每一次觸摸都是一次人與機器的交互,每一次施壓都完成一次精準控制。
隨著智能化需求不斷升級,我們與系統或機器交互的控制裝置已經發生了巨大變化,更為時尚、直觀的交互界面正在逐步取代傳統的物理按鍵和旋鈕,讓我們的控制指令更加精準、智能。
4月11日下午,Qorvo舉辦了一場媒體日活動。在這場活動中,Qorvo資深客戶經理Renado Lei(雷益民)向大家分享了該公司如何通過一顆小小的傳感器掀起人機交互控制的巨浪。
據Renado Lei介紹,Qorvo在2021年收購了一家創業公司NextInput,從而引入了一項創新產品——Sensor Fusion。這項技術主要應用于人機交互領域,其通過將力轉換為電信號,為各種電子產品提供了一種靈敏、智能的控制方式。
目前,電容式觸摸感測技術是最首要的傳感器技術,它通常內置于顯示屏中,通過手指于玻璃摩擦產生的電容增量來識別操控信息,一般情況下具有卓越的交互效果。但如遇佩戴手套、手指被弄濕,或受到其它環境條件影響時,反應靈敏度就會大打折扣。Renado介紹講到,電容傳感器是在檢測到力后測量模擬信號,但這個信號沒有進行后續的處理。而Qorvo的Sensor Fusion是集成MEMS傳感器、ASIC芯片、軟件和機電一體化結構在內的完整解決方案,能夠排除外界干擾信號,從而對力的感測更加精確。不僅如此,Qorvo力感測器件的靈敏度超過100個單位Gauge factor,且可以支持更厚的材料,這使得它在汽車等對材料要求較高的應用場景中更具優勢。
Sensor Fusion產品由兩部分組成:一部分是采用MEMS工藝制造的Sensor芯片,負責將力轉換為電信號;另一部分是CMOS工藝的ASIC芯片,負責處理模擬電壓信號,包括信號放大、模數轉換以及算法集成,該芯片能夠實時監控并濾除由環境變化引起的信號干擾,確保輸出的信號量反映的是用戶操作的真實Delta量。
Qorvo為客戶提供MEMS Force與ForceGauge兩大系列產品,二者在結構堆疊方式上有著顯著的差異。
MEMS Force系列采用直壓式工作原理,Sensor芯片通過結構材料如硅膠等實現直接接觸。當外界施加力作用于產品表面時,該力直接傳導至Sensor芯片表面,隨后芯片將微小的力轉化為電信號,經過AFE芯片的處理后,最終傳輸至上位機。而ForceGauge系列的工作原理則有所不同,它利用力的輕微傳導使PCB板發生形變,進而產生量化的力度信號。由于ForceGauge系列具備高靈敏度,因此對形變的要求相對較低,僅需納米至微米級的形變即可滿足工作需求。對于客戶選擇哪種傳感器用于產品設計,Renado Lei講到,Qorvo的工程師會綜合考慮客戶的使用場景、結構特點以及材料屬性等因素,推薦最合適的結構堆疊方式和傳感器系列,從而確保實現力的有效傳輸以及力信號質量達到最佳狀態。
與此同時,在軟件層面,Qorvo亦提供全面的支持來幫助客戶實現各種人機交互功能,如按鍵和滑條操作,以調節音量或亮度等參數。通過壓力傳感器,我們還可實現二維和三維位置信息(3D Touch)的精確識別,為用戶提供豐富的操作體驗。
在系統集成方面,Qorvo提供詳盡的堆疊參考設計,并可根據客戶需求進行力學仿真分析,這有助于減少傳感器的使用數量,并評估傳感器的最佳布局與覆蓋范圍。借助力學仿真支持,工程師在設計階段可避免不必要的彎路,從而大幅縮短開發周期。
憑借低耗小巧、靈敏度高以及適應能力強等特點,Sensor Fusion可用于革新智能手機、AR/VR、汽車/兩輪車/u-Mobility、可穿戴設備以及智能家居等多個領域的交互體驗。在智能手機方面,其可應用于邊緣觸控、3D觸控以及屏幕喚醒等功能,新穎的交互方式可為行業創新開闊思路。在車輛設計中,Sensor Fusion將壓力傳感器技術與智能表面相結合,防誤觸碰的特性不僅提升駕駛體驗和行車安全,也進一步豐富了用戶的體驗。在可穿戴產品中,該技術可克服傳統電容式觸摸和滑動操控所帶來的挑戰,達到更輕薄,更簡單的設計體驗。在智能家居應用中,這項技術同樣關鍵,尤其是在防水、防污方面,Sensor Fusion提供的高靈敏度和精確度,可使人機交互更加便捷、智能、流暢。