电子发烧友网报道(文/莫婷婷)随着触控技术的不断创新和电子设备屏幕的增大,电容笔作为一种更精准、更方便、更高效率的输入方式,逐渐受到消费者的青睐。未来,随着技术的发展以及消费者需求的增加,电容笔的功能和应用场景也将不断拓展和创新。
2015年是关键节点,预计2024年市场规模将超40亿美元
容易与电容笔混淆的是触控笔,这两种的工作原理和适用性都有所不同。在工作原理上,电容笔利用触摸屏上特殊的电容层来感应笔尖的位置。当电容笔接触屏幕时,屏幕上的电容层会感应到笔尖的电容变化,并确定笔尖所在的位置。适用于智能手机、平板电脑等带有电容式触摸屏的设备。
触控笔使用电磁感应技术,电磁感应板发射电磁波,并通过感应笔尖中的电磁元件返回信号,从而确定笔尖的位置。适用于专业绘画平板、笔记本电脑等带有电磁感应式触摸屏的设备。
市场调研机构贝哲斯的数据显示,2022年全球平板电脑手写笔市场规模为53.48亿元人民币,预计市场规模将持续增长。平板电脑等智能设备的普及给电容笔市场提供了广阔的空间。
电容笔又分为主动式电容笔和被动式电容笔。主动式电容笔内置电源和电路,可以主动发射信号与触摸屏进行通信。被动式电容笔没有电路,通过导电材质与触摸屏接触来改变触摸屏的电容。因此笔尖材料使用的是导电性佳的柔软橡胶。
谈及电容笔,不得不提到的就是屏幕的发展。在2010年以前,电阻式触摸屏是主流产品,但由于技术成熟度等各方面的原因,精准度并不高,且经常会出现误触的问题,因此电容式触控屏在市场的需求下出现,并逐渐变得普遍。
资料显示,电容屏有三种手写输入技术,一是电感笔(EMR),二是有源电容笔,即主动式电容笔,三是被动式电容笔。由于电感笔需要在触摸屏上加一层电感传感器,增加了厚度和成本,因此电容笔反而更适合。目前,市场上主流的电容笔还属主动式电容笔,三星主要以电磁笔为主。
2015年,电容笔市场出现了两大标志性事件,一是苹果Apple Pencil正式发布,它不仅拯救了iPad的销量,还丰富了平板在绘画等场景的应用。二是微软收购了主动笔方案提供商N-trig,从 Surface Pro 3开始采用主动式电容笔。
从某种意义上可以说是:在两大品牌厂商的推动下,主动笔市场迎来了一定程度的快速增长。数据显示,Apple Pencil在2017年的销量约为450万只,到了2019年达到了1400万只,两年间翻了3倍。如今,进入平板市场中,发布智能笔的厂商除了苹果还有三星、华为、小米、OV等品牌厂商,另外还有不计其数的发布“平替品”的白牌厂商。
市场调研机构Variant Market Research此前的数据显示,从2016年到2024年,全球智能笔市场规模将以17.8%的增长率增长,到了2024年市场规模将超过42亿美金。
高入局门槛,技术创新驱动用户买单
从产业链来看,电容笔上游包括OS厂商,中游主要是生产商、触控IC厂商等,下游是整机厂商。业内知名电容笔ODM厂商负责人向电子发烧友网表示,生产一支电容笔在技术上是不难的,但电容笔也算是入局门槛较高的市场,因为它最重要的是要匹配OS厂商的触控协议。
目前主动笔的协议包括AES、MPP、GPP、USI、HPP等,也分为私有协议与共有协议,不同协议由不同的厂商推出,例如微软的协议是MPP,华为的协议是HPP,谷歌的协议是USI等等。
他表示,“我觉得在深圳来讲这种产品并不是很难,但难的地方在于资源整合”。除了匹配跟上游OS厂商,达到量产状态,还需要跟硬件的品牌厂商达成合作。需要通过品牌厂商对软硬件、生产资质、品控等各个方面的审核才能进行生产。
在元器件上,一支主动笔包括触控芯片、MCU、蓝牙芯片、六轴传感器、电池充电管理芯片、无线充电接收芯片、锂电池电量计芯片、锂电池保护IC等等。目前,瑞萨、汇顶科技、赛微微电、创芯微、圣邦微等芯片厂商都有产品用于主动笔。
目前,随着消费者需求升级,主动笔也有了更多的功能,例如在绘画时,甩一甩主动笔,当传感器检测到关键动作信号,平板就会出现切换到相应的模式,例如插图等等。这些体验的提升,也成为消费者愈加青睐主动笔的原因。
除了功能的升级,还有使用体验,如何让主动笔更加像在使用真笔绘画,或者写字。举一个例子,铅笔写在纸上是有震感的,有沙沙声,但是主动笔写在平板上是平滑的感觉,没有震感的。
那要如何让电动笔有震感呢?可以采用加入线性马达的方式来解决这个问题。首先需要用传感器记录2B铅笔在纸上写字的波形,包括不同角度、力度等多个方面的波形,再将记录出来的波形转化成数字的,写进电容笔里面,从而驱动线性马达产生相同的波形,从而让用户在使用的时候能体会到真笔的感觉。
另外,由于越来越多平板具备专业的绘图功能,因此对主动笔画出来的粗细也有更专业的要求。此前,华为发布世界首款万级压感星闪手写笔,达到1024级压力感应,表示可以打造出专业数位板级写画体验。除了提高压感,也有不同的技术路线,部分厂商会在主动笔中加入应变器,能够检测用户在用不同力度写出来的字或者线条,由此画出不同粗细程度的字或者线条。
消费级产品靠创新能够获得更大的应用市场,特别是供应链创新。不难发现,从2015年的快速发展至今,在将近十年的时间里,尽管只是作为配件,但主动笔一直在创新。未来随着更多技术的应用,电容笔将在绘画、会议等更多领域获得更大的市场。
2015年是关键节点,预计2024年市场规模将超40亿美元
容易与电容笔混淆的是触控笔,这两种的工作原理和适用性都有所不同。在工作原理上,电容笔利用触摸屏上特殊的电容层来感应笔尖的位置。当电容笔接触屏幕时,屏幕上的电容层会感应到笔尖的电容变化,并确定笔尖所在的位置。适用于智能手机、平板电脑等带有电容式触摸屏的设备。
触控笔使用电磁感应技术,电磁感应板发射电磁波,并通过感应笔尖中的电磁元件返回信号,从而确定笔尖的位置。适用于专业绘画平板、笔记本电脑等带有电磁感应式触摸屏的设备。
市场调研机构贝哲斯的数据显示,2022年全球平板电脑手写笔市场规模为53.48亿元人民币,预计市场规模将持续增长。平板电脑等智能设备的普及给电容笔市场提供了广阔的空间。
电容笔又分为主动式电容笔和被动式电容笔。主动式电容笔内置电源和电路,可以主动发射信号与触摸屏进行通信。被动式电容笔没有电路,通过导电材质与触摸屏接触来改变触摸屏的电容。因此笔尖材料使用的是导电性佳的柔软橡胶。
谈及电容笔,不得不提到的就是屏幕的发展。在2010年以前,电阻式触摸屏是主流产品,但由于技术成熟度等各方面的原因,精准度并不高,且经常会出现误触的问题,因此电容式触控屏在市场的需求下出现,并逐渐变得普遍。
资料显示,电容屏有三种手写输入技术,一是电感笔(EMR),二是有源电容笔,即主动式电容笔,三是被动式电容笔。由于电感笔需要在触摸屏上加一层电感传感器,增加了厚度和成本,因此电容笔反而更适合。目前,市场上主流的电容笔还属主动式电容笔,三星主要以电磁笔为主。
2015年,电容笔市场出现了两大标志性事件,一是苹果Apple Pencil正式发布,它不仅拯救了iPad的销量,还丰富了平板在绘画等场景的应用。二是微软收购了主动笔方案提供商N-trig,从 Surface Pro 3开始采用主动式电容笔。
从某种意义上可以说是:在两大品牌厂商的推动下,主动笔市场迎来了一定程度的快速增长。数据显示,Apple Pencil在2017年的销量约为450万只,到了2019年达到了1400万只,两年间翻了3倍。如今,进入平板市场中,发布智能笔的厂商除了苹果还有三星、华为、小米、OV等品牌厂商,另外还有不计其数的发布“平替品”的白牌厂商。
市场调研机构Variant Market Research此前的数据显示,从2016年到2024年,全球智能笔市场规模将以17.8%的增长率增长,到了2024年市场规模将超过42亿美金。
高入局门槛,技术创新驱动用户买单
从产业链来看,电容笔上游包括OS厂商,中游主要是生产商、触控IC厂商等,下游是整机厂商。业内知名电容笔ODM厂商负责人向电子发烧友网表示,生产一支电容笔在技术上是不难的,但电容笔也算是入局门槛较高的市场,因为它最重要的是要匹配OS厂商的触控协议。
目前主动笔的协议包括AES、MPP、GPP、USI、HPP等,也分为私有协议与共有协议,不同协议由不同的厂商推出,例如微软的协议是MPP,华为的协议是HPP,谷歌的协议是USI等等。
他表示,“我觉得在深圳来讲这种产品并不是很难,但难的地方在于资源整合”。除了匹配跟上游OS厂商,达到量产状态,还需要跟硬件的品牌厂商达成合作。需要通过品牌厂商对软硬件、生产资质、品控等各个方面的审核才能进行生产。
在元器件上,一支主动笔包括触控芯片、MCU、蓝牙芯片、六轴传感器、电池充电管理芯片、无线充电接收芯片、锂电池电量计芯片、锂电池保护IC等等。目前,瑞萨、汇顶科技、赛微微电、创芯微、圣邦微等芯片厂商都有产品用于主动笔。
目前,随着消费者需求升级,主动笔也有了更多的功能,例如在绘画时,甩一甩主动笔,当传感器检测到关键动作信号,平板就会出现切换到相应的模式,例如插图等等。这些体验的提升,也成为消费者愈加青睐主动笔的原因。
除了功能的升级,还有使用体验,如何让主动笔更加像在使用真笔绘画,或者写字。举一个例子,铅笔写在纸上是有震感的,有沙沙声,但是主动笔写在平板上是平滑的感觉,没有震感的。
那要如何让电动笔有震感呢?可以采用加入线性马达的方式来解决这个问题。首先需要用传感器记录2B铅笔在纸上写字的波形,包括不同角度、力度等多个方面的波形,再将记录出来的波形转化成数字的,写进电容笔里面,从而驱动线性马达产生相同的波形,从而让用户在使用的时候能体会到真笔的感觉。
另外,由于越来越多平板具备专业的绘图功能,因此对主动笔画出来的粗细也有更专业的要求。此前,华为发布世界首款万级压感星闪手写笔,达到1024级压力感应,表示可以打造出专业数位板级写画体验。除了提高压感,也有不同的技术路线,部分厂商会在主动笔中加入应变器,能够检测用户在用不同力度写出来的字或者线条,由此画出不同粗细程度的字或者线条。
消费级产品靠创新能够获得更大的应用市场,特别是供应链创新。不难发现,从2015年的快速发展至今,在将近十年的时间里,尽管只是作为配件,但主动笔一直在创新。未来随着更多技术的应用,电容笔将在绘画、会议等更多领域获得更大的市场。
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