借助振動(dòng)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(yùn)用于顯示觸摸屏。在智能手機(jī)觸摸屏上，振動(dòng)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(dòng)以及實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)擊”的效果。通過振動(dòng)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(jī)以外的各種設(shè)備中，為用戶提供獨(dú)特的操作體驗(yàn)。這項(xiàng)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(gè)應(yīng)用量身定制不同的振動(dòng)效果，因此產(chǎn)生這些振動(dòng)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(huì)社總研的《車載電裝設(shè)備&元件總調(diào)查 2019 上冊(cè)》

●    在觸摸屏上產(chǎn)生振動(dòng)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(dòng)設(shè)備的使用圖示

在觸摸屏上產(chǎn)生振動(dòng)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(dòng)產(chǎn)品、家用電器、車載產(chǎn)品、ATM（自動(dòng)柜員機(jī)）和工業(yè)設(shè)備等。

關(guān)于這項(xiàng)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(jī)或平板電腦觸摸屏上出現(xiàn)的按鈕圖標(biāo)中，振動(dòng)反饋會(huì)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(dòng)反饋即可操作觸摸屏，此項(xiàng)功能也受到了許多關(guān)注，因?yàn)檫@對(duì)于安全駕駛將大有益處。

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

控制振動(dòng)模式的執(zhí)行器需要更加精密和多樣化才能實(shí)現(xiàn)這些不同的振動(dòng)反饋模式。它們需要快速響應(yīng)振動(dòng)，并能夠靈活控制振動(dòng)的強(qiáng)弱和精細(xì)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(dòng)，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(jì)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(shí)間極短，并擁有靈活的振動(dòng)特性。相比之下，過去觸覺振動(dòng)技術(shù)主要采用的偏心馬達(dá)^*2 和線性馬達(dá)^*3 則尺寸大，功耗高，響應(yīng)時(shí)間慢。TDK 提供一個(gè)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(gè)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(jī)和平板電腦上機(jī)械按鈕設(shè)計(jì)。例如，在智能手機(jī)游戲中，通過該執(zhí)行器，您可以使用振動(dòng)來表現(xiàn)各種角色的動(dòng)作（如，攻擊、命令、升級(jí)），享受新奇的操作感覺。由于車載顯示器比智能手機(jī)重，因而在過去需要大量執(zhí)行器才能產(chǎn)生振動(dòng)，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(dòng)。因此，該壓電執(zhí)行器的應(yīng)用范圍包括輕型移動(dòng)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(dòng)。PowerHap 能夠產(chǎn)生極大的力，并將振動(dòng)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(dòng)。

第二個(gè)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(jī)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?yàn)檎穹笮『烷g隔可以自由改變，它們可以表現(xiàn)多種振動(dòng)模式；它們還可以表達(dá)您想要的感覺，比如“粗糙的觸感”和“點(diǎn)擊的感覺”，該產(chǎn)品系列的名稱為 PiezoHapt?。

PiezoHapt/智能手機(jī)的使用圖示

用于智能手機(jī)觸摸屏的PiezoHapt。它可以在觸摸屏上表達(dá)比如“粗糙的觸感”和“點(diǎn)擊的感覺”等感覺。

這是一塊觸摸板，可以像使用鼠標(biāo)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(shí)，觸摸板會(huì)振動(dòng)。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(qiáng)人機(jī)界面 (HMI) 的觸覺體驗(yàn)。

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(shí)，會(huì)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(hào)或者通過施加電壓來產(chǎn)生振動(dòng)的電子元件。

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

3. 線性馬達(dá)：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(dòng)的振動(dòng)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(xì)信息，請(qǐng)?jiān)L問 PowerHap 和 PiezoHapt 的相應(yīng)產(chǎn)品中心網(wǎng)站。