多彩な振動でこれまでにない操作感覚を可能にする、
ハプティクスソリューション

タッチパネル操作に対する、振動フィードバックの技術課題

ハプティクスは、別名「触覚フィードバック」と言われ、モバイル製品、家電製品、車載製品、ATM、産業機器など様々な分野で技術利用が広がっています。

特に技術応用が進んでいるのは、ディスプレイ上のタッチパネルです。例えば、最新のスマートフォンやタブレットのタッチパネル上にあるボタンアイコンは、押した感触の強さによって振動フィードバックが変わります。一方、車載ディスプレイでは、運転中に画面を見ることなく、振動フィードバックによって手探りでタッチパネルが操作でき、安全運転に非常に有効的な機能だと注目されています。

車載用途におけるハプティクスデバイスの市場予測

出典：富士キメラ総研『車載電装デバイス＆コンポーネンツ総調査 2019 上巻』

こうした多彩な振動フィードバックに不可欠なのが、振動バターンを制御するアクチュエータの高性能化と多様化です。具体的には、高い応答性や、振動の強弱や微妙な振幅を柔軟に制御できることが求められます。さらに、多種多様な用途に適した振動を実現するため、各アプリケーションに適した技術加工も要求されます。また、小型・薄型化もアクチュエータに求められる重要な要件です。

そこで、次世代ハプティクスのアクチュエータとして注目を集めているのが、圧電素子（ピエゾ素子※１）を利用したピエゾアクチュエータです。ピエゾアクチュエータは、小型で応答速度が極めて短く、柔軟な振幅性を持ち、指がタッチパネルに触れてすぐに振動を与えることが可能なためです。また従来、ハプティクスの振動として主に使用されていた、偏心モータ（※2）とリニア・バイブレータ（※3）は、大型で消費電力が大きく、応答速度が遅いという課題があります。TDKはハプティクスに特化したピエゾアクチュエータラインナップを揃えており、2種類のシリーズで展開しています。

人間の指における全範囲の触感覚をカバーする、ピエゾアクチュエータソリューション

ひとつ目は、世界屈指の発生力（※4）を持つピエゾアクチュエータで、スマートフォンやタブレットのメカニカルボタンの置き換えまでを可能にします。これによって、例えばスマートフォンのゲームでは、さまざまなキャラクターの動き（攻撃、命中、レベルを与える等）を振動で表現でき、これまでにない新たな操作感覚を味わうこともできます。また、車載用ディスプレイはスマートフォンに比べて重量があるため、振動を起こすには、これまで多数のアクチュエータが必要でしたが、本ピエゾアクチュエータは、最小個数で振動を起こすことが可能になりました。そのため、軽量のモバイル機器から重量のある産業機器／車載ディスプレイまで幅広いアプリケーションにおいて、多彩な用途で活躍します。この製品は「PowerHap™」というシリーズです。

PowerHapの使用イメージ／軽量のモバイル機器

PowerHapの使用イメージ／重量のある車載ディスプレイ

ふたつ目は、約0.35mmという世界最薄クラスの厚みを実現した、ピエゾアクチュエータです。低電圧駆動で瞬時に反応するため、スマートフォンやタブレットなどのディスプレイ、カーナビ、タッチパッド、ゲームコントローラなど、特に薄型・低電力化が求められるタッチパネル用途に抜群の力を発揮します。さらに、振幅の大きさ、間隔を自由に変化させて多彩な振動パターンを表現できるため、タッチ・スクリーン上の「ザラザラ感」や「クリック感」など思い通りの触感を表現できます。この製品は「PiezoHapt ™」というシリーズです。

PiezoHaptの使用イメージ／スマートフォン

PiezoHaptの使用イメージ／車載用途

TDKは、PowerHapとPiezoHaptという2種類のピエゾアクチュエータによって人間の指における全範囲の触感覚をカバーし、Human-Machine-Interfaces（HMI）の感覚体験を向上させる、ハプティクスソリューションを提供します。

ピエゾアクチュエータ「PowerHap™」「PiezoHapt™」

TDKのハプティクス向けピエゾアクチュエータ製品は、 幅広いアプリケーションに対応できる、PowerHapとPiezoHaptから豊富なラインナップを提供しています。詳しくはPowerHapとPiezoHaptそれぞれのプロダクトセンターをご覧ください。