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触控压力传感热门 吸引业者竞推触控压感方案

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新款华为Mate S智能手机,即支持Force Sensing功能。Huawei
新款华为Mate S智能手机,即支持Force Sensing功能。Huawei

Apple在2015年推出Apple Watch智能手表、与新款iPhone 6s产品中,即导入可传感手指触按力道的压力触控传感技术方案,连带刺激触控芯片业者积极投入研发相关产品,业界预估新一代压力触控传感模块将扩展触控屏幕设计应用方向,进阶应用将越来越多...

Apple在产品开发一向领先业界潮流,率先将各式新技术方案导入产品设计,例如将大量传感元件、电容式触控屏幕大量导入手机设计,而在2015年推出的Apple Watch、iPhone 6s产品也率先导入可量测触控指压压力传感模块(Force Sensing;又称3D Touch)的技术方案。

Apple 3D Touch技术方案,可透过传感用户手指触按屏幕压力,切换对应人机界面,扩展更多单指操作弹性。Apple

Apple 3D Touch技术方案,可透过传感用户手指触按屏幕压力,切换对应人机界面,扩展更多单指操作弹性。Apple

Force Sensing可透过触压力道,提供系统进阶触控信息,扩展更新颖的人机界面应用。Huawei

Force Sensing可透过触压力道,提供系统进阶触控信息,扩展更新颖的人机界面应用。Huawei

Mate S智能手机透过Force Sensing功能,提供进阶系统压力传感人机界面功能,同时也提供屏幕可充当电子磅秤的附加应用。Huawei

Mate S智能手机透过Force Sensing功能,提供进阶系统压力传感人机界面功能,同时也提供屏幕可充当电子磅秤的附加应用。Huawei

根据市场调研机构IHS预估,以iPhone 6s这类智能手机导入压力触控传感模块相关应用,在2015年预估相关产品出货已有1亿套以上,而2016年相关产品的导入Force Sensing技术的产品数更可望达到4亿套以上,相当于每4支新款智能手机、就有一支配备Force Sensing功能模块。

Force Sensing新技术备受关注  Apple率先导入新品应用

Force Sensing指压压力传感技术受市场关注并导入,已成为一股技术进阶触控升级的新浪潮,除Apple新款智能手机将Force Sensing列为标准配置,衍生在Apple供应链上产生的质变外,其它在Android阵营的手机大厂纷纷摩拳擦掌、跃跃欲试。

前几大智能手机品牌商预计于2016年推出之旗舰机种中,亦跟上潮流抢先搭载Force Sensing技术、与Apple智能手机产品互别苗头,但相较于Apple已在其iOS开发平台与系统中应用Force Sensing技术的3D Touch底层技术支持优势,Google反而在Android系统端与开发平台端的Force Sensing原生支持尚未完善,初期相关硬件在开发整合速度与后续延伸应用,出现硬件功能都准备好了、软件与嵌入式操作系统却仍未完善支持的窘境。

从市场支持Force Sensing或3D Touch技术的产品现况观察,在2015年采内建Force Sensing触控压力传感技术的智能手机,仅有Apple iPhone 6s与华为的Mate S支持触按压力传感,相较于Apple iPhone 6s在iOS系统完整支持3D Touch与在开发者端提供完善SDK资源。

除了在新硬件产品便可享用便捷的3D Touch应用外,第三方应用开发者也可以在自己的产品整合进阶3D Touch应用,反而是采Android系统的Mate S的智能手机,在新指压力传感功能仅有实践Force Sensing为基础的虚拟磅秤功能,也就是说将手机屏幕朝上置放于桌面,就能让手机透过屏幕压力传感检测置放屏幕上物品的重量。

Android支持压力传感动作偏慢 影响新技术导入速度

率先导入Force Sensing技术方案的Mate S智能手机,由于在系统底层、嵌入式系统未有完整Force Sensing技术整合,支持Force Sensing技术的第三方应用程序也几乎没有,导致Mate S智能手机仅有秤重功能的应用,对终端用户的吸引力并不高。

反而是Apple将Force Sensing技术实践应用更为重视,在新版iOS跟开发SDK已做了完整规划、并释出对应开发工具与系统功能,在初期第三方应用软件还未推出前,在支持3D Touch功能的手机或智能手表上,已可在触控屏幕操作上运用3D Touch进阶功能,例如系统判断手指触押力道自动切换该触按操作为开启副选单或是开启对应进阶操作功能。

现在几乎智能移动设备、平板电脑,若是针对中?小屏幕触屏操作人机界面,可以利用Force Sensing技术方案,将原先电容式触控的单击或是点选操作机制,扩展如同鼠标游标般丰富弹性的操控机制,让多触点侦测之外,触控屏幕可以扩展进行更进阶的触点是否被触按、甚至指尖压按力道轻重,都能透过传感机制获取到更丰富的传感操控条件,借此开发更进阶、实用的人机界面设计方案。

现有技术亦可达到压力传感目的 离实作商业化仍有段距离

但Force Sensing技术方案,在业界其实并不是不可取代的技术,就如同iPhone最初推出时即标榜改良电容触控全手指多点侦测方案,让智能手机摆脱触控笔甚至超越电阻式触控的耐用度、灵敏度等特点,赢得智能手机划时代的重要创新关键技术方案,但Force Sensing推出的技术差异点,其实并不明显,而是很隐讳地藏在深度的Ux使用体验中,以新款iPhone来说,必须搭配不同压力触按乎叫出不同层次的操作选单或界面,对已熟悉触控屏幕智能手机的用户来说并非必要功能,况且更隐晦的操作机制除非用户有心尝试试误操作,基本上根本对一般用户在技术更新的体验并不明显,形成可有可无的功能,加上要求性价比、优化领组件成本的市况下,为了增加Force Sensing扩充功能导致的料件成本增加,也可能使得这项技术的扩展速度受阻。

但Force Sensing技术方案也不尽然会此销声匿迹,至少Apple自己的用量便可拱出一个尚具规模的生态系,Force Sensing技术方案后续延伸发展倒不会中断,然而,Force Sensing操作机制在搭配新一代的电容式触屏技术方案时,Force Sensing技术方案可进阶取得触屏压力值的优势反而不是这麽地高,因为透过新一代电容触点传感IC的功能优化,其实也能透过传感点的电容变化微量进行反推可能的手指触压屏幕力道变化。

例如,Google在年度Google I/O技术大会发布的Android N(7.x,代号Nougat)移动嵌入式系统时,已有开发者透过软件设计的途径、搭配预览版的Android N嵌入式系统SDK,实现类似Force Sensing压力传感技术方案的操作人机界面设计,达到近似Apple以Force Sensing压力传感技术建构引以自豪的3D Touch互动机制功能,而透过屏幕本身的触点回馈进行压力力道传感是否具实用性尚不可知,但可以确认的是直接硬件支持下的3D Touch互动人机界面机制,实作效果肯定会比软件模拟的触按压力传感更为精确、实用,但后续触屏压力传感的软件方案仍值得持续注意。

Apple强推压力传感方案  人机界面先进设计持续领先

再从市场面来观察Force Sensing压力传感技术方案的未来发展,在商品端如智能手机、平板电脑,可以想见的是Apple势必会将Force Sensing压力传感列为新机必备功能项目、同时提供完善优化的系统底层支持与第三方开发所需的SDK资源,在发展Force Sensing压力传感应用已在硬件底层、系统与韧体、与开发者关注的开发资源备齐,同时加上每次Apple大量浅白引人注目的广宣包装,势必可建构一由关键零组件、核心技术、系统韧体、开发资源、应用方案完整的Force Sensing压力传感技术方案应用生态系。

反观Google阵营就是完全不同的景象,如投入Force Sensing压力传感技术方案整合的终端产品目前仅华为的Mate S智能手机较为知名,除此之外就没有其他显着的知名产品推出,在终端硬件的部分数量微乎其微,自然也无法激起第三方开发者为此投入研发资源,
扩展相关商业应用。

尤其,在Android阵营并未将Force Sensing压力传感技术方案列为重点发展项目,在释出的预览版系统中并未见深度的整合设计迹象,Google对Force Sensing压力传感的应用动态也未明确表态,Force Sensing压力传感技术方案很可能成为仅有数量极少的硬件产品的行销诉求点之一,但要形成如Apple 3D Touch这麽缜密自产品、硬件、系统与应用完整生态系的条件,可能还要花上更多时间淬炼与整合,短时间并不容易看到结果,这也是为什麽首款支持Force Sensing压力传感的Mate S智能手机,仅有随机搭配实用性有限的数码磅秤App,也未能掀起市场追捧Force Sensing压力传感技术方案热潮。

进阶压力传感导入成本仍高 影响非苹业者新技术导入意愿

而另一观察点在成本方面,目前在智能手机市场市况严苛,除了竞争厂商频频竞推新机抢市,产品的成本架构也成为是否具竞争力的重要关键,目前Force Sensing压力传感技术无庸置疑在Apple产品现已有完整布局,零组件与应用端生态链有Apple封闭系统的基本支持量,在料件成本有一定程度的保证与优势,反而在Android阵营就没这麽乐观,目前导入新机的Force Sensing压力传感设计仍属极少数,如何形成一定程度经济规模,势必需要更多品牌、机型投入整合,搭配系统底层的整合支持,才能在元器件采购端获得更具优势的议价条件,但以目前的市场看来Force Sensing压力传感技术方案在非Apple智能手机应用仍有其成本劣势,更阻却相关厂商投入意愿。

毕竟Force Sensing压力传感仍是智能手机的一项重要进阶技术方案,以Apple端出的3D Touch应用或许周边衍生应用尚不算是亮眼,至少也铺陈出未来产品的一项技术优化方向,以技术实现的角度检视,触控芯片要提供进阶触控压力传感其实扮演实作上的关键重点,触控芯片需整合底层的韧体,再搭配可传感压力的电极设计,透过繁复验证与优化后,才能整合出相对精确的压力传感能力,由于整合工作跨芯片、系统与手机设计三方,实作上的难度相当高。目前在芯片方案已有STMicroelectronics、FocalTech、Synaptics等已具备压力与触控传感方案,未来也会有更多业者投入。


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