von HY-LINE wird der Einsatz in moderaten Stückzahlen machbar. Die intuitive, grafische Benutzerführung wird dank von Betriebssystemen wie Windows 8 weiter voranschreiten, und nur mit einer hochtransparenten Glasoberfläche können TFT-Displays ihre optischen Qualitäten voll ausspielen.

* Rudolf Sosnowsky ist Leiter Marketing und Technik bei HY-LINE Computer Components in München.

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