芯耀
与非AI
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智能眼镜正在朝着更加轻薄、舒适和智能化的方向发展。对于佩戴者而言，设备越轻巧、操作越自然，使用体验就越好。然而，对于产品工程师来说，在有限的镜架空间内实现丰富的交互功能，却是一项复杂的技术挑战。智能眼镜需要将电池、电路板、天线、扬声器和交互控制组件集成到狭窄的镜架结构中。尤其是镜腿区域，不仅空间有限，用户佩戴后也无法直接看到操作位置。如何让使用者在不依赖视觉确认的情况下，准确感知每一次操作，成为智能眼镜交互设计的重要课题。
触觉反馈技术为这一问题提供了新的解决思路。通过在特定位置产生精准、短促的机械振动，设备能够让用户通过指尖直接感知操作结果，无须频繁查看屏幕或依赖语音提示。本文将介绍触觉反馈为什么适合智能眼镜、传统振动电机在紧凑结构中面临哪些限制，以及微型压电执行器如何凭借快速响应、轻薄结构和局部反馈能力，为智能穿戴设备带来更加自然的交互体验。
看不见的控制区域，如何实现精准操作？
在大多数智能眼镜中，触控区域通常设置在镜腿表面。镜腿宽度往往只有几毫米，内部还需要容纳多种电子元器件。用户佩戴眼镜后，无法直接观察镜腿上的触摸位置，也难以通过视觉判断手指是否已经滑动到目标区域。
当交互功能涉及多个调节档位时，这一问题尤其明显。例如，用户希望调节摄像头变焦倍率或音量大小，就需要知道当前操作已经进入哪个档位。使用智能手机时，用户可以通过屏幕显示确认操作状态。但在智能眼镜上，这种方式并不总是方便。虽然语音控制和手机应用程序能够提供辅助操作，但它们也存在使用限制。在安静的公共空间中，用户可能不希望通过语音发出指令；而在嘈杂的街道上，语音识别也可能受到环境噪声的影响。因此，一种更加直接的方式，是让手指本身成为操作确认的感知媒介。
根据相关元器件厂商发布的展会预告，其曾提出一种面向智能眼镜的触觉变焦技术展示方案。用户只需沿着镜腿上的触控滑条移动手指，就能在经过不同变焦档位时，感受到清晰的触觉反馈。每一个档位都对应一次明确的触觉信号，用户不必查看屏幕，也可以通过指尖判断调节进度。该厂商采用压电技术实现这一效果，并表示这种方式能够提供更加自然的操作体验。需要说明的是，相关描述来自厂商的展前预告，属于技术展示方案介绍，并不直接代表其最终展会效果或产品量产状态。
同一家厂商还曾提出结合增强现实眼镜使用的触觉手套展示方案，其中采用多层压电陶瓷执行器，在指尖等位置模拟物体表面的触感。这意味着，同一技术体系中的微型压电器件，可以承担两种不同的交互任务：安装在智能眼镜镜腿中，为滑动操作提供档位反馈；集成在触觉手套中，为手指提供虚拟表面的触觉感知。这也引出了一个重要的工程问题：当触控滑条没有明显的机械凸起，也缺少能够直接观察的刻度标识时，执行器究竟需要多薄、多快，以及多么精准的局部振动能力，才能让用户清楚地区分每一个操作档位？
为什么传统振动电机难以满足智能眼镜的需求？
目前，智能手机和可穿戴设备中常见的振动执行器主要包括偏心转子电机和线性谐振执行器。偏心转子电机通过旋转偏离中心位置的质量块产生振动；线性谐振执行器则利用弹性结构，使内部质量块沿直线往复运动。这两类技术已经广泛应用于消费电子产品，在许多场景中能够提供稳定的振动反馈。但当它们被集成到智能眼镜狭窄的镜腿结构中时，通常需要面对三个方面的挑战。
1. 空间限制：镜腿内部难以容纳更多机械结构
传统振动电机需要为内部运动质量块预留一定空间，而智能眼镜镜腿本身就十分紧凑。在有限的结构中，工程师往往需要同时布置电池、电路板、天线，有时还需要安装扬声器及其他功能模块。当镜腿宽度仅有几毫米时，额外增加振动电机，不仅会占用宝贵的安装空间，还可能影响整机重量分布、佩戴舒适性和外观设计。因此，执行器的厚度、面积以及安装方式，往往从产品开发初期就必须纳入结构设计。
2. 响应速度：连续档位需要清晰、独立的触觉信号
传统电机依靠运动质量块产生振动，因此从启动到形成有效振动，再到停止，都需要一定时间。以部分线性谐振执行器为例，其启动响应时间可能达到十至二十毫秒，甚至更长，具体取决于器件结构和驱动方式。对于一般的消息提醒，这种响应速度通常能够满足需求。但对于需要连续调节的镜腿触控滑条而言，情况有所不同。当用户快速滑动手指时，每经过一个档位，都希望感受到一次短促、清晰、相互独立的触觉提示。如果执行器响应较慢，前一次振动尚未结束，下一次振动就已经开始，多个触觉信号便可能相互重叠。最终，用户感受到的可能不再是清晰的逐级反馈，而是一段连续、模糊的振动，难以准确判断档位变化。
3. 振动扩散：触觉反馈不应影响整个镜架
传统振动电机依靠运动质量块产生机械振动，这些振动会通过安装结构向周围传播。当电机安装在智能眼镜镜腿上时，振动可能沿镜架结构传递至其他区域，甚至靠近佩戴者的耳部。这种情况不仅可能产生额外的振动噪声，还会削弱原本希望集中在指尖的触觉反馈。用户需要感受到的是触控区域中的一个明确操作信号，而不是整副眼镜产生持续振动。因此，对于智能眼镜而言，理想的触觉反馈应尽可能集中在触摸位置，同时减少不必要的结构振动传播。上述问题并不意味着传统振动电机缺乏价值，而是说明不同技术适合不同的应用场景。随着智能穿戴设备向轻薄化和精细交互方向发展，触觉执行器也需要具备更加紧凑的结构、更快的响应速度和更精准的局部反馈能力。
压电执行器为什么更适合微型穿戴设备？
压电执行器利用压电效应实现机械运动。当压电陶瓷两端施加电压时，材料会产生微小形变。通过控制电信号的变化，可以使压电陶瓷快速发生形变，从而产生所需的机械振动。与依靠旋转质量块或弹性质量块运动的传统电机不同，压电执行器直接利用材料形变产生机械输出，不需要电机转轴，也不依赖传统的旋转运动结构。这一工作原理使压电技术在微型化、快速响应和触觉控制方面具有独特优势。
1. 快速响应：让每一次滑动都有清晰反馈
由于不需要较大的运动质量块经历加速过程，压电执行器能够实现较快的机械响应。部分已公开的压电触觉器件技术资料显示，其响应时间可以达到约一毫秒，甚至更短。实际响应性能仍取决于器件结构、驱动电路以及安装条件。
对于智能眼镜的触控滑条而言，这意味着每一个调节档位都可以对应一次独立、短促的触觉脉冲。当用户连续滑动手指时，执行器能够快速产生并结束相应的反馈，使不同档位之间保持更清晰的触感区分。这种快速响应能力，对于需要连续调节音量、变焦倍率或其他多级参数的交互功能具有重要价值。
2. 超薄结构：适应毫米级镜腿空间
压电触觉执行器可以采用多层陶瓷结构。这种结构通常由多层较薄的压电陶瓷与内部电极交替堆叠形成。由于单层陶瓷厚度较小，在相应设计条件下，可以使用相对较低的电压建立所需电场，从而实现有效的机械输出。与较厚的单层结构相比，多层压电设计能够为器件薄型化及驱动电压优化提供更多可能。
部分商用压电触觉器件的厚度已经小于零点五毫米，能够为安装空间有限的智能穿戴产品提供更多设计选择。对于智能眼镜而言，轻薄的执行器更容易与镜腿内部的电路板、电池及其他组件协调布置，也有利于减少新增功能对整体外观和佩戴舒适性的影响。当然，实际安装还需要考虑器件封装、固定结构以及与外壳之间的配合空间，不能仅凭执行器本体厚度判断是否适合产品。
3. 局部触感：让反馈集中在指尖接触位置
压电执行器能够通过自身的微小形变，在特定安装位置产生机械输出。
例如，将薄型压电片安装在镜腿触控区域下方，当用户触摸该区域时，执行器便可以通过局部振动形成相应的触觉反馈。由于压电器件可以采用较小、较薄的结构，因此有利于实现局部化设计。
配合合理的安装方式、结构隔振和驱动控制，可以使触觉反馈更多地集中在手指接触区域，减少向整个镜架传播的振动。不过，局部触感并非仅由执行器决定。镜腿材料、结构刚度、安装位置和器件固定方式，都会影响实际振动的传播范围。因此，压电触觉系统需要将器件设计与整机结构进行协同优化，才能获得更理想的局部反馈效果。
4. 灵活波形：让不同操作呈现不同触感
压电执行器的另一项优势，是可以通过调节驱动信号来改变触觉效果。短促、快速的脉冲可以产生类似轻微敲击的清晰触感；较柔和、持续时间更长的波形，可以形成相对平缓的点击或按压反馈。通过连续变化的振动信号，还可以模拟特定的表面纹理或滑动过程中的段落感。
对于智能眼镜而言，工程师可以为不同变焦档位设计不同的触觉信号，也可以根据应用需求，为音量调整、功能切换或操作确认提供具有辨识度的反馈。这种灵活性使触觉反馈不再局限于简单的振动提醒，而能够成为传递操作状态和交互信息的重要方式。
5. 驱动与功耗：需要在设计初期同步考虑
尽管压电执行器具有明显的结构与响应优势，但其驱动条件仍然需要在产品开发初期进行规划。智能眼镜通常采用容量有限的小型电池，而部分压电器件所需的驱动电压可能高于电池能够直接提供的电压。因此，系统通常需要通过相应的驱动电路产生所需电信号。
多层压电结构有助于降低部分应用中的驱动电压要求，但并不意味着可以完全省去驱动电路。工程师应在设计阶段同步选择压电执行器和驱动方案，并结合实际触觉强度、工作频率、使用时长和待机要求，评估系统整体功耗。对于电池容量和续航时间受到严格限制的智能穿戴设备而言，执行器、驱动电路和电源管理之间的协同设计尤为重要。
汉得利：面向智能穿戴设备的微型压电触觉解决方案
汉得利专注于压电陶瓷元件及相关器件的研发与应用，可围绕客户的触觉交互需求，提供微型压电执行器的技术支持与定制化方案讨论。
对于智能眼镜和其他穿戴设备而言，不同产品的安装空间、结构材料、反馈位置及目标触感存在明显差异，因此，触觉执行器的设计需要与具体产品结构相匹配。
汉得利在压电陶瓷领域的技术积累，也体现在与高校及关联产业单位共同参与的科研项目中。根据常州市公开发布的二〇二三年度江苏省科学技术奖提名项目名单，“堆叠式低温共烧高灵敏度压电陶瓷传感器关键技术及应用”项目的主要完成单位包括汉得利、南京航空航天大学、江苏理工学院及江苏波速传感器有限公司。这一项目体现了汉得利直接参与压电陶瓷关键技术研发，以及与高校团队开展协同创新的基础。虽然相关成果属于压电陶瓷传感器领域，并非直接针对智能眼镜触觉执行器，但其涉及的多层陶瓷结构与压电器件技术方向，也能够为理解汉得利在微型压电器件领域的研发积累提供参考。
在触觉交互应用方面，汉得利相关产业体系也积累了公开的技术交流与国际合作经验。二〇二四年，汉得利受邀参加宁波华翔集团创新技术大会，展示了基于压电陶瓷的空调面板触觉反馈、中控屏触觉反馈以及鼠标触觉反馈等技术，并与相关团队围绕智能座舱交互开展交流。在海外，汉得利体系相关企业也曾与丹麦哈姆索工程公司、德国格雷武斯公司围绕座椅触觉及交互展示开展合作。这些案例虽然并非智能眼镜产品的直接量产项目，但反映了其相关技术体系在触觉反馈方案、交互体验验证以及跨企业工程协同方面的持续探索，也为微型压电触觉技术向更多可穿戴场景延伸提供了产业应用背景。
微型压电执行器的应用方向
智能眼镜镜腿。
在狭窄的镜腿空间中，为触控滑条和触摸区域提供清晰的操作反馈。通过快速、局部化的触觉信号，帮助用户在不查看操作区域的情况下感知档位变化。
虚拟现实与增强现实设备。
为头戴式显示设备及相关交互配件提供触觉反馈，使用户能够通过振动提示感知按键操作、功能切换和虚拟交互事件。
触觉手套。
在指尖、手掌等位置设置微型触觉执行器，模拟接触、点击及部分表面纹理，为沉浸式交互提供更加丰富的感知方式。
智能戒指。
通过小型、低噪声的触觉执行器，在有限的戒指结构内部提供轻微而明确的触觉提示，适用于通知提醒和基础操作确认等场景。
从器件选择到系统适配的工程支持
每一种可穿戴设备都有不同的结构空间和触觉体验目标，因此，汉得利可以结合客户的实际设计需求，围绕以下环节开展技术交流与方案评估。
执行器选型。
根据目标产品的安装空间、结构形状和所需输出能力，评估适合的压电执行器尺寸、结构及相关参数。
结构仿真。
通过有限元分析等工程方法，评估压电执行器与镜腿、外壳或其他承载结构之间的机械响应关系，帮助设计人员了解振动如何在产品结构中传播。
驱动波形调校。
根据客户希望实现的触感，调整驱动信号的频率、幅度、持续时间及波形，使每一次点击或档位反馈更加符合预期。
样品开发与测试。
根据项目需求讨论样品制作与验证方案，使客户能够在自身产品原型上测试实际触觉效果，并根据反馈进一步优化设计。对于电池供电的微型穿戴设备，续航能力同样是关键因素。汉得利也可以与客户共同探讨低功耗驱动方向，并结合项目开发进度讨论相应的供货规划。
如何开始微型触觉项目的技术沟通？
为了更准确地评估适合的压电触觉方案，建议客户在项目初期提供以下基础信息：
可用空间： 执行器能够占用的长度、宽度和厚度。
安装位置： 计划将器件布置在智能眼镜镜腿、智能戒指、触觉手套指尖或其他区域。
目标触感： 希望实现短促点击、连续档位反馈，还是模拟表面纹理等更复杂的效果。
供电与驱动条件： 当前产品的供电电压，以及是否已经确定驱动电路方案。
功耗预算： 产品能够分配给触觉反馈系统的功耗范围及相关续航要求。
通过这些信息，工程师可以围绕空间限制、器件选择、驱动方式和触觉目标开展更有针对性的讨论，评估标准器件或定制化压电执行器的适用性。
结语：让智能穿戴交互从视觉确认走向指尖感知
智能穿戴设备的交互方式正在不断演进。对于智能眼镜而言，用户无法随时观察控制区域，因此，如何通过触觉确认操作结果，成为提升使用体验的重要方向。
当交互界面缺少实体按键、可见刻度和明显的机械结构时，触觉反馈需要承担更加直接的信息传递功能。这要求执行器不仅足够轻薄，还应具备快速响应、局部输出和灵活控制的能力。
微型压电执行器通过压电陶瓷的直接形变产生机械输出，能够在有限空间内实现快速、精细的触觉反馈，为智能眼镜镜腿触控、增强现实设备和触觉手套等应用提供新的设计可能。
从镜腿上的逐级滑动反馈，到虚拟环境中模拟物体表面的触感，压电技术正在帮助可穿戴设备建立更加自然的触觉交互方式。依托压电陶瓷技术研发与产学研协同积累，汉得利持续探索微型压电器件在不同交互场景中的应用可能，并围绕产品结构、驱动条件和触觉体验开展技术适配。
如果您正在开发新一代智能眼镜、增强现实触觉手套，或其他对结构尺寸与交互体验具有严格要求的智能穿戴产品，欢迎联系汉得利技术团队，获取相关器件资料、讨论评估样品，并围绕具体产品需求开展定制化压电触觉方案交流，共同探索更加轻薄、精准和自然的人机交互体验。
