超聲波傳感器用于人機交互，為觸控帶來(lái)二次革命

不久前，騰訊與華碩合作的游戲手機“ROG 游戲手機2騰訊定制版”上采用了超聲波觸控傳感器方案。為此，手機游戲玩家通過(guò)手指按壓邊框即可來(lái)控制游戲中的移動(dòng)、攻擊等操作。這種觸控邊框技術(shù)的提供者是一家初創(chuàng )公司——顯通（Sentons）科技，采用了創(chuàng )新的超聲波傳感器技術(shù)。

顯通科技總裁兼首席執行官李政揚指出：電容式觸摸屏在手機上的應用已長(cháng)達1 2 年之久，局限是觸控范圍沒(méi)法突破屏幕本身。新的超聲波觸控可利用手機的邊框和背部實(shí)現觸控。由于超聲波是一種波紋，可以通過(guò)金屬、塑料、玻璃、木頭等媒介傳導，也可以在柔性屏/柔性介質(zhì)中傳輸，因此未來(lái)的理想狀況是所有設備的表面都可以是交互式的。

顯通科技的推進(jìn)計劃是：2019年主攻游戲手機市場(chǎng)，2020年將進(jìn)軍旗艦型手機市場(chǎng)，之后要進(jìn)入更廣泛、更大量的手機應用市場(chǎng)。未來(lái)，計劃進(jìn)入更多的應用領(lǐng)域，只要是需要人機交互的行業(yè)，顯通科技都愿意去嘗試，諸如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智聯(lián)家居等。

顯通科技的核心技術(shù)是利用了超聲波。超聲波其實(shí)是聲波組成的圖案。一層層的波在表面擴散、反彈，如果有手指碰觸，就像在水紋當中的一個(gè)蜻蜓點(diǎn)水，它會(huì )引起漣漪反彈回來(lái)。接收裝置接收到會(huì )判斷它的準確位置。

顯通科技的方案允許在觸摸屏的表面偵測多個(gè)觸點(diǎn)，波紋反射的復雜程度會(huì )提高，顯通科技會(huì )用特定的芯片來(lái)處理這些信號，讓用戶(hù)很容易感知到人機交互界面上發(fā)生的情況（如圖1）?？梢?jiàn)，基于超聲波的表面波信號處理技術(shù)是顯通科技的核心技術(shù)?！敖?jīng)過(guò)市場(chǎng)和實(shí)踐的檢驗，顯通科技的超聲波傳感器容錯率大，穩定性好?！崩钫P總裁稱(chēng)。

1 游戲手機的觸控按鍵特點(diǎn)

游戲手機2騰訊定制版”中所采用的方案中有顯通定制的超聲波AirTriggers感應模塊，還有表面波處理器。AirTriggers是一組安裝在ROG手機內側邊緣的傳感器，共有6~8顆。這些傳感器將控制臺游戲手柄的肩部按鈕虛擬化，并提供額外的輸入以增強游戲中的交互性（如圖2）。

是軟件定義的，只需輕到5 g的壓力就能激活，同時(shí)也能避免觸碰手機導致的誤觸發(fā)。這種高敏感且有選擇性的控制可通過(guò)簡(jiǎn)單的輕敲或輕掃來(lái)實(shí)現，最終提供更為深入和更具投入感的游戲體驗。

2 手機上的其他應用機會(huì )

過(guò)去12年，觸摸屏主宰了消費類(lèi)電子設備的人機交互界面。不過(guò)遺憾的是，盡管手機一直在變化，人和手機之間的交互卻不能跟上這種變化。

首先，手機屏幕做得越來(lái)越大，這造成一個(gè)困擾——很難再用一只手去操控手機。

其次，進(jìn)入5G時(shí)代之后，手機要能提供更好的體驗，游戲手機就是一個(gè)應運而生的新產(chǎn)品，相信游戲手機在5G時(shí)代會(huì )非常重要。

但是游戲在手機上怎么掌控？因為兩個(gè)拇指在手機上過(guò)多地做各種操作，會(huì )影響玩家去看游戲內容，所以需要在手機上面有更多的操控方式，例如在屏幕之外的邊框。

第三是旗艦機型的要求。旗艦手機追求的是更完美、差異化的外觀(guān)設計，因為手機不僅僅是智能性的，而且現在變成了時(shí)尚的設備。因此要追求更美觀(guān)的外形，其中玻璃一體化的設計則是趨勢。但這樣按鍵就不能存在，如何解決這方面的問(wèn)題？現有的觸控屏是采用電容式觸控技術(shù)，這種技術(shù)本身不能離開(kāi)屏幕，無(wú)法擴展到邊框和背蓋，而且無(wú)法應用于金屬或塑料，難以兼容，所以觸控范圍無(wú)法突破屏幕本身。

顯通科技帶來(lái)可以讓手機上產(chǎn)生更多手勢操作的應用方式。例如其方案不僅能夠帶來(lái)邊框和背蓋的觸摸性操作，甚至在原有的正面觸摸屏上，也能夠帶來(lái)壓力的操作。

因為超聲波的觸摸屏方案操作不只是X、Y軸的2D操作，甚至還可以有壓力，這樣可以帶來(lái)更豐富的人機交互體驗。樣可以帶來(lái)更豐富的人機交互體驗。

3 超聲波虛擬按鍵的應用場(chǎng)景

未來(lái)的按鍵本身不再是實(shí)體的按鍵，而是虛擬的按鍵。在非常小的區域，能夠實(shí)現既替代音量的兩個(gè)調節按鍵（如圖3）。還可變成可滑動(dòng)操作的區域，可以通過(guò)軟件定義這個(gè)區域操作系統切換，方便用戶(hù)單手控制手機。

智能手機的另外一個(gè)重要功能是拍照。手機的拍照體驗希望更趨向于單反相機。眾所周知，單反相機使用時(shí)先按一半是對焦，再按一半才是拍照。未來(lái)手機也可以，先按下去一半對焦，再按一下才是拍照。

據悉，從2019年開(kāi)始，很多國內的手機廠(chǎng)商、可穿戴設備廠(chǎng)商表示出了對顯通科技觸控技術(shù)的興趣?？纱┐髌骷S(chǎng)商認為這一技術(shù)和手表可以有非常完美的匹配，因為按鍵會(huì )影響到手表的防水功能，如果使用這種產(chǎn)品，可取代按鍵以提高防水規格，因而在洗澡、游泳甚至潛水的情況下，都可以佩戴手表。