利用微弱电场变化实现面板的多种触觉技术的介绍

针对触摸面板用途，与原来截然不同的触觉反馈技术提案增多。采用新方式，或者与其他功能组合的技术已经面世。东芝信息系统以利用微弱的电场变化实现多种触觉的技术为基础，试制出了相应产品。

此前的触觉反馈技术，一般都是利用通过小型马达和压电元件等发生的振动实现的，利用电场变化的方法很少见。

利用电场变化的方法的优点除了可以表现多种触觉外，还包括由于无需机械部件，因此没有振动音，不易损坏等。不用选择可提示触觉的场所也是其一个特点。在电子产品的侧面、背面以及曲面上等原有技术难以实现的场所也可采用。另外，还可自由控制提供触感的区域。例如，仅当用户触摸画面上显示的按钮时，提供反馈触觉等。

为了宣传可提供的触觉种类之多，东芝信息系统在“第13届嵌入系统开发技术展(ESEC)”上公开了“iPodtouch”以及采用触摸板的试制品(图1)。利用iPodtouch提供了横向滑动手指触摸按钮时，可让用户感觉到按钮所在部分的不同触感。而触摸板方面，在个人电脑画面上显示了“刷子表面”,“粗糙表面”以及“凸凹不平材料”等，当光标放在不同的图像上面时，指尖可获得相应的触感(图1(b)。

关键在于薄膜材料

开发出这种利用电场变化技术的是芬兰的风险公司Senseg Oy注1)。该公司提供控制专用薄膜和电场变化的模块，控制用软件以及多种触觉数据库(图2)。

注1) Senseg公司约有20名员工。除了芬兰赫尔辛基外，还在美国硅谷和东京设有办公室。预定2010年内，在***和韩国设置办公室。

东芝信息系统采用配备了基于电场变化的触觉反馈技术的iPodtouch,触碰画面上显示的按钮区域，可以感觉到凸起(a)。在ESEC上还公开了触摸板的试制品(b)。将指针与画面内的纹理图像合并，会感受到与其质感相应的触觉。

采用Senseg的触觉反馈技术，通过改变电场强度，或改变其变动周期，可以向用户提供触碰的触感。通过追加触摸面板与外壳间配置的专用支持薄膜与控制电场变化的模块进行表现。

尽管没有公开要素技术的详情，但通过改变电场强度及变动周期等，“可以实现多种触感”(SensegOy)。与控制方法同样重要的还有薄膜材料的筛选。薄膜的厚度为“μm级”(该公司)，光透射率达到90%以上。SensegOy表示，可使用的薄膜尺寸基本上“没有限制”.

除了性能方面的特征外，SensegOy还强调了追加成本低的特点。“虽然还取决于数量，但一张支持薄膜能够以10~20日元左右的价格提供”(东芝展区的解说员)。

除了东芝信息系统外，Senseg Oy还计划面向其他厂商提供。SensegOy方面自信地表示，“预计2011年上半年配备于笔记本电脑和平板终端产品等的触摸面板及触摸板。2011年下半年配备于手机”.

通过压力检测实现新UI

索尼计算机科学研究所(Sony Computer ScienceLaboratories,索尼CSL)还在触觉反馈技术中组合了新功能。该公司追加了检测触碰触摸面板时的力度大小的功能。这样一来，即可实现新的用户界面(UI)设计。

索尼CSL在2010年5月举行的“OpenHouse”上展示了模仿手机的试制品，公开了利用压力检测的GUI演示。通过改变触碰触摸面板的力度，可改变画面上图标的切换速度(图3)。越用力触碰，越能高速切换图标。

索尼CSL的触摸面板试制品还具有检测操作时的压力的功能。用户触碰触摸面板的力度越大，画面上显示的图标的上下切换速度越快。

为了实现令人愉快的触觉反馈功能，采用了利用压电元件的致动器。压力检测采用了电阻值会随触碰力度大小变化的“Force SensingResistor(FSR)”.

此次，该公司以配备于手机为目标，积极致力于致动器的低电压化和小型化。采用具有16层多层构造的压电元件，将驱动电压降至±9V.“如果提高电压，估计利用手机的充电电池即可驱动”(解说员)。另外，将在小型底板上构成的致动器尺寸缩小至30mm×3mm×0.8mm.

试制品在显示部边框(遮光板)部分的下部安装了6个FSR和两个压电致动器。具体是FSR在上部、下部和中央部分三个位置，左右各配置了一个。致动器在中央部分左右各配备了一个。

索尼CSL没有提及任何有关实用化时间的消息，不过很有可能配备于日瑞合资公司索尼爱立信移动通信(Sony EricssonMobile Communications AB)的产品。演示中使用的小型影像显示产品刻有“SonyEricsson”字样，解说面板上记载了表示与该公司拥有合作关系的内容。

责任编辑：gt