当你的手机接到来电

响铃并伴随着一阵阵震动

从听觉跟触觉两个方面提醒着你

触觉方面的震动

就来自我们手机里的马达

一开始手机的震动马达普遍都采用

叫做ERM偏心转子电机的转子马达

ERM转子马达主要由

电机转轴上加一个偏心金属块转子构成

电机驱动偏心金属块转子转动

由于转子的圆心质点不在电机的转心上

转子产生离心力

马达处于不断的失去平衡状态

把马达固定在手机上

由于惯性作用引起手机震动

年6月7日

苹果公司在旧金山发布了iPhone4

在CDMA版本的iPhone4上

苹果第一次使用了LRA线性谐振马达

这是一颗圆形的Z轴LRA线性马达

主要由弹簧、质量块和线圈组成的一个弹簧系统

弹簧将线圈悬浮在线性马达内部

线圈和带有磁性的质量块相连

当线圈中流过的电流改变时

磁场的方向和强弱也会改变

质量块就会在变化的磁场中上下移动

这种运动被人们感知就会产生震动的效果

需要注意币形转子马达虽然与Z轴线性马达外形相似

但它本质上还是一枚ERM转子马达

值得一提的是苹果在4S后的机型又回归了ERM转子马达

直到年的iPhone6

苹果再次尝试LRA线性马达

并且在iPhone7上取消了实体HOME键但仍然保留了真实的触感

这一切都归功于苹果新的震动模组

TAPTICENGINE

一颗横向的LRA线性马达

横向的LRA线性马达原理与Z轴的线性马达一样

都是由线圈电流改变磁场

通过带有磁性的质量块与弹簧做反复运动

只不过从Z轴的上下运动变成了XY轴横向运动

由于手机厚度的限制

Z轴线性马达上下震动幅度有限

而横向线性马达左右震动带来的好处就是震动行程变长

震动力量与震动时间都有提升

横向线性马达可以在拥有高性能的同时做到轻薄

接下来的几年里

许多手机厂商也开始使用LRA线性马达

ERM转子马达利用电磁力来驱动马达的转动

从而带动偏心金属块产生离心力

离心力使得快速旋转的马达震动

而LRA线性马达将电能直接转换成直线运动机械能

在德州仪器的测试中

LRA线性马达的功耗仅有ERM转子马达的一半

ERM转子马达通过离心运动产生震动

从开始旋转到产生震动

起震和停止的时间都比较长

相比之下

LRA线性马达振动响应速度快

起震和停止的时间都很短

触觉反馈体验更加清脆

ERM转子马达触发一个简单的触觉反馈

如点击

需要耗时00到ms

如果需要快速重复点击

ERM转子马达就会产生明显延迟感

无法实现多个振动之间的层次感

而苹果的TapticEngine的minitap

可以达到0ms的振动微控

和“实时的反馈”已经非常接近

虽然在进行触感设计时需要考虑许多特性

但这是用户最容易感知到的地方

线性马达必须围绕共振频率在窄带(±2Hz)范围内驱动

振动性能在2Hz处会下降50%

这意味着通过对共振载波振幅进行调制

可以产生各种不同的触觉反馈效果

而ERM转子马达缺乏振动的指向性

让波频和振幅一起耦合输入控制电压

使转子马达仅能使用一个变量来产生不同的振动效果

随着手机应用、触觉反馈、游戏体验的要求不断提高

ERM转子马达已经没办法满足用户的最新需求

手机的马达除了给我们提供触觉反馈外

还存在着一类马达

以使用最广泛的VCM马达举例

所以也叫音圈马达

这类马达用于手机的对焦功能

最近十年智能手机的发展

从P到4K

60Hz到20Hz高刷新率

双扬声器

手机在视听两个方面的体验不断提升

而触觉反馈的人机交互似乎一直停滞不前

直至今日仍然有使用ERM转子马达的旗舰手机出现

在你来电、消息提醒、打字时它确实能够给你做出反馈

但是在我们追求的道路上

人机交互体验需要真实触觉反馈的存在

你已经触摸了十年

为什么你还会怀念实体按键的感觉

无论是情怀

还是更新的体感手柄、手套

触摸体验对于我们来说

绝对不仅仅是震动那么简单

它是我们人体感官交互体验大有作为的未来