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习惯了久坐不动？ 定时提醒功能让你不时起来活动； 失眠、多梦，睡醒还很累？ 睡眠分析给你高质量睡眠； 患有特定健康状况？ 关键指标监控及时发现异常并预警！ 可穿戴设备，如健康追踪器和智能手表，已经无缝地融入了我们的健康管理日常。它们通过精确监测我们的身体活动、心率、睡眠质量甚至是血压和血糖水平，为我们提供了前所未有的自我健康洞察。随着技术的不断进步，这些设备的功能越来越全面，它们的普及使得个人健康监测变得更加个性化、便捷，极大地增强了我们主动管理自己健康的能力。 全球各地的厂商已经敏锐地捕捉到这一趋势，纷纷开始研发和推广自家的可穿戴健康监测设备。从智能手表到健身追踪器，再到专业的医疗监测设备，市场上涌现出了各种各样的创新产品，它们不仅提升了消费者的生活品质，也极大地丰富了健康数据的类型和深度。 艾迈斯欧司朗通过其先进的光源及传感器产品，极大地提升了个人健康监测的准确性和可靠性。 艾迈斯欧司朗的技术使得这些功能得以缩小尺寸，集成到日常佩戴的设备中，如智能手表和健身手环。同时，这些设备的精确度接近医疗设备，使得消费技术和医疗技术的融合成为可能。 诚邀您参与我们最新的生命体征监测及可穿戴技术在线研讨会，与专家在线实时交流，探索可穿戴技术的边界。本次研讨会中，我们的主讲人将会介绍以下4方面的内容： 艾迈斯欧司朗生命体征监测产品布局一览 SFH7018、AS7058、SFH2705、AS6221/T等产品介绍 市场主流方案及应用场景解析 可穿戴设备及生命体征监测市场趋势及展望

毕竟，对所有人来说，健康才是一串0前面的那个“1”。 每天早晨你醒来时，手腕上的智能手表已经记录了你的睡眠质量、心率变化和血氧饱和度等一系列数据。 在“后疫情时代”，自我健康监测、运动健身都愈发重要，而呼吸、心率、血氧饱和度、血压、体温等指标的变动，是人们健康状况变化的前兆。这些数据就像你的私人医生一样，时刻关注着你的身体状况，为你提供个性化的健康建议。 而这也成为可穿戴设备切入大健康领域的“时代红利”。 1、销量与出货均表现出色的可穿戴市场 根据IDC最新发布的《中国可穿戴设备市场季度跟踪报告》显示， 2024年第一季度中国可穿戴设备市场出货量为3,367万台，同比增长36.2% ，伴随销量增长，市场出货节奏明显加快。 图1. 中国腕带市场出货量预测（2024-2028） 图片来源：IDC中国 IDC预计，2024年成人智能手表市场在较为健康库存的基础上，受到新品多样化形态和个性化外观设计的推动将增长19%。短期而言，腕戴市场在运动健康场景的现有成熟技术基础上，进一步强化其配饰属性，通过愈发精致和贴合搭配场合的设计吸引更多消费者购买。 放眼全球，根据IDC最新发布的《全球可穿戴设备市场季度跟踪报告》， 2024年一季度全球可穿戴出货量1.1亿台，同比增长8.8%。 据IDC中国助理研究总监表示，当前可穿戴市场的发展主要围绕为消费者创造更多选择而进行，包括价格的差异化、形态的多样化、表带表壳等配饰的个性化等。 但市场亟待于新的传感技术和算法出现，推动未来的可持续发展。 2、测什么？和怎么测？ 健康监测，其实就是生命体征监测，Vital Signs，包含体温、心率、血氧饱和度、呼吸率、血压等常见指标。 关于在人体哪些位置能够更容易得到优质的健康指标，艾迈斯欧司朗亚太区健康监测高级市场经理王亚琴用这样一幅图总结道（如下所示）。 除了我们所熟知的额头、耳朵、手腕、手指等部位，王亚琴指出目前国外的一些创新应用使用足背位置，利用类似于袜子的产品较为舒适地裹在脚上，为婴儿做包含心率、血氧和体温在内的生命体征监测。 若从终端产品形态来看，手表、手环早已是可穿戴健康产品系列中的“领军人物”。当下，运动耳机有搭载心率监测功能；戒指由于佩戴舒适度较高，更适于做睡眠监测；尽管可抛弃型皮肤贴在国内还并不常用，但在欧美的出货量已经具备相当规模；还有不少健康监测传感器已经和smart clothing结合起来，这都对器件的尺寸、功耗、性能等提出了要求。 3 稳增长的后盾 正如前文IDC预计中提及，以腕戴市场为例，在运动健康场景的现有成熟技术基础上，进一步强化其配饰属性，通过愈发精致和贴合搭配场合的设计来吸引更多消费者购买。 生命体征监测系统的构成离不开光源、传感器、光电二极管、模拟前端、算法、控制单元等多部件。 而艾迈斯欧司朗是可以提供其中大部分模块的（如下图中绿色打钩部分所示）。 特别是对于算法部分，为了协助客户敏捷开发，快速响应市场需求，艾迈斯欧司朗结合其对于医疗行业的深耕优势，有选择性地开发了一些算法，比如心率血氧算法。 在硬件产品端，不论是分立器件还是半集成式模组，艾迈斯欧司朗都能一站式提供。 “集成发射器件和接收器件的半集成式模组——OFE光学前端，因为贴装便捷，可一片式搞定，同时由于没有集成模拟前端AFE，从而保有一定的设计灵活度，而深受特定客户群体的喜欢。” 据王亚琴介绍，自2014年开始，艾迈斯欧司朗每年都会发布系列新品，不断更新其生命体征监测的产品路线图。“对生命体征监测来说，它对LED及PD（发光二极管）的参数需求跟照明领域完全不同，我们是针对该领域的特定需求去对应研发优化，持续提升性能。” 4 因地制宜的产品设计 若要实现通过愈发精致和贴合搭配场合的设计来吸引更多消费者购买，就需要满足各类场景需求的器件。 以光源部分为例（如下图所示），1608封装的FIREFLY®CT DELSS1.12，由于尺寸较小，仅为0.8mm x 1.6mm x 0.6mm，非常适用于耳机、戒指等对空间要求比较高的场合。 而当你要监测血氧时，可能就需要类似SFH 7015这样集成红光和红外光的二合一且小巧的产品。 三合一的SFH 7016，集成了绿光、红光和红外光，目前已在市场上流行。“这款三合一的产品最早是由艾迈斯欧司朗研发出来，它的产品形式和尺寸现在已经成为市场通用。” 此外，在针对部分运动场合，或者对于深色皮肤的消费者来说，其健康监测对绿光的亮度需求更高，因而艾迈斯欧司朗对应推出了四合一产品SFH 7017，其中就包含两个绿光的版本。 不过，两个绿光集合的产品也有其局限性，何不设计一个超高亮度的绿光芯片？ “所以就有了我们2023年推出的新品SFH 7018。” 若是希望在健康监测系统中直接采用电池电压，而不需要加任何的升压电路，就选用SFH 7018A，它的突出优点便是在大电流情况下保持低电压特性，SFH 7018B则是正常电压版本的产品。 从上图左下角的对比表格中，SFH 7018相比SFH 7016在绿光亮度上几乎实现了翻倍，而在红光和红外光的亮度上则分别提升了24%和46%。 健康监测的应用需求有较多细分，有的客户更关注性能，有的客户则可能说成本关键。因此，满足不同客户的需求成为了像艾迈斯欧司朗这样全球领先的智能传感器和发射器厂商的工作重点。 上述对不同细节的考量，在接收端（PD）也是随处可见。 以智能手表为例，不同的形状设计，不同的排布形式，都会对其中所需的器件提出不同的要求，外观、功耗、价格都是需要考量的要素。 此外，艾迈斯欧司朗还在PD端研发了芯片级滤光技术，通过在芯片镀膜（大约5微米厚度），来实现不同的滤光特性。 “我们在可穿戴健康监测中都使用芯片级滤光技术，因为可穿戴本身就更讲求极致性能。” 在类似SFH 7074这样的一片式半集成光学模组中，6个芯片集成在其中，红光、红外光、绿光，2个红外截止的PD和一个全光谱的PD。 因此，在这个产品设计中考虑的细节会很多，比如芯片间距，以及上图产品图中所示用于降低cross talk的挡墙。 “这种黑白镶嵌的产品设计目前整个市场上我们仍是首家推出，白色的发光部分是为了提升它的发光效率，PD部分做成黑色则是为了降低杂散光被接收后所引起的噪声。” 当然，虽然这是半集成式的产品设计，但对于部分客户想要通过分立器件去搭建这部分模块时，仍可参考借鉴其中的设计理念，从而更好实现方案的可靠性和精度。

始于计步。活动追踪手环首次将日常生活监测的概念引入公众视野：早期使用者迅速养成了每天计算步数的习惯，并与朋友、家人和同事分享他们的步数。 初代可穿戴设备功能有限，随着活动测量组件性能大幅提高，如今市场上的智能手表、智能手环和智能手带等产品可以测量更多的生理参数，并且测量结果更加准确。我们预计这一趋势将持续下去。 据我们所知，目前只有一家公司能为设备制造商一次性供齐所有重要组件：艾迈斯欧司朗。 该优势使我们成为了可穿戴产品制造商开发新品的最佳合作伙伴。 “量化生活”现象的出现 可穿戴技术的应用催生了“量化生活”的概念。这标志着人们对个人健康的思考方式发生了深刻转变。为了维持健康，人们会选择健康的生活方式，遵循健康饮食、经常锻炼、良好睡眠等健康准则，再加上定期去医院体检，但想要不间断监测生活方式对自身健康的影响，则是计无所出。 有了可穿戴设备，就可以获得更多健康信息，因而也提高了消费者对实时了解自身健康状况的需求：实时的测量结果能够显示生活方式对健康的影响 。西方医疗系统越来越多地使用数据分析、人工智能和其他先进技术的支持，这种趋势被称为“4P医疗”：参与性（participative）、预测性（predictive）、预防性（preventive）和个性化（personalized）。 健康的关键测量指标包括心率、血氧饱和度（SpO2）、血压、体温以及通过心电图（ECG）检测出的心脏活动等生命体征数据，这些也是医生通常会检查的项目。 使用艾迈斯欧司朗先进的光电半导体系统和软件，可穿戴设备可以很好地监测这些生命体征，其精确度甚至可以与医院的专业设备相媲美。 我们的技术已经发展到可以将消费技术和医疗技术融为一体的程度。例如，不久的将来，心脏病患者或许可以拿着由智能手表测得的实时心率和心电图数据去咨询医生。 新型可穿戴技术： 准确度更高，能耗更低 要打破消费技术和医疗技术之间的壁垒，关键在于可穿戴设备数据的准确性和可靠性。当前，可穿戴设备的性能在不断提高，这在很大程度上得益于设备中所装配的光电组件得到了改进。 智能手表或手环通过光学方式测量心率和血氧饱和度。LED向佩戴者的身体组织发射光线，光电二极管测量散射到探测器的光量。动脉中血量和氧合水平的差异通过光电二极管检测到的散射光强度的变化来反映。这种光学测量技术称为光电容积描记（PPG），能够通过可穿戴设备追踪心肺的活动。 从光学工程的角度来看，在手腕上使用LED和光电二极管面临一个很大的挑战：难以确保光学组件和佩戴者皮肤之间的接触面始终保持稳定。这意味着生命体征监测系统需要配备以下组件： LED，能够发射特定波长的光 光电二极管，对该特定波长高度敏感； 模拟前端（AFE），一种集成电路，为LED提供电流，并对来自光电二极管的光电流信号进行放大和数字化处理。 整个监测系统经过优化，具有低噪声、高信噪比（SNR）、低功耗的优点，且设备的电池续航时间也得到了尽可能的延长。 为了达到这些目标，艾迈斯欧司朗近期推出了专门用于生命体征相关应用的新组件。 新型SFH 7018是一款多色LED（红光/绿光/红外）发射器 ，采用巧妙的双腔设计，最大限度地减少了用于心率测量的绿光与用于SpO2测量的红光和红外光源之间的相互干扰。SFH 7018的红光和红外发射管比上一代产品亮度提高了40%，绿色LED的亮度提高了两倍多。亮度的提高可以在信号质量保持不变的同时，减小LED电流并降低相应的功耗。 TOPLED® D5140，SFH 2202光电二极管的性能要优于可穿戴设备中常用的标准光电二极管。 SFH 2202具有更高的灵敏度和线性度，使可穿戴设备制造商能够在复杂的环境光条件下提高心率测量和SpO2测量的性能，同时降低功耗。 艾迈斯欧司朗还推出了AS7058，这是一款AFE ，可驱动SFH 7018等LED，并处理从SFH 2202等传感器或ECG电极接收到的信号。AS7058的显著特点是其低噪声性能，可产生高达120dB的极高光学信噪比，测量性能可媲美ECG。在手腕上进行光学测量具有很大挑战性，因此光电二极管产生的光学信号较弱，但低噪声AS7058则可从这些微弱信号和ECG电极的低电压输出中提取尽可能多的数据，从而确保设备能够计算出准确的生命体征测量值。 AS7058还可提供其他生命体征数据的测量结果 ，比如用于测量汗液的皮电活动，还可用于粗略测量身体成分和身体质量指数（BMI）的身体阻抗（BioZ），这是AS7058所特有的功能。 打造生命体征监测系统的 最佳助手 将发射器、传感器、AFE和相关设备集成到创新产品原型中并优化产品操作，这是一项艰巨的开发任务。事实证明，我们的生命体征系统设计专家提供了非常有效的支持。 我们的独特优势在于，SFH 7018、SFH 2202和AS7058等组件可协同工作 ，在为客户提供的样品设计中展示了这一点。艾迈斯欧司朗的产品还配备了用于计算心率、SpO2和呼吸频率的现成算法。 除了提供生命体征监测产品，艾迈斯欧司朗还提供了一款超精准的数字温度传感器。 AS6221采用1.5mm×1.0mm WLCSP封装，功耗极低，体温测量准确度极高：20℃到42℃之间的测量准确度为±0.09°，非常适合用于医疗类和健康监测类产品。 得益于为系统供应关键组件，我们的工程团队能够更加轻松地查明并解决客户生命体征监测设备的根本问题，包括光学噪声、电学噪声、机械不稳定性或其他技术问题：艾迈斯欧司朗能够更快、更轻松地为开发者提供解决方案。 在4P医学和个性化医疗的大背景下，可穿戴设备能够生成准确、可靠的数据，监测健康和个人生活方式，因此人们对这类设备的需求增长迅猛，吸引了更多制造商和初创公司进军这一大有可为的市场。 艾迈斯欧司朗是目前唯一一家能够为生命体征测量一次性供齐所有重要组件的大品牌。 对于致力于打造独特产品，尽可能为消费者的健康生活保驾护航的公司来说，艾迈斯欧司朗会是他们的最佳合作伙伴。 作者简介 Dr. Markus Arzberger Markus Arzberger现任艾迈斯欧司朗汽车和生命体征产品线高级总监。他在光电子学领域拥有深厚的技术背景，并在各种应用中积累了丰富的经验。Markus热衷于了解客户需求，并利用领先的光电子技术开发创新解决方案，满足客户需求。

说到智能手表，苹果的iWatch的出货量在2021 Q1继续保持领头羊地位。相对于普通的智能手表讲求必备运动追踪、体征监测、健康评估等运动和健康功能，以GPS传感器、陀螺仪、加速度传感器、心率、ECG、血氧、跌倒检测等传感器为核心零组件；儿童手表略有不同，主打辅助学习和安全定位，以GPS或北斗传感器模块、移动通讯模块、硅麦和图像传感器等为核心零组件。 图1、2021 Q1全球智能手表出货量占比(来源：Counterpoint) 儿童智能手表市场，步步高(BBK)以小天才(XTC)品牌市占率第一。儿童手表主要零组件包括主控芯片、存储器、GPS模块、移动通讯模块、Camera、电池、麦克风、MEMS传感器、显示屏、胶壳等，较为特别的是，为节省空间通常将主控芯片和存储器PoP封装成一颗SoC芯片。市场公开数据显示，2018年我国儿童智能手表市场规模达到1003亿元，2019年为1042亿元，2020年则达到了1100亿元。目前，儿童智能手表产品约占智能手表产品总数的36%，该占比还在进一步攀升中。今天我们从元器件选型角度以四款具有代表性的儿童手表分析和浅谈其硬件方案。 图2、2020儿童手表出货量占比(来源：旭日大数据) 儿童手表款型 上市时间 上市售价 华为4X 2020年8月 1398元 360 9X 2020年4月 499元 小天才Z6 2019年7月 1599元起 阿巴町T2 2019年1月 999元 表1、四款儿童手表上市时间及售价 图3、华为儿童手表4X拆解图(来源:eWiseTech) 品牌 型号 描述 海思(HISILICON) Hi6261V100 主板背面海思处理器 SK海力士(SK HYNIX) H9DU19A8GMMH 主板背面1GB内存+64GB闪存芯片 三星(SAMSUNG) S5K4H7YX 后置800万像素摄像头，光圈为f/2.0，支持自动对焦 唯捷创芯(VANCHIP) VC7916-55 主板正面射频功率放大器芯片 德州仪器(TI) TPS61099 主板正面具有 800nA 超低静态电流的 0.7V输入电压同步升压转换器 贝岭(BELLING) BL24SA64-CS 5MP Camera配套EEPROM 聚辰(GIANTEC) GT9772 8MPCamera配套马达驱动芯片 德州仪器(TI) BQ25601 主板正面电源芯片 意法半导体(ST) ST54H 主板正面NFC芯片 意法半导体(ST) - 六轴加速度传感器＋陀螺仪 海思(HISILICON) Hi6562 主板正面电源管理芯片 海思(HISILICON) Hi6D05 主板正面射频功率放大器 海思(HISILICON) Hi6353 主板背面射频收发芯片 海思(HISILICON) Hi1103GFCV110 主板背面WiFi/蓝牙芯片 海思(HISILICON) Hi6562GFCV100 主板背面电源管理芯片 海思(HISILICON) Hi6H03S 主板背面低噪声放大器 *海思(HISILICON) Hi6556GFCV100 主板背面电源管理芯片 恩智浦(NXP) TFA9874 主板背面音频功放芯片 - - 1.41英寸AMOLED屏幕，分辨率320x360 - - 500万像素前置摄像头，光圈为f/2.2 - - 按键、接口、连接器、电池等 表2、华为儿童手表4XBOM表(* 可替代器件) 品牌 型号 描述 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SL8521E 主板背面春藤8521E处理器 江波龙/FORESEE(LONGSYS/FORESEE) F70MER0402-C671 主板背面512MB闪存+216MB内存芯片 敦泰(FOCALTECH) FT3267 触控芯片 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) ESD5641 主板正面电源芯片 紫光展锐/锐迪科(UNISOC/RDA) RPM6743-31 主板背面射频功率放大器 紫光展锐/锐迪科(UNISOC/RDA) RTM7916-51 主板正面射频功率放大器 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SR3593A 主板正面射频收发芯片 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SC2721G 主板背面电源管理芯片 艾为(AWINIC) AW87318CSR 主板背面音频功放芯片 安普瑞斯(AMPRIUS) HYWT04B 860mAh锂电池 - - 1.4英寸TFT屏 - - 200万像素前置摄像头 - - 按键、接口、连接器、其他芯片等 表3、 360儿童手表9XBOM表 品牌 型号 描述 高通(QUALCOMM) Snapdragon Wear 2100 主板正面骁龙Wear 2100系列处理器 金士顿(KINGSTON) 08EPOP04-NL3DT227 主板正面512MB内存+8GB闪存 谱瑞(PARADE) TMA525 多点触摸电容式触摸屏控制器，内置32位ARM Cortex CPU 高通(QUALCOMM) WCN3620 主板正面Wi-Fi&蓝牙&FM多合一芯片 高通(QUALCOMM) PM8916 主板正面电源管理芯片 高通(QUALCOMM) SMB1360 主板正面充电管理芯片 高通(QUALCOMM) QFE2101 主板正面PA的电源跟踪管理芯片 高通(QUALCOMM) WTR2965 主板正面射频收发器 思佳讯(SKYWORKS) SKY77643-21 主板正面射频功率放大器 思佳讯(SKYWORKS) SKY77912-61 主板正面射频前端芯片 艾为(AWINIC) AW8896CSR 主板背面音频功放芯片 意法半导体(ST) LSM6DSM 主板背面6DoF惯性测量单元(IMU)芯片 楼氏(KNOWLES) SPV0842LR5H 主板背面MEMS麦克风 小天才(XTC) XTC-Z6 680mAh锂电池 - - 1.41英寸AMOLED屏幕，分辨率320x360 - - 500万像素前置和800万后置摄像头 - - 按键、接口、连接器、其他芯片等 表4、小天才儿童手表Z6BOM表 品牌 型号 描述 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SL8521E 主板正面春藤8521E处理器 *紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SC9863A 主板正面LTE智能平台SC9863A 兆易创新(GIGADEVICE) GD9D4M4EYKM-A1 主板正面4GB EMMC + 2Gb LPDDR2 FBGA162 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SC9820E 主板正面低功耗、高性能的2G/3G/4G智能模块 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SC2721G 主板背面一颗集成了所有移动手机电源管理,音频编解码器,电池管理和用户界面支持功能的单芯片 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SPM6743-12 主板背面射频功率放大器 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) SR3593A 主板正面多模多频射频收发单芯片 紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM) RTM7916-31 主板正面发射/接收前端模块(FEM)芯片 众旺德(ZWDB) T2 680mAh/2.584Wh聚合物锂电池 信利(TRULY) 丝印 TRULY4918 1.41英寸AMOLED屏幕，分辨率320x240 - - 200万像素前置和200万后置摄像头 - - 按键、接口、连接器、其他芯片等 表5、阿巴町儿童手表T2BOM表 除了以上四款方案，市面上的儿童手表里联发科(MTK)/MT6261MA(主控芯片)、紫光展锐/展讯(UNISOC/SPREADTRUM)的SL8541E/W307平台(主控芯片)、汉天下(HUNTERSUN)/HS8225L(移动通讯模块)、UBLOX/UBX-G7020(GPS模块)、翱捷(ASR)/ASR3601(多模4G芯片)、联发科(MTK)/MTK6627(GPS定位芯片)、RFMD/RF7196D(GSM模块)等元器件成功Design Inside。关于儿童手表的研发、设计与方案选型，希望这篇文章具备一些参考价值。拍明芯城作为快速撮合的元器件交易平台，聚焦服务长尾市场的中小微电子企业，让每款芯片的Design In、Design Win和流通交易更为顺畅，深入落地到千行万业，成为最好的芯片搬运工和SaaS工具提供商，帮原厂卖好芯片，帮工程师用好芯片！

高端智能手机更具象化的迭代，比如折叠屏，比如影像的持续创新，都离不开光传感器的支撑。 全球智能手机市场正处于一个整体迷茫的蛰伏期。 但在这样的逆境中，行业也发生着微妙的变化。根据权威机构Counterpoint最新报告显示，今年第二季度，中国高端智能手机（批发价400美元及以上）份额逆势扩张，从2021年第二季度的31%升至2022年第二季度的33%。同时，在整体市场疲软之时，中国高端智能手机销量的下降幅度（10%）低于整体市场的幅度（14%），高端机型在整体大盘中占比提高。 很多业界人士表示，中国高端手机在大盘占比中不断提高，正是产业成熟的标志，一方面，技术愈发成熟后带来更强的产品力；另一方面也是消费市场本身的愈发成熟， 消费者对高端智能手机的接受度越来越高。 技术成熟是技术创新的结果，产品力的体现可以说方方面面，除了5G、操作系统、底层芯片等基座能力， 就高端智能手机本身，我们也看到了更具象化的发力点，比如折叠屏，比如影像的持续创新，而这2点都离不开光传感器的支撑。 1 、 一段协同演进史 “就光传感器来说，我们在业界一直是引领创新，更是与我们的智能手机客户一起协同创新。在手机快速演变的过程中，以最大的科技助力去协助他们，使得客户的创新和灵活的工业设计成为可能。”艾迈斯欧司朗资深市场经理郭海波在采访中表示。 自2016年至今，智能手机屏幕一路演进，从起初的宽边框屏，到后来的窄边框屏、刘海屏、水滴屏，一直到当前的打孔屏、折叠屏，而这一路都离不开光传感器的协同演进。 由于光传感器要放置在开孔位置，因此伴随屏占比越来越高，开孔越来越小，一直到现在最新流行的手机已经把光传感器放在手机屏幕下面，光传感器也必须随之演变——从最初的大孔3in1设计，到现在的迷你型3in1，甚至是屏下方案，例如艾迈斯欧司朗最新的光接近传感器能够置于OLED屏下，同时不受OLED屏幕本身发光以及低透过率的影响等，帮助灵活的工业设计变成可能。 对艾迈斯欧司朗来说，应用于智能手机的光传感器主要可以分为2大类：其一是屏幕管理，其二是影像增强，而这都和高端智能手机的发力点契合。 2 、 接近传感器的妙用 以协助屏幕管理的接近传感器为例，它的主要作用就是在检测到靠近时熄屏以防误触发，同时节约电能 （如下图所示） 。 它的工作原理就是红外LED发射940nm的红外线，然后靠红外PD接收物体/人表面反射回来的能量判断距离的远近，并做出快速判断。作为光传感器，其很重要的一个点就是需要排除环境光红外的干扰，所以艾迈斯欧司朗在其接近传感器中集成了一个先进的光学滤光片滤除环境干扰。 而接近传感器还有一个妙用，比如消费者在日常使用时，经常将手机放进口袋，而由于口袋紧贴着人体皮肤，因此很容易误触点亮屏幕。这时就可以基于接近传感器，用很低的采样率来实现口袋模式检测。据悉，这也是当智能手机向着更人性化的方向演进时，终端客户协同上游厂商开发的创新应用之一。 3 、 推进显示优化的 环境光传感器 若提到显示优化，环境光传感器必居其一。一般情况下，环境光传感器可以分为3类：传统只检测亮度的环境光传感器，检测红绿蓝的颜色传感器，以及光谱传感器。 在肉眼所见的整个可见光领域，艾迈斯欧司朗环境光传感器都能覆盖，甚至在非可见光领域，例如UV以及近红外波段，其也有相应的产品。 据郭海波介绍，环境光传感器在智能手机中一方面可以协助手机智能地调整屏幕亮度，特别由于类似智能手机、平板等智能硬件中，屏幕都是最大的电能消耗部件，因此这也是节能减耗的关键举措； 其次，就是视力保护，例如夜晚关灯状态下，如果手机屏幕亮度不能智能调整的话，人眼将会非常不舒服； 最后，即显示优化，随着环境色温的变化，智能调节显示使其更加柔和，更加贴合人眼的响应需求。 “以我们的XYZ颜色传感器为例，相比传统的RGB传感器能够更加精准地模拟人眼的响应曲线，这就是我们的自适应显示技术。” 以上图中左下角的Demo为例，左、右两边各1台手机，其中左边的手机搭载了艾迈斯欧司朗的XYZ颜色传感器，而右边的没有。当环境色温调整到2700K时，色温越低，人眼感受的光源就越暖越黄，左边的手机已经自适应调节了，但右边手机中的图片却明显偏蓝。 虽然没有传感器的调节，人眼也会被迫去适应，但这样会增加人眼的疲劳度，影响消费者的体验。 更多时候，用户体验提升的每一小步，都是基于技术迭代创新的一大步。通过点滴用户体验提升的累积，才造就了高端手机在用户心智的真正占领。 4 、 赋能影像增强 如果谈到中国智能手机向高端市场的不断突破，摄像头是绝对的着力点。很显然，以摄像头性能为基础的智能手机“B（ack）面战争”早已开始。赋能影像增强，艾迈斯欧司朗基于光传感器夯实自动白平衡（AWB）、自动曝光（AE）以及自动对焦（AF）三方面。 “就助力提升AWB和AE来说，我们有2套方案，一个是RGBCWF传感器；一个是光谱传感器。” 相比传统只包含RGB的摄像头，RGBCWF传感器一方面响应速度更快；另一方面，叠加diffusor扩散片的传感器也将获得更大的视场角；此外，集成flicker还能更好检测环境光源的闪烁频率，帮助去除闪烁影响；最后，便是提供准确的CCT值（灰色和白色）供摄像头参考。 但RGBCWF传感器无法消除大面积纯色反射对整个CCT的误判影响，例如下图左下方所示，当手机放在一个颜色偏黄的皮沙发上时，尽管原始灯光是2536K色温，但若此时对着沙发拍照，RGBCWF传感器测量出来的光源色温却在1853K。如果要正确预估光源，就需要光谱重构，否则摄像头得到的就是环境光照射在皮沙发上反射回来的色温值。 此时就需要光谱传感器，相较RGBCWF传感器，它不仅对CCT精度做了进一步提升，还能通过光源重构准确还原环境光源的光谱，去除反射光对CCT造成的误判。例如，如果基于光谱传感器，上图中预估光源的CCT值就是2560K，非常接近真实光源(2536K)的情况。 当然，提到影像增强，还离不开自动对焦(AF)。艾迈斯欧司朗以一颗多合一的光飞行时间模组帮助客户打造快速而准确的对焦。 “它是目前业界最小封装的1D ToF传感器。” 单点对焦的激光传感器也非常适合智能手机等对结构紧凑有特殊需求的工业设计，除了高度集成化、符合人眼安全认证的优势外，这款产品还集成了ams OSRAM自产自研的高性能光学滤膜，可以极大抵御环境光红外线的干扰，在100K lux的环境光照明条件下，依然能够达到60cm以上的探测距离。 5 、 横向拓展：更广阔的IoT市场 智能手机的进化让光传感器在性能、尺寸等方面得到了飞速的演进以及充分的验证，而这种技术积累正在更广阔的IoT市场凸显作用。以可穿戴设备为例，除了智能手环、智能手表等之外，伴随元宇宙重燃热火的消费类AR眼镜也正在蓬勃起量。 而在这个“日新之谓盛德”的时代，光传感器同样不断突破自己，展开新的方向。 上图所示这颗集成UVA检测的传感器TSL25853P，尺寸仅为2x1x0.5mm 3 ，绝对的超薄款。然而它除了可以智能、准确地监测环境光之外，还可以检测UVA实现UVI预估。 如此轻薄超小的产品，非常适用于智能手表、AR眼镜等，在满足产品轻便时尚感的同时，智能调节屏幕背光。此外，它能实现UVI预估，并将数值在例如AR眼镜的屏幕上显示，以提醒消费者合理防晒。 从某种程度来说，陪伴成长最快、竞争最激烈的市场成长，本身就是实力的象征。