Berührungssensitive Schaltflächen mit geführten akustischen Wellen

Das ISAT nutzt die Eigenschaft von  sogenannten Lambwellen, sich auf beiden Seiten eines Substrates auszubreiten, zur Entwicklung unsichtbarer berührungssensitiver Elemente. Über die Lambwellen-Technologie lassen sich so beispielsweise berührungssensitive Schaltflächen auf den unterschiedlichsten Materialien wie Glas, Keramik, Metall, Holz oder Kunststoffen realisieren. Dabei werden die Sensorelemente – sogenannte piezoelektrische Schallwandler – für den Nutzer unsichtbar auf der Rückseite der Bauteile angebracht.

Durch Anpassung der Frequenz der angeregten akustischen Wellen an das jeweilige Material und die Materialdicke wird die dem Nutzer zugewandte Seite des Materials sensitiv gegenüber Berührung: ein unsichtbarer Touch-Schalter ist entstanden.  Der Berührungseffekt entsteht dabei durch Dämpfung der auf dem Material laufenden akustischen Wellen bei Kontakt mit menschlichem Gewebe. Die Welle wird in das menschliche Gewebe ausgekoppelt, wodurch eine Welle mit geringere Amplitude auf dem Substrat zurückbleibt. Vorteil gegenüber gängiger von Smartphone und Co. bekannter kapazitiver Technologie ist neben der Einsetzbarkeit der Technologie auf den unterschiedlichsten Materialien auch die Einsetzbarkeit auf gewölbten und gekrümmten Oberflächen. Eine ortsaufgelöste Berührungssensitivität kann durch unterschiedliche Anordnung der piezoelektrischen Schallwandler realisiert werden, durch die auch Human-Machine-Interfaces (HMI) realisiert werden können. Analog dazu kann mit dem Sensorverfahren auch das Vorhandensein von Flüssigkeiten (z.B. Tropfendetektion, Leckage-Überwachung bei Wasserschäden etc.) erfasst werden. Das Institut hat in in den vergangenen Jahren eine Reihe an berührungssensitiven Prototypen und Versuchsaufbauten realisiert, beispielsweise eine touch-sensitive Fliese für den Einsatz im Sanitärbereich oder ein Sensorarray für die ortsaufgelöste Tropfendetektion.

Funktionsprinzip Toucheffekt mit Grenzflächenwellen

Tropfendetektion

Messemodell mit Touch-Sensitiven Materialien aus Holz, Beton, Glas, Metall und Kunststoff