對(duì)于熟悉手機(jī)行業(yè)的讀者來(lái)說(shuō),,3D Touch并不是什么新玩意,。例如早在2015年,蘋果就推出了帶有3D Touch功能的iPhone 6S,,給用戶帶來(lái)不同的交互體驗(yàn),。
從應(yīng)用上看, 3D Touch為用戶提供了一個(gè)額外維度的人機(jī)交互界面,,人們可以在支持3D Touch設(shè)備的主屏幕上通過(guò)使用不同的壓力按壓來(lái)得到不同的結(jié)果,。用技術(shù)解釋,則代表著在智能手機(jī)觸控屏上除了有x軸和y軸的移動(dòng)以外,,還有一個(gè)z軸選項(xiàng),,給消費(fèi)者提供更多的選擇。
據(jù)了解,,主流的3D Touch的實(shí)現(xiàn)方式有兩種,。第一種是“電容觸控+force sensor”模式,在這種模式下,,電容觸控負(fù)責(zé)XY量,,force負(fù)責(zé)Z量;第二種模式則全部用force sensor實(shí)現(xiàn)的“force sensor only”方案,。在這種方案下,,通過(guò)多顆sensor+算法實(shí)現(xiàn)XYZ量的識(shí)別。這兩種模式各有各的優(yōu)缺點(diǎn),,如前者用的force sensor數(shù)量少,,所以成本相對(duì)便宜,但適用的場(chǎng)景有限,;后者需要成本較高,,但理論上可以適應(yīng)包括金屬,,厚手套和帶水操作等多個(gè)場(chǎng)景,這是前者所不能做到的,。
毫無(wú)疑問(wèn),,該技術(shù)能夠給消費(fèi)者帶來(lái)前所有未有的新體驗(yàn)。但因?yàn)檫@樣那樣的原因,,3D Touch早些年在智能手機(jī)領(lǐng)域經(jīng)歷了從大熱到遇冷的過(guò)程,。但在從業(yè)者持之以恒的潛心打磨以后,伴隨著技術(shù)的升級(jí)和新應(yīng)用需求的興起,,3D Touch又迎來(lái)了一波新的機(jī)遇,。
從手機(jī)到汽車,3D Touch重返臺(tái)前
有分析師在過(guò)去曾經(jīng)表示,,3D Touch之所以并沒(méi)有一炮而紅,,與它在應(yīng)用上沒(méi)有太多剛需場(chǎng)景有關(guān)。誠(chéng)然,,對(duì)于一個(gè)用戶來(lái)說(shuō),,直接用力按壓app圖標(biāo)執(zhí)行操作,與點(diǎn)擊打開app再執(zhí)行操作雖然有差距,,但這些秒級(jí)的差距也沒(méi)有那么大,。
除此以外,早期3D Touch方案的硬件成本以及其給生產(chǎn)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來(lái)的新挑戰(zhàn)和要求也阻礙了該技術(shù)的發(fā)展,。以當(dāng)年首次實(shí)現(xiàn)3D touch的智能手機(jī)蘋果iPhone 6S為例,。據(jù)了解,為了實(shí)現(xiàn)該方案,,蘋果不得不給手機(jī)帶來(lái)一個(gè)堅(jiān)實(shí)的背板來(lái)承載電容傳感陣列,。同時(shí),考慮到結(jié)構(gòu)變形可能會(huì)讓其靈敏度發(fā)生明顯變化,,廠商也許就必須從結(jié)構(gòu)上做更多的投入和思考,。更重要的是,3D Touch的投入會(huì)帶來(lái)更高的成本,,這就讓不少?gòu)S商望而卻步,。
iPhone 6S的 3D Touch 電容式觸摸傳感器
具體到組件上,如上圖所示,,iPhone 6S的方案除了擁有一個(gè)傳感器外,,還需要一個(gè)額外的控制器。關(guān)于蘋果這個(gè)設(shè)計(jì),,除此以外,,筆者并沒(méi)有獲取到太多的信息,。但有行業(yè)人士指出,,市面上有一些采用“傳感器+MCU”的設(shè)計(jì)不但需要搭配多塊的長(zhǎng)條形的FPC模組,,還要在中框開大孔,不利于散熱,,其功耗和成本也高,。更有甚者,相關(guān)模組是開發(fā)人員根據(jù)項(xiàng)目需求定制的尺寸,,通用性差,。而其壓感材料印刷易導(dǎo)致微裂縫,一致性,、良率不如硅材質(zhì),。
正是在上述種種因素的影響下,3D Touch不如預(yù)期已成為意料之中,。
然而,,進(jìn)入最近幾年,手游市場(chǎng)的逐漸火熱,,又給了這個(gè)技術(shù)一次機(jī)會(huì),。數(shù)據(jù)分析平臺(tái)Sensor Tower于1月11日發(fā)布的預(yù)估數(shù)據(jù)顯示,2021年全球手游市場(chǎng)(包括App Store和Google Play雙渠道,,下同)內(nèi)購(gòu)收入將達(dá)896億,,未來(lái)的增長(zhǎng)速度也是喜人。因此如何抓住這個(gè)機(jī)遇,,就成為了手機(jī)廠商工作的一個(gè)重點(diǎn),。這也是3D Touch重新被關(guān)照的原因。因?yàn)楹推胀☉?yīng)用不一樣,,在游戲操作上,,一點(diǎn)點(diǎn)操作延遲帶來(lái)的結(jié)果是完全不同,而這正是3D Touch所能帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),。
除了手機(jī)市場(chǎng)以外,,智能汽車的興起,也給這種技術(shù)帶來(lái)了新的機(jī)會(huì),。作為近年來(lái)的全球熱點(diǎn)之一,,這個(gè)變革給汽車的設(shè)計(jì)帶來(lái)了翻天覆地的變化,無(wú)論是攝像頭,、激光雷達(dá),,還是車聯(lián)網(wǎng)、車內(nèi)大屏,,這些前所未有的變革正在給汽車使用者帶來(lái)了全新體驗(yàn),。于是,和之前的智能手機(jī)一樣。我們正在從傳統(tǒng)汽車向智能汽車邁進(jìn),,智能表面作為汽車智能化的產(chǎn)物之一,,也引起越來(lái)越多汽車廠商的重視。
眾所周知,,在過(guò)往的汽車設(shè)計(jì)中,,無(wú)論是因?yàn)榘踩€是保守,大多數(shù)汽車內(nèi)部的控制幾乎都是都是使用機(jī)械按鍵來(lái)控制的,。但這在最近幾年新興造車勢(shì)力的倒逼下,,發(fā)生了新的變化。從中控屏開始,,到智能后視鏡,,再到多功能方向盤以及座椅控制,汽車開始引入越來(lái)越多的智能表面產(chǎn)品,,其中需要的關(guān)鍵產(chǎn)品就有force sensor,,以及更多更大的顯示屏,電容觸控,,振動(dòng)反饋,,各種新材料等等。同樣的轉(zhuǎn)變也發(fā)生再電動(dòng)自行車和摩托車行業(yè),,就給相應(yīng)的參與者帶來(lái)了機(jī)會(huì),。
掃清技術(shù)障礙,為未來(lái)做好準(zhǔn)備
站在這個(gè)“新風(fēng)口”的供應(yīng)商,,尤其是面向手機(jī)3D Touch的供應(yīng)商能否取得成功,,就在于他們的人機(jī)接口(HMI)傳感解決方案能否取得突破性的進(jìn)展,這成為了這項(xiàng)技術(shù)能否回到主舞臺(tái)的原因,。
正如前文所說(shuō),,之前的3D Touch方案創(chuàng)存在重重困難。而被Qorvo收購(gòu)的NextInput最近表示,,通過(guò)其極具競(jìng)爭(zhēng)性的方案,,能給行業(yè)帶來(lái)新助力。
資料顯示,,NextInput 成立于 2012 年,,為移動(dòng)應(yīng)用、真正無(wú)線立體聲 (TWS),、消費(fèi),、汽車、物聯(lián)網(wǎng),、機(jī)器人,、醫(yī)療和工業(yè)市場(chǎng)提供基于微電子機(jī)械系統(tǒng) (MEMS) 的傳感器解決方案。NextInput的 MEMS 力度傳感器和紅外 (IR) 檢測(cè)傳感器以其出色的性能取代了按鈕和電容式觸摸解決方案,打造了新的用戶接口可能性,。
2021年五月,,Qorvo宣布完成對(duì)NextInput的收購(gòu)。按照他們的說(shuō)法,,通過(guò)這個(gè)收購(gòu),Qorvo 的 MEMS 技術(shù)產(chǎn)品組合得到進(jìn)一步擴(kuò)充,,公司也能夠利用基于 MEMS 的傳感器加快力度感測(cè)解決方案的部署,。
Qorvo移動(dòng)產(chǎn)品事業(yè)部總裁 Eric Creviston 更是直言:“NextInput 團(tuán)隊(duì)為Qorvo的移動(dòng)產(chǎn)品業(yè)務(wù)帶來(lái)了新生力量,可為現(xiàn)有和新市場(chǎng)上的客戶提供基于 MEMS 傳感器的創(chuàng)新型產(chǎn)品,。NextInput 不但鞏固了 Qorvo 在技術(shù)和產(chǎn)品方面的領(lǐng)先地位,,還為下一代人機(jī)接口解決方案帶來(lái)了新的機(jī)遇?!?/p>
如面向手機(jī)市場(chǎng),,他們就提供了擁有多方面優(yōu)勢(shì)的解決方案,主要就是依賴于其QM98000芯片,。
據(jù)介紹,,這是一顆使用MEMS工藝打造的標(biāo)準(zhǔn)IC,擁有線性度,,一致性和可靠性高等特點(diǎn)擁有自動(dòng)補(bǔ)償校準(zhǔn),、超低功耗以及內(nèi)置溫度傳感器和溫度補(bǔ)償邏輯等特性和功能;其采樣頻率也最高可到1KHz的超快響應(yīng),。值得一提的是,,這顆芯片不但集成了傳感器和模擬前端,無(wú)需MCU,;還擁有極其出色的靈敏度,,可以只用單顆Sensor 的信號(hào)就能覆蓋半屏。再疊加1.33x1.43x0.22mm的業(yè)界最小尺寸封裝,,Qorvo這顆芯片在3D Touch市場(chǎng)極具話題度,。
Qorvo也指出,基于這個(gè)芯片長(zhǎng)條形模組直接替代市場(chǎng)上的現(xiàn)有方案,。其提供的Standoff設(shè)計(jì)更是能將器件保護(hù)在中間,,能夠防止極端情況下碰撞。又因?yàn)橹锌蜷_孔僅露出QM98000芯片,,考慮到該芯片的小尺寸,,這就使得該方案擁有開孔小,利于散熱等特性,。加上其信號(hào)強(qiáng)度支持單芯片覆蓋半屏,,因此該模組距上邊框僅有15mm,符合新一代手機(jī)壓感設(shè)計(jì)要求。
能擁有這樣優(yōu)越的產(chǎn)品表現(xiàn),,這與NextInput過(guò)往的經(jīng)歷有關(guān),。據(jù)了解,他們是3D Touch游戲手機(jī)應(yīng)用的開創(chuàng)者,,而在客戶服務(wù)方面,,除了硬件以外,他們還提供包括軟件,、結(jié)構(gòu),、算法和產(chǎn)測(cè)在內(nèi)的全方位支持。在這樣的方案加持下,,Qorvo的產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到多家個(gè)品牌的智能手機(jī)上,。
乘著這個(gè)氣勢(shì),Qorvo也推出了車規(guī)級(jí)解決方案,。據(jù)了解,,該方案是同類產(chǎn)品中最早通過(guò)汽車行業(yè)AEC-Q100的認(rèn)證以及獲得國(guó)際知名Tier 1廠商PPAP level 3的認(rèn)證,除了超高的品質(zhì),,性能方面在靈敏度,,線性度,超低功耗,,小尺寸方面都是業(yè)績(jī)最高水準(zhǔn),。產(chǎn)品包括傳感器和模擬前端,內(nèi)部集成關(guān)鍵算法,,比如基線自動(dòng)補(bǔ)償校準(zhǔn),、超低功耗控制以及內(nèi)置溫度傳感器和溫度補(bǔ)償邏輯等特性和功能,客戶無(wú)需再開發(fā)信號(hào)轉(zhuǎn)化和處理的算法,,能直接獲取數(shù)字信號(hào)量,。正因?yàn)閾碛辛嗽O(shè)計(jì)如此簡(jiǎn)單且成熟的解決方案,Qorvo能夠輕而易舉地幫助汽車的多個(gè)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)升級(jí),。
具體到實(shí)際應(yīng)用上,,如文章開頭如說(shuō),Qorvo給汽車帶來(lái)兩種不同的實(shí)現(xiàn)方式,。據(jù)介紹,,不同于傳統(tǒng)機(jī)械按鍵的開和關(guān),force sensor能在適當(dāng)?shù)募拇嫫髋渲煤?,?shí)現(xiàn)單一按鍵的多級(jí)觸發(fā)或者通過(guò)檢測(cè)力值去識(shí)別用戶意圖,,真正意義上實(shí)現(xiàn)智能表面的功能,同時(shí)也可以提供整個(gè)系統(tǒng)的功能安全(ISO262622)等級(jí),,尤其是對(duì)于安全功能需求的汽車按鍵,。
Qorvo進(jìn)一步指出,,在汽車應(yīng)用上,”Force sensor only“同樣能支持更多樣化的表面材料(包括金屬),,厚手套以及有水環(huán)境的操作,。“Force sensor + 電容觸控”方案則可以從根本上解決單一電容觸控技術(shù)易被干擾而導(dǎo)致誤觸發(fā)的問(wèn)題,。
截至目前,,Qorvo的產(chǎn)品在全球已經(jīng)獲得超過(guò)20個(gè)汽車品牌的定點(diǎn),其中有10余款國(guó)內(nèi)外汽車廠商已經(jīng)在量產(chǎn),,在未來(lái)幾年會(huì)有越來(lái)越多的采用Qorvo產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外品牌車量產(chǎn),。
從按鍵、按鈕到傳統(tǒng)觸控屏,,人類與設(shè)備的交互方式在過(guò)去十幾年里發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變,。展望未來(lái),,3D Touch必將在這個(gè)交互進(jìn)化進(jìn)程中扮演重要角色,。而Qorvo則勢(shì)必會(huì)成為其中一個(gè)重要推動(dòng)者。
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Qorvo(納斯達(dá)克代碼:QRVO)長(zhǎng)期堅(jiān)持提供創(chuàng)新的射頻解決方案以實(shí)現(xiàn)更加美好的互聯(lián)世界,。我們結(jié)合產(chǎn)品和領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì),、以系統(tǒng)級(jí)專業(yè)知識(shí)和全球性的制造規(guī)模,快速解決客戶最復(fù)雜的技術(shù)難題,。Qorvo服務(wù)于全球市場(chǎng),,包括先進(jìn)的無(wú)線設(shè)備、有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和防空雷達(dá)及通信系統(tǒng),。我們?cè)谶@些高速發(fā)展和增長(zhǎng)的領(lǐng)域持續(xù)保持著領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),。我們還利用我們獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),以推進(jìn)5 G網(wǎng)絡(luò),、云計(jì)算,、物聯(lián)網(wǎng)和其他新興的應(yīng)用市場(chǎng)以實(shí)現(xiàn)人物、地點(diǎn)和事物的全球互聯(lián),。