超聲波技術(shù)構(gòu)建觸摸界面

Ultrasound tech builds touch interfaces

無(wú)論材料是什么，無(wú)論材料厚度如何，總部位于加州的創(chuàng)業(yè)公司UltraSense Systems聲稱，可以將任何表面變成用戶界面。

如果任何表面——家門、汽車儀表盤、烤箱玻璃——都能變成用戶界面呢？機(jī)械按鈕將消失，電子設(shè)備將是防水的。這是UltraSense Systems，Inc.的雄心壯志，這是一家新成立的公司，其超聲波傳感器技術(shù)旨在為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代創(chuàng)造新的觸摸體驗(yàn)。

UltraSense Systems（加州圣何塞）推出了據(jù)稱是芯片上最小的超聲波傳感器，可通過(guò)任何材料和任何厚度的材料進(jìn)行觸摸和手勢(shì)。其最初的產(chǎn)品被稱為TouchPoint和touchpointz，目前正在進(jìn)行抽樣調(diào)查，預(yù)計(jì)在2020年將被納入多個(gè)消費(fèi)和工業(yè)設(shè)備中。

拆卸機(jī)械按鈕

UltraSense匯集了Invense前高管。新公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官莫·馬格蘇德尼亞（Mo Maghsoudnia）和首席商務(wù)官丹·戈?duì)?#xff08;Dan Goehl）在InvenSense共事了大約6年，并見證了該公司的IPO。當(dāng)時(shí)，Maghsoudnia是技術(shù)和全球制造的副總裁，而Goehl是全球銷售的副總裁。

當(dāng)TDK公司于2017年5月以13億美元完成對(duì)InvenSense的收購(gòu)時(shí)，Goehl又呆了15個(gè)月。然而，馬格豪德尼亞卻離開了，轉(zhuǎn)而從事醫(yī)學(xué)超聲。Goehl告訴《電子時(shí)報(bào)》：“發(fā)現(xiàn)需要一段時(shí)間才能起飛，于是想出了用超聲波作為觸摸用戶界面的想法。”。“這才是UltraSense的真正起源。”

創(chuàng)建于2018年4月的UltraSense現(xiàn)在正從隱形模式中走出來(lái)。由于智能手機(jī)市場(chǎng)是一個(gè)高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，把移動(dòng)手機(jī)作為其主要關(guān)注點(diǎn)。Goehl說(shuō)：“采用速度相對(duì)較快，推出5G技術(shù)，特別是毫米波5G技術(shù)，是在合適的時(shí)機(jī)打入市場(chǎng)的。”。

作為這一過(guò)程的一部分，企業(yè)家查閱了聯(lián)系人名單，利用了人際網(wǎng)絡(luò)，開始推銷理念。“所有的手機(jī)制造商都樂于接受，但表示，想做的第一件事就是更換機(jī)械按鍵。”隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)，這一要求變得更加合理：“對(duì)于毫米波5G技術(shù)，手機(jī)的工業(yè)設(shè)計(jì)將不得不改變，因?yàn)?G的手機(jī)將有24個(gè)天線，“這些天線必須能夠在玻璃和金屬材料下工作。

通過(guò)所有材料感應(yīng)

最近，用戶與智能手機(jī)、智能家電和其任何滲透到日常生活中的設(shè)備的互動(dòng)方式發(fā)生了變化。數(shù)字已經(jīng)取代了機(jī)械，虛擬按鈕和表面手勢(shì)的發(fā)展正在加速。

UltraSense的傳感器不受濕氣、污垢、油和乳液的感應(yīng)，聲稱能夠通過(guò)任何材料和任何材料厚度（包括金屬、玻璃、木材、陶瓷和塑料）進(jìn)行觸摸感應(yīng)。

當(dāng)被問及任何物理障礙時(shí)，歌爾說(shuō)限制將是空氣和電力。“設(shè)計(jì)了第一款節(jié)能產(chǎn)品。專注于移動(dòng)環(huán)境，可以通過(guò)5毫米厚的鋁，5毫米的玻璃或2毫米厚的不銹鋼，這是最密集的金屬。”繼續(xù)說(shuō)：“理論上，隨著明年的產(chǎn)品和其產(chǎn)品的上市，電力不是問題。可以順利通過(guò)20毫米的實(shí)心鋁。”

談到超聲波技術(shù)本身，Goehl說(shuō)：“正在通過(guò)材料傳輸超聲波束，正在尋找表面聲阻抗的變化。當(dāng)反射回傳感器時(shí)，可以看到并解釋為中度或重度觸摸。”進(jìn)一步解釋道：“當(dāng)輕觸時(shí)，指紋紋線內(nèi)仍有空氣，但當(dāng)用力按壓時(shí)，指紋的紋線會(huì)因表面材料變形而消失。越用力，看到的反差就越大。”
如果用戶把智能手機(jī)放在口袋里怎么辦？會(huì)不會(huì)意外觸發(fā)傳感器？Goehl解釋說(shuō)，風(fēng)險(xiǎn)很小，因?yàn)椤澳軌蚶斫廨斎氩牧喜⒕芙^。”在布料材料的情況下，“設(shè)計(jì)了超聲波信號(hào)以在空氣中消散，因此當(dāng)手機(jī)在口袋里時(shí)，當(dāng)與布料材料摩擦?xí)r，可以拒絕這種圖案。”以及許多其圖案。

立即采樣

UltraSense的接觸點(diǎn)不超過(guò)筆尖（光學(xué)LGA封裝中為1.4×2.4×0.49mm），被描述為芯片上最小的超聲波傳感器。在常開模式下功耗小于20uA，可以獨(dú)立于產(chǎn)品的主處理器運(yùn)行，所有的算法處理都嵌入在傳感器中。可以作為一個(gè)獨(dú)立的電源按鈕用于喚醒觸摸感應(yīng)，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的觸摸啟動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品，并作為一個(gè)多功能用戶界面使用一系列的點(diǎn)擊，保持和滑動(dòng)。

片上傳感器基本上由ASIC和MEMS傳感器組成。Goehl指定的ASIC包括微控制器、低壓差分、存儲(chǔ)器和模擬前端。MEMS傳感器是一種壓電微機(jī)械傳感器（PMUT）。Goehl說(shuō)：“這是方法，但可以同時(shí)使用GlobalFoundries和TSMC來(lái)制造傳感器和整個(gè)芯片傳感器。”。

現(xiàn)在取樣，芯片上的接觸點(diǎn)傳感器已經(jīng)準(zhǔn)備好批量生產(chǎn)了。“今天有幾項(xiàng)設(shè)計(jì)上的勝利，手機(jī)制造商圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)了手機(jī)，以證明這一理念。看到其中一些將在2020年下半年投入生產(chǎn)。”

按計(jì)劃執(zhí)行

展望未來(lái)2-3年，Goehl說(shuō)看到了強(qiáng)大的吸引力，不僅僅是銷售傳感器，還包括銷售多功能用戶界面。從移動(dòng)和消費(fèi)領(lǐng)域開始，UltraSense看到了汽車領(lǐng)域的前景，“與幾家汽車供應(yīng)商就各種應(yīng)用進(jìn)行了大量概念驗(yàn)證”

表示，在汽車領(lǐng)域，還可以尋求其途徑，并在UltraSense的技術(shù)與其觸控界面（包括觸感式觸控界面系統(tǒng)）之間找到協(xié)同作用。例如，“可以使用其材料并提供更大的觸摸區(qū)域。”

UltraSense并沒有進(jìn)入處女地。Goehl說(shuō)，應(yīng)變計(jì)傳感器供應(yīng)商Sentons和force touch傳感器供應(yīng)商N(yùn)ew
Degree Technology等少數(shù)幾家公司已經(jīng)存在多年，“但技術(shù)非常不同。”。與具有工業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)限制（如材料厚度、集成復(fù)雜性和生產(chǎn)校準(zhǔn)時(shí)間）的應(yīng)變計(jì)、力觸和聲表面波解決方案不同，UltraSense聲稱其接觸點(diǎn)解決方案提供了最小的集成工作量和幾秒鐘的生產(chǎn)校準(zhǔn)。“好在今天市場(chǎng)已經(jīng)成熟；也許幾年前還不是時(shí)候。”

如今，UltraSense只雇傭了20多人，但Goehl說(shuō)，這是一種招聘模式。“將在明年和2021年提高產(chǎn)量，對(duì)產(chǎn)品路線圖有一些很好的設(shè)想。需要工程師來(lái)執(zhí)行計(jì)劃。”

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的超声波技术构建触摸界面的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。