致敬华为，NDT电容压感触控方案助燃FreeBuds Pro一往无前

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！”