智能手機(jī)的三個(gè)技術(shù)變化，都有光學(xué)傳感器的支撐

智能手機(jī)今年有什么技術(shù)變化？答案有三：一是TWS（真無線立體聲耳機(jī)）的興起，二是全面屏的流行，三是攝影增強(qiáng)技術(shù)的發(fā)展。三者都有一個(gè)共同點(diǎn)，使用了光學(xué)傳感器作為支撐。ams公司近日在京發(fā)布的兩款光學(xué)傳感器新品，就對(duì)此趨勢(shì)做出了很好的注解。

讓TWS更火

從蘋果公司發(fā)布AirPods耳機(jī)開始，TWS耳機(jī)迅速開始流行。為了提升用戶的使用體驗(yàn)，入耳檢測(cè)成為必備功能。為此，高、中、低各類TWS耳機(jī)都配備了基于紅外線檢測(cè)的接近傳感器。ams半導(dǎo)體公司推出的TMD2635就是這樣一款產(chǎn)品。

據(jù)ams半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器事業(yè)部總經(jīng)理及執(zhí)行副總裁Jennifer Zhao女士介紹，該產(chǎn)品是一個(gè)完整的光-數(shù)字傳感器模塊，集成了低功率紅外VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器）發(fā)射器、兩個(gè)用于近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)傳感的傳感器像素，以及數(shù)字快速模式I2C接口，采用了微型連接網(wǎng)格陣列(LGA)封裝。

ams半導(dǎo)體先進(jìn)光學(xué)傳感器事業(yè)部總經(jīng)理及執(zhí)行副總裁Jennifer Zhao女士

“100μA是該產(chǎn)品在正常工作模式下的功耗，睡眠模式下的功耗則是0.7μA?！盝ennifer Zhao指出了該產(chǎn)品的超低功耗特性，并且表示另一優(yōu)勢(shì)是超小的封裝，“產(chǎn)品體積為2mm×1mm×0.5mm。”

為了讓客戶的設(shè)計(jì)更加方便，TMD2635提供了一條備用的I2C地址，可以實(shí)現(xiàn)在I2C總線上交換CLK/SDA。開口也采取了更靈活的方式，可以用兩個(gè)1.5mm的圓孔，或者1×2橢圓形的ID開孔。

“TWS包含了很多技術(shù)應(yīng)用，但是尺寸是最為核心的問題，而且光學(xué)傳感器都要開孔，所以TMD2635在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮了這些需求?！?Jennifer Zhao表示。

攝像無閃爍

用手機(jī)拍照經(jīng)常遇到的一個(gè)問題就是條紋的出現(xiàn)。“形成的原因就是攝影的快門和光源的沒有對(duì)上?！?Jennifer Zhao解釋道。

現(xiàn)在的手機(jī)攝像頭一般會(huì)使用RGB傳感器來估算圖像增強(qiáng)系統(tǒng)中的顏色均衡，但是沒有Flicker（閃爍）檢測(cè)。TCS3408解決了這個(gè)問題，并能讀取五個(gè)環(huán)境光感測(cè)通道（除了RGB通道之外，增加了額外的寬譜帶通道和作為參考的全譜帶通道）來準(zhǔn)確測(cè)量光的顏色和強(qiáng)度。

閃爍主要來自LED光源，隨著普及程度加深，閃變頻率無處不在。為了便于檢測(cè)，TCS3408將一系列閃變測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器的選項(xiàng)，使智能手機(jī)攝像頭的視頻處理器可以檢測(cè)高階閃變頻率（最高2kHz）。

ams半導(dǎo)體中華區(qū)市場(chǎng)應(yīng)用工程總監(jiān)Spencer Bai還特別做了些說明：“光源閃變主要是針對(duì)工頻信號(hào)，如國(guó)內(nèi)是50、100Hz，國(guó)外是60、120Hz，一般的快門速度跟不上這種頻率，必須要采用閃變檢測(cè)?！?/p>

ams半導(dǎo)體中華區(qū)市場(chǎng)應(yīng)用工程總監(jiān)Spencer Bai

作為上一代產(chǎn)品TCS3701的更新，TCS3408在環(huán)境光和顏色檢測(cè)的靈敏度上增強(qiáng)了10倍，閃變的靈敏度也增強(qiáng)了3倍。此外，該產(chǎn)品在紫外線和紅外線的干擾方面也有所改進(jìn)，對(duì)環(huán)境光和色溫檢測(cè)精度也做了增強(qiáng)。

不止于此

全面屏路線是智能手機(jī)廠商共同的選擇，也是市場(chǎng)的需求所致?！敖衲旰芏嘀悄苁謾C(jī)廠商都將屏占比提升到95%，很多客戶因此希望把ALS和接近傳感器都放在屏下，這也是我們一個(gè)主要的努力方向?！?Jennifer Zhao表示。

Jennifer Zhao強(qiáng)調(diào)：“這里面存在很多挑戰(zhàn)，包括如何在屏下獲得ALS的最好性能，如何得到非失真的真實(shí)傳感、紅外的抑制，而這些都是ams的優(yōu)勢(shì)所在?！?/p>

3D人臉識(shí)別成為智能手機(jī)的標(biāo)配，目前市場(chǎng)上有三種方案：一是結(jié)構(gòu)光，二是主動(dòng)立體視覺，三是ToF（飛行時(shí)間）?！叭N方案優(yōu)勢(shì)不同，結(jié)構(gòu)光的安全系數(shù)最高，價(jià)位也是最高的；立體視覺適合中距離，ToF則比較容易應(yīng)用，但安全性不強(qiáng)?！盝ennifer Zhao表示這三種方案ams都能提供。

這些產(chǎn)品都屬于先進(jìn)光學(xué)傳感器事業(yè)部，該產(chǎn)品的一個(gè)產(chǎn)品線是集成光學(xué)傳感器，主要圍繞手機(jī)應(yīng)用展開，另一個(gè)產(chǎn)品線則是顏色和光譜傳感，主要用于顏色識(shí)別、食物分析、化妝品和膚色監(jiān)測(cè)以及生物傳感器。

領(lǐng)先的技術(shù)來源于ams半導(dǎo)體對(duì)傳感器技術(shù)的專注，據(jù)Jennifer Zhao介紹，很多傳感器用到的濾波器都是公司自己的IP。目前，TSMC是ams的主要生產(chǎn)合作伙伴。不過，ams也有自己的工廠，除了奧地利的主工廠，在新加坡還設(shè)有封裝廠和光源產(chǎn)品工廠。

“我們公司不只是推進(jìn)傳感器的硬件開發(fā)，還提供包括軟件解決方案和其他的生態(tài)系統(tǒng)等等?，F(xiàn)在公司有很多研發(fā)部門和團(tuán)隊(duì)在提供完整的解決方案，因?yàn)楹芏嗥骷粌H需要硬件的支持，還要有軟件支撐。同時(shí)，我們也會(huì)幫助客戶做集成?！彼詈蟊硎?。