苹果如何死磕这个小小零部件,让你手机震动爽到极致?

2019-11-06 21:52:41  

最近vivo发布了它的新旗舰nex 3。这款手机使用了一个弯曲度惊人的“瀑布屏幕”,它从手机的两侧缠绕到中间框架。因此,vivo取消了传统的侧按钮,并使用压力触摸+振动马达的组合来实现接近物理按钮的效果。根据相关数据,该电机为直线振动电机。今年发布的大多数旗舰安卓手机都配备了水平直线电机。安卓手机越来越重视振动反馈。

然而,早在几年前,iphone就已经做出了出色的振动反馈。当时,安卓阵营普遍不太重视这种体验。

手机的振动反馈主要由手机的振动电机决定。目前,市场上最常见的振动电机分为三种类型:转子电机(erm)、直线电机(lra)和压电电机(piezo)。

转子电机的振动原理与DC电机相似。电磁感应原理用于驱动电机中心的转子旋转。转子电机的中心是一个偏心转子。当电机被驱动旋转时,偏心转子将产生离心力,这将使电机轻微位移,从而产生振动。

转子电机依靠旋转产生振动,在Y轴和Z轴都能感觉到,但旋转方向是不可控的,所以转子电机的振动没有方向感。此外,由于旋转过程中的惯性,连续振动时会有明显的延迟感,振动感觉不太好,功耗相对较大。转子电机本身的体积也相对较大,这将占用手机更多的内部空间,并影响手机机身的尺寸。然而,因为制造过程简单,转子电机更便宜。

(iphone 5上使用的转子电机)

直线电机是由弹簧、磁块和线圈组成的弹簧系统。弹簧将线圈悬挂在直线电机内部。当电流通过线圈时,会产生磁场。线圈连接到磁体上。当流经线圈的电流改变时,磁场的方向和强度也会改变。当质量在磁场中移动时,人们可以感觉到振动。

根据不同的振动方向,直线电机也分为横向直线电机(xy轴直线电机)和圆形直线电机(Z轴直线电机)。至于xyz轴,可以用空间直角坐标系来解释。下图相当于手机平放在桌面上的样子。当人们面向桌面看手机时,xy轴直线电机的振动方向平行于桌面的前、后、左、右振动,而Z轴直线电机在桌面上下垂直振动。

Z轴直线电机看起来像一个圆形按钮,所以也被称为圆形直线电机。这种直线电机具有较小的振动行程、较弱的力和较短的持续时间。当然,虽然振动感觉得到改善,但也不是特别好。此外,圆形线性电机相对较厚,实际上增加了电话机身的厚度。然而,与转子电机相比,圆形直线电机仍有更好的经验。

(iphone 4s上使用的圆形直线电机)

横向直线电机可沿X轴和Y轴振动,振动方向可控,功耗较低,振动行程较长,响应速度快,可进行非常精细的振动反馈,功耗较低。同时,横向直线电机的扁平形状也有助于减小手机机身的厚度。

(iphone 6上的横向直线电机)

然而,水平直线电机的成本比普通直线电机高得多。虽然扁平的形状减小了厚度,但是它的体积并不小,并且将占据手机电池的空间。此外,对水平线性度的相应算法支持也需要较长的调整周期。

转子电机和直线电机在手机上最常见。此外,另一种全新的电机——压电电机也开始受到关注。

压电马达由压电陶瓷材料制成。当向压电陶瓷施加电压时,材料会变形,并且通过这种变形会产生振动。压电电机响应速度更快,能形成高精度触觉振动反馈,能局部产生振动,振动强度比转子电机和直线电机更强,振动感觉更真实。功耗也非常低。

压电陶瓷分为单层和多层压电陶瓷。单层压电陶瓷的变形需要高压驱动,这在目前手机上是无法实现的。多层压电陶瓷只需要较低的电压,但成本相对较高。由于一系列技术问题,压电马达仍然难以在手机中广泛应用。

许多人认为安卓手机的振动反馈不如苹果手机是完全可以理解的。回顾手机振动电机的发展过程,不难发现苹果在这方面走得最远。

除了在iphone 4s中途使用直线电机之外,iphone从第1代到第5代都使用转子电机。当时,安卓阵营的手机基本上使用转子电机。在2014年9月9日发布的iphone 6和iphone 6 plus上,苹果开始使用长水平直线电机。

iphone 6s和iphone 6s plus于2015年9月9日发布,这一系列iphone使用3d触摸,一种压敏触摸屏技术。这项技术使用苹果的taptic引擎解决方案。在苹果的优化下,振动电机清脆的振动终于引起了用户的注意。有了丰富的3d触摸操作方法,人们发现他们可以用一个小小的振动反馈玩很多把戏。

2016年9月7日,在苹果新发布的iphone 7和iphone 7 plus上,物理主页按钮被取消,苹果使用振动电机模拟物理按钮的振动反馈。虚拟键的振动体验可能会失真,用户几乎忘记中间键不能被按下。

(iphone 6s plus上的taptic引擎)

iphone卓越的振动反馈吸引了消费者的注意力,安卓阵营逐渐注意到了直线电机。小米6、1+5旗舰手机和2017年发布的其他安卓手机都声称使用直线电机。然而,这些手机都使用圆形直线电机。虽然振动体验有所改善,但与iphone的清爽体验仍有很大差距。

直到2018年2月,三星的新旗舰galaxy s9作为安卓的王者,一直使用圆形直线电机。同年5月,魅族发布了15系列,最终使用了与iphone相同的水平直线电机mengine,在振动反馈方面达到了与iphone相当的体验。

自2018年以来,许多制造商已经开始使用水平直线电机。截至2019年上半年,魅族16s、1+7pro和oppo rneo 10X变焦版等主要手机制造商的旗舰手机基本上使用了水平直线电机,安卓阵营的手机终于开始重视手机的振动反馈。

然而,经过多年的技术积累,苹果在硬件使用和软件培训方面都有丰富的经验。刚刚开始重视振动反馈的安卓手机,仍然需要更加努力地实现甚至超越iphone的振动反馈体验。这是可以理解的,毕竟,安卓制造商对苹果卓越的振动反馈漠不关心。

手机振动反馈是一种非常重要的体验。无论是软件交互还是信息提醒,优秀的振动反馈都能让用户感受到它的使用。然而,一直与苹果保持同步的安卓阵营在这件事上并不活跃。可能有几个原因:

消费者对体验越来越挑剔,手机市场的竞争也越来越激烈。安卓手机制造商终于开始研究细节,希望通过改善用户体验来留住更多消费者。振动反馈作为用户体验的重要组成部分,最终受到了制造商的重视。

安卓和苹果之间的差距正在逐渐缩小。随着时间的推移,安卓手机的振动反馈甚至可以超过苹果的水平。然而,苹果对用户体验的意图并不容易克服。苹果公司还花了大量精力来改善和实现业内最好的振动体验,而安卓手机通常忽略这一点。最微妙的是真正的封印。相比之下,已经赶上科技的安卓阵营在用户体验方面还有很长的路要走。

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