ハプティック® リアクターヘビータイプ

スマートフォンの登場で爆発的に増加したタッチパネル操作は、階層をもったアプリで多種多様な機能を集約することが可能となり、モバイル機器に止まらず車載や産業機器にも広く浸透しました。

しかし、それまで操作の主流であったメカスイッチでは、操作が完了したことを操作者にクリック感としてフィードバックしていましたが、タッチパネルでは画面の切替わりや音でのフィードバックとなり、操作者の状況によっては伝わりにくい場合があります。そこでスイッチメーカーであるアルプスアルパインは、タッチ操作においても感触によるフィードバック(ハプティクス)に適したハプティック® リアクターを開発しました。

ただ、モバイル機器と車載・産業機器とでは機器のサイズも使われる環境も異なってくるため、感触によるフィードバックには、より強い振動力をもったデバイスが求められます。

ハプティック® リアクターヘビータイプは、大きなキレの良い振動で車載、産業機器のタッチ操作のフィードバックを行います。

*ハプティックはアルプスアルパインの登録商標です。

ハプティック® リアクターヘビータイプの基本動作原理

ハプティック® リアクターヘビータイプはタッチパネルの裏側に設置され、パネルに対して水平方向に振動します。人間の指先の感覚器官は水平方向の変位を凹凸感として錯覚する性質があると言われており(ラテラルフォースフィード現象)、触れた指にメカスイッチを押したようなクリック感が得られます。

ハプティック® リアクターヘビータイプの振動原理を電磁力と内部構造の簡略図を使ってご説明します。

電磁力

磁界の中に導体を置き電流を流すと電磁力が発生し、導体に磁界と電流にそれぞれ直交する向きに力が働きます。この力の向きを示したものがフレミングの左手の法則です(下図)。

ハプティック® リアクターヘビータイプの振動原理

STEP 1

可動子はばねで弾性支持され、コイルは動かないよう固定されています。

STEP 2

コイルに右図の方向に電流が流れると電磁力が発生します。ただし、コイルが固定され、磁石がばねで弾性支持されているため、反作用により可動子はフレミングの左手の法則の反対方向の右に動きます。

STEP 3

STEP 2と逆向きの電流を流すと可動子は左に動きます。

STEP2とSTEP3を繰り返すことにより可動子は左右に移動を繰り返し水平方向の振動が生まれます。

ハプティック® リアクターヘビータイプの振動力

磁気回路構造の工夫等によりハプティック® リアクターヘビータイプは、従来の当社ハイブリッドタフタイプに比べ５倍の15G*の振動力を生み出します。

＊駆動電圧6Vp-p(正弦波20波)

振動力を動画でご確認ください。ハプティック® リアクターヘビータイプ1台で、水面と発泡スチロールのボールに振動を伝えています。全面に振動が伝わっているのがお分かりいただけます。

ハプティック® リアクターヘビータイプと競合技術との比較

ハプティック® リアクターヘビータイプと競合する他のフィードバックデバイスを比較したものが以下になります。ハプティック® リアクターヘビータイプは、共振を利用した振動強度と実装性の良さが特長になります。

	ハプティック® リアクターヘビータイプ	ソレノイド	ERM	ピエゾ
イメージ
サイズ	★★	★	★★	★★★
駆動電圧	★★	★★	★★	★
振動強度	★★★★	★★	★★	★★
応答性	★★	★★★	★	★★★
消費電力	★★★	★	★	★★
表現力	★	★	★	★★★
実装性	★★★	★★	★★	★
特徴	共振を利用した高効率な振動強い振動力実装が容易共振点以外では振動が弱くなる	応答性が良いサイズが大きい実装に工夫が必要	駆動が容易振動強度と周波数を独立して制御できない（回転数に依存）	薄い優れた応答性繊細な表現が可能壊れやすい高電圧が必要