2015年,苹果在iPhone6s上推出3D Touch,在原有触控交互方式上,增加了按压这一维度,并支持侦测多级压力检测,压力触控技术正式进入人们的视野。2017年HTC、Google陆续在其旗舰机型中集成边框压力触控功能,压力感应技术逐渐成为手机厂商追逐的创新热点。 

压力触控的增加使得手机交互在设计上有更多玩法,比如用户通过重按手机桌面的图标可以弹出快捷键选项。而应用在边框之上,则可实现手机的握持式操作, 实现快速启动相机、语音助手等常用功能,大幅简化交互过程,也更加利于手机的单手操作。交互技术始终是今年来手机厂商关注的焦点,究其原因在于,手机逐渐成为人们必备的生产力工具,手机使用效率的提升有赖于交互技术的创新。

位于美国的人机界面交互开发解决方案设计制造公司Synaptics也推出了ClearForce压力感知触控解决方案,并应用在魅族Pro6和小米5手机上。不过3D Touch和ClearForce无一例外都是电容式压力感应技术,压力变化引起检测极板变形,改变两个压力电容器极板间距,进而引起电容量变化来检测压力变化。

成立于2011年的深圳纽迪瑞科技(NDT)也是一家专注于压力传感器技术的科技公司,其核心技术微压力应变器是在电路板基材上印刷了一种特殊的高灵敏度压阻式柔性材料。在受力产生拉伸或压缩时,电阻值会发生显著变化,因而可以用作压力传感器。

纽迪瑞市场总监张振告诉36氪,他们的核心技术壁垒体现在高灵敏度压阻式柔性材料的研发以及传感器器件的稳定量产上。而对于终端厂商来说,对压力触控方案的核心关注点包括加入压力传感器后的灵敏度、工业设计效果、系统集成难度,以及方案成本。张振告诉36氪,在这四个核心关注点上,纽迪瑞的NDT微压力应变器较电容式压力传感器都有一定优势。

灵敏度方面,NDT微压力应变器的应变系数为传统应变片的5倍,最小激发力50g,压力分辨率15g(1mm玻璃面板)。而从原理上,对比电容式压力传感器的双层极板结构,微压力应变器技术可以直接检测发生在触控面板的微小形变,无需与系统内其他结构部件产生关联,实现独立模组化。这种单层结构的压力感应解决方案极大降低了手机堆叠设计的难度,同时在可量产性和产品可靠性上也可以实现大幅提升,实现压力传感器的即贴即用。这样厂商在整合压力触控功能时既不用牺牲工业设计的效果,工程实现上的难度也大幅降低,可全力聚焦于应用和交互层面的创新。

在成本方面,张振表示,单从传感器的BOM成本相较于电容式压力传感器并没有直接的竞争优势,因此现在也多用于智能手机的旗舰机产品上。不过从整体开发及维护成本来看,NDT微压力应变器不存在电容传感器具有的生产过程一致性难以保证、跌落或者扭曲会改变参数需要重新校准、返修复杂等问题,工程难度更低,稳定性更高,寿命周期更长, 因而具有综合成本优势。

虽然3D Touch带来了一种新的交互方式,但由于新的交互方式用户需要经历较长的学习曲线,,用户教育成本高,甚至很多用户在使用iPhone 6s和后续机型时遗忘了这个功能。基于以上的市场背景,纽迪瑞推出了可以用在手机侧面边框下的压力传感器及边框触控解决方案。张振表示,直观易用是交互技术的核心,而握持是用户操作手机的天然形态,利用传感器感知用户的握持手势,如在抓握手机的侧框时即可启动如摄像头一类的快捷功能,这种交互的学习成本几乎为零,并且作为相机、语音助手等高频应用的交互入口,也更利于用户习惯的养成。边框压力传感器和应用在屏幕玻璃面板下的NDT感压膜技术原理是一样的,区别就在手机边框的结构通常更加坚固,形变会比较小,因此对传感器的灵敏度提出了极高的要求,这也是NDT微压力应变器技术的核心优势。

纽迪瑞现在主要将业务聚焦在手机和家电两个领域。手机客户包括中国、美国、台湾地区等众多国际知名手机厂商。在家电行业的应用多集中在厨房这种多油多水的场景,可实现厨房电器的金属面板触控。纽迪瑞销售副总裁Dale Wedel预期今年纽迪瑞可实现千万级的传感器出货量,明年则可以达到亿级。公司现阶段手机边框压力传感器的产能约为4000万件/年,预期三年后可扩产四倍。而对于未来,Dale表示纽迪瑞的核心产品为压力传感器,交互技术只是其中一个应用,在IoT时代纽迪瑞将有更广阔的应用前景,目前在生物传感器、汽车传感器等领域已取得良好的进展。

纽迪瑞现有员工150名左右,其中技术人员占一半。公司于今年完成了B轮融资,此前的投资方包括东方富海、光量资本、三星风投、合创资本、中芯聚源、中车弘高、中建投等,B轮融资主要用于扩充产能。

看好手机和家电市场,「纽迪瑞」推出“即贴即用”高灵敏度柔性压力传感器

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