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台睿精工VCM多元应用 掌握手机触觉回馈商机

  • 尤嘉禾

台睿精工零倾角对焦马达、双镜头模块与LRA产品展现坚实的竞争优势。
台睿精工零倾角对焦马达、双镜头模块与LRA产品展现坚实的竞争优势。

智能手机品牌大厂对于外观、材质与造型间的取舍,持续纠缠着各自阵营的设计部门,不断绞尽脑汁与上穷碧落下黄泉般的找寻新创意。

这几年的趋势见识到从大尺寸、无边框到全屏幕的设计,加上原本的双镜头、指纹识别、IP68等级的抗水防尘的密闭式设计,以及3D传感的人脸识别,皆成为主力品牌旗舰机上市的重要卖点,未来的智能手机走向无按键与零插孔的一体成形的简约洗鍊造型,已经是迟早的事了,这些重要的手机功能的改革,通常也是新技术与新创企业之所以鲤跃龙门的重要契机。

台睿精工总经理刘锦松看好VCM多元应用,启动高成长趋势。

台睿精工总经理刘锦松看好VCM多元应用,启动高成长趋势。

科技不外乎人性,从人体感官需求来做为手机新功能的创意,是最易引起消费者共鸣的优秀设计,除了美轮美奂的显示品质与照相功能之外,在智能电子装置上使用微型马达模拟触觉反应是设计者所追求的一波新型态的应用,这种在玻璃面板上模拟出完美的触控式按键的手感,取代传统机械式按键的不稳定、易故障与不耐用的零件,让智能手机迈向完美的境界,又向前跨出一大步。

台睿精工(Topray MEMS Inc.)是一家专精于音圈致动器(Voice Coil Motor;VCM)微机电马达的厂商,其目前两大主力产品线,包括线性震动马达LRA(Linear Resonant Actuator)与单/双摄零倾角自动对焦马达,在海峡两岸的智能手机供应链已崭露头角,总经理刘锦松(Ryan Liu)先生接受访问,对于使用音圈对焦马达与线性马达所开发的应用,朝向广泛与多元化的拍照享受与人类触觉模拟的发展方向,感到非常的乐观。

他看到愈来愈广泛的微机电马达的应用范例,随着越来越多样化的智能电子装置,配合物联网(IoT)与人工智能技术的普及化,在大幅度改善人类的生活方式的同时,也追求着更好的消费者体验与创造无与伦比的临场效果,这种将人体感官的享受,整合到智能手机或是健康医疗等级的穿戴式装置上的趋势,利用不断提高的精致的使用情境,营造出一股让竞争对手望尘莫及的差异,是各大品牌全力以赴的推动力。

台睿看到VCM的大机会,起步很早,从早期的光盘机读写头(Pick Up Head)的市场就积极开发关键的应用,今天则紧密的切入到智能手机上的应用,刘锦松锁定三个重要的应用作为台睿未来成长的主轴与方向,也就是用在视觉、触觉与听觉的微机电马达的应用,将更多属于人类细腻幽微的直接感受,利用VCM马达的技术,整合到市场上的应用。

单/双摄零倾角对焦马达帮助摄像模块厂迎战组装的对位考验与挑战

视觉的应用上首推智能手机的双镜头照相功能的整合应用,其所强化的拍照功能,已经创造出智能手机一个能与专业镜头实力匹敌的应用,今天所发展的双镜头的设计,模拟人类双眼的效应,开启手机上可以捕捉3D立体影像的新纪元。

刘锦松观察到双镜头的发展趋势,随着镜头本身的分辨率不断地提升,镜头与光学传感器(Image Sensor)之相对倾角(Tilt angel)必须越做越小,以满足影像品质要求的精密度,他进一步解释双镜头设计要求,首先,两镜头间之物理光轴需要维持平行,第二,镜头物理光轴需要垂直于光学传感器,这同时造成双镜头模块的组装面临严苛的挑战。

双镜头的同步对位调整,随着镜头分辨率不断的推升,对位的精密度不断攀升之下,产能的瓶颈是首当其冲的关卡,连带也对整体镜头模块制造的品质产生冲击,由于两个镜头都是藉由对焦马达的带动而调整焦距以执行拍摄需求,目前主流的作法是采用精密的六轴调整对位的制程机台,这种称为Active Alignment(AA)的机台,由于需要处理的参数与条件众多,通常购买机台的资本支出与其每分钟能调整的镜头的产能总数,影响智能手机的组装制程与产品良率,遂成为组装厂多方角逐的重点。

刘锦松特别提到零倾角对焦马达的产品可用来解决智能手机的双镜头组装的问题,台睿利用当初在设计蓝光DVD读写头所发展的对位调整的光机电技术,开发出免AA制程之单/双摄零倾角对焦马达,此一创举可使摄像头模块厂大幅降低生产成本及提升良率。

刘锦松自豪的表示,使用AA机台的每小时的产出约350颗的镜头组装,但是使用台睿的双镜头零倾角对焦马达产品,一小时的产出可以高达1100颗以上,至少可以提高3倍的产能,而且可以大幅度省掉AA机台的资本支出的成本,但是更令人惊艳的是零倾角对焦马达所表现的稳定度远比AA机台调整再用固定胶的镜头来的好,在长远的效益上,对手机品牌厂而言,更是产品品质与口碑的关键保障。

LRA模拟触觉体验  打造爱不释手的使用者体验

利用线性振动马达(LRA)之水平振动和精密的控制演算法,产生让使用者惊艳的「触觉反馈」的感受,是目前取代智能手机上的机械式按钮的重要手段,这是台睿锁定的另一个重要产品线,台睿认为:未来在线性振动马达技术不断再精进的引领下,智能手机甚至不再需要任何机械式按键,而手机全防水的目标也将更容易达成。

刘锦松坦言一开始接受这个挑战是因应大陆品牌手机厂的严苛规格的要求而来,这个线性马达体积必须是竞争对手的三分之一,价格更只能是别人的一半以下,而且需要耐震200万秒(约4亿次)的寿命,犹有甚者,最重要的是消耗功率必须小于30mW以符合手机电池消耗的规范。

为了达成这个要求,工程团队前后做过一百多个设计与模拟,从LRA弹片形状与双逆磁磁路的特殊设计中,找出一个最佳组合,并申请国际专利加以保护,刘锦松自豪的表示,其工程团队在VCM与LRA的设计已经做到了极致。

线性振动马达除了应用在手机上,在其他领域的应用目前也是在方兴未艾的阶段,举例来说,日本的游戏机业者已经在其游戏机所使用的游戏手把上采用线性振动马达,利用震动回馈的手感,成功带领使用者大幅度感受身历其境的体验,这个功能搬到手机之后,线性振动马达更会随着影片或游戏 app上的画面和影音震动起伏,让手机有着同步相应的触觉回馈震动效果,产生一种奇妙的临场感的效应,更能模拟实际的场景与情境,许多玩家已经被这样子的触觉革命所「电到」,而有爱不释手的新体验。

目前台睿所提供触觉马达已经开启与大陆智能手机主流品牌的合作契机,除了供应LRA马达之外,也扩充到提供整体解决方案(Total Solution),这是台睿独自研发的特殊专利,包括控制马达的电子驱动线路与相关的软件,让客户可以更轻松使用台睿的LRA马达,完成各种触觉的模拟。

目前因应愈来愈多的大陆品牌手机大厂的量产需求,已经在东莞地区设厂,以符合客户供货的殷切需求,由于手机大厂的需求量大,所以台睿的制程设备的全自动化生产线的设计,是台睿一开始就大量投资的重点,这是刘锦松在创业的艰辛过程中所学到的宝贵的一课,他并期许台睿能在两年之后,完成股票上柜的里程碑,希望台湾的VCM的产品能在世界占有重要的一席之地。


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