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Berührungsfreie Bedienung mit „Hover Gesture“

Unter der sogenannten Hover Gesture versteht man die berührungsfreie Interaktion durch Gesten in einem definierten Raum und über x-, y- und z-Achsen. Dabei lassen sich die Gesten über ein elektromagnetisches Feld und additiv eine Touchoberfläche oder vollständig kamerabasiert ermitteln. Das Graphical User Interface des Displays wird nicht durch Finger verdeckt und die Sicht auf den Bildschirm bleibt frei. Eine Verschmutzung der Oberfläche findet hier kaum statt und die Interaktion mit dem Touchsensor kann auch ohne Blickkontakt erfolgen.

Ein nicht zu verachtender Nachteil ist, dass sich das Verhalten des Anwenders im Umgang mit Touchbediengeräten noch nicht umgestellt hat. Gesten müssen erst erlernt werden. Hat der Anwender seinen Finger in der Nähe der Bedienfläche, greift er automatisch auf gewohntes Bedienverhalten/erlernte Bedienmuster zurück und berührt den Bildschirm. Die User Experience wird also nicht positiv, der Anwender ist gezwungen, zusätzlich Gesten zu erlernen.

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Um HMI-Systeme auf Gestensteuerung umzustellen, sind zudem umfangreiche Anpassungen am Design des GUI notwendig und die Usability muss überdacht werden. Die Anforderungen an das Sicherheitsmanagement in der Industrie sind für diese Technik noch nicht ausgereift. Diese sehen unter anderem redundante Systeme vor, bei Hover dagegen ist die Fehlauslösung durch Fehlerkennung leicht möglich.

Bei Spieleanwendungen oder Automotive-Applikationen kommen kamerabasierte Systeme zum Einsatz, die Gesten erkennen. Der Versuch, Hover-Gesten im Mobilfunkmarkt einzuführen, floppte, einzelne Smartphone-Modelle mit dieser Technik waren nur kurzzeitig verfügbar. Fazit: Für Handheld- und tragbare Geräte gibt es weder für den Endkundenmarkt noch in der Industrie einen nennenswerten Bedarf.

PCAP mit Force- bzw. 3-D-Touch auf dem Vormarsch

Force- oder 3-D-Touch: Die Touchtechnik mit dem größten Entwicklungspotenzial ist derzeit PCAP mit Force- bzw. 3-D-Touch. Aktuell gibt es drei unterschiedliche Ansatzpunkte. Das angestrebte Ziel der Force-Touch-Entwicklung ist es, eine Veränderung der z-Achse zu erkennen und die Druckstärke über die Touchpunktfläche zu messen. Außerdem lässt sich die Krafteinwirkung über zusätzliche Drucksensoren messen. Speziell bei Handheld-Geräten mit dünnen Covergläsern misst man die Oberflächenbiegung des Glases.

Bei Force-Touch erfolgt die Interaktion abhängig von der Druckstärke auf der Touchoberfläche, dadurch wird die Menüebene um ein Vielfaches erweitert und auf dem Interface bieten sich zusätzliche Bedienmöglichkeiten. Der klassische Rechtsklick auf der Maus kann über Erhöhung des Eingabedrucks erfolgen. Wichtiges Detail für die Industrieproduktion ist die Redundanz der Signalauswertung. Sie findet bei Applikationen mit Force-Touch über Touchcontroller zusammen mit der Auswertelektronik (Kraftsensoren) statt.

Die Gerätefunktion wird dann ausgelöst, wenn beide Signale registriert werden. Die zweikanalige, redundante Toucherkennung wäre für patientennahe Applikationen der Intensiv- oder Notfallmedizin denkbar. Die PCAP-Bedieneinheit ist resistent gegenüber leitenden Flüssigkeiten. Data Modul fokussiert sich bei industriellen PCAP-Erweiterungen auf Force Touch und speziell auf die Auswertung mit Kraftsensoren, die im Rand des Touchsensors integriert sind. Covergläser in der Industrie sind meist zu dick, um die Oberflächenverbiegung am Touchglas zu messen.

Ein bestehendes Paket aus TFT, Touch sowie Coverglas mit optischen Bonding lässt sich unverändert als Ausgangslage verwenden; eine Erweiterung mit Force-Touch erfolgt additiv, der Industriekunde muss dabei nicht auf ein vollflächiges Schutzglas der Touch-Technik verzichten. Die Toucheinheit liefert die Touchkoordinaten plus Kraftwerte pro Koordinate, welche die Software auswertet. Standard-PCAP-Touches werden von allen gängigen Betriebssystemen erkannt; Force-Touch-Systeme benötigen proprietäre Treiber.

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Toucheingabe in der Industrie

„Der weit verbreitete resistive Touch wird durch PCAP abgelöst“

Meilensteine der Elektronik

Vom Tonbandgerät bis zur modernen Touch-Eingabe am Display

* Markus Hell ist bei Data Modul als Marketing-Manager für die Touch Solutions verantwortlich.

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