利用微弱電場變化實現(xiàn)面板的多種觸覺技術(shù)的介紹

針對觸摸面板用途，與原來截然不同的觸覺反饋技術(shù)提案增多。采用新方式，或者與其他功能組合的技術(shù)已經(jīng)面世。東芝信息系統(tǒng)以利用微弱的電場變化實現(xiàn)多種觸覺的技術(shù)為基礎(chǔ)，試制出了相應(yīng)產(chǎn)品。

此前的觸覺反饋技術(shù)，一般都是利用通過小型馬達和壓電元件等發(fā)生的振動實現(xiàn)的，利用電場變化的方法很少見。

利用電場變化的方法的優(yōu)點除了可以表現(xiàn)多種觸覺外，還包括由于無需機械部件，因此沒有振動音，不易損壞等。不用選擇可提示觸覺的場所也是其一個特點。在電子產(chǎn)品的側(cè)面、背面以及曲面上等原有技術(shù)難以實現(xiàn)的場所也可采用。另外，還可自由控制提供觸感的區(qū)域。例如，僅當用戶觸摸畫面上顯示的按鈕時，提供反饋觸覺等。

為了宣傳可提供的觸覺種類之多，東芝信息系統(tǒng)在“第13屆嵌入系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)展(ESEC)”上公開了“iPodtouch”以及采用觸摸板的試制品(圖1)。利用iPodtouch提供了橫向滑動手指觸摸按鈕時，可讓用戶感覺到按鈕所在部分的不同觸感。而觸摸板方面，在個人電腦畫面上顯示了“刷子表面”,“粗糙表面”以及“凸凹不平材料”等，當光標放在不同的圖像上面時，指尖可獲得相應(yīng)的觸感(圖1(b)。

關(guān)鍵在于薄膜材料

開發(fā)出這種利用電場變化技術(shù)的是芬蘭的風(fēng)險公司Senseg Oy注1)。該公司提供控制專用薄膜和電場變化的模塊，控制用軟件以及多種觸覺數(shù)據(jù)庫(圖2)。

注1) Senseg公司約有20名員工。除了芬蘭赫爾辛基外，還在美國硅谷和東京設(shè)有辦公室。預(yù)定2010年內(nèi)，在***和韓國設(shè)置辦公室。

東芝信息系統(tǒng)采用配備了基于電場變化的觸覺反饋技術(shù)的iPodtouch,觸碰畫面上顯示的按鈕區(qū)域，可以感覺到凸起(a)。在ESEC上還公開了觸摸板的試制品(b)。將指針與畫面內(nèi)的紋理圖像合并，會感受到與其質(zhì)感相應(yīng)的觸覺。

采用Senseg的觸覺反饋技術(shù)，通過改變電場強度，或改變其變動周期，可以向用戶提供觸碰的觸感。通過追加觸摸面板與外殼間配置的專用支持薄膜與控制電場變化的模塊進行表現(xiàn)。

盡管沒有公開要素技術(shù)的詳情，但通過改變電場強度及變動周期等，“可以實現(xiàn)多種觸感”(SensegOy)。與控制方法同樣重要的還有薄膜材料的篩選。薄膜的厚度為“μm級”(該公司)，光透射率達到90%以上。SensegOy表示，可使用的薄膜尺寸基本上“沒有限制”.

除了性能方面的特征外，SensegOy還強調(diào)了追加成本低的特點?！半m然還取決于數(shù)量，但一張支持薄膜能夠以10~20日元左右的價格提供”(東芝展區(qū)的解說員)。

除了東芝信息系統(tǒng)外，Senseg Oy還計劃面向其他廠商提供。SensegOy方面自信地表示，“預(yù)計2011年上半年配備于筆記本電腦和平板終端產(chǎn)品等的觸摸面板及觸摸板。2011年下半年配備于手機”.

通過壓力檢測實現(xiàn)新UI

索尼計算機科學(xué)研究所(Sony Computer ScienceLaboratories,索尼CSL)還在觸覺反饋技術(shù)中組合了新功能。該公司追加了檢測觸碰觸摸面板時的力度大小的功能。這樣一來，即可實現(xiàn)新的用戶界面(UI)設(shè)計。

索尼CSL在2010年5月舉行的“OpenHouse”上展示了模仿手機的試制品，公開了利用壓力檢測的GUI演示。通過改變觸碰觸摸面板的力度，可改變畫面上圖標的切換速度(圖3)。越用力觸碰，越能高速切換圖標。

索尼CSL的觸摸面板試制品還具有檢測操作時的壓力的功能。用戶觸碰觸摸面板的力度越大，畫面上顯示的圖標的上下切換速度越快。

為了實現(xiàn)令人愉快的觸覺反饋功能，采用了利用壓電元件的致動器。壓力檢測采用了電阻值會隨觸碰力度大小變化的“Force SensingResistor(FSR)”.

此次，該公司以配備于手機為目標，積極致力于致動器的低電壓化和小型化。采用具有16層多層構(gòu)造的壓電元件，將驅(qū)動電壓降至±9V.“如果提高電壓，估計利用手機的充電電池即可驅(qū)動”(解說員)。另外，將在小型底板上構(gòu)成的致動器尺寸縮小至30mm×3mm×0.8mm.

試制品在顯示部邊框(遮光板)部分的下部安裝了6個FSR和兩個壓電致動器。具體是FSR在上部、下部和中央部分三個位置，左右各配置了一個。致動器在中央部分左右各配備了一個。

索尼CSL沒有提及任何有關(guān)實用化時間的消息，不過很有可能配備于日瑞合資公司索尼愛立信移動通信(Sony EricssonMobile Communications AB)的產(chǎn)品。演示中使用的小型影像顯示產(chǎn)品刻有“SonyEricsson”字樣，解說面板上記載了表示與該公司擁有合作關(guān)系的內(nèi)容。

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