Экраны смартфонов превратят в акустические динамики: первые устройства уже в 2024 году

В 2024 году могут появиться смартфоны, которые воспроизводят звук и вибрацию тактильного отклика с помощью экрана. Об этом заявляет разработчик технологии на сайте IEEE Spectrum.

Современные акустические динамики мобильных устройств и тактильные генераторы имеют несколько проблем. Во-первых, с самими компонентами. Динамики в смартфоне и компоненты тактильного отклика (вибрации) при нажатии пальцем, когда кто-то касается виртуальной кнопки, относительно небольшие. Но они все равно достаточно большие, чтобы ограничить размеры смартфонов. К тому же маленькие компоненты деликатные, выходят из строя во время ударов. Также они нуждаются в отверстиях в корпусе, куда попадает влага или мусор.

Многие проблемы смартфонов решаются сразу, если использовать саму панель дисплея как источник звука и тактильной обратной связи. Технология для этого уже доступна: тонкий пьезоэлектрический преобразователь. До конца этого года он может появиться на мобильных телефонах, ноутбуках и других гаджетах.

Традиционные динамики функционируют, пропуская ток через катушку, который создает магнитное поле, перемещающее магнит вместе с конусом динамика, при этом возникают звуковые волны. Таким механизм ограничивает размеры и физическую выносливость динамика. Тактильные генераторы в телефонах обычно являются линейными резонансными приводами, которые электрически и механически похожи на динамики, но оптимизированы для создания низкочастотных колебаний в твердом теле, а не звуковых волн в воздухе.

Оказывается, из дисплея телефона тоже можно получить как звук, так и тактильную генерацию. Дисплей — это однородная, плоская и достаточно гибкая поверхность. Технология превращения таких поверхностей в акустические устройства существует уже несколько десятилетий.

Пьезоэлектрические преобразователи состоят из крошечных монокристаллов кварца или керамики с двумя присоединенными электродами. Под действием напряжения от электродов материалы физически изгибаются — это называется пьезоэлектрическим эффектом. В зависимости от изменения напряжения вибрации материала могут быть медленными (для тактильной обратной связи), или очень быстрыми, для воспроизведения звука.

Материал пьезоэлектрического преобразователя требует всего лишь 1 мм толщины корпуса по сравнению с несколькими миллиметрами динамиков или линейных резонансных приводов. Поскольку преобразователи прикреплены к панели дисплея, они не нуждаются в отверстиях. Что касается тактильной связи, использование тех же пьезоэлектрических преобразователей устраняет потребность в отдельной электронике и двигателе.

В компании Synaptics считают, что справились с сопутствующими проблемами технологии. Инженеры разработали микросхему, которая содержит малошумный усилитель высокого напряжения и цифровой сигнальный процессор, который расположен на главной плате устройства и управляет керамическим пьезоэлектрическим преобразователем, прикрепленным к задней части дисплея.

В компании ожидают, что к концу 2024 года технология появится на смартфонах, ноутбуках и других портативных устройствах. Ранее Фокус рассказывал, какие еще интересные смартфоны выйдут в этом году.