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用到智能手機以外的各種設備中，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)/觸覺設備在車載應用中的市場預測

引自富士凱美萊株式會社總研的《車載電裝設備&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/輕型移動設備的使用圖示

在觸摸屏上產(chǎn)生振動的觸覺反饋相關技術(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)設備等。

關于這項技術(shù)的應用還在不斷地發(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注，因為這對于安全駕駛將大有益處。

觸覺設備的車載應用預計將進一步增長，包括在顯示屏中的應用。

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計需求，因此其作為下一代觸覺執(zhí)行器正越來越受到關注。它們外形小巧，響應時間極短，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)行器的應用范圍包括輕型移動設備和重型工業(yè)設備/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)應變產(chǎn)生電壓。這種現(xiàn)象稱為壓電效應。壓電元件是指利用這種壓電效應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，可適用于各種應用。有關詳細信息，請訪問 PowerHap 和 PiezoHapt 的相應產(chǎn)品中心網(wǎng)站。