解密iPhone的“相机控制”按键和它的替代方案
在智能手机十几年的发展历程中，苹果当之无愧地扮演着一个 " 全球导师 " 的角色。
从一开始的触摸屏，到指纹识别，再到脸部识别、UWB 甚至无线充电，库比蒂诺巨头用他们对智能手机的洞察和对技术的积累，引领着智能手机走到了当下。在去年发布的 iPhone 16 上，苹果又给智能手机带来了新的变革。
如上图所示，苹果在介绍 iPhone 16 的时候，花了不少时间去介绍这个被称之为 " 相机控制 " 的按键。按照他们所说，使用者可以通过 " 相机控制 " 选择和调整包括曝光、景深、缩放、风格和色调在内的设置。使用者甚至可以自定义 " 相机控制 " 的使用方式。从苹果的介绍我们得知，这个按键即使在该公司面向未来的 "Apple Intelligence" 战略中也扮演着重要的角色。
自苹果发布这个功能以来，国内无论是 OPPO、vivo 和荣耀，也都纷纷开发出了相关的功能键，譬如目前已上市的 OPPO Find X8 Pro/X8 Ultra、vivo X200 Ultra、荣耀 400 Lite/X70i 等手机上的拍照按键。据笔者了解，在这些相似的功能背后，其实隐藏着两条技术路线之争。
荣耀 X70i、vivo X200 Ultra
一颗小按键背后的黑科技
从使用者的反馈看来，这个新增的按键似乎有点被高估了，终端用户也并不能轻易窥见这个按键带来的革命性变化。但按照苹果的说法，能在方寸空间实现这个设计，并提供如此酷炫的 UI 交互，他们克服了三大挑战，分别是高集成度、防误触和可靠性。
iPhone16 相机控制按钮
如上图所示，第一眼看到苹果这个新增的 " 相机控制 " 按键，有种梦回 iPhone 5S 首次引进 Touch ID 的感觉——在设计上，固态按键外圈用了金属，中间是蓝宝石。具体到原理上，Touch ID 通过中间的蓝宝石水晶和电容触摸传感器，拍下指纹的高分辨率图像并对其进行智能分析，以便从任何角度都能精确读取指纹。
这个 " 相机控制 " 按键，其实与 " 指纹识别 " 的原理和技术有点异曲同工。不同之处在于，前者在使用者按下不同键程时会触发不同的功能（可以简单理解为轻按和重按实现不同的功能），而且如开头的视频所示，使用者在这个按键上滑动，也会取得相应的控制效果。
于是，为了实现这些功能，据相关拆解来看，除了控制 IC 外，苹果在这个设计上的核心组件还包括表面的电容触摸传感器、压力传感器和锅仔片。其中，位于最前端的电容传感器，在 iPhone 16 的 " 相机控制 " 中扮演了相当重要的角色。
图源：爱否科技
根据爱否科技报道，如上图所示，苹果在 " 相机控制 " 按键中采用了拥有六个 PAD 的多像素电容传感器，这样就能让设备在使用者滑动手指的时候感应到速度、位置等更多物理量；而为了通过按压实现不同的功能，则是借助纽迪瑞科技 /NDT 的一个压感传感器实现的；至于锅仔片，则负责提供反馈。
行业专家告诉笔者，这固然是一个很好的设计。因为电容传感器可以识别轻微的滑动，让使用者能够很好地实现如前面视频所示的调节；压力传感器的增加，则能解决按下过程中（锅仔片还没有被触发前）由于手指接触面的变化导致电容传感器误判为滑动的误触问题。如演示中所见，轻按 " 相机控制 " 按键，实现对焦或者调出相机控制界面（曝光，景深，缩放等），也都是依赖于这个压力传感器才得以实现的。
iPhone16 相机控制按钮拆解图
不过他也强调，这本身并不容易做到，如何避免误触，如何精准控制，这都是横亘在开发人员面前难以逾越的挑战。具体来看，电容设计的难点包括但不限于以下几点：
1
电容传感器是单端设计，容易受到外界干扰，产生大的噪声；
2
电路设计上要求尽可能短线路接入到电容触控芯片中，否则会容易引入各种寄生电容，产生干扰，影响灵敏度；
3
侧边电容 PAD 面积小，灵敏度受限，需要高性能的电容触控芯片；
4
键帽材质的介电常数影响电容灵敏度；
5
电容传感器要密封好，如果有液体或者水汽渗入，会让容值发生很大变化，导致触控功能失效；
正因如此，除了对这项技术有着多年深厚积累的苹果外，目前还没有其他厂商能够实现同类型的电容解决方案。而且，对于这个设计，还有一个开发者不得不面临的挑战是，如何将如此多的器件集成到一起。
" 苹果这个模组把电容触控 IC 也集成了进去，这是其他很多想进行相关电容设计的企业很难做到的。" 该专家接着说。他还表示，因为苹果手机本身是一个 IP68 级的防尘防水设计，这就要求这个 " 相机控制 " 模组也要实现同级别的防尘防水，进一步拉高了设计门槛。
不过，和以前的 Touch ID 一样，苹果这个设计也会面临手指出汗和按键弄湿了无法控制的问题。于是，如何能够在这些客观挑战面前，打造一个更折中的 " 相机控制 " 按键，成为了供应链攻关的目标。
近日，笔者终于找到了潜在替代者。
OPPO Find X8 Ultra
一个堪比苹果的新方案
要找到替代方案，就需要先了解其实现原理。
归根到底，上文谈到的苹果 " 相机控制 " 电容式方案，其最关键、也最难的点就是通过测量传感器上的电容变化来判断手滑动的方向，进而对相机或者第三方应用执行相应的控制；至于那个压感传感器，如上所述，是用来判断压力大小，进而执行相应动作的。
- 纽迪瑞 /NDT 压感 sensor
由此可见，如果要寻找一个替代方案，压力感应的部分可以沿用，我们只需要使用另一种方式来实现滑动控制，而 " 悬臂梁 " 就成为了一个可靠的选择。
作为一类较为常见的受力构件，在工程中的悬臂梁变形主要表现为弯曲。而将其应用到传感器上，则是通过测量施加在悬臂梁上的压力变化，来进行动作推断，最终实现相关功能。这也正是纽迪瑞科技 /NDT 正在探索的苹果 " 相机控制 " 按键的替代方案。
具体而言，这个技术本质上是设计了一个基于悬臂梁结构的压力传感器，在其中集成了万级压力分级的高精度、高滑动分辨率的可印刷应变片（PSG，Printed Strain Gauge）。在使用者轻触这个传感器产生电压信号后，检测两个通道的弯曲程度，搭配高精度滑动追踪坐标算法，能精准确定力的大小和位置，实现压力精准触控和压力精准滑动功能。
而要实现这个功能，核心则是压阻材料。
据介绍，纽迪瑞科技 /NDT 的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，当该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、滑动等丰富、多维度的交互功能。
正因为其工作原理的与众不同，该公司提供的纯压感触控按键不需要像苹果那样用蓝宝石，还支持在湿手、戴手套、水下等全场景下进行按压与滑动操作，这恰恰弥补了苹果电容式传感器的不足。此外，还是由于其原理的特点，这个方案无论是在模组制造，还是在设备装配过程中，也都优于苹果的方案。
图源：纽迪瑞 /NDT
不过，我们也必须承认，苹果方案的体验和精度是其他方案无法比拟的。据了解，这个体验差别主要是图像处理器、CPU 处理能力（帧率，延时）以及 UI 效果的差距导致的。如果只是测量 " 相机控制 " 按键的实现效果，可以说和苹果不分伯仲。例如在滑动分辨率上，上述悬臂梁方案也能做到 0.2mm，无限接近苹果的电容方案体验。即使在滑动灵敏度方面，悬臂梁方案还能继续提升，想要达到或赶超苹果方案，相信只是时间问题。
在实际体验中，我们只需轻轻把手放在苹果的 " 相机控制 " 按键上，就能执行滑动调焦等功能，但是在使用了纽迪瑞科技 /NDT 悬臂梁方案的 OPPO Find X8 Pro、OPPO Find X8 Ultra 和 vivo X200 Ultra 等旗舰上，我们还是需要先轻轻按压一下按键，才能更好地体验滑动调节的功能。
但话又说回来，谁又会在控制按键的时候，刻意轻触呢？
