2019 年感測器博覽會：Neonode 全像觸控系統廣受設計人員青睞

在六月底舉辦的 2019 年感測器博覽會中，展出相當多感測器產品、技術、套件、公版設計以及應用上的概念。此外，STMicroelectronics 還針對感測器的功能提出一些好的建議。現在我想聊聊，我心目中此次展覽的最佳展品：Neonode 的 zForce AIR^TM 感測器。

此感測器是某項展示的一部份，會將「觸控」介面投影到 3D 空間裡 (圖 1)。有趣的是，根本沒有實際觸碰到任何東西。當您伸手去觸碰投影在空間某個點的控制按鈕時，zForce AIR 感測器會偵測觸碰動作，然後系統再依此作出回應。這個展示讓人感到相當不知所措，但也很好玩。

圖 1：在 Neonode 的展示中，顯示器會將全像影像投影到展示盒上方約 5 英吋的空間點。從正面看，該畫面就像一個普通的控制面板介面 (左)；但從旁邊看，控制面板卻不見了 (右)。(圖片來源：TechWire International)

然而，Neonode 不只是好玩而已，也可實現正經的應用。在正經應用中，讓使用者感到不知所措可不好，所以該公司已經有計畫解決這個問題。在深入討論之前，讓我們仔細看看這個展示，然後再來介紹 zForce AIR 及其作用。

他們是怎麼辦到的？

這是一個展示，所以，最好的方法就是用以下影片進行說明。

影片：觀看 Neonode 的 zForce AIR 如何搭載 Asukanet 的特殊塑膠材料，將控制介面投影到 3D 空間裡。(影片來源：TechWire International)

但以下還是概略說明一下。展示盒內有一個一般顯示器。顯示器與展示盒頂呈 45° 角擺放。盒頂覆蓋有 Neonode 合作夥伴 Asukanet (日本東京) 生產的特殊塑膠片。塑膠材料中有許多反射鏡會將影像轉動 45˚，並將來自顯示器的影像匯聚到空間中的特定點，大約在盒子上方 8 英吋的位置。不得不說這很奇怪，從側面沿著水平面看時，就看不到任何東西 (圖 2 右)。

在得知影像的每個像素座標下，此展示會使用 zForce AIR 來偵測使用者是否觸碰直接對應控制按鈕的空間點。

zForce AIR 會發射一串 2 mm 寬的紅外線光束來偵測物體。(圖 2)。接收器會拾取從物體反射的光，再由 Neonode 控制器透過 I²C 或 USB 人機介面裝置 (HID) 設定檔，將位置資訊傳送到主機。下載到主機的專屬軟體，會將手指的位置與投影像素的位置彼此關聯。

圖 2：Neonode 的 zForce AIR 使用反射的紅外線，來偵測手指或任何物體。(圖片來源：Neonode Inc.)

這背後當然還有更多相關技術，可能是 DigiKey 未來會探討的技術主題，但這些技術的最終成果就是這個感測器，可以感測任何物體、判斷物體大小、表面壓力、深度 (3D 空間)、速度和接近度。此感測器可用來追蹤物體，會是個很有趣的應用。

由於這是光學產品，我的第一個疑問就是，有灰塵環境中是否會阻擋光學訊號，以及環境照明會造成哪些影響。Neonode (瑞典斯德哥爾摩) 的經銷暨合作夥伴業務副總裁 Bengt Edlund 表示，此產品可以利用軟體，針對灰塵及其他懸浮微粒，以及環境照明所帶來的影響進行補償。他補充道，作為光學產品，將不會受到電子干擾和強烈 RF 訊號的影響。至於功耗方面，長度大約為 8 英吋的感測器會消耗 146 mW (圖 3)。

圖 3：一串長度約 8 英吋的 zForce AIR 以指定角度嵌入在展示盒中，可偵測螢幕上方約 8 英吋空間內的物體。此感測器串的功耗為 146 mW。(圖片來源：TechWire International)

此技術顯然可作為電容式觸控螢幕的替代方案。如展示所示，只要與合適的夥伴合作，就可以激發有趣的組合。例如，Neonode 正與聲波式觸覺回饋供應商 Ultrahaptics 密切合作，而該公司，產品瞄準汽車市場。一般而言，能夠「感覺」到有觸碰控制按鈕可大幅降低不知所措的感覺，但對駕駛人而言，不用將視線從道路移開，就可確認已經有碰觸到按鈕非常重要。

在醫療應用方面，完全不用觸碰表面則是天大的好消息，因為這可大幅降低病原體傳播的可能性。

結論

若說 Neonode 是 2019 年感測器博覽會中最好的展品顯然過於主觀，因為還有很多其他展示項目值得深入瞭解。然而，在眾多產品中，Neonode 是唯一能讓我在展覽會逛了許久以後，還願意駐足瞭解其工作原理的產品。而且，還不止是我一個人。雖然這並非新技術，但只要找到合適的合作夥伴，就可在工業、消費、汽車和醫療應用領域發揮龐大潛力。