Funktionsweise von AccuTouch- Touchscreens

Transkript

1 Funktionsweise von AccuTouch- Touchscreens Teile eines Touchscreens Der AccuTouch-Touchscreen mit Fünf-Draht-Widerstandstechnologie verwendet eine Glasplatte mit einer einheitlichen resistiven Beschichtung. Über das Glassubstrat ist eine dicke Polyesterdeckfolie gespannt, die durch kleine, transparente, isolierende Abstandshalter vom Glas getrennt ist. Auf der Außenseite ist die Deckfolie durch eine harte, strapazierfähige Beschichtung geschützt, auf der Innenseite weist sie eine leitende Beschichtung auf. Was passiert bei einer Berührung? 1 Widerstandsfähige Beschichtung 2 Leitende Oberschicht 3 Abstandshalter 4 Resistive Beschichtung 5 Glasscheibe 6 CRT Bei Berührung des Bildschirms wird die leitende Beschichtung auf der Innenseite der Deckfolie gegen die Beschichtung der Glasplatte gedrückt, wodurch ein elektrischer Kontakt entsteht. Die erzeugten Spannungssignale repräsentieren analog dazu den Berührungspunkt. Wie interpretiert der Touchscreen-Kontroller die Bildschirmabmessungen 1 +5 Volt 2 y-spannung 3 Ry 4 x-spannung 5 Rx 6 0 Volt Wenn der Kontroller auf eine Berührung des Bildschirms wartet, wird die resistive Schicht des Touchscreens über vier Ansteuerleitungen mit +5 V unter Vorspannung gesetzt und die Deckfolie mit einem hohen Widerstand geerdet. In unberührtem Zustand des Touchscreen ist die Spannung an der Deckfolie gleich Null. Der Spannungspegel der Deckfolie wird kontinuierlich vom Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) konvertiert und vom Mikroprozessor auf dem Kontroller überwacht.

2 Wird der Touchscreen berührt, nimmt der Mikroprozessor den Anstieg der Spannung an der Deckfolie war und beginnt wie folgt mit der Konvertierung der Koordinaten: A Der Mikroprozessor erzeugt die Ansteuerspannung x auf dem Touchscreen, indem er an den Stiften H und X eine Spannung von +5 V anlegt und die Stifte Y und L erdet. Auf der Deckfolie wird an Stift S des Touchscreen-Anschlusses proportional zur (horizontalen) Position x der Berührung eine analoge Spannung erzeugt. Diese Spannung wird vom A/D- Wandler digitalisiert, aus den Ergebnissen dann anhand eines Algorithmus ein Mittelwert errechnet und dieser anschließend für die Übertragung an den Host gespeichert. B Anschließend erzeugt der Mikroprozessor die Ansteuerspannung y auf dem Touchscreen, indem er an den Stiften H und Y eine Spannung von +5 V anlegt und die Stifte X und L erdet. Auf der Deckfolie wird jetzt an Stift S des Touchscreen-Anschlusses proportional zur (vertikalen) Position y der Berührung eine analoge Spannung erzeugt. Das resultierende Signal wird wiederum wie oben für Position x beschrieben konvertiert und verarbeitet. Warum ist der mittelwertbildende Algorithmus wichtig? Der mittelwertbildende Algorithmus reduziert den Lärm des Kontaktprellens, der entsteht, wenn der Kontakt mit dem Touchscreen hergestellt und wieder unterbrochen wird. Aufeinanderfolgende x- und y-muster werden getestet, um zu ermitteln, ob ihre Werte innerhalb einer gewissen Toleranz liegen. Falls ein oder mehrere Muster die Toleranz überschreiten, werden sie verworfen und der Prozess wird neu gestartet. Er wird so lange fortgesetzt, bis sich mehrere aufeinanderfolgende x-muster (und dann y-muster) innerhalb der Toleranz befinden. Der Durchschnitt dieser Werte wird als x- bzw. y-koordinate verwendet. Nachdem voneinander unabhängige x- und y-muster erzielt wurden, werden Koordinatenpaare gesampelt, um die Lärmeffekte zu eliminieren. Liegt ein Muster außerhalb einer bestimmten Toleranz, werden alle x- und y-koordinaten verworfen, und die unabhängige x- und y-folge wird erneut gestartet. Nachdem akzeptable Koordinaten erzielt wurden, wird eine Durchschnittskoordinate ermittelt und an den Host-Prozessor weitergeleitet. Video-Ausrichtung Die x- und y-werte entsprechen kartesianischen Koordinaten, wobei die x-werte von links nach rechts und die y-werte von unten nach oben zunehmen. Diese absoluten Koordinaten sind willkürlich angeordnet, nicht skaliert und von Touchscreen zu Touchscreen leicht unterschiedlich. Der AccuTouch-Kontroller kann für die Video-Ausrichtung kalibriert werden. Auf diese Weise wird das Koordinatensystem des Touchscreens an der Anzeige ausgerichtet, jede Achse wird neu ausgerichtet und die Koordinaten werden vor der Übertragung an den Host-Computer skaliert. Die Maße der x- und y-achse basieren auf dem Glas Die AccuTouch-Fünf-Draht-Widerstandstechnologie nutzt das Substrat der unteren Glasscheibe, um die Maße der x- und y-achse abzuleiten. Die flexible Deckfolie dient lediglich zur Spannungsmessung. Dies bedeutet, dass der Touchscreen auch bei Unregelmäßigkeiten in der leitenden Schicht der Deckfolie weiterhin ordnungsgemäß

3 funktioniert. Das Ergebnis ist ein akkurater, haltbarer und zuverlässiger Touchscreen, der einen driftfreien Betrieb gewährleistet. Funktionsweise von IntelliTouch/SecureTouch-Touchscreens 1 Klarglasscheibe 2 Luftspalt 3 LCD IntelliTouch- und SecureTouch-Touchscreens verfügen über eine Glasscheibe mit sendenden und empfangenden piezoelektrischen Transducern sowohl für die x- als auch die y-achse. Der Touchscreen-Kontroller sendet ein elektrisches Signal von fünf Megahertz an den Sender- Transducer, der das Signal in Ultraschallwellen umwandelt, die sich innerhalb der Glasscheibe fortbewegen. Diese Wellen werden mit Hilfe von einer Reihe von Reflektoren gleichmäßig auf der Vorderseite des Touchscreens verteilt. Die Reflektoren auf der gegenüberliegenden Seite sammeln die Wellen und leiten sie zu den Empfänger-Transducers um, welche die Wellen erneut in elektrische Signale umwandeln. 1 Transducers 2 Reflektorenstreifen, die außen rings um den Sensor angeordnet sind, verteilen die Ultraschallsignale gleichmäßig auf dem Touchscreen. 3 x-achse 4 y-achse Wenn Sie den Bildschirm berühren, absorbieren Sie einen Teil der darüber wandernden Wellenenergie. Das empfangene Signal wird dann mit der gespeicherten digitalen Karte verglichen, die Änderung erkannt und eine Koordinate berechnet. Funktionsweise von CarrollTouch- Touchscreens

4 1 Touch-Aktivierung 2 Opto-Matrix-Rahmen im Einbaurahmen 3 Innen- und Außenkanten des IRdurchlässigen Einbaurahmens 4 Kante des aktiven Anzeigebereichs 5 IR-Lichtraster Die Infrarot-(IR-)Technologie basiert auf der Unterbrechung eines vor dem Bildschirm erzeugten IR-Lichtrasters. Der Touch- oder Opto-Matrix-Rahmen enthält eine Reihe von IR- Dioden (LEDs) und Fototransistoren, die jeweils auf zwei gegenüberliegenden Seiten angebracht sind, um ein Raster aus für das menschliche Auge nicht sichtbarem IR-Licht zu erzeugen. Die Rahmenbaugruppe besteht aus Leiterplatten, auf denen die Opto-Elektronik installiert und hinter einem IR-durchlässigen Einbaurahmen verborgen wird. Dieser schützt die Opto-Elektronik vor den Einflüssen der Betriebsumgebung und lässt gleichzeitig die IR- Strahlen passieren. Der IR-Kontroller aktiviert die LEDs in einer gleichmäßigen Frequenz, um ein Raster aus IR- Lichtstrahlen zu erzeugen. Wenn ein Objekt wie beispielsweise ein Finger das Raster durchdringt, werden die Strahlen unterbrochen. Ein oder mehrere Phototransistoren erkennen das Fehlen von Licht und übertragen ein Signal, das die x- und y-koordinaten identifiziert. Wie funktioniert Akustische Impulserkennung (APR)? Ein APR-Gerät hat eine vor dem Display angebrachte Scheibe aus Glas oder einem anderen festen Material mit vier piezoelektirschen Transducern an der Rückseite. Die Transducer sind an zwei diagonal gegenüberliegenden Eckpunkten außerhalb des sichtbaren Bereichs befestigt und über ein Flex-Kabel mit einer Kontrollerkarte verbunden.

5 Eine Berührung des Screens oder die Reibung des Fingers oder des Schreibgeräts auf dem Glas beim Dragging erzeugt eine akustische Welle. Die Welle bewegt sich von der Berührungsstelle weg und wandert zu den Transducern, die elektrische Signale proportional zu den akustischen Wellen erzeugen. Diese Signale werden in der Kontrollerkarte verstärkt und dann in einen digitalen Datenstrom umgesetzt.die Berührungsposition wird durch Vergleich der Daten mit einem werkseitig erstellten Klangprofil des Touchscreens ermittelt. APR wurde so entwickelt, dass es Umgebungs- und Fremdgeräusche ignoriert, da diese keinem gespeicherten Klangprofil entsprechen.