Technische Ansätze für das flexible Display

1. Auslesen von Kraft und Position über eine Drucksensor-Matrix

Die wahrscheinlich verlässlichste und genaueste Methode, um die Kraft eines Fingerdrucks zu messen, basiert auf einer Matrix aus Drucksensoren. Drucksensoren geben je nach Belastung höhere oder niedrigere Werte aus, mit denen sich ganz gut arbeiten ließe.

Etwas problematisch ist jedoch die Tatsache, dass auch die Lücken zwischen den Sensoren gedrückt werden können (Eine zu dichte Matrix würde viele Sensoren erfordern, was natürlich eine Frage der technischen Umsetzung und auch der Kosten ist). Sinnvoll wäre es deshalb, die Sensoren in Schaumstoff einzubetten, damit sich der Druck verteilt. Der Sensor, der der Druckstelle am nächsten ist, wird den höchsten Wert ausgeben, 2-3 weitere werden ebenfalls erhöhte Werte aufweisen. Wenn man sich nun zwischen jeweils 4 Sensoren ein Quadrat denkt, eine Pixelmatrix bestehend aus x- und y-Werten, und das Verhältnis der Sensorwerte zueinander in x- und y- Werte “umrechnet”, könnte man vielleicht recht genau Positionen bestimmen. Wie und ob das in der Praxis funktioniert, sei natürlich noch zu testen.

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Das gute an dieser Technik wäre auch, dass sie sowohl horizontal, als auch vertikal funktionieren würde, sogar runde Formen wären möglich. Projizieren müsste man so oder so von oben, was schon etwas schade ist, wie ich finde.

Als Bezug und Projektionsfläche ist der sogenannte Radlerhosenstoff bestens geeignet. Sehr elastisch und strapazierfähig, legt sich gut um den Schaumstoff und gibts sogar in weiß.

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2. Auslesen des Drucks über Tracking

Weniger gut hat das Auslesen des Fingerdrucks mit Tracking funktioniert. Dafür habe ich direkt auf den elastischen weißen Projektionsstoff schwarze, gleich große Quadrate in einer Matrix angeordnet. Dann habe ich das gefilmte Bild (von unten bzw. hinten) in genauso viele Zellen, wie Quadrate auf dem Stoff sind, geteilt (9). Von jeder dieser Zellen soll dann ein allgemeiner Helligkeitswert berechnet werden. Ohne Druck ist ein Quadrat weiter von der Kamera weg und damit kleiner, eine Zelle besteht also überwiegend aus weiß und hat damit einen recht hohen Helligkeitswert. Drückt man nun an einer Stelle, nähert sich das dort positionierte Quadrat der Kamera und wird größer, es überwiegt der Schwarzanteil in der jeweiligen Zelle, der Helligkeitswert sinkt. Je niedriger also der Helligkeitswert, desto mehr Druck wird ausgeübt.

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Problematisch ist hier, dass optimale und vorallem unveränderte Lichtverhältnisse gegeben sein müssen. Außerdem verzehrt das Bild der Kamera so stark, dass es schwierig ist die Marker an der Projektionsfläche eindeutig einer Zelle im Kamerabild zuzuordnen. Insgesamt ist dies eine sehr kostengünstige, aber auch recht unzuverlässige Methode.

3. Auslesen des Drucks an einer Position durch eine getrackte LED-Matrix

Eine weitere interessante Möglichkeit wäre, Leds durch Druck nach unten, gegen eine Art Diffusor (z.B. Schwamm), zu schieben und dadurch verschiedene Helligkeitswerte zu erzeugen, je mehr Druck desto heller wird ein bestimmter Bereich. Dann müsste über die Kamera nur noch die Helligkeit der verschiedenen Bereiche ausgelesen werden. Sehr aufwändig, aber könnte funktionieren.

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