Haptivity®
Haptivity® ist Kyoceras Virtual-Reality-Technologie zur Simulation einer mechanischen Taste und weiterer haptischer Effekte auf beliebigen Oberflächen.
Märkte
Automobil
Im Zuge einer Homogenisierung der Bedienoberflächen im Automobil gibt es Bestrebungen, individuelle mechanische Tasten durch ganzheitliche Bedienoberflächen zu ersetzen.
Um die gewohnte Haptik eines mechanischen Schalters dennoch beizubehalten, sucht der Automobilmarkt seit etwa 5 Jahren nach Lösungen mit haptischem Feedback, um die Bedienung der „virtuellen“ Tasten sicherer zu gestalten. Bei Touchbildschirmen ohne haptische Rückmeldung besteht ein Risko der Ablenkung und der Fehlbedienung, da die korrekte Eingabe in der Regel vom Fahrer visuell überprüft wird. Bisherige derartige Systeme basieren in der Regel auf magnetischen Aktuatoren – mit dem prinzipbedingten Nachteil zu großen Latenzzeiten sowie nur mit Kompromissen zu realisierenden Bauraumanforderungen.
Industrie
Ähnlich wie in der Automobilindustrie zeigen sich auch hier seit etwa 5 Jahren Tendenzen, mit haptischen Lösungen die HMI (Human Machine Interface) smarter zu gestalten.
Dabei gehen die Bestrebungen so weit, ganze, bislang mechanische, Tastaturen durch Touchsysteme zu ersetzen, deren Funktionalität dann z. B. durch Staub- und Wasserdichtheit ergänzt werden kann.
Merkmale der Kyocera Haptivity®-Technology
- Simulation mechanischer Tasten auf beliebigen Oberflächen (Touchpad/Touchscreen).
- Kompakter Piezo-Aktuator mit folgenden Abmessungen: 62 mm x 20 mm x 2,5 mm, Gewicht ca. 5 g.
- In bestimmten Konfigurationen kann der Piezo-Aktuator auch als Drucksensor eingesetzt werden.
- Die haptischen Parameter der virtuellen Tasten (subjektiv wahrgenommenes "Klicken") können mit Hilfe einer Software (S/W) gesteuert und eingestellt werden.
- Realisierung haptischer Schiebe- oder Drehregler.
- Die Kyocera Haptivity®-Technologie wird in mehr als 100 Kyocera-Patenten geschützt.
Prinzipieller Aufbau eines mehrlagigen Piezo
- Exemplarisches Beispiel eines achtlagigen Piezos.
- Da die gemeinsame Struktur für Uni-morph und Bi-morph Piezo gleich ist, sind die Schnitte A-A’ und B-B’ unterschiedlich.
Haptivity®-Prinzip
Um eine mechanische Taste authentisch zu simulieren, bedarf es mehr als nur einer Vibration der Oberfläche. Entscheidend ist, eine charakteristische Oberflächenschwingung erst dann zu erzeugen, wenn der Anwender eine bestimmte Druckschwelle - ähnlich wie bei einem mechanischen Taster - überschritten hat.
Daher muss ein Drucksensor in das Gesamtsystem integriert werden. Meist kann der als Aktuator fungierende Piezo diese Funktion mit übernehmen. In manchen Anwendungen ist es jedoch sinnvoller, einen separaten Drucksensor zu verwenden.
Nach Überschreitung einer festgelegten Druckschwelle (die die Steuerelektronik anhand der vom Piezo erzeugten Spannung erkennt), wird der Piezo mit einer Sinushalbwelle von ~30 V beaufschlagt. Aufgrund des piezoelektrischen Effektes ändert sich die Geometrie des Piezos. Diese Dimensionsänderung wird mittels einer geeigneten mechanischen Integration an die Berührungsfläche (Touch Display) weitergegeben.
Wie implementiert man Haptivity® in Ihre Applikation?
Mechanische Integration
Der Piezo-Aktuator (=Piezo + mechanische Aufnahme, schematisch dargestellt, Länge ca. 6 cm) muss fest in der Applikation integriert werden, idealerweise durch Verschraubung.
Entwicklungsmuster
Kyocera bietet ein Entwicklungsmuster, bestehend aus einem Piezo-Aktuator und einer Ansteuereinheit mit unterschiedlichen Einstellungsmöglichkeiten, für individuelle Untersuchungen und Tests an.
Für weitere Informationen oder ein Angebot für ein Haptivity®-Entwicklungsmuster wenden Sie sich bitte an Kyocera Automotive and Industrial Solutions GmbH.