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通过可编程多样化振动模式实现无与伦比操作体验的触觉反馈解决方案

借助振动传递信息的触觉技术正日益受到人们的关注,并越来越多地被运用于显示触摸屏。在智能手机触摸屏上,振动表示有通知和收到消息,而触觉反馈技术主要用于产生振动以及实现“点击”的效果。通过振动传递的信息不需要用肉眼查看,并且还越来越多地被应用到智能手机以外的各种设备中,为用户提供独特的操作体验。这项技术也为视力障碍人士提供了一些有用的功能。触觉反馈技术需要为每个应用量身定制不同的振动效果,因此产生这些振动的执行器便起到了重要作用。尤其是一种采用压电执行器的方法正备受瞩目

触摸屏上产生振动的触觉反馈相关技术问题

在触觉技术也称为触觉反馈,正在被广泛的用于各种领域,如移动产品、家用电器、车载产品、ATM(自动柜员机)和工业设备等。
关于这项技术的应用还在不断地发展,特别是在显示触摸屏方面。例如,在最新的智能手机或平板电脑触摸屏上出现的按钮图标中,振动反馈会随着按压的力度而产生变化。在车载显示屏中,驾驶员在驾驶期间不必看屏幕,借助振动反馈即可操作触摸屏,此项功能也受到了许多关注,因为这对于安全驾驶将大有益处。

商业/触觉设备在车载应用中的市场预测

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引自富士凯美莱株式会社总研的《车载电装设备&元件总调查 2019 上册》

触觉设备的车载应用预计将进一步增长,包括在显示屏中的应用。

控制振动模式的执行器需要更加精密和多样化才能实现这些不同的振动反馈模式。它们需要快速响应振动,并能够灵活控制振动的强弱和精细的振幅。此外,每种应用还需要采用合适的处理技术来定制振动,以满足广泛的应用需求,而减小尺寸/厚度也是执行器的基本要求。
使用压电元件*1 的压电执行器均能满足这些设计需求,因此其作为下一代触觉执行器正越来越受到关注。它们外形小巧,响应时间极短,并拥有灵活的振动特性。相比之下,过去触觉振动技术主要采用的偏心马达*2 和线性马达*3 则尺寸大,功耗高,响应时间慢。TDK 提供一个专用于触觉反馈压电执行器产品线,其包含两种系列类型。

覆盖全人类手指触觉范围的压电执行器解决方案

第一个系列是能够产生目前全世界最高水平的力*4 的压电执行器,它将颠覆在智能手机和平板电脑上机械按钮设计。例如,在智能手机游戏中,通过该执行器,您可以使用振动来表现各种角色的动作(如,攻击、命令、升级),享受新奇的操作感觉。由于车载显示器比智能手机重,因而在过去需要大量执行器才能产生振动,但通过该系列压电执行器,可用最少的执行器来产生振动。因此,该压电执行器的应用范围包括轻型移动设备和重型工业设备/车载显示器,其产品系列的名称为 PowerHap™。

PowerHap/轻型移动设备的使用图示

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PowerHap 支持无缝化智能手机和平板电脑上的边框按钮设计。

PowerHap /重型车载显示器的使用图示

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由于车载显示器较重,因此过去需要使用大量的执行器才能产生振动。PowerHap 能够产生极大的力,并将振动方向从纵向改为横向,因此可使用最少数量的执行器产生振动。

第二个系列是厚度约为 0.35 mm 的压电执行器,这是目前世界上最薄的执行器之一。该系列的卓越性能在需要更纤薄外形和更低功耗的触摸屏应用中的表现尤为突出,如智能手机和平板电脑的显示屏、汽车导航系统、触摸板和游戏控制器。此外,因为振幅大小和间隔可以自由改变,它们可以表现多种振动模式;它们还可以表达您想要的感觉,比如“粗糙的触感”和“点击的感觉”,该产品系列的名称为 PiezoHapt™。

PiezoHapt/智能手机的使用图示

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用于智能手机触摸屏的PiezoHapt。它可以在触摸屏上表达比如“粗糙的触感”和“点击的感觉”等感觉。

PiezoHapt /车载应用程序使用图示

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这是一块触摸板,可以像使用鼠标一样用手指在面板上追踪 传感器。在车载应用中,它已经安装在变速杆附近,用于操作汽车音响和汽车导航系统。手指触摸时,触摸板会振动。这使驾驶员可以专心驾驶,持续关注路况。

通过 PowerHap 和 PiezoHapt 这两种压电执行器,TDK可提供覆盖全人类手指触觉范围的触觉反馈解决方案,并加强人机界面 (HMI) 的触觉体验。

压电执行器 PowerHap™ 和 PiezoHapt™

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TDK 的 PowerHap 和 PiezoHapt 触觉产品线中包含各种各样的压电执行器,可适用于各种应用。有关详细信息,请访问PowerHap 和 PiezoHapt 的相应产品中心网站。

术语

  1. -压电元件:晶体和特定类型的陶瓷在受到外部压力时,会根据应变产生电压。这种现象称为压电效应。压电元件是指利用这种压电效应来提取电信号或者通过施加电压来产生振动的电子元件。

  2. 偏心马达:一种利用轴和偏心转子来产生振动的马达。

  3. 线性马达:一种利用通过弹簧线圈与磁铁之间的线性谐振而上下振动的振动器。

  4. 力:压电执行器所能产生的最大力。


THE END
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