NDT电容压感触控方案助力FreeBuds Pro

9月10日,华为在全场景新品发布会上正式推出了新一代FreeBuds Pro真无线降噪耳机,这是一款搭载了动态降噪新技术的TWS产品,会随着环境变化进行持续性的调整,而无需用户手动调节。彼时,当所有人都以为“动态降噪”是FreeBuds Pro的唯一杀手锏,余承东又放出了一记大招:“在交互方式上,FreeBuds Pro采用了全新的压感触控技术,通过压力传感器为用户提供智慧交互的能力。”例如,使用者可以按压耳柄调节ANC模式、接听电话或者滑动调节音量等。在笔者看来,这实现了足以媲美AirPods Pro的交互体验。

图1:采用压感触控技术的华为FreeBuds Pro真无线耳机

一直以来,电容触摸以及加速度传感器方案在TWS耳机上带来的“容易误触、操作动作单一、影响体验”等缺点被消费者吐槽不已。终于,2019年10月苹果率先在AirPods Pro上搭载了压力传感器触控方案,“定义”了更为流畅、多维度、自然的交互体验,再加上主动降噪技术,使得AirPods Pro成为了TWS行业的年度“标杆”产品,尽管非苹果系厂商推出了众多TWS耳机,然而均无出其右者。调研机构Counterpoint Research预测,2020年苹果AirPods系列的销量将从2019年的6200万增长至8200万,继续领跑TWS行业。

不难发现,压感触控技术可以大幅提升TWS耳机的交互体验,为OEM厂商带来创新的产品竞争力,华为FreeBuds Pro更是国内市场的第一个吃螃蟹者。从供应链渠道得知,为FreeBuds Pro提供压感触控方案的厂商,正是总部位于深圳的纽迪瑞科技开发有限公司(简称“纽迪瑞科技”或“NDT”)。为什么TWS耳机需要压感交互?压感交互能否成为TWS耳机的标配?笔者有幸第一时间采访到了NDT公司的创始人李灏博士及其华为TWS项目负责人冯钧,一同探讨压感技术如何掀起TWS行业的交互变革浪潮。

NDT赋能国内第一款电容压感TWS耳机

从笔者的亲身经历出发,电容触摸在TWS耳机上的实际体验确实不佳。“这是因为TWS耳机的交互存在一个天然的缺陷,那就是接触面非常小。”冯钧指出,“不同于智能手机、智能手表,这些产品有独立的触摸屏,可以形成X轴与Y轴的交互界面,而且这个交互界面和使用者握持、或是佩戴的接触面是不冲突的,OEM客户可以随意发挥。TWS耳机本身的接触面就小,而且操作区域经常和用户拿取耳机、佩戴耳机的接触位置是重叠的,电容触摸的方式不适用。可以说,针对TWS应用,从产品角度讨论基于X、Y轴的交互界面并不具备优势。因此,结合终端用户的痛点以及OEM客户最直接的需求,NDT压感触控方案顺势而生。”

NDT选择从Z轴的交互入手,因为压感的Z轴分辨率可以不受操作面的影响,能够充分发挥自身的优势,甚至可以通过定义多级的压力值、对应不同的动作,实现更加便捷的人机交互方式。

图2:FreeBuds Pro压感交互功能

不仅如此,TWS耳机的操作还有一个特征,那就是——盲操。使用者在操作时经常看不到耳机,而是大致地感知耳机上的操作位置;本来听歌或者通话中只是想取下一只耳机,电容触摸或加速度传感器方案容易判断为“切歌或切断通话”,导致误操作,体验糟糕。通过加入压力传感器,OEM客户可以设置功能启动的压力阈值,从而达到防误触的效果。压感触控技术还支持“不抬手连续按压”,进一步提高盲操时的准确性。

“凭借直观、快捷、准确等特性与优势,NDT针对TWS应用的压感触控产品成功打入了华为供应链,并率先在FreeBuds Pro耳机上落地量产。”NDT创始人李灏表示,“这是NDT里程碑式的突破,我们供给华为的整个压感模组都是自主设计、并拥有完整的专利产权,是NDT首个进军可穿戴市场的压力传感方案,它所赋能的FreeBuds Pro也是国内TWS第一款可与AirPods Pro媲美的多维度交互的耳机产品。我们很有信心,压感触控技术即将在TWS应用中全面普及!”

检测精度小于1微米,NDT主推三大TWS压感触控方案

事实上,NDT不久前正式发布了三款专用于TWS交互的全新压感触控解决方案,以满足OEM客户不同的耳机设计需求,包括:(1)Micro Load Cell方案;(2)贴合式电容+压感方案;(3)PCB Sensor+弹片方案。

图3:NDT推出专用于TWS耳机的三大压感触控解决方案

据悉,华为FreeBuds Pro所选用的正是“贴合式电容+压感”方案,将二合一模组贴合于耳机手柄内壁即可工作,并通过NDT压感模组检测用户按压耳柄时所产生的微小形变:电容提供位置信号,NDT压感提供线性按压数据,触控更为准确。该方案属于单层结构、即贴即用,拥有易于集成、识别准确的优势。

冯钧告诉笔者:“NDT压力传感器的核心是拥有专利的压阻材料,这个压阻材料可以印刷在很多基材之上,例如FPC或PCB,从而形成一个应变传感器。这个应变传感器贴附在任意的材料结构上,当结构受到按压产生形变,传感器感受形变、产生电信号的变化,再经过后端的模拟与数字电路处理,最终输出按键或压力值信号,并在很大范围内保持线性输出,可实现轻按、重按、多连按、长按等丰富、多维度的交互功能。对于TWS这样接触面小、但有多项功能需求的应用,NDT的压感触控方案十分适用。”

总之,NDT的三款TWS耳机压感触控方案具备高灵敏度、高性能和易于集成的优势。其高灵敏度表现在最低工作压力为30g、最小可感应形变小于1微米(使用者按压耳机手柄表面所产生的微形变);高性能则在于经过1000万次的点击测试,压力传感器的性能一致性仍保持得非常稳定,因此能够帮助终端客户打造可靠稳定、坚固耐用的终端产品。

压感触控或成TWS标配,NDT“IDM模式”助力客户成功

相关数据表明,2020年TWS耳机的全球销量将达到2．3亿件,相较2019年1．2亿件的销量,年增长率超过90%,市场规模急剧扩大。随着苹果、华为等OEM巨头纷纷将压感触控技术落地在TWS耳机上,压感方案赋予的创新且自然、多维度而又直观快捷的交互体验提升、为TWS应用带来了创新、独特的市场竞争力,并逐渐从高端品牌市场向下普及。

图4:2016-2020年全球TWS耳机市场出货量统计情况及预测,数据来源:前瞻产业研究院

李灏总结道:“NDT丰富的产品线布局,能够完美配合客户不同的产品规划。同时,NDT拥有类似‘IDM模式’的优势,从高灵敏度材料的研发、生产,到印刷、模组的集成,以及提供配套的软件算法支持,为客户提供完整的、高度垂直整合的压感触控解决方案,并确保稳定的产品供应。NDT一直致力于为客户降低方案的集成成本、提供高性价比的解决方案,进而帮助客户成功,实现双方的共赢!”