スマートハプティックドライバーは多様なフィードバック効果を提供します

より多くのOEM設計がボタンまたはスイッチのインターフェースから触覚フィードバックに移行するにつれて、スマートフォンから自動車まで、さまざまなアプリケーションにわたって「仮想」ボタンを作成するためのより簡単な方法を提供する高度な触覚技術に対する需要が高まっています。 Cirrus Logic Inc.は、高性能線形共振アクチュエータ（LRA）およびボイスコイルモーター（VCM）を駆動するための新しいCS40L25ハプティックドライバーソリューションで、この課題に対する答えがあると考えています。

CS40L25デバイスは、高性能ハプティックドライバー、デジタルシグナルプロセッサー（DSP）、およびブーストコンバーターを統合しています。プログラム可能なDSPは、低レイテンシでリアルタイムアルゴリズムを実行し、より多くの触覚効果のためのより大きなメモリを提供します—RAMに50を超えるプログラム可能な波形を保存します。超低電力（<20μAスリープモード）CS40L25デバイスは、触覚トリガーの常時オンリスニングもサポートします。

クラスHデジタルブーストコンバータは、85％の全体的な効率ブーストと最大11 Vのプログラム可能なブースト電圧を提供します。その他の機能には、高帯域幅のデジタル制御ループ、2 MHzのスイッチング周波数、低電力時の効率を向上させるパルススキップモードが含まれます。静止操作。

Cirrus LogicのCS40L25ブーストハプティックソリューションは、高性能ハプティックドライバー、デジタルシグナルプロセッサー、ドライバー電圧ブーストコンバーターを統合し、モバイル、自動車、PC、ウェアラブル、ゲームなど、さまざまなアプリケーションでユーザーエクスペリエンスを向上させます。 / VR。

低電力、低遅延、ミックスドシグナル処理テクノロジーを活用するCirrus Logicのブーストされたハプティックドライバーの新しいファミリーは、より豊かで没入型のユーザーエクスペリエンスを可能にするように設計されています。新しいデバイスは、モバイル/ポータブルデバイス、PC /ラップトップ、自動車など、さまざまなアプリケーションに対応するためにいくつかのバリエーションで利用できます。

「ハプティックテクノロジーは、文字通り毎日何十億もの人々の手に渡っています」と、CirrusLogicの製品マーケティングマネージャーであるShahramTadayonは述べています。 「数年前、携帯電話メーカーはホームボタンを削除し始め、代わりに仮想ボタンに置​​き換えました。これにより、洗練されたボタンのないデザインとシャープなクリック感が実現しました。

「それ以来、ますます多くの携帯電話メーカーがそのボタンを削除し、仮想ボタンを追加しています」と彼は付け加えました。 「携帯電話用の仮想ボタンだけでなく、触覚はそれを超えてウェアラブル、PCトラックパッド、そしてタッチスクリーン用の自動車にまで及んでいます。そして、これらはすべてクリックするだけで始まりましたが、今後数年以内に、触覚に組み込まれるジェスチャーもますます見られるようになるでしょう。」

完全なソリューション

Cirrus Logicは、ハードウェア、ファームウェア、およびツールを含む完全な触覚ドライバーソリューションを提供することにより、ソリューションを差別化します。他の多くのソリューションと比較してこのソリューションをユニークなものにしているのは、Cirrus Logicがハードウェア（アクチュエーターの駆動）を組み込んでいるだけでなく、DSPアルゴリズムも組み込んでいることです。 「一般的に、アクチュエータのドライバはアルゴリズムと異なるファームウェアを提供していません。

「私たちはまた、顧客が触覚に自分の感覚や感覚を提供できるようにするツールも提供しています」と彼は言いました。 「ツール、ハードウェア、ソフトウェアを使用して触覚を簡単に変更できるようにするため、完全なパッケージを提供しています。」

波形作成ツールは、仮想ボタンのクリックを超えて、スクロールやズームピンチなどの効果を提供すると、タダヨン氏は述べています。このソリューションでは、LRAまたはVCMタイプのほとんどすべてのアクチュエータを使用して、使い慣れたボタンを再現できます。

触覚波形には、仮想ボタンクリック、スクロール、センサーエフェクト、触覚バンプ、忠実度の高いアラート、カメラクリックが含まれます。着信音ビルダーも含まれています。

タダヨン氏は、脳がボタンであると認識する触覚効果を生み出すためのエンジニアリングはたくさんあると述べました。優れた触覚ソリューションには、ブーストコンバーター、閉ループシステム、低遅延が必要であり、さまざまな触覚フィードバック応答用にカスタマイズされた波形を有効にして、ユーザーエクスペリエンスを向上させるための鮮明で強力な感触を提供します。

このソリューションの超低遅延（GPIトリガーの場合は<5 ms）は、触覚モーターのリアルタイム制御を提供し、ユーザーにより迅速な感覚または応答を提供します。一方、閉ループアルゴリズムは、LRAを「クリスパー」効果で最大化します。チューニングを簡素化します。

「触覚はアクチュエーターから生成されます。通常、LRAはすばやく前後に動きます」とTadayon氏は述べています。 「ハプティックドライバーICは、強力な応答を得るために、これをすばやく駆動するのに十分な電圧を備えていることが重要です。電話やウェアラブルなどの多くのアプリケーションには低電圧バッテリーが搭載されているため、テクノロジーにブーストコンバーターがあり、電圧を高くして、強くてシャープな感覚を作り出すことが重要です。」

ブースト電圧が最大11Vになることで、アクチュエーターが非常に速くランプアップし、高速でサクサクした感触が得られると彼は付け加えました。 「しかし、同じように重要なのは、アクチュエータが非常に速く動くのを止めることができることです。そのために、閉ループアルゴリズムがあります。そのため、アクチュエータの位置を常に監視しており、アクチュエータを非常に迅速に停止させることができます。これにより、アクチュエータにシャープな感触を与えることができます。」

デザインの最も重要な側面は、シャープで力強い感触を持つことです、とタダヨン氏は言います。これは、同社の強化されたテクノロジーとクローズドループアルゴリズムのおかげです。これは、そのLRAを可能な限り迅速に停止することを意味します。これは、DSPおよび閉ループアルゴリズムによって実現でき、25ミリ秒以内に高速に実行する必要があります。

「画面を押してから指が触覚を感じるまで、25ミリ秒以内であれば、実際のボタンクリックのように感じます」と彼は言いました。 「そのため、レイテンシーを高速化することが非常に重要です。 50ミリ秒を超え始めると、脳は何かが正しくないことを認識します。これは本物のボタンのようには感じません。」

Cirrus Logicのチップは、4ミリ秒以内に反応するように設計されています。これは、タダヨンがメモリに保存された波形とブーストされたドライバに起因するものです。

さらに、ハプティクスソリューションは、時間とレイテンシに影響を与えるすべての面倒な作業をマイクロコントローラーに行わせる代わりに、「十分な量の内部メモリ」のおかげで、50の異なるカスタマイズ可能な波形（効果）をRAMに保存できます。

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Cirrus Logicは、さまざまな製品アプリケーションに対応するためにいくつかのバリアントを開発しました。これらには、モバイルおよびポータブルアプリケーション用の30ボールWLCSPパッケージのCS40L25-CWZRおよびCS40L25B-CWZR ICが含まれ、現在大量に出荷されています。 32ピンQFN製品の商用グレードCS40L25B-CNZRは、PC /ラップトップおよびその他の一般市場アプリケーションに対応し、自動車用認定CS40L25B-DNZ AEC-Q100は、ウェットテーブルフランクを備えた32ピンQFNパッケージでインフォテインメントアプリケーション向けに設計されています。タッチボタンやタッチスクリーンなど。商用グレードと自動車用認定の両方のデバイスがサンプリングされています。

「今後数年間で、ますます多くのユーザーが自分の電子機器でより豊かな体験を体験するようになるでしょう」とタダヨン氏は述べています。同社のロードマップには、統合された力検出テクノロジーと、サイズ、消費電力、および遅延を削減するための触覚とアルゴリズムの導入が含まれています。

>>この記事はもともと姉妹サイトのElectronicProducts。