触觉显示器

适用于触觉显示器的精密振动测量解决方案

触觉技术、触觉反馈以及显示器的开发与测试

随着智能手机的成功,采用触觉反馈的触摸屏技术已成为主流。创新的用户界面设计理念更进一步,利用触觉或振动触觉反馈,为触摸屏带来独特的触感与用户体验。 触觉反馈能显著提升操作的便捷性和直观性,例如,通过触觉反馈让用户知晓指尖下触碰的是哪个虚拟按钮,或是该按钮是否已被成功激活。激光振动计为基于振动、超声波或表面波的触觉反馈、触觉显示器及其他触觉设备的持续研究、开发和质量控制,提供了非接触式触觉测试解决方案。

典型的触觉应用与技术

触觉接口在消费电子产品以及汽车应用中的采用呈现出快速增长的态势,这也推动了触觉技术的发展,这些技术具备诸如表面触觉设备的局部触觉反馈和空中触觉等新型功能。 在应用最为广泛的表面触觉技术中,触觉反馈通过表面传递,例如触摸屏上的虚拟按钮,按下时会以振动信号的形式产生触觉提示。第二个领域——虽较少为人所知——是空中触觉技术,它能在自由空间中产生触觉感知,有望彻底改变虚拟现实应用中的沉浸式体验。 大多数技术——无论是基于表面的还是空中触觉技术——都采用低频机械振动(振动触觉运动)或超声波振动,以直接产生触觉反馈,或将能量从致动器传输到目标位置。

超声波触觉技术:压电致动器的布局,©Hap2U
采用手动驱动和激光振动计捕获面外表面运动的触觉点击装置的测量设置

触觉的可视化

为了验证触觉性能并验证触觉设备的有限元模型,需要对触觉反馈进行定量分析和定位。对于触觉换能器阵列的表征以及空中声场表征(也称为折射振动测量法),请使用非接触式振动测量解决方案。通过可视化相关触觉反馈技术,对您的触觉设备进行全面表征。

激光振动计是一种基于激光干涉技术的非接触式触觉测试仪器,广泛应用于各行业的研发和质量控制中。激光振动计非常适合进行触觉测试,能够精确表征触觉设备的动力学特性。通过非接触式测量,它避免了对样品端施加任何质量载荷,从而能够捕捉真实且未受干扰的样品运动和触觉反馈。 对于基于超声波的触觉技术,激光振动计可轻松覆盖通常数十千赫兹的工作频率范围。微米级别的激光光斑尺寸带来了高空间分辨率,从而能够分辨超声波场的短波长。

使用激光扫描振动计对触觉显示器进行测试的测量结果
基于3D激光扫描振动计的触觉显示器测量与测试系统

需要空中声场可视化或测量服务吗?

激光测振仪作为触觉测试解决方案

通过激光测振以非侵入式方式采集的一维和三维运动数据,能够精确描述平面内和平面外的矢量分量,从而在研发阶段对触觉特征进行全面表征和可视化。在生产测试中,Polytec激光测振仪有助于以激光级精度可靠地确保达到预期的触觉感受。 请参见以下测量设置:一个触觉面板垂直安装在 3D 激光扫描测振仪前方,另一个振动计安装在触觉面板上方,通过外壳上的小开口捕捉致动器的运动作为相位参考。所得测量数据展示了触觉面板上选定测量点的时间曲线。图中分别独立显示了 x、y 和 z 三个方向的三条时间曲线。

触觉阵列中压电致动器的振幅与相位关系特性分析

为什么要在人机界面(HMI)中使用触觉反馈?

触觉反馈通过提供触觉提示,使用户能够理解各项功能和指令,从而无需查看显示屏或控制面板。这种触觉反馈由致动器或传感器产生,并作为信息载体发挥作用。先进的触觉技术还能实时再现屏幕上的物理质感,营造出深度沉浸式的体验。 Hap2U 是触觉显示开发领域的创新者之一,致力于利用触觉技术提升用户体验并优化控制面板。

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