通過可編程多樣化振動模式實現(xiàn)無與倫比操作體驗的觸覺反饋解決方案

借助振動傳遞信息的觸覺技術(shù)正日益受到人們的關(guān)注，并越來越多地被運用于顯示觸摸屏。在智能手機觸摸屏上，振動表示有通知和收到消息，而觸覺反饋技術(shù)主要用于產(chǎn)生振動以及實現(xiàn)“點擊”的效果。通過振動傳遞的信息不需要用肉眼查看，并且還越來越多地被應(yīng)用到智能手機以外的各種設(shè)備中，為用戶提供獨特的操作體驗。這項技術(shù)也為視力障礙人士提供了一些有用的功能。觸覺反饋技術(shù)需要為每個應(yīng)用量身定制不同的振動效果，因此產(chǎn)生這些振動的執(zhí)行器便起到了重要作用。尤其是一種采用壓電執(zhí)行器的方法正備受矚目。

商業(yè)/觸覺設(shè)備在車載應(yīng)用中的市場預(yù)測

引自富士凱美萊株式會社總研的《車載電裝設(shè)備&元件總調(diào)查 2019 上冊》

●    在觸摸屏上產(chǎn)生振動的觸覺反饋相關(guān)技術(shù)問題 

●    覆蓋全人類手指觸覺范圍的壓電執(zhí)行器解決方案 

PowerHap/輕型移動設(shè)備的使用圖示

在觸摸屏上產(chǎn)生振動的觸覺反饋相關(guān)技術(shù)問題

在觸覺技術(shù)也稱為觸覺反饋，正在被廣泛的用于各種領(lǐng)域，如移動產(chǎn)品、家用電器、車載產(chǎn)品、ATM（自動柜員機）和工業(yè)設(shè)備等。

關(guān)于這項技術(shù)的應(yīng)用還在不斷地發(fā)展，特別是在顯示觸摸屏方面。例如，在最新的智能手機或平板電腦觸摸屏上出現(xiàn)的按鈕圖標中，振動反饋會隨著按壓的力度而產(chǎn)生變化。在車載顯示屏中，駕駛員在駕駛期間不必看屏幕，借助振動反饋即可操作觸摸屏，此項功能也受到了許多關(guān)注，因為這對于安全駕駛將大有益處。

觸覺設(shè)備的車載應(yīng)用預(yù)計將進一步增長，包括在顯示屏中的應(yīng)用。

控制振動模式的執(zhí)行器需要更加精密和多樣化才能實現(xiàn)這些不同的振動反饋模式。它們需要快速響應(yīng)振動，并能夠靈活控制振動的強弱和精細的振幅。此外，每種應(yīng)用還需要采用合適的處理技術(shù)來定制振動，以滿足廣泛的應(yīng)用需求，而減小尺寸/厚度也是執(zhí)行器的基本要求。

使用壓電元件^*1 的壓電執(zhí)行器均能滿足這些設(shè)計需求，因此其作為下一代觸覺執(zhí)行器正越來越受到關(guān)注。它們外形小巧，響應(yīng)時間極短，并擁有靈活的振動特性。相比之下，過去觸覺振動技術(shù)主要采用的偏心馬達^*2 和線性馬達^*3 則尺寸大，功耗高，響應(yīng)時間慢。TDK 提供一個專用于觸覺反饋壓電執(zhí)行器產(chǎn)品線，其包含兩種系列類型。

PowerHap /重型車載顯示器的使用圖示

覆蓋全人類手指觸覺范圍的壓電執(zhí)行器解決方案

第一個系列是能夠產(chǎn)生目前全世界最高水平的力^*4 的壓電執(zhí)行器，它將顛覆在智能手機和平板電腦上機械按鈕設(shè)計。例如，在智能手機游戲中，通過該執(zhí)行器，您可以使用振動來表現(xiàn)各種角色的動作（如，攻擊、命令、升級），享受新奇的操作感覺。由于車載顯示器比智能手機重，因而在過去需要大量執(zhí)行器才能產(chǎn)生振動，但通過該系列壓電執(zhí)行器，可用最少的執(zhí)行器來產(chǎn)生振動。因此，該壓電執(zhí)行器的應(yīng)用范圍包括輕型移動設(shè)備和重型工業(yè)設(shè)備/車載顯示器，其產(chǎn)品系列的名稱為 PowerHap?。

由于車載顯示器較重，因此過去需要使用大量的執(zhí)行器才能產(chǎn)生振動。PowerHap 能夠產(chǎn)生極大的力，并將振動方向從縱向改為橫向，因此可使用最少數(shù)量的執(zhí)行器產(chǎn)生振動。

第二個系列是厚度約為 0.35 mm 的壓電執(zhí)行器，這是目前世界上最薄的執(zhí)行器之一。該系列的卓越性能在需要更纖薄外形和更低功耗的觸摸屏應(yīng)用中的表現(xiàn)尤為突出，如智能手機和平板電腦的顯示屏、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、觸摸板和游戲控制器。此外，因為振幅大小和間隔可以自由改變，它們可以表現(xiàn)多種振動模式；它們還可以表達您想要的感覺，比如“粗糙的觸感”和“點擊的感覺”，該產(chǎn)品系列的名稱為 PiezoHapt?。

PiezoHapt/智能手機的使用圖示

用于智能手機觸摸屏的PiezoHapt。它可以在觸摸屏上表達比如“粗糙的觸感”和“點擊的感覺”等感覺。

這是一塊觸摸板，可以像使用鼠標一樣用手指在面板上追蹤傳感器。在車載應(yīng)用中，它已經(jīng)安裝在變速桿附近，用于操作汽車音響和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。手指觸摸時，觸摸板會振動。這使駕駛員可以專心駕駛，持續(xù)關(guān)注路況。

通過 PowerHap 和 PiezoHapt 這兩種壓電執(zhí)行器，TDK可提供覆蓋全人類手指觸覺范圍的觸覺反饋解決方案，并加強人機界面 (HMI) 的觸覺體驗。

PiezoHapt /車載應(yīng)用程序使用圖示

術(shù)語

1. 壓電元件：晶體和特定類型的陶瓷在受到外部壓力時，會根據(jù)應(yīng)變產(chǎn)生電壓。這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。壓電元件是指利用這種壓電效應(yīng)來提取電信號或者通過施加電壓來產(chǎn)生振動的電子元件。

2. 偏心馬達：一種利用軸和偏心轉(zhuǎn)子來產(chǎn)生振動的馬達。

3. 線性馬達：一種利用通過彈簧線圈與磁鐵之間的線性諧振而上下振動的振動器。

4. 力：壓電執(zhí)行器所能產(chǎn)生的最大力。

壓電執(zhí)行器 PowerHap? 和 PiezoHapt?

TDK 的 PowerHap 和 PiezoHapt 觸覺產(chǎn)品線中包含各種各樣的壓電執(zhí)行器，可適用于各種應(yīng)用。有關(guān)詳細信息，請訪問 PowerHap 和 PiezoHapt 的相應(yīng)產(chǎn)品中心網(wǎng)站。