触觉触控板的优势：触觉技术将如何改进下一代计算机

人们在选择新的计算机时，常常会忽视触控板。很少有客户会仅仅根据触控板的品质来决定购买计算机，然而有些客户现在开始注意到这些不可或缺的硬件了（如图1）。一些技 术产品评论都称赞苹果更大尺寸的触控板；微软在2017 年通过更新精确触控板驱动程序改善了PC 用户体验；联想的Yoga 9i 笔记本电脑则探索了全新的触控板外形设计。触控板是笔记本电脑用户体验的重要组成部分，OEM 厂商正投入更多资源进行改进升级。

图1 笔记本电脑的触控板

虽然触控板看起来好像是简单的模块，但它包含了先进技术，用各种不同的设计和硬件类型让用户与计算机进行交互，比如没有移动部件的静态触控板，或者由移动部件和按钮组成的机械触控板。业界最新趋势是让用户使用触觉触控板与笔记本电脑进行交互。OEM厂商的技术选择主要取决于自己的内部目标，例如设计更纤薄的超极本、达到价格目标或改善用户体验。就像苹果在2015 年推出配备首款Force Touch触控板的12 英寸MacBook 一样，下面让我们来看看促使计算机OEM 厂商转用触觉触控板的最大原因是什么。

1   触觉触控板更纤薄

计算机OEM 厂商从较常见的机械触控板转向触觉触控板技术的最大原因是缩小整个模块的尺寸（图2）。机械触控板的厚度通常达4 mm，而触觉触控板的厚度范围则从3 mm 直到1.8 mm，具体取决于OEM 厂商所使用的触觉技术。虽然削减1 mm 似乎不是什么大不了的事情，但在厚度小于15 mm 的超极本中，这确实非常重要。让我们看看触控板下方组件的配置情况，以了解超薄模块的价值。

在笔记本电脑设计中，有一个非常重要的硬件位于触控板的下方，就是电池。由于电池和触控板争夺相同的空间，这意味着使用更薄的触控板就可以提供更多空间来容纳更大的电池。如果OEM 厂商想要设计更大的触控板，就会显著影响计算机的整体电池续航时间。较大且较厚的触控板会占用原本电池使用的宝贵空间。

图2 触觉触控板更纤薄

2   触觉触控板实现更好的用户体验

机械触控板使用铰链设计来移动，铰链通常连接在触控板上部1/3 的某个位置，以进行旋转和点击操作。这意味着触控板存在着无法点击的“死区”（通常在顶部）。此外，还需要提供空间让触控板的部件自由移动，而整个表面上的点击感可能不是一致的。因为用户无法使用整个触控板表面与计算机进行交互，机械触控板提供的用户体验不佳并浪费空间。无怪乎计算机OEM 厂商正在寻找更好的方法来构建更有吸引力的触控板！

触觉触控板整个模块表面都可以点击，用户永远不会处于“死区”。此外，点击由计算机生成，意味着设计人员可以利用这项技术来定制用户体验。根据不同相关情境，点击效果可有所不同。例如，苹果使用iPhone 中的触觉引擎向用户传达不同类型的通知（成功、警告和错误），设计人员也可以使用触觉触控板方法，通过触觉在计算机和用户之间传达信息。

3   触觉触控板模块可以加入力传感器

触觉触控板可为笔记本电脑带来的一项出色功能是感应施加到表面的压力大小（图3）。由于触控板不会移动（至少移动很小），您可以将触控板安装在力传感器上并检测用户对设备施加的力量，使用户使用不同力度来触发不同类型的事件。

图3 触觉触控板带有力传感器

例如，苹果Force Touch 触控板使用压力感应来触发Mac OS 子菜单。设计人员可以利用这项技术为其应用增添不同功能。此外，如果厂商选择以压电执行器来构建触控板模块，还可以利用压电效应将执行器用于触觉和力量感应。

4   现有多种触觉技术，厂商需要仔细选择

现有多种不同技术可用于构建触觉触控板，计算机OEM 厂商可以选择适合其目标的技术。线性谐振执行器（LRA）和压电执行器是两种主要选择。设计人员可以使用LRA 在触控板上创建触觉反馈，同时使用定制LRA 设计来满足其需求。目前苹果MacBook 的Force Touch 触控板就是使用LRA技术。

高端智能手机中使用的振动电机也采用与LRA 相同的原理。对于触觉触控板来说，LRA 是最便宜的选择，但它也存在一些缺点：

●   LRA 触控板没有压电触觉触控板那么纤薄。

●   LRA 无法完全复制机械触控板的精确点击感，只能提供与之接近的使用体验，不如压电触觉方案那样令人信服和身临其境。

●   相比使用压电触觉方案的触控板，LRA 消耗较多电能。

压电执行器是可用于触控板的下一代触觉电机，具有许多超越LRA 的优势。首先，它支持更纤薄的触控板设计；其次，相比LRA，它具有更快速、更强烈的触觉反馈，从而生成更清晰的点击操作。在进行压电触觉点击时，用户不会去关注，这意味着效果非常好，让用户不会关注其与单纯机械点击的区别。在点击时用户不去关注，可能是用户对触觉触控板的最大赞誉。在体验不好时用户才会注意到触觉，因为有“不正常”和奇怪的感觉。

最后，结合Boréas Technologies 的驱动器和其专有CapDriveTM 技术，压电致动器比LRA 节约功耗多达10 倍。

5   启动您的触觉触控板项目

现在已经了解了为什么所有高端计算机中最终都将使用触觉触控板，您可以开始您的触觉触控板项目了。Boréas Technologies 能够帮助厂商选择触觉技术，为您的设计团队提供技术支持，并向您介绍使用Boréas 压电驱动器的压电执行器和触控板模块制造商。

（本文来源于《电子产品世界》杂志2021年8月期）