觸摸屏行業新風向 超音波觸控打造人機互動新體驗

Nokia 7710手機

早在智能手機市場還屬于諾基亞的年代，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，其螢幕就是采用電阻屏技術；在2008年釋出的諾基亞5800 XpressMusic同樣搭載了此項技術，它也是首款采用觸控技術的S60平台。

Nokia 5800 XpressMusic

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”。随後在2009年釋出的繼任者諾基亞5230更是将這一榮譽“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，位于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，喬布斯在台上展示全新革命性産品iPhone。随着手機螢幕在喬布斯指尖流暢的滑動，台下的觀衆尖叫起來，他們在為喬布斯和iPhone呐喊。

這部iPhone則是采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闆兩面組成電極結構，蘋果通過與台灣的觸摸屏制造商宸鴻經過無數日日夜夜的鑽研，終于研制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這個劃時代的産品很可能會難産。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，如今的智能手機産品均已搭載電容式觸控屏技術。現如今的智能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能手機裝置上消失了？這就涉及到了觸摸屏技術難以跨越的障礙———透光率。

電阻式觸摸屏技術

因為電阻屏是一種傳感器，其結構就是PET薄膜加上玻璃，在PET薄膜和玻璃之間塗有ITO（氧化铟錫）塗層，ITO具有很好的導電性，當PET薄膜被觸摸時它會向下彎曲，這時候下面的ITO塗層能夠互相接觸并在該點連通電路，再經過傳感器傳出相應電信号，經過轉換電路送到處理器，通過計算就能轉換為螢幕上的X、Y值，進而完成點選動作。

衆所周知，玻璃是透光率最好的材料，但電阻屏因為需要有實體形變，是以外層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，并不利于做出輕薄化的機身，也不符合智能手機的發展方向。

此外，電阻屏在操作方式上需要用較大力氣才能實作觸控，在操作方式上也不是很理想；同時因為技術問題，也無法實作更高的分辨率。綜合種種原因，電阻屏已經淡出了個人消費電子領域。

當然，電阻屏因為有着抗幹擾性強、不易誤觸等優點在工業領域依然受到青睐。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。電阻屏更加适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，抗電磁幹擾能力更強。

随着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浏覽網頁、檢視圖檔、觀看視訊等内容所取代，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名額。因為玻璃有較高的透光率，是以目前智能手機産品顯示外屏均采用的是玻璃材質。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，特别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。

iPhone 6s手機

如今，觸摸屏技術也在慢慢發展，除了電阻式和電容式觸摸屏，現在還出現一種新的觸摸屏技術，也就是壓感式觸摸屏。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”。 通過在顯示模組的下方增加了一層壓力傳感器，當手指按下後造成螢幕顯示模組細微形變得差異，來感覺力度的大小，進而實作三維觸控的新功能。但最後因為功能“感覺不強”、成本、軟體适配等原因，最終這個功能被取消。

超音波觸控解決方案，開啟智能互動新時代

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，技術也在不斷發展、完善，新技術也在不斷代替舊技術，人類對于觸控技術也在不斷探索。近日，軟體定義智能互動領域的先行者“顯通科技”推出了可在大型顯示屏和可穿戴裝置上實作虛拟控制的超音波觸控解決方案，為消費産品的使用者體驗和使用者界面帶來創新和變革。

該技術可以使設計人員即使是在最微小的表面上也能實作觸控和壓力互動，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适用于小型可穿戴裝置和大型智能顯示屏，小至耳機、智能手表、智能眼鏡等，大至15-24 英寸的智能顯示屏。

随着越來越多的裝置采用觸控互動方式，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局限性越發凸顯，僅限于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。

顯通公司的超音波傳感原理

而超音波觸控技術相對于傳統電容式觸控技術最大的優勢則在于它并不依托于材料本身，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作。通過把超音波信号發射到相應物體上，隻要手指輕觸其覆寫範圍，就可以将超音波反彈，而接收器接收到信号之後，即可精準定位手指位置，并判斷手指壓力大校是以超音波觸控技術實際上并不受材料限制。

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作虛拟控制的超音波觸控解決方案——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；手勢識别引擎，可以精确識别力度和手勢來啟動虛拟控制操作裝置中的應用程式和内置功能。

聯想拯救者電競手機2 Pro

超音波觸控方案得到了全球很多手機巨頭的支援,在很多旗艦智能手機産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，利用四個超音波肩鍵讓聯想拯救者電競手機2 Pro可以獲得類似遊戲搖桿的操作感覺，即便沒有實體按鍵也可以無縫地實作諸如瞄準、射擊、開鏡等遊戲操作。

圖源前瞻經濟學人

超音波觸控解決方案目前仍然是一項較新的技術，這也意味着它有巨大的市場空間，未來超音波技術勢必是大勢所趨。根據IDC資料，2015-2020年大陸可穿戴裝置出貨量穩步上升，2020年已達1.07億台，可穿戴裝置需求持續擴大。2021年二季度，大陸可穿戴裝置中，手表和手環市場占比分别達到26.8%和17.8%，耳戴裝置占比則達到55.4%。其中觸摸屏運用較多的産品是智能手表和智能手環，根據IDC預測，2021-2024年智能手表及手環全球市場出貨量CAGR将分别達到14.3%和2.4%，中國市場也将同步增長，為觸摸屏行業帶來大量需求。此外，PC、顯示器、平闆電腦等智能裝置仍屬增量市場,且規模龐大,超音波觸控技術有着很大的拓展空間。

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産品，觸控似乎已經成為了最直覺最自然的互動方式。是以，圍繞這些裝置而衍生的各種技術創新，對于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音波觸控屏，觸屏技術不斷革新，超音波觸控技術的出現必将進一步刺激觸控領域的發展。在未來，超音波觸控技術會為使用者帶來更多的可能。