太陽誘電疊層壓電振動片：看上去很平，摸起來凹凸不平？

這次將特別介紹壓電（Piezo）器件。將介紹其應用裝置之一“疊層壓電振動片”。究竟什么是壓電器件？疊層壓電振動片發揮作用的構造是什么？介紹非常有趣的神奇物質世界。

01 具有兩種性質的神奇物質“壓電器件” 

也許很多人第一次聽說“疊層壓電振動片”這個詞語。名稱似乎晦澀難懂，簡而言之就是“引起振動的元器件”。

引起振動的元器件，常見的有智能手機上使用的振動器，這是以偏心電機（裝有偏離重心的擺錘的電機）為振動源的振動裝置。即便是同樣的振動裝置，這次提到的 “疊層壓電振動片”，一大特點在于以“壓電器件”為振動源。  

振動源的“壓電器件”是一種具備非常有趣的特性的物質。

英文名稱是“Piezoelectric devices”，根據施加的力產生“壓電效應”和“逆壓電效應”兩種完全相反的作用。 

①＜施加的力＝壓力＞

給壓電器件施加“壓力”，會產生電荷。將這種現象稱為“壓電效應”。 

②＜施加的力＝電壓＞

給壓電器件施加“電壓”，會引起振動。將這種現象稱為“逆壓電效應”。

疊層壓電振動片是一種利用了施加電壓引起振動的“逆壓電效應”的振動裝置。 

02 通過振動來產生觸感？疊層壓電振動片的技術

就產生振動這一點而言，前面也提到的振動器等中使用的偏心電機與疊層壓電振動片并無區別，同樣都是振動裝置。但是，疊層壓電振動片隱含著讓“單純的振動” 發展為“高級技術”的魅力。

以疊層壓電振動片的特點之一，即被稱為“力反饋”的（通過反作用力（回彈力）產生的）局部觸覺功能為例。只要輕觸智能手機界面上顯示的按鈕，就會通過疊層壓電振動片的反作用力得到按過的感覺。

偏心電機雖然只能讓整個智能手機振動，但是疊層壓電振動片采用壓電器件精密排列的構造，因此只將觸覺傳遞到所按的部分。 

利用反作用力的力反饋功能，預計將在各種領域得到應用。

不僅配置到智能手機等的顯示器上，而且被認為可實現將具備力反饋功能的手套與VR組合起來，真實感受到抓住影像中物體的感覺的構造。

并且，以實現力反饋的前沿技術（覺得顯示器表面粗糙或光滑之類的手感，即“觸感”）為目標的研發也在進行。 

＜因摩擦力而產生觸感的構造＞

?以超聲波頻率驅動疊層壓電振動片

?利用超聲波頻率驅動時，會在面板表面激起駐波

?通過改變駐波的振幅、頻率、相位來再現感觸

利用面板中嵌入的疊層壓電振動片引起超精細振動，正是能夠再現“粗糙”或“光滑”之類觸感的構造。而且，還能通過改變振動的間隔或幅度，再現廣泛的觸感。 

也有用手指描仿路線時，能夠無縫感覺到階梯的高低不平感或積水的光滑感的演示裝置。

將來也許能夠通過融合疊層壓電振動片與通信技術，用智能手機和平板電腦模擬體驗觸感。 

03 也許可以具備這種功能！疊層壓電振動片的未來

若將上面提到的疊層壓電振動片的兩種觸覺功能“力反饋”與“觸感”組合起來，未來的發展前景如何呢？ 

＜提高汽車駕駛的安全性＞

目前，汽車儀表盤的操作開關，大都處于物理開關被觸控面板取代的趨勢。

向觸控面板轉變，不僅汽車導航儀，音響和空調等操作功能也能集中到一處，優點是可以提高可操作性和可設計性。

不過也有缺點，就是與物理開關不同，無法瞬間辨別按鈕的位置和操作感。

疊層壓電振動片既可消除這一缺點，還能進一步發揮觸控面板的優點。

在觸控面板中裝入疊層壓電振動片，可以通過力反饋識別按鈕的操作感。

而且只要給每個按鈕賦予不同的觸感，即便手摸也能識別按鈕操作感。

＜家電產品的扁平化設計趨勢＞

而且家電產品也跟汽車一樣，只要使用裝有疊層壓電振動片的觸控面板，就能提高可設計性和功能性。

微波爐和洗衣機主要采用物理開關。一方面需要增加按鈕滿足各種菜單功能，另一方面需要追求主體的小型化和可設計性，無法增加按鈕數量，面臨兩難困境。

于是，像汽車的儀表盤一樣，配置再現觸覺功能的觸控面板，即可實現扁平化設計也能提高功能，有望誕生更加時尚的產品。

并且，提高觸感技術之后，也許還會誕生能夠再現點字的“觸覺點字觸控面板”之類的通用設計產品。

不斷發展進步的疊層壓電振動片，屬于應用范圍還有很大擴展空間的一項技術。

不僅可以實現物理開關的可操作性、在游戲中應用，還隱含著根據與各種產品的組合方式產生新解決方案的可能性。