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TDK, 얇은 촉감의 디바이스 개발
스마트폰용, 빠르게 진동

《키워드》
▶촉각 디바이스: 진동으로 이용자에게 정보를 전하는 전자 부품을 가리킨다. 압전소자(圧電素子)나 모터, 리니어액추에이터(Linear Actuator) 등의 부품을 조합해 진동을 발생시킨다. 스마트폰 화면에 표시된 버튼 등에 손이 닿을 때로 진동을 설정할 경우, 사용자의 조작을 인식할 수 있다. 진동 패턴을 연구한다면,「보들보들」이나「미끌미끌」등의 감촉을 만들어낼 수 있다.

TDK는 두께가 약 0.35mm인 얇은 촉감의 디바이스「PiezoHapt Actuator」를 개발했다. 기존의 촉감 디바이스 대신 사용된다면, 스마트폰 등의 전자기기가 한층 더 얇아질 가능성이 있다. 전기가 흐르고 0.004초 만에 바로 진동하는 특성도 가지고 있다. 3월에 샘플 출하, 5월에 양산 출하를 개시한다.

개발된 촉각 디바이스는 두께 0.1mm의 압전소자와 두께 0.25mm의 금속제 진공판을 겹쳐 만든 구조로, 압전소자에 전압을 가하면 신축 작용이 일어나 진동판이 진동하는 시스템이다. 가동 전압을 조절한다면, 여러 가지 진동 패턴을 표현할 수 있다. 스마트폰 등 전자기기의 유기EL 패널 뒤쪽 등의 탑재를 상정하고 있다.

스마트폰에 탑재되어 있는 기존의 촉각 디바이스는 모터나 「리니어 엑추에이터」라는 부품의 사용으로 두께가 수mm에 달한다. 스마트폰업계는 상품 가치를 높이기 위해 경쟁적으로 슬림화를 추구하고 있어, 촉각 디바이스에도 슬림화가 요구되어 왔다.

지금까지는 압전소자로 사람에게 느껴질 정도의 진동을 발생시키기 위해 압전소자를 두껍게 만들어야만 했다. 가동에 필요한 전압도 높아졌다. TDK는 극히 얇은 전압소자를 겹겹이 쌓아 올린 구조로, 얇아도 사람에게 느껴지는 진동이 발생, 가동 전압도 24V로 낮출 수 있다.

압전소자의 외형 수치는 30mm x 30mm x 0.1mm.「이 정도로 크고 얇은 적층(積層)구조의 압전소자를 만들어내는 것은 쉽지 않다」(개발과의 사카모토(坂本) 담당계장)라고 한다. TDK는 소재에서 제조 설비에 이르기까지 일원화되어 있는 자사의 강점을 살려, 갈라지거나 구부려지는 등의 변형 없이 생산이 가능하도록 했다.

PiezoHapt Actuator의 장점은 모터 등에 비해 얇다는 특성뿐만이 아니다. 반응이 빠르다는 이점도 있다. 통전 후 0.004초라는 짧은 시간 안에 진동을 전할 뿐만 아니라, 통전 시간을 줄여 소비전력을 감소할 수 있다. 모터의 경우, 통전 이후 서서히 회전수가 늘어나기 때문에 진동이 느껴지기까지 시간이 소요된다.

제품화에 앞서, 2016년 10월에 개최된 전자기기ㆍIT(정보기술)의 국제박람회「CEATEC Japan 2016」에서 시작품을 선보였다. 「진동 시에 조금 소리가 들리는  점이 지적되어 개선, 제품화에 이르렀다」(유닛제품과의 키시마(木嶋)계장). 앞으로는 가동 전압을 12V으로 끌어올린 제품 및 웨어러블 기기의 소형화 제품 등의 개발을 추진할 계획이다.

TDK는 압전소자가 사용된 다른 종류의 촉각 디바이스를 개발하고 있다. 두께 2mm 정도의 디바이스에 100V 정도의 전압을 주어 강한 진동을 발생시키는 제품이다. 도로 면으로부터의 진동이 더해지는 자동차 조작 패널 등으로의 탑재를 상정하고 있다.

이와 같이, 특징이 다른 여러 개의 촉각 디바이스를 구비해 자동차에서 스마트폰까지 광범위한 고객의 요구에 대응할 수 있는 체제를 구축해나간다.

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