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非接触式屏幕传感器解锁智能手机使人机交互更高效 来源：高分子科学前沿•作者：高分子科学前沿• 2019-12-29 09:13 • 次阅读 • 个评论智能人机界面（HMI）是人与电子设备之间交换信息的重要介质。触摸屏传感器作为最重要的HMI设备之一，已广泛应用于各种电子产品中，电容式传感器是触摸屏中最常用的方法，在当前的智能手机中得到广泛应用。但是，电容式传感器操作取决于手指与屏幕之间的接触，只能检测有限的手势，如触摸和滑动等，这极大地限制了人类手部动作的可能性和多功能性。如果不需要接触动作，并给人的手部动作更多的自由度，则可以识别更多种手势，同时，非接触感测方法可以改善操作体验的舒适性和手部卫生。因此，亟需具有非接触操作模式的屏幕传感器来解决常规电容式触摸屏传感器的诸多限制。
近期，郑州大学的毛彦超副教授报道一种非接触式屏幕传感器（TSS），能够通过人体自然携带的电荷在非接触模式下识别各种手势，并进一步开发了智能非接触式屏幕控制系统，通过非接触式操作模式解锁智能手机。首次提出了以人体自身摩擦电参与非接触式感应的概念，以开发用于智能电子产品的下一代屏幕传感器。它可以改变人们操作电子产品的方式，为用户带来更大的自由度，使人机之间的交互变得更加高效和引人入胜。 TSS单元的基本结构 如图1所示，研究人员通过化学气相沉积法在Cu箔上生长一层石墨烯（GR）；随后，将PMMA层旋涂在石墨烯表面；然后，将Cu箔腐蚀以形成PMMA/GR结构。 同时，将PET基板涂覆在ITO层上；通过激光蚀刻将ITO层制成正方形框；然后，通过ITO/PET吸附PMMA/GR；随后，用丙酮将PMMA层腐蚀，即可获得具有GR/ITO/PET多次结构的传感器单元。 图1. TSS制造工艺图 TSS的工作机制 由于TSS基于单层石墨烯和PET的基板，如图2所示，其轻巧、灵活和透明的特性使TSS可以轻松集成到智能个人电子设备的屏幕中。配备了TSS的智能手机可以在非接触模式下运行，图2b显示了由十个传感器单元组成的TSS装置，每个单元都具有GR/ITO/PET的多层结构。 TSS的运行方式是非接触式的，其工作原理是基于摩擦起电和静电感应。由于脚底与地面之间的摩擦起电效应，人体通常带负电荷，当手指以非接触方式在TSS顶部移动时，由于静电感应，TSS表面上的电荷分布将发生变化，然后在电路中产生信号。 图2. TSS结构和性能图 TSS的非接触式手势识别 图3、4显示了TSS可以在非接触模式下通过手指操作以生成相应的电信号，并且可以根据不同类型的手势产生相应的电信号，因此有望将识别手势的类型扩展为新一代的屏幕传感器。 图3. TSS的非接触手势识别 图4. TSS的非接触信号识别 智能非接触式屏幕控制系统 TSS的非接触式工作模式可以大大改善电子屏幕的操作体验，并使屏幕更加卫生。研究人员进一步开发了智能非接触式屏幕控制系统。如图5所示，研究人员设计了一个智能手机解锁界面，数字0–9分别对应于10个TSS传感器单元。 研究人员将密码预设为1679，当手指按顺序输入密码时，传感器单元在特定位置产生电信号，智能手机界面即可如图6所示的非接触式操作成功解锁。这表明了TSS在开发用于智能电子产品的下一代屏幕传感器方面的巨大潜力。 图5. TSS在智能非接触式屏幕控制系统中的应用 图6. 非接触操作模式解锁智能手机界面演示 本篇文章中，研究人员开发了非接触式屏幕传感器，可以通过人体电荷来识别非接触操作模式下的各种手势，并进一步开发了智能非接触式屏幕控制系统，能够通过非接触式操作实现智能手机界面的解锁。我们相信，这项技术将在智能人机交互领域得到更加广泛的应用，有望改变人们操作电子产品的方式！ 责任编辑：gt智能座舱人机交互模式的未来发展趋势随着智能座舱AI算力的提高，沉浸式交互使得交互指令的输入方式更加类人化，同时交互的发起方也不再仅限于人类。通过多种传感器的支持，座舱可主动发起交互，让驾乘人员感受到座舱的主动关怀，使驾乘体验更温暖2022-01-06 10:05:502281DFRobot柔性非接触式液位传感器的介绍柔性非接触式液位传感器是一种非接触式柔性电容液位传感器。采用独特的柔性基材，具有弯曲特性、轻薄特性。自带耐温防水3M背胶使其可以轻易的附着在容器表面。2021-12-10 15:10:281249嵌入式人机交互研究与设计”、“自然和谐”的交互方式已经成为人机交互学的基本理念。另一方面，进入二十一世纪以来，基于嵌入式的数字化产品在全球范围内得到了突飞猛进的发展，产生了许多形态各异的嵌入式设备，如PDA、智能手机、机顶盒等等2021-08-04 13:12:033基于游标模型的非接触式手势交互方法基于游标模型的非接触式手势交互方法2021-06-27 11:38:587多场景下的智能手机人机交互动效设计体验综合探讨。通过智能手机经典动效交互的案例研究。分析了多场景下的人机自然交互的动效设计体验，探讨了基于用户对智能手机动效设计的需求来建立相应的人机自然交互系统的理论与方法。在实际中的应用表明，所提出的动效设计2021-06-21 17:03:5919自然人机交互中的智能输入自然人机交互中的智能输入说明。2021-05-19 09:45:485LG推出采用FPC的触摸式指纹传感器FPC1035的安卓智能手机V10今天LG宣布推出采用FPC的触摸式指纹传感器FPC1035的安卓(Android)智能手机V10。与这款智能手机有关的2015年已收及预期2021-03-25 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17:00:40124305对人机交互的概念的理解_人机交互的基本概念人机交互从广义上讲，就是全社会生态系统的智能化识别；从狭义上讲，3D显示器、、视网膜显示器、动作识别、仿生隐形眼镜、第六感技术和体感系统等都是人机交互在不同阶段的发展形态。2018-01-11 16:38:0016966基于STC12单片机的智能点菜机的人机交互设计本文主要介绍了基于STC12单片机的智能点菜机的人机交互设计，智能点菜系统采用现在流行的TFT液晶显示技术和电阻式触摸屏技术完成顾客与点菜机器的信息交互，SD卡中存储要显示的图片信息。智能点菜机的人机交互设计包括点菜终端和接收终端的液晶屏幕的控制驱动显示和触摸屏模块的校准和驱动。2017-12-21 19:31:322167Synaptics与一家前五的手机品牌合作，全球首款面向智能手机的屏幕指纹传感器可大规模量产 系列光学屏幕指纹传感器的大规模量产。Synaptics Clear ID 屏幕指纹传感器专为全面屏智能手机设计，仅在需要时智能地唤醒显示屏。Clear ID的识别速度快于其他生物识别技术，如3D面部识别2017-12-13 14:16:466862 ST传感器采用接近检测解决智能手机意外断线光电感应技术减少电话断线[ 35%的美国智能手机用户每星期至少遭遇一次手机断线问题，有些断线是由于意外挂断造成的]，同时实现创新的人机交互方式。 VL6180采用一项突破性的接近检测技术，能够非常精确且可靠地检测智能手机与用户之间的距离。现有技术通过测量反射光的光量来估算距离2020-09-25 00:20:0164智能手机常见传感器图解大全智能手机常见传感器图解大全2017-12-03 19:50:072 人机交互：一个被忽视的重要领域数百名关心人机交互的师生聆听中国人机交互杰出学者系列讲座第一场报告会。 鼠标、键盘、浏览器、触摸式屏幕 在许多人还对人机交互一词备感陌生的时候，这些人机交互技术的标志性产物早已经渗透到了我们2020-09-24 09:49:02110智能手机传感器及微控制器的工作原理和应用案例罗姆（ROHM）集团旗下的LAPIS Semiconductor面向智能手机市场开发出了可用更低耗电量综合控制各种传感器的、世界最小级别的低功耗微控制器ML610Q792。最近，在手机中智能手机所占2017-11-20 11:38:291人机交互解锁屏的设计。由于智能设备的输入大部分采用电容式触摸屏技术，为防止用户将设备贴身出现误操作等一系列异常情况的出现，因此，在移动智能终端系统中设计实现解锁屏功能十分必要。通过对众多解锁屏软件的分析，当前该功能主要通过预设2017-11-11 15:09:472智能传感器将为物联网（IoT）带来怎样的改变？麦姆斯咨询：在物联网的世界里，MEMS传感器是用户与围绕在我们身边的众多设备之间的人机交互“顶梁柱”，诸如智能手机、可穿戴设备、机器人和无人机。然而，使设备能够感知并且联网，根本不足以实现物联网的宏伟承诺。2017-10-19 14:27:475788人机交互系统界面设计方案解析的播放按键，大至飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室。本文将为您介绍几种人机交互系统及人机交互界面的设计方案。 基于ARM的信号发生器人机交互系统设计 本文以Hynix公司生产的HMS30C7202工业级处理器作为控制器，以矩阵键盘作为2017-10-16 16:45:590非接触式手势控制和显示屏管理高性能模拟IC和传感器供应商奥地利微电子公司日前发布新的智能传感器系列，集成包括手势检测和Mobeam条形码仿真技术在内的六大传感器功能。TMG399x产品系列非常适用于智能手机、平板电脑以及当今市面上许多其他消费类电子产品的非接触式手势控制和显示屏管理。2017-09-12 19:12:293使用传感器构建智能手机医疗应用程序插件美国的FCC开始监管可以将智能手机转变为医疗设备的应用程序。本文着眼于这一举动的意义和如何使用新的传感器打造智能手机附加的医疗应用程序如心电图或血压测量压力传感器模拟前端。2017-06-12 14:25:368在飞外网居中人机交互的方式有哪些？21世纪，随着物联网技术的不断发展，各类飞外网居产品在生活中越来越多，而人们对飞外网居人机交互便捷性、高效性的要求也越来越高，人机交互成为了科学研究的重中之重。目前，已经落地的飞外网居人机交互方式有哪些。2017-04-30 17:21:115668未来PC的两个明显趋势：人机交互方式的变革和涨价眼睛追踪技术可能很快成为新一代智能手机、笔记本和桌面显示器的标配，为人机交互方式的重大革命奠定基础。晶圆是制造各种芯片的基础，它的涨价意味着什么，大家应该都懂……手机已经开始涨价了，PC估计也不远了。2017-02-22 14:58:12521汽车智能驾驶舱深度报告：人机交互正如智能手机前夜的“诺基亚”每一轮 IT 创新由终端创新开启，而终端创新又以人机交互创新为核心。 从 PC 互联网到移动互联，每一轮 IT 创新周期都由新的终端所开启。2017-01-11 10:00:321057传感器在智能手机的神奇之处 手势操作可以说是智能手机的一种魅力所在，前两节给大家讲解了两种有趣的手势操作，将它们置于游戏当中，大大提升了游戏的可玩性和趣味性。本节将继续介绍智能手机的另一种神奇之处：传感器。2017-01-01 17:38:34579非接触式液位传感器使用说明非接触式也为传感器，可接单片机高低电平2017-01-01 15:00:5150智能手机配置的传感器种类及应用TOP14大多数智能手机配置的另外一种传感器是磁力传感器，它能够检测磁场。磁力传感器是指南针类应用用来判断地球北极的传感器之一。应用也可以利用磁力传感器来检测金属材料。2016-06-13 14:28:434230Google重新定义智能手表的人机交互Apple引领的以触摸为核心的人机交互方式颠覆了传统的人机交互方式，Google也不干示弱，开发基于雷达技术的人机交互方式。Soli的目标是通过非常小的一颗雷达传感器来搜集手的动作行为，并将这些搜集的信号转换成数字信号，以供主系统判断人的具体动作，并执行相应的行为。2016-05-24 10:00:151961量宏科技推出业内最高性能的智能手机相机传感器—— Quantum13传感器，Quantum13是首个使用电子全局快门的智能手机相机传感器，并且能够体验超高宽动态，让图像里从明到暗的所有细节都捕捉到。量宏科技今天在北京展示Quantum13相机传感器在高通和联发科智能手机上的运行。本季度，量宏科技将开始向各智能手机厂商供应该传感器。2015-11-12 14:34:15852奥地利微电子推出先进的光学传感器系列，集成非接触式手势检测TMG399x智能传感器组件为智能手机、平板电脑及其他消费电子设备提供灵活且高度集成的非接触式用户界面和显示屏管理功能。2014-12-10 09:41:401594奥地利微电子推出新非接触式位置传感器AS5601领先的高性能模拟IC和传感器供应商奥地利微电子公司（SIX股票代码：AMS）推出新的AS5601非接触式旋转位置传感器。2014-11-03 12:35:452097解析压力传感器在智能手机中应用压力传感器首次在智能手机上使用是在Galaxy Nexus上，而之后推出的一些Android旗舰手机里也包含了压力传感器，如Galaxy S III、Galaxy Note 2和小米2，不过大家对于压力传感器仍非常陌生。2014-07-15 10:56:362785嵌入式人机交互界面研究与实现嵌入式设备之所以能与用户亲密接触，最重要的因素就是它可以提供友好的用户界面、图像界面、灵活的控制方式、对专业知识要求低，甚至不需要嵌入式的知识就能让人们很快、很容易掌握嵌入式产品的使用方法，因此在嵌入式系统开发工作中人机交互界面的开发设计就显得尤为重要。2013-11-14 11:54:142839为智能手机传感器节能？ 超低密度FPGA有招！对智能手机设计者而言，一个显而易见的挑战是，如何管理手机中迅速增加的传感器？应对不断增长的功耗、成本和尺寸目标，在多传感器的移动电子产品设计中，一些智能手机开发人员开始选择使用专门针对移动应用进行优化的低密度FPGA产品...2013-11-05 10:11:551113新思国际收购Validity 致力完善智能设备的人机交互体验人机交互方案公司Synaptics宣布收购指纹身份验证解决方案集团公司Validity，未来将致力于为平板、智能手机、笔记本和PC机提供更加完整的的、稳固的安全解决方案，完善智能设备的人机交互体验2013-10-10 15:22:291105接近传感器为你揭秘：智能手机是否真的智能让智能手机变得智能的方法之一是使用环境光传感器和接近传感器。环境光传感器会根据光线水平优化LCD显示屏的可视性。这样，就可以根据你是在一个昏暗的地方或是在明亮的光线下，调整背光的亮度。当手机靠近你2013-07-02 16:00:132886Aptina面向高端智能手机推出两款全新图像传感器Aptina日前宣布推出其面向高端智能手机制造商的1200万像素及1300万像素移动图像传感器。两款传感器均利用了第四代Aptina MobileHDR技术，该技术可将动态范围增加24分贝（dB）2013-02-28 15:47:55709触摸屏智能手机交互设计以用户为中心的交互设计方法为出发点，对比研究触摸屏智能手机与按键式手机的用户体验的根本区别，分析智能手机的发展趋势、界面显示与操作方式、信息显示方式、操控方式的关2012-07-10 16:01:342954智能配电监控系统人机交互方案研究设计了相应的硬件电路与显示驱动程序,在此基础上完成了人机交互系统的设计。充分利用成本低、资源少的单片机系统实现完善的人机交互功能。2011-12-15 17:13:3027人机交互系统中的三维定位平台视觉传感器具有信息量大，探测范围广的优点，将在人机交互系统中得到更为广泛的应用。本文设计了人机交互系统中重要的三维视觉定位平台，并通过虚拟网球样机验证了该平台性能2011-09-21 14:47:5973通过非接触光学接近式传感器方案实现智能感应通过非接触光学接近式传感器方案实现智能感应顺应消费者对更佳用户体验和智能自动化控制的需求，光学接近式传感器已经广泛应用到具备脸部检测、手部动作和距2010-01-04 15:22:29929人机交互：一个被忽视的重要领域人机交互：一个被忽视的重要领域数百名关心人机交互的师生聆听“中国人机交互杰出学者系列讲座”第一场报告会。 鼠标、键盘、浏览器、触摸2009-11-21 10:39:12553非接触式位移传感器非接触型线性位移传感器应用磁伸缩原理，无机械电气接触的指针的类型可以消除损耗的问题并保证了一个几乎没有限制的寿命时间，有两种磁铁可供选择：变化的磁铁指针或浮动2009-11-16 09:22:5229接触式光电温度传感器介绍—种以黑体辐射理论为基础的HXW 新型高温传感器，该传感器是由探测管和探测器两部分组成,兼有接触式和非接触式测温两类方法的长处。测量方法是用耐高温和耐侵蚀的材料制2009-06-25 10:48:4720