通過可編程多樣化振動模式實現無與倫比操作體驗的觸覺反饋解決方案

2020-12-23 電子工程專輯

藉助振動傳遞信息的觸覺技術正日益受到人們的關注,並越來越多地被運用於顯示觸控螢幕。在智慧型手機觸控螢幕上,振動表示有通知和收到消息,而觸覺反饋技術主要用於產生振動以及實現「點擊」的效果。通過振動傳遞的信息不需要用肉眼查看,並且還越來越多地被應用到智慧型手機以外的各種設備中,為用戶提供獨特的操作體驗。這項技術也為視力障礙人士提供了一些有用的功能。觸覺反饋技術需要為每個應用量身定製不同的振動效果,因此產生這些振動的執行器便起到了重要作用。尤其是一種採用壓電執行器的方法正備受矚目。


在觸控螢幕上產生振動的觸覺反饋相關技術問題

在觸覺技術也稱為觸覺反饋,正在被廣泛的用於各種領域,如移動產品、家用電器、車載產品、ATM(自動櫃員機)和工業設備等。


關於這項技術的應用還在不斷地發展,特別是在顯示觸控螢幕方面。例如,在最新的智慧型手機或平板電腦觸控螢幕上出現的按鈕圖標中,振動反饋會隨著按壓的力度而產生變化。在車載顯示屏中,駕駛員在駕駛期間不必看屏幕,藉助振動反饋即可操作觸控螢幕,此項功能也受到了許多關注,因為這對於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。


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


使用壓電元件的壓電執行器均能滿足這些設計需求,因此其作為下一代觸覺執行器正越來越受到關注。它們外形小巧,響應時間極短,並擁有靈活的振動特性。相比之下,過去觸覺振動技術主要採用的偏心馬達和線性馬達則尺寸大,功耗高,響應時間慢。TDK 提供一個專用於觸覺反饋壓電執行器產品線,其包含兩種系列類型。


覆蓋全人類手指觸覺範圍的壓電執行器解決方案

第一個系列是能夠產生目前全世界最高水平的力的壓電執行器,它將顛覆在智慧型手機和平板電腦上機械按鈕設計。例如,在智慧型手機遊戲中,通過該執行器,您可以使用振動來表現各種角色的動作(如,攻擊、命令、升級),享受新奇的操作感覺。由於車載顯示器比智慧型手機重,因而在過去需要大量執行器才能產生振動,但通過該系列壓電執行器,可用最少的執行器來產生振動。因此,該壓電執行器的應用範圍包括輕型行動裝置和重型工業設備/車載顯示器,其產品系列的名稱為 PowerHap™。


PowerHap 支持無縫化智慧型手機和平板電腦上的邊框按鈕設計。


由於車載顯示器較重,因此過去需要使用大量的執行器才能產生振動。PowerHap 能夠產生極大的力,並將振動方向從縱向改為橫向,因此可使用最少數量的執行器產生振動。
第二個系列是厚度約為 0.35 mm 的壓電執行器,這是目前世界上最薄的執行器之一。該系列的卓越性能在需要更纖薄外形和更低功耗的觸控螢幕應用中的表現尤為突出,如智慧型手機和平板電腦的顯示屏、汽車導航系統、觸摸板和遊戲控制器。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」,該產品系列的名稱為 PiezoHapt™。

用於智慧型手機觸控螢幕的PiezoHapt。它可以在觸控螢幕上表達比如「粗糙的觸感」和「點擊的感覺」等感覺。


這是一塊觸摸板,可以像使用滑鼠一樣用手指在面板上追蹤傳感器。在車載應用中,它已經安裝在變速杆附近,用於操作汽車音響和汽車導航系統。手指觸摸時,觸摸板會振動。這使駕駛員可以專心駕駛,持續關注路況。
通過 PowerHap 和 PiezoHapt 這兩種壓電執行器,TDK可提供覆蓋全人類手指觸覺範圍的觸覺反饋解決方案,並加強人機界面 (HMI) 的觸覺體驗。
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