Екрани смартфонів перетворять на акустичні динаміки: перші пристрої вже у 2024 році

В цьому році можуть з'явитися смартфони, які відтворюють звук та вібрацію тактильного відгуку за допомогою екрану. Про це заявляє розробник технології на сайті IEEE Spectrum.

Сучасні акустичні динаміки мобільних пристроїв та тактильні генератори мають кілька проблем. По-перше, з самими компонентами. Динаміки у смартфоні та компоненти тактильного відгуку (вібрації) під час натискання пальцем, хтось торкається віртуальної кнопки, відносно невеликі. Але вони все одно достатньо великі, щоб обмежити розміри смартфонів. До того ж маленькі компоненти делікатні, виходять з ладу під час ударів. Також вони потребують отворів у корпусі, куди потрапляє волога чи сміття.

Багато проблем смартфонів розв’язуються одночасно, якщо використати саму панель дисплея як джерело звуку та тактильного зворотного зв’язку. Технологія для цього вже доступна: тонкий п’єзоелектричний перетворювач. До кінця цього року він може з’явитися на мобільних телефонах, ноутбуках та інших гаджетах.

Традиційні динаміки функціонують, пропускаючи струм через котушку, який створює магнітне поле, що переміщує магніт разом з конусом динаміка, при цьому виникають звукові хвилі. Таким механізм обмежує розміри та фізичну витривалість динаміку. Тактильні генератори в телефонах зазвичай є лінійними резонансними приводами, які електрично та механічно схожі на динаміки, але оптимізовані для створення низькочастотних коливань у твердому тілі, а не звукових хвиль у повітрі.

Виявляється, з дисплея телефона теж можна здобути як звук, так і тактильну генерацію. Дисплей — це однорідна, плоска та достатньо гнучка поверхня. Технологія перетворення таких поверхонь на акустичні пристрої існує вже кілька десятиліть.

П’єзоелектричні перетворювачі складаються з крихітних монокристалів кварцу або кераміки з двома приєднаними електродами. Під дією напруги від електродів матеріали фізично згинаються – це називається п'єзоелектричним ефектом. Залежно від зміни напруги вібрації матеріалу можуть бути повільними (для тактильного зворотного зв’язку), або дуже швидкими, для відтворення звуку.

Матеріал п’єзоелектричного перетворювача вимагає всього лише 1 мм товщини корпусу в порівнянні з кількома міліметрами динаміків або лінійних резонансних приводів. Оскільки перетворювачі прикріплені до панелі дисплея, вони не потребують отворів. Щодо тактильного зв’язку, використання тих самих п’єзоелектричних перетворювачів усуває потребу в окремій електроніці та двигуні.

У компанії Synaptics вважають, що впоралися із супутніми проблемами технології. Інженери розробили мікросхему, яка містить малошумний підсилювач високої напруги та цифровий сигнальний процесор, який розташований на головній платі пристрою та керує керамічним п’єзоелектричним перетворювачем, прикріпленим до задньої частини дисплея.

У компанії очікують, що до кінця 2024 року технологія з’явиться на смартфонах, ноутбуках та інших портативних пристроях. Раніше Фокус розповідав, які ще цікаві смартфони вийдуть цього року.