早在智慧手機市場還屬於諾基亞的年代,手機的觸控屏還在用電阻屏技術。就在2004年11月諾基亞就推出了帶有可觸控的手機——諾基亞7710,其螢幕就是採用電阻屏技術;在2008年釋出的諾基亞5800 XpressMusic同樣搭載了此項技術,它也是首款採用觸控技術的S60平臺。
正是諾基亞5800的問世,才讓廣大消費者知道了“電阻屏”這個概念。手機一經推出,就受到了無數消費者的追捧,“瞬間”成為了“街機”。隨後在2009年釋出的繼任者諾基亞5230更是將這一榮譽“發揚光大”,其當年銷售量更達到了1.5億部。
2007年1月9日,在大洋彼岸的另一頭,位於美國舊金山的馬士孔尼會展中心,正在舉行蘋果公司全球開發者大會,喬布斯在臺上展示全新革命性產品iPhone。隨著手機螢幕在喬布斯指尖流暢的滑動,臺下的觀眾尖叫起來,他們在為喬布斯和iPhone吶喊。
這部iPhone則是採用了與諾基亞不同的觸控解決方案——電容式觸控技術。而這項技術的關鍵是在玻璃基板兩面組成電極結構,蘋果透過與臺灣的觸控式螢幕製造商宸鴻經過無數日日夜夜的鑽研,終於研製出符合要求的電容屏。如果沒有宸鴻的“透明玻璃投射式電容技術”,iPhone這個劃時代的產品很可能會難產。也正是這個“電容屏”技術的落地,才讓喬布斯手中的iPhone改變了世界,帶來了更好的觸控體驗。
經過多年的發展,如今的智慧手機產品均已搭載電容式觸控屏技術。現如今的智慧手機不僅擁有更好的觸控體驗,同時在螢幕重新整理率、功耗、顯示色彩等方面均有了較大提升。可以說,觸控改變了近30年來人與手機的互動的方式,給我們帶來更為便捷的操作體驗,讓互動變得更加直接。
看到這,肯定會有不少人會疑惑,電阻屏技術為什麼在智慧手機裝置上消失了?這就涉及到了觸控式螢幕技術難以跨越的障礙———透光率。
因為電阻屏是一種感測器,其結構就是PET薄膜加上玻璃,在PET薄膜和玻璃之間塗有ITO(氧化銦錫)塗層,ITO具有很好的導電性,當PET薄膜被觸控時它會向下彎曲,這時候下面的ITO塗層能夠相互接觸並在該點連通電路,再經過感測器傳出相應電訊號,經過轉換電路送到處理器,透過計算就能轉換為螢幕上的X、Y值,從而完成點選動作。
眾所周知,玻璃是透光率最好的材料,但電阻屏因為需要有物理形變,所以外層PET膜沒法做成鋼化玻璃或者其它堅硬的材料。故此,無論是耐用性還是透光性都會有很大的光損失,外加多層結構的原因,更是加劇了光損失的特性。同樣是因為結構原因,螢幕結構太多太複雜,並不利於做出輕薄化的機身,也不符合智慧手機的發展方向。
此外,電阻屏在操作方式上需要用較大力氣才能實現觸控,在操作方式上也不是很理想;同時因為技術問題,也無法實現更高的解析度。綜合種種原因,電阻屏已經淡出了個人消費電子領域。
當然,電阻屏因為有著抗干擾性強、不易誤觸等優點在工業領域依然受到青睞。比如在工業場景中環境比較惡劣,很容易發生漂移的現象且不能帶手套操作。電阻屏更加適合這種複雜的工業場景,可以帶手套操作,可以使用任何物體來觸控,抗電磁干擾能力更強。
隨著網際網路的快速發展,手機不僅僅是作為移動通訊工具來使用,過去那些打電話、發文字資訊等方式如今都被瀏覽網頁、檢視圖片、觀看影片等內容所取代,這就對顯示屏的視覺效果提出了很高的要求,這其中螢幕亮度就是一個非常重要的指標。因為玻璃有較高的透光率,所以目前智慧手機產品顯示外屏均採用的是玻璃材質。相比之下,電容屏不僅技術非常成熟,而且結構相對簡單,更容易做保功能上也比電阻屏更強大,不僅可以支援更好的多點觸控技術,特別是顯示效果要比電阻屏好很多,能夠滿足多樣化的互動需求。
如今,觸控式螢幕技術也在慢慢發展,除了電阻式和電容式觸控式螢幕,現在還出現一種新的觸控式螢幕技術,也就是壓感式觸控式螢幕。例如蘋果公司在2015年9月釋出的iPhone 6s手機,就帶有螢幕壓感技術,官方稱之為“3D Touch”。 透過在顯示模組的下方增加了一層壓力感測器,當手指按下後造成螢幕顯示模組細微形變得差異,來感知力度的大小,從而實現三維觸控的新功能。但最後因為功能“感知不強”、成本、軟體適配等原因,最終這個功能被取消。
超聲波觸控解決方案,開啟智慧互動新時代
近些年來觸控行業蓬勃發展,進入這個市場的廠商越來越多,技術也在不斷髮展、完善,新技術也在不斷代替舊技術,人類對於觸控技術也在不斷探索。近日,軟體定義智慧互動領域的先行者“顯通科技”推出了可在大型顯示屏和可穿戴裝置上實現虛擬控制的超聲波觸控解決方案,為消費產品的使用者體驗和使用者介面帶來創新和變革。
該技術可以使設計人員即使是在最微小的表面上也能實現觸控和壓力互動,同時,無懼室外複雜環境且防水的互動性,為可穿戴裝置解鎖了全新的使用者體驗和功能。釋出的兩款觸控解決方案適用於小型可穿戴裝置和大型智慧顯示屏,小至耳機、智慧手錶、智慧眼鏡等,大至15-24 英寸的智慧顯示屏。
隨著越來越多的裝置採用觸控互動方式,使用場景也變得複雜和多樣化,現有的電容式觸控方案使用場景侷限性越發凸顯,僅限於在玻璃螢幕上進行互動,不能應用在金屬、塑膠等材料上,觸控方式很難拓展到螢幕之外的地方。
而超聲波觸控技術相對於傳統電容式觸控技術最大的優勢則在於它並不依託於材料本身,不僅可以在螢幕上實施,還可以在金屬、木頭或者塑膠等材質均可實現。透過把超聲波訊號發射到相應物體上,只要手指輕觸其覆蓋範圍,就可以將超聲波反彈,而接收器接收到訊號之後,即可精準定位手指位置,並判斷手指壓力大校因此超聲波觸控技術實際上並不受材料限制。
顯通科技在2021年12月舉辦的線上釋出會,推出了可在大型顯示屏和可穿戴裝置上實現虛擬控制的超聲波觸控解決方案——SDSWave解決方案套件。此次釋出的可穿戴解決方案包括:一顆超低功耗和高精度的SNT8255處理器;手勢識別引擎,可以精確識別力度和手勢來啟動虛擬控制操作裝置中的應用程式和內建功能。
超聲波觸控方案得到了全球很多手機巨頭的支援,在很多旗艦智慧手機產品中都可以看到這一解決方案的應用。比如在2021年上半年顯通科技與聯想拯救者的合作,利用四個超聲波肩鍵讓聯想拯救者電競手機2 Pro可以獲得類似遊戲手柄的操作感覺,即便沒有實體按鍵也可以無縫地實現諸如瞄準、射擊、開鏡等遊戲操作。
超聲波觸控解決方案目前仍然是一項較新的技術,這也意味著它有巨大的市場空間,未來超聲波技術勢必是大勢所趨。根據IDC資料,2015-2020年我國可穿戴裝置出貨量穩步上升,2020年已達1.07億臺,可穿戴裝置需求持續擴大。2021年二季度,我國可穿戴裝置中,手錶和手環市場佔比分別達到26.8%和17.8%,耳戴裝置佔比則達到55.4%。其中觸控式螢幕運用較多的產品是智慧手錶和智慧手環,根據IDC預測,2021-2024年智慧手錶及手環全球市場出貨量CAGR將分別達到14.3%和2.4%,中國市場也將同步增長,為觸控式螢幕行業帶來大量需求。此外,PC、顯示器、平板電腦等智慧裝置仍屬增量市場,且規模龐大,超聲波觸控技術有著很大的拓展空間。
寫在最後
在裝置多元化的今天,無論是小型可穿戴裝置還是大型顯示產品,觸控似乎已經成為了最直觀最自然的互動方式。因此,圍繞這些裝置而衍生的各種技術創新,對於使用者體驗的提升不言而喻。觸屏技術從過去到現在已經發生了很大變化,從電阻屏到電容屏再到超聲波觸控屏,觸屏技術不斷革新,超聲波觸控技術的出現必將進一步刺激觸控領域的發展。在未來,超聲波觸控技術會為使用者帶來更多的可能。