TND6198/D 最新電子システムへのハプティクス導入のための包括的ガイド

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TND6198/D

最新電子システムへのハプティクス導入のための包括的ガイド

語‘haptikós’由来

感触関専門用語電工進

歩重要激的野!

"#$期研究 1960

年%&

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見0123!

(456789:

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(CDE日 F0形態

機能)電機GH構成幅広#様I部J搭載

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構特徴W最適思>1用途#"詳細説明

*H目的="#=!(=展開

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#"説明=

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総称f括的用語電機G 時間経過

g#高性能h)進iHMI

要素重要性)高

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端末工<自Zh}盤~

無数野#""#AB広)(H

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HMI 機械

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9+,- 456;御

用HK0拡.=方 j方\

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操="#c感覚2激Hm*)

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/*12!"7z)意=操)

正常=B3H断/23(

\機常開放K1"

(9+,-界市< 現T 02020

年

25.39%

複k年成長率

(CAGR) )期待K1"#期間終>(

年間

298.4p規模

達測K1

発行研究資料2

ハプティクス機能の基礎

般的言mn 次理機能

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P表示K148指H置j45698 Q,7)4569 P8QH登録=続#"関連 y74)¡9,q5¢転送K1 ,q5¢ ~y74H£¤

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振Z運ZH生成)*1&r§D¦

74 適¨pPIC駆Z必要)©(

ハプティクスの実装例

)採用K1"#日常的<面 e

数©( 次&)«1

•

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•

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•

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機G軍¹用途

•

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験[展示Y用*H目的

•

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•

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•

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• 玩À

•

Áb]¥電機G

• TECHNICAL NOTE

www.onsemi.jp

(2)

主な設計考慮事項

現T ©0Â種類e様用途

用K1"#K0採用範Ã)絶 m?拡.="#電¡設計野

様適k必要)©連Ä格}準)

©(実装通常LM)«

1

•

¡応答性H最.h

• 総k的¯_7Å8¢PÆH最小限抑m

• 部JQH抑;

• 電-b5QH最小h

• 高¤頼性:H確Ç ハプティクス・モータのタイプ

HMI

設計現T採用K1"#9¦

749]6_È749¡ ej種類)

©(É& LM((Figure 1 要約)

Figure 1. Different Haptic Motor Types LRA

Reciprocation

Cylinder

Rotation

ERM

Rotation

偏心モータ

(ERM: Eccentric Rotating Mass

、偏心回転質量

) − *4P9¦74

8Ê()©重(2!"Ë転=

重(Z/2!"非対称求心)生成K1

¦74移Z)生

円筒型

− *4P ERM¦74類Ì="#

)¢PÆ)(./j(Í筒[¦7 4 ¢PÆ)./#振ZH起Z

応答)遅j性能影響HÎÏ=

ERM 4P様*23¦74 特耐Ð性Ñ 1"#> ©(CD

リニア共振アクチュエータ

(LRA: Linear Resonance

Actuator) − *10 Òº7(Ó磁石

H用=P0磁界2!"振ZZ

)w(*1 音響¾7½振ZH生ÔÕ

="音H発生KC方法類Ì="#LRA Ö生成K1振Z ×波数P¥7

Å8LRA

9¦7494P(Í筒[ ERM)2(&ej

点)©(*10v5Q 良Ø応答

性H有=

(¡性能H改Ù)小[È8,7 -Ú納/(R7);約K1設計実装

能

)Û牢構造!"(~10H支持最小限補用Ü部構成J=必要©(C D*10属性 LRA+,-)特最新携

帯用機GÝ様最適©*H意Þ=

Figure 2. Schematic Showing Basic LRA Structure

Spring Magnet (Mass)

VCM Coil

ハプティクス・ドライバ・ソリューション

振ZH起*¦74 pP電Ë路駆Z

必要)©(&&9¦7 4駆Z y7Q9yPHY用="行 3*)/=般的 2ß5aà 9]8Hám,5発生GICWâ7yâ9 ]8IC正弦波発生G組Ôk>C)*1該当

=設計,5発生G:7 9pPHY用=<k5a à9]8),5発生G連Z=Õ振幅 Hã幅KCäm"*10pP , 5発生GåäK1方形波電æ,a7

鋭#È5-H滑0役立r*Í 滑hH行>!<k移Z質量)º78³ 衝突~1)©(衝突ç要聴

+PÆ)発生=ÈÒ7)無用浪費K1 機構損èHm(~12!"

Z寿é)短j)ê険性)©(,5発

生GpP¥9Q ,- 高#電-b5

Q&必要(

~方正弦波発生G9pP

,5発生GpPåäK1鋭#

È5- 磁hK1#(滑0応答H ë給=移Z質量 º78³衝突

=振ZH起*=ì=述=

(関連ÜÓ部J点数ãä ej7p9 R7)必要*H意Þ=

従来9pP9¯_7Å8

技術67¡)意識必要)©特定í定

的î面)©* 明0ï導»業界 E 日実装最適hK1

IC¯_

7Å8販ðH開w="#*10 専用

高集積9¦749pP©(

述=y7Q9¯_7Å82(&高

性能

(3)

Figure 3. Schematic Describing Clock Generator Haptic Driver Clock

Generator LRA

Figure 4. Schematic Describing Sine Wave Generator Haptic Driver Sine Wave

Generator LRA

EN

HMI機能 LRA)Y用¦7 4x有ñ振×波数(F_R)等=#×波数駆ZK1

<k最高応答性Z=FRò 要u WZ態)異実際 5 Hzì{Z*

)©(~10 LRA方×Ã温度 LRA)接触="#材料Blmn F_R LRAH搭載=製J)7z手©<

k硬#表面置1"#<k7z º5 Q!"#<kQ50ó0M)!"

#<kB~11状況

異

(

LRA)生成振Z)ç@ 状況駆ZH ./j="振ZHã強駆Z×波数(F_D)H

調整="新

FRòk>C*)/

=)!"FR追従="FD)*1致2 3調整1n2(ô率的(ì=

¦749pP)自身H¦74F_Rk>C*

)/#結果的得01振Z)減少

*1H½7õ 電H消費必要)生

Figure 5. Relationship between F_R & Temperature 0.40

0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00

150 155 160 165 170 175 180 185 190 195 200

Drive Frequency (Hz)

Vibration Force (G)

(4)

Figure 6. Relationship between F_R & Drive Amplitude 1.6

1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

167.0

Vibration Force (G)

1.8

172.0 177.0 182.0 187.0

Figure 7. Relationship between F_R & Orientation 1.4

1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0

167.0

Vibration Force (G)

172.0 177.0 182.0 187.0

Figure 8. Schematic Detailing High Efficiency Haptic Driven by an ON Semiconductor LC89830x

LC898300/1 LRA

EN

(5)

â89q·8¿47 F_DH6_7v8³ 能設計将来!"

â89q·8¿47 高ô率LRApP9 7ÆH開発==*7ÆX8 1 ßPÒ7¥端;御/LC898300 LC8983012¼LC898302 革新的自Z6_

7v8³機能|¦74F_R{hH±映

23F_DH自Z調整能Hám"#

*12!"触感振ZH20%Lã.K C*)/従来式駆Z

¯_7Å82(& ô率的(

*10yP 最小電高:振ZH維

持/¯_7Å8

4ß5ß

追ä部J)必要©対="*10

Figure 9. Functional Block Diagram of LC898300

H−Bridge LRA

VSS RSTB

Drive Signal Generator

POR Register

Settings

OSC

OUT1

OUT2 ENA

SCL SDA

VDD

*10yP 正弦波駆Z法:

振ZH得*)/)Y用電流 >

?80%駆Z電流â8/âa期間Hï 短

縮="*1H行#Õ7ö÷ÔH

対ø)必要聴+PÆ j(ä m"¥7¬機能HY用="振ZH2(迅速4 78âa/*1 ô果幅広

#RQHë給Y用/*H意Þ

="(HMI

設計者新能性H示&

Figure 11¾7電流H90 mA085 mAù

減=2(ô率的波形*2!"正弦波対平ú電流H

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7p9R7û有面積)少j"Ô総部J

Q&ü減/~R7);約 K1Q敏感家電設計 />"重要

*10pP I²CP847abPHY

用23$期設定K1"(成

1

本

OPý~10H478â8/âa/

Figure 10. Drive Profile Comparison − Square Wave & LC89830x Motor

Drive Current

No Contribution to Vibration Power

50% Reduction in the Total Drive Current Current Wave for Square Drive Current Wave for LC89830x Drive

â89q·8¿47 技術者)特定用途最適ICH断H支援様I

種類評þ7pH提ë="#*107

pej 改造/*12(技術者

7pP]ÁQW設計H,Q4P成

製造'¯_7Å8ÿね'最終¯_7

Å8非常近#&H得*)/

(6)

Figure 11. Oscilloscope Plots Showing How LC898300/LC898301 Devices Can Deliver Vibrational Force Equal to Sine Wave Drive Using Much Lower Current

Drive Current

Sine Wave

Vibration Force

±Driver Output

LC898300/LC898301

Figure 12. Improvements to LRA Performance via Automatic Tuning Function No Automatic Tune 181 Hz Drive

Drive Pin 1

< Automatic Tune 181 " 175 Hz Drive

Drive Pin 2 Acceleration

Sensor

結論=" ej携帯用家電製

J工業用;御機G家庭用®7¡機G2¼N 7¡9â7QX7Å89¡組Ô込1"

#*10 Z電機G)希望H

£¤=発生="#潜T的È70Ç護 23~¡a7p5Hë給=

最適h駆Z技術支援K1機能H搭載

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特駆Z×波数6_7v8³)能

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標準的456対応HMI0差thH*

)/â89q·8¿47独自駆Z技術市<競k¯_7Å82 (&.幅電ô率)高j省R7機能

豊富

ON Semiconductor及びONのロゴはSemiconductor Components Industries, LLC (SCILLC)若しくはその子会社の米国及び/または他の国における登録商標です。SCILLCは特許、

商標、著作権、トレードシークレット(営業秘密)と他の知的所有権に対する権利を保有します。SCILLCの製品/特許の適用対象リストについては、以下のリンクからご覧いただけます。www.onsemi.com/site/pdf/Patent-Marking.pdf. SCILLCは通告なしで、本書記載の製品の変更を行うことがあります。SCILLCは、いかなる特定の目的での製品の適合性について保証しておらず、また、お客様の製品において回路の応用や使用から生じた責任、特に、直接的、間接的、偶発的な損害に対して、いかなる責任も負うことはできませ

ん。SCILLCデータシートや仕様書に示される可能性のある「標準的」パラメータは、アプリケーションによっては異なることもあり、実際の性能も時間の経過により変化する可

能性があります。「標準的」パラメータを含むすべての動作パラメータは、ご使用になるアプリケーションに応じて、お客様の専門技術者において十分検証されるようお願い致

します。SCILLCは、その特許権やその他の権利の下、いかなるライセンスも許諾しません。SCILLC製品は、人体への外科的移植を目的とするシステムへの使用、生命維持を目

的としたアプリケーション、また、SCILLC製品の不具合による死傷等の事故が起こり得るようなアプリケーションなどへの使用を意図した設計はされておらず、また、これらを使用対象としておりません。お客様が、このような意図されたものではない、許可されていないアプリケーション用にSCILLC製品を購入または使用した場合、たとえ、SCILLC がその部品の設計または製造に関して過失があったと主張されたとしても、そのような意図せぬ使用、また未許可の使用に関連した死傷等から、直接、又は間接的に生じるすべてのクレーム、費用、損害、経費、および弁護士料などを、お客様の責任において補償をお願いいたします。また、SCILLCとその役員、従業員、子会社、関連会社、代理店に対して、いかなる損害も与えないものとします。SCILLCは雇用機会均等/差別撤廃雇用主です。この資料は適用されるあらゆる著作権法の対象となっており、いかなる方法によっても再販することはできません。

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LITERATURE FULFILLMENT:

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ON Semiconductor Website: www.onsemi.com

TND6198/D 最新電子システムへのハプティク ス導入のための包括的ガイド

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歩重要激的 野!

年%&

見0123!

機能)電機GH構成幅広#様I部J搭載

構特徴W最適思>1用途#"詳細説明

運用面X5QH実現現TY用K

総称f括的用語電機G 時間経過

要素重要性)高

端末工<自Zh}盤~

見C"#456機能H搭載=

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達 測K1

発行研究資料2

ハプティクス機能の基礎

ハプティクスの実装例

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•

•

•

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•

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•

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•

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•

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•

•

TECHNICAL NOTE

主な設計考慮事項

現T ©0Â種類e様用途

•

• 総k的¯_7Å8¢PÆH最小限抑m

• 部JQH抑;

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• 高¤頼性:H確Ç ハプティクス・モータのタイプ

設計現T採用K1"#9¦

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帯用機GÝ様最適©*H意Þ=

ハプティクス・ドライバ・ソリューション

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高集積9¦749pP©(

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TND6198/D 最新電子システムへのハプティクス導入のための包括的ガイド

最新電子システムへのハプティクス導入のための包括的ガイド

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減=2(ô率的波形*2!"正弦波対平ú電流H

用23$期設定K1"(成

種類評þ7pH提ë="#*107

特駆Z×波数6_7v8³)能