触摸屏行业新风向 超声波触控打造人机交互新体验

Nokia 7710手机

　　早在智能手机市场还属于诺基亚的年代，手机的触控屏还在用电阻屏技术。就在2004年11月诺基亚就推出了带有可触控的手机——诺基亚7710，其屏幕就是采用电阻屏技术；在2008年发布的诺基亚5800 XpressMusic同样搭载了此项技术，它也是首款采用触控技术的S60平台。

Nokia 5800 XpressMusic

　　正是诺基亚5800的问世，才让广大消费者知道了“电阻屏”这个概念。手机一经推出，就受到了无数消费者的追捧，“瞬间”成为了“街机”。随后在2009年发布的继任者诺基亚5230更是将这一荣誉“发扬光大”，其当年销售量更达到了1.5亿部。

　　2007年1月9日，在大洋彼岸的另一头，位于美国旧金山的马士孔尼会展中心，正在举行苹果公司全球开发者大会，乔布斯在台上展示全新革命性产品iPhone。随着手机屏幕在乔布斯指尖流畅的滑动，台下的观众尖叫起来，他们在为乔布斯和iPhone呐喊。

　　这部iPhone则是采用了与诺基亚不同的触控解决方案——电容式触控技术。而这项技术的关键是在玻璃基板两面组成电极结构，苹果通过与台湾的触摸屏制造商宸鸿经过无数日日夜夜的钻研，终于研制出符合要求的电容屏。如果没有宸鸿的“透明玻璃投射式电容技术”，iPhone这个划时代的产品很可能会难产。也正是这个“电容屏”技术的落地，才让乔布斯手中的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均已搭载电容式触控屏技术。现如今的智能手机不仅拥有更好的触控体验，同时在屏幕刷新率、功耗、显示色彩等方面均有了较大提升。可以说，触控改变了近30年来人与手机的交互的方式，给我们带来更为便捷的操作体验，让交互变得更加直接。

　　看到这，肯定会有不少人会疑惑，电阻屏技术为什么在智能手机设备上消失了？这就涉及到了触摸屏技术难以跨越的障碍———透光率。

电阻式触摸屏技术

　　因为电阻屏是一种传感器，其结构就是PET薄膜加上玻璃，在PET薄膜和玻璃之间涂有ITO（氧化铟锡）涂层，ITO具有很好的导电性，当PET薄膜被触摸时它会向下弯曲，这时候下面的ITO涂层能够相互接触并在该点连通电路，再经过传感器传出相应电信号，经过转换电路送到处理器，通过计算就能转换为屏幕上的X、Y值，从而完成点选动作。

　　众所周知，玻璃是透光率最好的材料，但电阻屏因为需要有物理形变，所以外层PET膜没法做成钢化玻璃或者其它坚硬的材料。故此，无论是耐用性还是透光性都会有很大的光损失，外加多层结构的原因，更是加剧了光损失的特性。同样是因为结构原因，屏幕结构太多太复杂，并不利于做出轻薄化的机身，也不符合智能手机的发展方向。

　　此外，电阻屏在操作方式上需要用较大力气才能实现触控，在操作方式上也不是很理想；同时因为技术问题，也无法实现更高的分辨率。综合种种原因，电阻屏已经淡出了个人消费电子领域。

　　当然，电阻屏因为有着抗干扰性强、不易误触等优点在工业领域依然受到青睐。比如在工业场景中环境比较恶劣，很容易发生漂移的现象且不能带手套操作。电阻屏更加适合这种复杂的工业场景，可以带手套操作，可以使用任何物体来触控，抗电磁干扰能力更强。

　　随着互联网的快速发展，手机不仅仅是作为移动通讯工具来使用，过去那些打电话、发文字信息等方式如今都被浏览网页、查看图片、观看视频等内容所取代，这就对显示屏的视觉效果提出了很高的要求，这其中屏幕亮度就是一个非常重要的指标。因为玻璃有较高的透光率，所以目前智能手机产品显示外屏均采用的是玻璃材质。相比之下，电容屏不仅技术非常成熟，而且结构相对简单，更容易做薄。功能上也比电阻屏更强大，不仅可以支持更好的多点触控技术，特别是显示效果要比电阻屏好很多，能够满足多样化的交互需求。

iPhone 6s手机

　　如今，触摸屏技术也在慢慢发展，除了电阻式和电容式触摸屏，现在还出现一种新的触摸屏技术，也就是压感式触摸屏。例如苹果公司在2015年9月发布的iPhone 6s手机，就带有屏幕压感技术，官方称之为“3D Touch”。 通过在显示模组的下方增加了一层压力传感器，当手指按下后造成屏幕显示模组细微形变得差异，来感知力度的大小，从而实现三维触控的新功能。但最后因为功能“感知不强”、成本、软件适配等原因，最终这个功能被取消。

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。