傳感器在消費電子、醫(yī)療保健、商務、汽車、工業(yè)等不同領域應用中的正讓我們的日常生活產(chǎn)生巨大變化。智能手機的飛速發(fā)展更讓傳感器大展拳腳?，F(xiàn)在也正從簡單的運動感知朝著物聯(lián)網(wǎng)方向普及發(fā)展。
新一代傳感器為人類與電子設備帶來無縫連接，并正從簡單的運動感知朝著物聯(lián)網(wǎng)的方向不斷演進。”奧地利微電子(AMS)首席執(zhí)行官Kirk Laney日前在接受采訪時表示：“奧地利微電子了解消費電子和通信市場的需求變化，我們的傳感器幫助客戶實現(xiàn)差異化的產(chǎn)品，打造完美世界。通過實現(xiàn)人與技術的無縫互動，豐富日常生活，為人與科技架設重要的橋梁，使產(chǎn)品具有豐富的用戶體驗，變得更智能、安全、直觀。”
據(jù)Laney介紹，擁有超過30年設計經(jīng)驗的AMS聚焦于高能效模擬集成電路及先進的傳感器解決方案，專攻傳感器與傳感器接口、電源管理及無線技術解決方案，擁有超低功率、高精度、高靈敏性、高集成度的專門技術。在業(yè)績方面，2013年AMS的年收入超過5億美元，全球的客戶超過7,800家。“作為先進的高效模擬傳感器解決方案全球領導者，AMS為消費、工業(yè)、醫(yī)療、通信和汽車等市場應用提供包括傳感器、傳感器接口、電源管理IC和無線IC等產(chǎn)品。”他強調(diào)說，“AMS的高性能模擬產(chǎn)品支持對高精度、寬動態(tài)范圍、高靈敏度、超低功耗有要求的應用。”
談到傳感器領域的發(fā)展趨勢，Laney認為，未來的傳感器解決方案要求先進的模擬/數(shù)字硅技術、數(shù)據(jù)處理、連接性和應用/生產(chǎn)軟件。“新一代傳感器致力于改善用戶體驗，使人與不同設備的互動變得更豐富、直觀且高效。”Laney指出，“如今的傳感器正幫戶生產(chǎn)商實現(xiàn)差異化，帶來更智能、安全、便于使用且更環(huán)保的產(chǎn)品。包括智能手機及平板電腦的用戶界面、智能工業(yè)及家庭照明、創(chuàng)新的醫(yī)療應用、電子保健及健身、高安全要求的汽車應用、降低碳排放及能源消耗等等。特別是可穿戴技術、NFC、物聯(lián)網(wǎng)這些熱門市場都依賴于復雜的傳感器。”
在技術要求方面，Laney指出，智能傳感器技術在“半導體工藝如微型、大容量、高可靠性;模擬/數(shù)字電路如高精度、高靈敏度、超低功耗、集成性、信號處理;先進封裝技術包括光學、電化學、環(huán)保、生物傳感器、TSV-3D封裝等，以及軟件驅動器、科學算法、豐富應用等系統(tǒng)解決方案”等諸多方面都有更高的要求。
“未來的傳感器肯定會越來越多且越來越細分，其中有一些也會越來越集成。”Laney表示，“比如墻壁里面裝的濕度傳感器，一旦墻壁進水，它就會自動切斷水管;又比如房間中的光線傳感器會確保房間里的光線是非常柔和的，保證人體健康。也就是說，傳感器在未來將會有很多具體的應用，種類會越來越多，能集成的就集成。在健康和醫(yī)療領域未來會出現(xiàn)一種新裝置，可以讓醫(yī)生對你的身體進行監(jiān)測，如檢測你的膽固醇量、血壓，甚至癌癥腫瘤。所以在未來，可能你還不知道自己病了，醫(yī)生就會給你打電話。”
非接觸光學心率傳感器SoC年底面世
隨著智能手機等移動終端中越來越多傳感器的使用，單獨的控制單元sensor hub成為業(yè)界潮流。“sensor hub是一個非常重要的方向，未來隨著傳感器越來越多，我們確實需要把一部分處理的能力從主芯片轉移到sensor hub上面。AMS現(xiàn)在也在和相關主流廠商共同合作開發(fā)軟件。甚至在很多合作中，這些公司也把我們當成他們指定的一個平臺。”Laney表示，“關于SSoC，也就是所謂的片上系統(tǒng)傳感器，其實是有兩種解決方案的：一種是全集成的解決方案，主要應用在可穿戴的電子產(chǎn)品上面，里面包括傳感器和接口;另外一種是應用在智能手機里面，可能這種片上的傳感器解決方案只能處理一部分傳感器所反應出來的信息和數(shù)據(jù)，另外一部分仍然不能處理，這樣一來就要求片上系統(tǒng)提供相應的接口與其他芯片進行互連互通，AMS在這方面可以提供相應的支持。”
隨著近段時間可穿戴設備升溫加劇，心率傳感器也隨之成為炙手可熱的傳感器技術之一，而這也是AMS非常重視的一個戰(zhàn)略重點。“在今年晚些時候，我們在SSoC方面也會有針對心率傳感器的全新產(chǎn)品推出，它也是一個集成的芯片，里面會包括心率傳感器和一些其他功能。同時，我們其他的傳感器產(chǎn)品，例如非接觸式手勢傳感器，其實也是支持心率監(jiān)控的，我們可以對非接觸的手勢傳感器做一些調(diào)整，使他們也可以用于心率監(jiān)控。”
除此之外，AMS現(xiàn)在正在開發(fā)的新一代非接觸手勢傳感器以及下一代模塊化傳感器也將支持心率檢測功能，而且準確率會更高。“很多心率傳感器會受到很多變量的影響，例如監(jiān)測運動員心率脈搏的設備，在使用過程中可能會產(chǎn)生很多的汗，但是比較復雜的傳感器就不會受到這些影響。這也是為什么我們的這個產(chǎn)品剛上市就有很多人感興趣，因為它能解決很多穩(wěn)定性的問題。各種運動，戴得緊或者松都會對準確率產(chǎn)生影響，現(xiàn)在來說是很準的，誤差率幾乎可以接近每分鐘只差一下而已。當然在很多其他真實的應用環(huán)境中可能會有差異，比如出汗了或者表戴的松緊程度等因素的影響，這就需要更多的算法。我們會在產(chǎn)品推出前做盡量多的調(diào)校，保證質(zhì)量。”Laney解釋說。
AMS心率傳感器應用演示
他繼續(xù)表示：“剛剛所說的裝置可以測量心率、脈搏以及血氧以及血糖，它使用三種LED，兩顆綠光LED，一顆紅光LED，一顆紅外的，這種多光譜的測試和傳感可以獲得更多的數(shù)據(jù)。另外，我們還有自己的算法，這種多光譜的測試可以確保數(shù)據(jù)更加精確。當然，這種全新的設備不光是可以測心率，更重要的是可以測出心率變化的程度，反應人體的健康狀況。我們可以對測量獲得的數(shù)據(jù)進行分析，也可以通過調(diào)節(jié)測量的光譜寬度重新獲取信息量，對數(shù)據(jù)進行再分析。這個產(chǎn)品的研發(fā)難度不光是在硬件上，更多的是算法。另外，我們和一些醫(yī)療機構一起收集大數(shù)據(jù)，因為我們一定要有足夠的大數(shù)據(jù)做分析才能得出完整且準確的算法。比如說做指紋測試或者是虹膜測試，除了簡單的原理支撐外，我們還需要到大街上收集5萬個人或者10萬個人做各種分析。”
光學傳感器推動人機界面演變
AMS的環(huán)境光/接近檢測傳感器如今已被成千上萬的智能手機使用，用以延長電池壽命并改善用戶體驗。在不同的照明條件下，這些傳感器能幫助實現(xiàn)顯示屏亮度的自動調(diào)節(jié)，并在使用者接聽或撥出電話時關閉顯示屏。該公司光學傳感器及照明業(yè)務部營銷總監(jiān)Jerry Koontz指出，AMS在智能集成光傳感器領域全球市場份額約占30%，為全球最大。在該領域的傳感器解決方案包括：RGB顏色傳感器、環(huán)境光傳感器、接近傳感器、手勢傳感器?？蓱糜谥悄苁謾C、平板電腦以及其他移動設備，高清電視、電腦、筆記本電腦，在傳感器驅動照明領域，可應用于智能且動態(tài)地管理家居、工業(yè)級戶外照明等。
“光學傳感器應用的演變從簡單的開/關燈光控制，工業(yè)顏色鑒定、識別、認證，消費及商業(yè)印刷，電影編輯健康屏，到個人保健與健身、消費電子應用。由簡易至復雜的演變，簡化并豐富了我們的生活。而光傳感器也經(jīng)歷了從最初的光敏二/三極管，到集成了放大器、數(shù)模轉換器、數(shù)字接口、中斷器的功能的智能光傳感器，多功能光傳感器，片上系統(tǒng)傳感器SSoC等為工業(yè)產(chǎn)品設計及不同應用量身定制的演變。”Koontz表示，“我們正在跨入一個新紀元，人類的想象力將成為限制技術發(fā)展的唯一阻礙。我相信奧地利微電子在人機互動演變的歷程中將扮演重要的角色。”
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