苹果推出超声波触屏专利 解决潮湿环境下电子屏幕设备使用问题

虽然现在市场上大多数手机都会自带防水、防溅功能，但如何避免误触操作，以及防止手机遇水挂机，还没有很严格的方案出来。因此，苹果等智能手机厂商也一直在致力于解决雨中或潮湿环境中电子屏幕设备产品的使用问题。

在雨中，落在显示器上的水滴可能干扰设备，设备会将水滴误识别为用户的触控，并导致误操作。而iPhone的未来版本将会更精准地检测出是否用户是在实际触摸，从而在雨天、浴室中或汗水淋漓的情况下更好地工作。

在最新曝光的专利中，苹果提出了一种使用超声波声学传感来分辨指尖触碰和雨滴滴落之间差异的方法。

多年来，苹果一直在致力于使其智能手机更具防水性，以达到Apple Watch在游泳时可用于监控佩戴者的水平。虽然设备越来越能够承受潮湿和一般的影响因素，但在潮湿环境中使用配备触摸屏的iPhone和其他产品的能力仍然是一个无法解决的问题。

当前的电容式触摸屏系统通过检测显示器上的电压和电流的变化来操作，例如当人接触玻璃时。

该技术在大多数情况下是有效的，但是由于水能够产生类似的电压变化，这可能意味着设备可以检测到雨水或水滴，或者完全浸没，可以防止显示器在这些状态下启用而挂机。而且即使屏幕上有水，也能让用户正常地触控屏幕。

在美国专利商标局周四公布的专利申请中，苹果建议使用“超声波偏振器”作为触摸感应系统，这一可以辨别出水滴等情景下的“假触屏”，只对用户自己的触屏作出反应。

该想法的核心集中于使用耦合到设备表面的一个或多个传感器的声学触摸感测系统，例如压电传感器，它可以沿着表面将超声波发送到另一组换能器。

触摸显示器的物体（例如用户的手指）会中断波浪的进度，从而改变它们在表面上的行进方式。通过检测这些反射，延迟波或无波，显示器可以确定实体触摸点，并将其用于输入。

更重要的是，该专利申请提出可以进一步改进这种类型的设备，因为这样的系统仍然必须处理与显示器接触的任何东西。简而言之，像水滴就不会被检测为实体接触。

对此的解决方案是使用标准超声偏振器，其可以安装在换能器和触摸表面之间。在这种情况下，偏振器将能够过滤掉与光触摸相关的压缩波，比如水滴和水流。这样一来，即使是在雨中，手机也能无故障、更安全地运行了。

偏振器可以使用多层压电材料制成，其具有与换能器不同的极化方向，或者可以产生涡流的磁性材料，两者都能够抵消不需要的水基压缩波。苹果还提出了使用不同材料和层厚度的多层结构作为从剪切波中滤除压缩波的方法。

苹果手机的“防水机制”一直在改进。不久前公布的另一项专利中，苹果介绍了一种机制，能从iPhone的听筒或扬声器中除去进水。这项技术能确保iPhone内部干燥，防止液体损坏内部元件。

这项专利描述了多层屏幕外壳的两个部分，包括音频腔体内“一个疏水性部分，抵挡液体的进入”，以及“一个亲水性部分，协助排除液体”。为了监控液体的去除过程，“扬声器可能会发出声音信号”，用于协助探测并清除液体。

苹果每周向美国专利和商标局提交大量专利申请，但尽管提交申请可能无法保证这一概念将出现在未来的产品或服务中，但它确实表明了苹果正在开展工作的领域。

在智能手机中，抗水≠防水。对于常见的IP68防水等级，指的是将机器沉入1.5米深的水中，持续30分钟，没有任何水渗入，而这也是IP68的入门标准。随着越来越多的产品推出，防水概念也在不断被深入人心，从最初的索尼到如今的苹果，可见人们对手机的防护性的要求越来越高，而且除了防水，防尘、防摔等性能也更被重视了。