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Ultraschallsensor mit Tastensensorik für praktisch jedes Material und Stärke: Ausgabe 04/2020, 12.03.2020

Einzigartige, multifunktionale Touch-Schnittstelle

UltraSense Systems verlässt den für Start-ups typischen «Stealth-Mode» und bringt ein neues Touch-Benutzerinterface auf den Markt, das praktisch für jede Oberfläche in modernen Elektronikgeräten geeignet ist.

Autor: Henning Wriedt, USA-Korrespondent, Text und Bild

Der wohl kleinste Ultraschallsensor ermöglicht nunmehr eine Tastsensorik für praktisch jedes Material und jede Dicke. Der neuartige Sensor bietet Abmessungen mit 1,4 × 2,4 × 0,49 mm (etwa die Grösse einer Stiftspitze), und ist inzwischen in die Serienproduktion aufgenommen worden.

Gestenfunktion für alle Oberflächen
Die einzigartige Technologie des Unternehmens ermöglicht es nun, eine multifunktionale Touch-Schnittstelle mit praktisch jedem Material und jeder Materialstärke zu realisieren. Das gilt also auch für Metall, Glas, Holz, Keramik und Kunststoff. In praktisch jede Oberfläche lässt sich nunmehr eine virtuelle Tasten- oder Gestenfunktion kostengünstig integrieren. Mit diesem Marketingschritt stellte das Unternehmen seine Familie von TouchPoint-Ultraschallsensoren vor, die bereits in der Erprobung sind und voraussichtlich in diesem Jahr in mehreren Verbrauchergeräten zu finden sein werden.

Expertenteam am Werk
Gegründet wurde UltraSense von einem Expertenteam, das langjährige Erfahrungen in der Herstellung und dem Verkauf von über einer Milliarde Bewegungs- und Audiosensoren für den Smartphone- und Unterhaltungselektronikmarkt aufweisen kann. «Wir beobachteten Veränderungen in der Art und Weise, wie wir mit unseren Geräten interagieren, in denen die Digitaltechnik die Mechanik ersetzt hat und der Übergang zu virtuellen Tasten und Oberflächengesten immer schneller wird», sagte Mo Maghsoudnia, Gründer und CEO von UltraSense Systems. «Die Verwendung von Ultraschall in Touch-Benutzeroberflächen wurde bisher nach unserem Wissen noch nicht so implementiert.»
«Unsere Familie von TouchPoint-Ultraschallsensoren bringt neue Anwendungsbereiche mit sich, die es OEMs ermöglichen, eine differenziertere Benutzererfahrung mit einer grösseren Vielfalt an Berührungs- und Gestenfunktionen zu realisieren – bezogen auf praktisch jedes Material und jede Materialstärke», so Maghsoudnia.  

Minimaler Integrationsaufwand
Im Gegensatz zu konkurrierenden Sensortechnologien, einschliesslich Dehnungsmessstreifen-, Kraftberührungs- und Oberflächenwellenlösungen, die umfangreiche industrielle und mechanische Designeinschränkungen hinsichtlich Materialstärke, Integrationskomplexität und Produktionskalibrierungszeit aufweisen, bieten die TouchPoint-Lösungen von UltraSense einen minimalen Integrationsaufwand und erfordern nur Sekunden für die Produktionskalibrierung. Diese Einfachheit eröffnet die Möglichkeit für viele neue Anwendungsfälle wie:
■ Wegfall mechanischer Tasten von Smartphones zur Unterstützung neuer industrieller Designs, die für 5G-Telefone erforderlich sind
■ Einhand-Selbstbedienung mit einer multifunktionalen Touch-Bedienoberfläche auf der Rückseite des Smartphones
■ Virtuelle Tasten in der Lenkradmitte und in den Türverkleidungen mit festen Oberflächen, die in Mitfahr- und Gemeinschaftsfahrzeugen leicht zu reinigen sind
■ Spiele- und Fototasten sind nahtlos in die Seitenflächen von Smartphones integriert
■ Touch-Schnittstelle oder Schieberegler in tragbaren Geräten wie Uhren, Kopfhörer oder AR/VR-Brillen
■ Eine neue, allgegenwärtige Touch-Benutzeroberfläche für alle Haushaltsgeräte, die eine Vielzahl von dicken Materialien wie Edelstahl, Glas, Kunststoff und Keramik aufweisen
■ Die Möglichkeit, eine Autotür mit einer einfachen Berührung des verchromten Metalltürgriffs zu öffnen oder zu schliessen

Die TouchPoint-Produktfamilie
Die breite Produktpalette von UltraSense adressiert die Anforderungen von Smartphone-, Consumer/IoT-, Automotive- und industriellen Benutzerschnittstellen. Die TouchPointSensorfamilie ist wohl das weltweit kleinste Ultraschallsystem-on-a-Chip, das hochgradig lokalisierte Berührungssensorik von dünnen bis zu dicken Oberfl ächen mit Sensoren in kleinsten Gehäusegrössen bietet und im Dauerbetrieb nur Mikroampere an Strom verbraucht.
ouchPoint-Sensoren sind so konzipiert, dass sie unabhängig vom Host-Prozessor eines Produktes arbeiten, wobei die gesamte Algorithmusverarbeitung im Sensor integriert ist. Er kann als eigenständiger Power-Button verwendet werden, unter anderem für die Wake-on-Touch-Sensorik (Lautstärke ±, Kurzwahltasten etc.), indem das gesamte Produkt mit einer einfachen Berührung eingeschaltet wird. Er kann auch als eine multifunktionale Benutzerschnittstelle funktionieren, die eine Reihe von «Taps, Holds und Swipes» verwendet. Die Sensoren lassen sich direkt mit Power-Management- und Haptik-Treiber-ICs verbinden.

Grosse Treiber mit höherer Betriebsspannung
Mit der 3D Z-Force-Ultraschallsensorik lassen sich Messungen der Grammkraft bei Anwendungen, die Handschuhe, externe Abdeckungen/Etuis und Wasser-/Eisabweisung erfordern, durchführen. Für Anwendungen, bei denen ein geringer Stromverbrauch nicht erforderlich ist, enthalten bestimmte TouchPoint-Sensoren grosse Treiber mit höheren Betriebsspannungen, um den Ultraschallstrahl durch sehr dicke Materialien aus Vollmetall  (z. B. >25 mm) und darüber hinaus zu übertragen. Der Wandler lässt sich auch abschalten. Dann eignet sich der Sensor für die Ansteuerung von Piezo-Materialien, um grosse berührungsempfi ndliche Flächen kostengünstig zu unterstützen, wie zum Beispiel ein Mauspad in einem Laptop oder ein Trackpad in einer Fahrzeug-Mittelkonsole.

Infoservice
UltraSense Systems Inc. 2
025 Gateway Place #156, San Jose, California 95134, USA
info@ultrasensesys.com, www.ultrasensesys.com

 

 



Die Aufnahme demonstriert die Winzigkeit des Ultraschallsensors