作為用戶輸入設備的觸摸屏正在快速普及。從某些需求(如蘋果公司的iPhone)可以看出,一個出眾的用戶接口將帶來極具競爭力的市場優勢。不過對其他應用而言,還需要克服其他一些問題,如安全方面的問題、娛樂分心問題或者其他可用性問題。
來自工業、商業以及消費類等所有市場領域的用戶都在不斷追求更好的人機接口。目前,觸摸激活接口方面的最新技術是觸覺反饋,它可以向用戶提供立即和正確無誤的確認。該功能被用來改善用戶性能和滿意度。此外,產品設計師通過提供直觀的觸覺提示可以將功能復雜度降到最低。本文將討論如何為產品的觸摸激活接口添加觸覺反饋(觸覺技術)。
目前現狀
能夠提供觸覺的觸摸接口系統依賴于執行器產生觸感。執行器和控制技術的發展使得目前的執行器能夠支持各種從很小到很大的觸摸面板和觸摸屏上的觸摸反饋,產品范圍覆蓋了從手機到寬屏觸摸監視器等各種產品。另外,支持觸覺系統所需的處理器負荷相當小,觸摸輸入技術事實上已經非常普及,機電解決方案也都是現成的。
工作原理
對用于觸摸激活控制的觸覺技術的通常解釋是,按鍵或開關的全程動作必須完全復制才最有效。但實際上,人類手指的感知靈敏性并不這樣低。大量的研究發現,如果結合適當的加速度,人類手指的神經元可以檢測非常小的運動。在1.5g以上的加速度條件下,僅有0.1mm的運動就能被人類感知為確認響應。
不過,1.5g這個最低水平的加速度,還不足以產生最佳的觸覺效果。通過產生一個加速度和一個具有較強刺激的位移可以產生更有效的觸覺效果。通過本文所示的“相圖(phase portraits)”可以看到這些加速度和位移。在成功地將觸覺技術通過電子機械方式集成進觸覺接口器件后可以產生相圖。
解決方案
觸覺反饋系統架構中通常包括:(1)執行器,可以是直流電磁型,或者是體積較大、必須正確安裝到觸摸屏中的定制器件,(2)觸覺控制軟件,可以安裝在一個控制板上,或嵌入到產品的主處理器中,(3)一個觸覺效果庫,(4)一個從主程序調用觸覺效果的可編程接口。上述幾部分中任何一個的錯誤實現都會導致整個設計的失敗。
執行機制
最好的方法是使用為產生觸覺效果專門設計的執行器,因為重新改變一個通用電機和螺線管的用途極具挑戰性。為觸覺應用設計的執行器將來自控制器的觸覺信號轉換成特定相圖所描述的機械運動。很明顯,除了提供一個好的動態響應外,所選的執行器需要滿足嚴格的功率、效率和可靠性指標。