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京瓷开发结合触觉传输技术和模内电子的复合技术
近期,京瓷宣布将TactoTek的3D注塑成型结构电子元件(IMSE™)技术与自有的触觉传输技术“HAPTIVITY ®”相结合,开发出一种新的组合技术“ HAPTIVITY ® i ”,可成型更加轻薄的具有触觉传输功能的模块,减少零件数量和工时,用于工业设备、车载、医疗、通讯等领域。


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IMSE和HAPTIVITY 技术

IMSE ™ 是 TactoTek 的专有技术,它将带有电子元件的印刷电路板用 3D 注塑成型塑料封装到单个元件中。
 
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图 IMSE ™ 技术
 
具体来说,就是在薄膜上印刷电路图案,安装LED等电子部件,再通过热成型将其成型为产品表面的形状。之后,进行外观设计印刷,与同样成型的薄膜一起贴在注塑成型模具上,在薄膜之间浇注树脂材料,制成一体件。它具有轻/薄、减少零件数量和装配工序、设计自由度高的优点。据说京瓷已于 2021 年 4 月与 TactoTek 签署了许可协议。
 
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 图汽车车顶控制面板更换示例
 
从上图可以看出,传统产品需要组装大量的零件,而IMSE是单一的集成零件,大大减少了零件的数量,且不需要组装

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HAPTIVITY®则是京瓷的专利触觉传输技术,通过结合压电元件、振动放大机构、控制电路和软件,对压力检测、按下机械按钮的感觉再现和振动激活进行最佳控制。

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该公司开发了一种压电致动器,将压电元件和金属板簧结合在一起。通过利用施加压电元件的力时产生电压的压电效应和施加电压时产生变形的逆压电效应,在一个组件中实现负载检测和振动输出。除了小巧轻薄之外,它还具有出色的响应性,不会感觉到振动输出的延迟,并通过改变输入信号来实现多种触感。

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 图京瓷压电执行器构成

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图压电执行器工作原理

HAPTIVITY i 是“与传统技术不同维度的触觉技术”

京瓷此次发布的 HAPTIVITY i是一种通过集成 IMSE 和 HAPTIVITY 实现“优势互补的最佳解决方案”的技术。具体来说,HAPTIVITY 可以实现轻薄、多功能和逼真的触感,响应 IMSE 为轻薄外壳配备触摸操作时触感反馈功能的愿望。同时,HAPTIVITY在重物震动方面也存在问题,但轻薄的IMSE让震动更容易。京瓷解释说:“通过结合这两种技术,我们可以将不同于传统的触觉技术引入市场。”

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 图 HAPTIVITY i 技术
 
HAPTIVITY i具有两个特点。第一点是“可实现轻薄、无缝3D设计的新型HMI设备”。通过将京瓷独创的HAPTIVITY与 ®与采用IMSE ™ 技术减薄的外壳相结合,在不影响操作性的情况下取代了传统的机械按钮,实现了进一步的轻薄化和无缝3D设计。通过增加设计的自由度,可以实现传统设计难以实现的新型 HMI,为广泛的应用提出解决方案。
 
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图 HAPTIVITY i的特点1
 
第二点是“减少零件数量和工时”。与需要从多个供应商处购买零件、组装和调整性能的传统技术不同,HAPTIVITY i 可提供一个包括装饰、照明、触摸开关、压力传感器、触觉执行器等的模块,这有助于减少零件数量和工时。
 
据京瓷介绍,以机械式汽车转向开关更换为例,厚度减少了约24%,零件数量减少了约90%,重量减轻了约36%。
 
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图 HAPTIVITY i的特点2

据京瓷介绍,触觉传输设备的市场规模预计将从2020年的3700亿日元增长到2030年的6000亿日元。京瓷估计,这 6000 亿日元中的 300 亿日元将被使用 IMSE 的设备所占据。“我们是唯一一家可以同时使用 IMSE 和 HAPTIVITY 技术开发的公司,旨在获得 100% 的份额。”HAPTIVITY i原型线将于2022年春季在京瓷滋贺县安须工厂(滋贺县安须市)建成,同年夏季出货技术样品,力争2023年量产。
 
| 来源:EE Times Japan,作者Jun Nagayama


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