Haptik, haptisches Feedback - Display-Entwicklung & Test
Mit dem Erfolg der Smartphones sind Touchscreens und haptisches Feedback nachhaltig in Konsumgütern angekommen und haben auch darüber hinaus große Verbreitung gefunden. Innovative Bedienkonzepte für Benutzeroberflächen gehen jetzt einen Schritt weiter und nutzen haptisches bzw. vibrotaktiles Feedback, um Touchscreens ein einzigartiges Gefühl und Benutzererlebnis zu verleihen. Haptisches Feedback kann die Bedienung vereinfachen und intuitiver machen, indem der Nutzer beispielsweise virtuelle Tasten unter seinem Finger erspürt und bei erfolgreicher Betätigung eine haptische Rückmeldung bekommt. Laservibrometer bieten berührungslose Mess- und Prüflösungen für die Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle von haptischem Feedback und haptischen Displays, die auf Vibration, Ultraschall oder Oberflächenwellen basieren.
Polytec Magazin
Laservibrometrie für realistisches haptisches Feedback
Das Smartphone hat es vorgemacht, dass Tasten ohne Komforteinbußen ersetzt werden können. Ganz im Gegenteil: Das frei konfigurierbare Display mit Gestensteuerung hat die Bedienung vereinfacht. Hap2U treibt…
Welchen Einfluss Scherschockwellen auf die Wahrnehmung haben
Die haptische Holografie oder Mid-Air-Haptik verspricht die gegenwärtigen Grenzen der virtuellen Realität deutlich zu verschieben, aber eine neue Studie zeigt ein überraschendes physikalisches Hindernis au…
Performanzbewertung von -40° bis 85°C mit Laservibrometern
Der zunehmende Einsatz von Touchscreens in Kraftfahrzeugen führt zu einer visuellen Informationsüberflutung mit kritischem Einfluss auf die Sicherheit. Rückmeldungen an den Fahrer mittels haptischer Feedba…
Typische haptische Anwendungen & Technologien
Haptische Bedienelemente verzeichnen ein starkes Wachstum sowohl in der Unterhaltungselektronik als auch in Automobilanwendungen, was die weitere Entwicklung haptischer Technologien motiviert und innovative Features hervorbringt. Beispielsweise ermöglichen neue Technologien im Bereich des oberflächenbasierten haptischen Feedbacks ein lokal begrenztes haptisches Signal, das nur am jeweiligen Ort der Berührung aktiv ist. Die meisten haptischen Technologien nutzen Oberflächen zur Übertragung des haptischen Signals, z. B. von einer virtuellen Taste auf einem Touchscreen, die beim Drücken eine definierte Schwingung erzeugt. Das zweite, weniger bekannte Feld der Mid-Air Haptik erzeugt haptische Empfindungen im freien Raum – mit dem Potenzial, immersive Erfahrungen in Virtual-Reality-Anwendungen zu realisieren. Die meisten Technologien - sowohl oberflächenbasierte Haptik als auch Mid-Air Haptik – verwenden entweder niederfrequente mechanische Schwingungen (vibrotaktile Signale) oder Ultraschallschwingungen zur Erzeugung des haptischen Signals oder zur Energieübertragung zum Zielort.
Visualisierung der haptischen Signale
Die Prüfung der Leistungsfähigkeit von haptischem Feedback und die Validierung der zugrunde liegenden FE-Modelle erfordern eine Quantifizierung und Lokalisierung der Dynamik. Laservibrometer von Polytec zur berührungslosen Schwingungsmessung ermöglichen sowohl die Charakterisierung von niederfrequenten haptischen Aktuatoren als auch von haptischen Ultraschallwandler-Arrays – sowohl punktuell wie flächenhaft scannend. Im Bereich der Mid-Air Haptik lässt sich zudem die Ausbreitung des Schallfeldes in der Luft visualisieren, eine als Refrakto-Vibrometrie bekannte Messmethode. Damit lässt sich das haptische Feedback visualisieren und man erhält eine umfassende Charakterisierung des haptischen Gerätes.
Laservibrometer sind Instrumente für die berührungslose Schwingungsmessung auf Basis der Laserinterferometrie, etabliert in der Forschung und Entwicklung sowie in der Qualitätskontrolle diverser Branchen. Laservibrometer eignen sich perfekt zur Prüfung von haptischem Feedback mittels präziser Charakterisierung der Dynamik von haptischen Geräten. Durch das berührungslose Messverfahren entfällt die Massebeladung auf die Prüflinge, so dass die reale und unverfälschte Dynamik des haptischen Signals erfasst wird. Für haptische Technologien basierend auf Ultraschall decken Laservibrometer problemlos die typischen Betriebsfrequenzen im niederen kHz-Bereich ab. Die Größe des Laserspots im µm-Bereich erlaubt zudem eine hohe räumliche Auflösung beim Scannen, weshalb selbst kurze Wellenlängen der Ultraschallfelder visualisiert werden.
Mid-Air-Schallfeld visualisieren oder Auftragsmessung?
Laservibrometer als Lösung für Haptiktests
Laservibrometer erfassen 1D- bzw. 3D-Bewegungsdaten hochpräzise und bieten damit bereits in der Entwicklungsphase von haptischen Geräten die Möglichkeit zur einfachen und schnellen Charakterisierung und Visualisierung von haptischen Signaturen. In der Serienproduktion helfen Laservibrometer von Polytec, die gewünschten haptischen Signale zu gewährleisten und damit die geforderten Qualitätskriterien zuverlässig einzuhalten. Der Messaufbau zeigt ein haptisches Display, das vertikal vor einem 3D-Laser-Scanning-Vibrometer platziert wurde, und ein zweites Vibrometer oberhalb des haptischen Displays, das die Bewegung des Aktuators durch eine kleine Öffnung im Gehäuse als Phasenreferenz erfasst. Die Messdaten zeigen den Zeitverlauf eines ausgewählten Messpunktes des haptischen Displays. Es wird der Zeitverlauf der x-, y- und z- Bewegungsvektoren dargestellt.
Warum haptisches Feedback in HMIs?
Haptisches Feedback erleichtert die Nutzerkommunikation mit technischen Geräten deutlich. Die haptische Rückmeldung fördert eine sichere und intuitive Bedienung, ohne auf ein Display oder ein Bedienfeld schauen zu müssen. Das haptische Feedback wird von Aktuatoren oder Wandlern erzeugt und dient als Informationsträger. Neue innovative haptische Technologien können zudem Oberflächentexturen in Echtzeit simulieren und damit tiefgreifende Nutzererlebnisse schaffen. Einer der Innovatoren auf dem Gebiet der Entwicklung haptischer Displays und Bedienfelder ist Hap2U.
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