触摸屏行业新趋势超声波触摸打造人机交互新体验

诺基亚7710手机

早在智能手机市场还属于诺基亚的时代,手机的触摸屏还在使用电阻屏技术。2004年11月,诺基亚推出了可触摸的——诺基亚7710手机,其屏幕采用电阻屏技术。2008年发布的诺基亚5800 XpressMusic也搭载了这项技术,也是首款搭载触控技术的S60平台。

诺基亚5800 XpressMusic

正是诺基亚5800的问世,让消费者知道了“电阻屏”的概念。手机一经推出,就受到无数消费者的追捧,“即时”变成了“街机”。随后,2009年发布的继任者诺基亚5230“发扬光大”了这一荣誉,当年其销量达到1.5亿台。

2007年1月9日,大洋彼岸,美国旧金山马斯科尼会议中心,苹果全球开发者大会正在举行,乔布斯在台上展示了革命性的新产品iPhone。随着手机屏幕在乔布斯指尖顺利滑动,台下观众尖叫起来,为乔布斯和iPhone呐喊。

这款iPhone采用了——电容触控技术,与诺基亚的触控解决方案不同。这项技术的关键是在玻璃衬底的两侧形成电极结构。经过与台湾省触摸屏制造商洪辰无数个日夜的研究,苹果终于开发出了符合要求的电容式屏幕。没有陈虹的“透明玻璃投影电容技术”,划时代的产品iPhone很可能难以生产。也正是这种“电容屏”技术的落地,让乔布斯手中的iPhone改变了世界,带来了更好的触控体验。

经过多年的发展,如今的智能手机产品都搭载了电容式触摸屏技术。如今的智能手机不仅有更好的触控体验,而且屏幕刷新率、功耗和显示色彩都有很大的提升。可以说,在过去的30年里,触摸改变了人们与手机的交互方式,给我们带来了更加便捷的操作体验,让交互更加直接。

看到这一点,很多人肯定会好奇为什么电阻屏技术在智能手机设备上消失了。这就涉及到触摸屏技术难以克服的障碍3354——透光率。

电阻式触摸屏技术

因为电阻屏是一种传感器,它的结构是在PET薄膜和玻璃之间涂上ITO(氧化铟锡)涂层。ITO具有良好的导电性,当触摸PET薄膜时,会向下弯曲。此时,下面的ITO涂层可以相互接触,在这一点上连接电路。然后从传感器传来相应的电信号,通过转换电路送到处理器,通过计算可以转换成屏幕上的X、Y值,从而完成点击动作。

众所周知,玻璃是透光率最好的材料,但由于电阻屏需要物理变形,外层PET膜无法制成钢化玻璃或其他硬质材料。因此无论是耐久性还是透光率都会有很大的光损失,多层结构会加剧光损失的特性。也是因为结构的原因,屏幕结构太多太复杂,不利于做成轻薄的机身,也不符合智能手机的发展方向。

另外,电阻屏在操作方式上需要下很大功夫才能实现触控,操作方式也不是很理想。同时,由于技术问题,无法实现更高的分辨率。由于种种原因,电阻屏已经淡出了个人消费电子领域。

当然,电阻屏由于抗干扰性强,不易误触,在工业领域依然备受青睐。比如工业场景,环境恶劣,容易漂移,不能带手套操作。电阻屏更适合这种复杂的工业场景,可以带手套操作,任何物体都可以触摸,抗电磁干扰能力更强。

随着互联网的快速发展,手机不仅仅被用作移动通信工具。过去打电话、发短信的方式已经被浏览网页、看图片、看视频所取代,这对显示屏的视觉效果提出了很高的要求,其中屏幕亮度是一个非常重要的指标。因为玻璃的高透光率,智能手机产品的显示屏都是玻璃做的。相比之下,电容屏不仅技术非常成熟,而且结构相对简单,更容易轻薄。功能也比电阻屏更强大,不仅可以支持更好的多点触控技术,显示效果也比电阻屏好很多,可以满足多样化的交互需求。

IPhone 6s手机

如今,触摸屏技术也发展缓慢。除了电阻式触摸屏和电容式触摸屏,还有一种新的触摸屏技术,即压敏触摸屏。比如苹果在2015年9月发布的iPhone 6s,就有屏压技术,官方称之为“3D Touch”。通过在显示模块下方增加一层压力传感器,当手指被按下时,屏幕显示模块的轻微变形会有所不同,从而感知力度,从而实现三维触控的新功能。但最终由于“感知能力弱”、成本、软件适配等原因,该功能被取消。

p>超声波触控解决方案,开启智能交互新时代

近些年来触控行业蓬勃发展,进入这个市场的厂商越来越多,技术也在不断发展、完善,新技术也在不断代替旧技术,人类对于触控技术也在不断探索。近日,软件定义智能交互领域的先行者“显通科技”推出了可在大型显示屏和可穿戴设备上实现虚拟控制的超声波触控解决方案,为消费产品的用户体验和用户界面带来创新和变革。


该技术可以使设计人员即使是在最微小的表面上也能实现触控和压力交互,同时,无惧室外复杂环境且防水的交互性,为可穿戴设备解锁了全新的用户体验和功能。发布的两款触控解决方案适用于小型可穿戴设备和大型智能显示屏,小至耳机、智能手表、智能眼镜等,大至15-24 英寸的智能显示屏。

随着越来越多的设备采用触控交互方式,使用场景也变得复杂和多样化,现有的电容式触控方案使用场景局限性越发凸显,仅限于在玻璃屏幕上进行交互,不能应用在金属、塑料等材料上,触控方式很难拓展到屏幕之外的地方。


显通公司的超声波传感原理

而超声波触控技术相对于传统电容式触控技术最大的优势则在于它并不依托于材料本身,不仅可以在屏幕上实施,还可以在金属、木头或者塑料等材质均可实现。通过把超声波信号发射到相应物体上,只要手指轻触其覆盖范围,就可以将超声波反弹,而接收器接收到信号之后,即可精准定位手指位置,并判断手指压力大小。因此超声波触控技术实际上并不受材料限制。

显通科技在2021年12月举办的线上发布会,推出了可在大型显示屏和可穿戴设备上实现虚拟控制的超声波触控解决方案——SDSWave解决方案套件。此次发布的可穿戴解决方案包括:一颗超低功耗和高精度的SNT8255处理器;手势识别引擎,可以精确识别力度和手势来启动虚拟控制操作设备中的应用程序和内置功能。


联想拯救者电竞手机2 Pro

超声波触控方案得到了全球很多手机巨头的支持,在很多旗舰智能手机产品中都可以看到这一解决方案的应用。比如在2021年上半年显通科技与联想拯救者的合作,利用四个超声波肩键让联想拯救者电竞手机2 Pro可以获得类似游戏手柄的操作感觉,即便没有实体按键也可以无缝地实现诸如瞄准、射击、开镜等游戏操作。


图源前瞻经济学人

超声波触控解决方案目前仍然是一项较新的技术,这也意味着它有巨大的市场空间,未来超声波技术势必是大势所趋。根据IDC数据,2015-2020年我国可穿戴设备出货量稳步上升,2020年已达1.07亿台,可穿戴设备需求持续扩大。2021年二季度,我国可穿戴设备中,手表和手环市场占比分别达到26.8%和17.8%,耳戴设备占比则达到55.4%。其中触摸屏运用较多的产品是智能手表和智能手环,根据IDC预测,2021-2024年智能手表及手环全球市场出货量CAGR将分别达到14.3%和2.4%,中国市场也将同步增长,为触摸屏行业带来大量需求。此外,PC、显示器、平板电脑等智能设备仍属增量市场,且规模庞大,超声波触控技术有着很大的拓展空间。

写在最后

在设备多元化的今天,无论是小型可穿戴设备还是大型显示产品,触控似乎已经成为了最直观最自然的交互方式。因此,围绕这些设备而衍生的各种技术创新,对于用户体验的提升不言而喻。触屏技术从过去到现在已经发生了很大变化,从电阻屏到电容屏再到超声波触控屏,触屏技术不断革新,超声波触控技术的出现必将进一步刺激触控领域的发展。在未来,超声波触控技术会为用户带来更多的可能。