拓展消費電子市場 環(huán)境光傳感器和接近傳感器向復合化演進

經(jīng)過近年來的不斷推廣，接近傳感器和環(huán)境光傳感器已從原先的工業(yè)和航空航天等領域成功介入消費電子市場。未來，兩種傳感器要想進一步擴大市場的應用范圍，一方面要改善產(chǎn)品的技術(shù)指標，創(chuàng)造延伸型應用;另一方面，兩者要集成在一起，形成復合型產(chǎn)品，提供綜合性應用。

成功拓展消費電子市場

兩年前，iPhone手機融合了一種新功能：當人們將手機貼近耳部開始打電話時，手機會自動檢測到這個貼近的動作，并自動關閉手機背光和觸摸屏鍵盤，達到節(jié)電和防止誤操作的目的。為了實現(xiàn)這一設計，iPhone中采用了一種名為“接近傳感器”的光傳感器產(chǎn)品，它對接近其他物體的動作有“感知”能力，過去在航空航天和工業(yè)領域有較為廣泛的應用。在實現(xiàn)了小型化和低功耗化之后，它成功進入了消費電子領域。

與此同時，環(huán)境光傳感器也在近兩年介入液晶電視、手機、筆記本以及汽車等產(chǎn)品領域。環(huán)境光傳感器并不是一個創(chuàng)新產(chǎn)品。在幾十年前，人們就開始利用光敏電阻和光電二極管來實現(xiàn)對環(huán)境光的檢測。但隨著這些年人們對綠色節(jié)能以及產(chǎn)品智能化的關注，環(huán)境光傳感器獲得了越來越多的應用。環(huán)境光傳感器在消費電子中起到兩個作用：一方面，它可以根據(jù)周圍光線情況自動調(diào)節(jié)顯示器背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗;另一方面，環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當環(huán)境亮度較高時，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會自動調(diào)成高亮度。當外界環(huán)境較暗時，顯示器就會調(diào)成低亮度。除了應用在顯示器領域外，環(huán)境光傳感器還進入了汽車領域。例如利用環(huán)境光傳感器自動控制車燈的開啟;根據(jù)后車燈光調(diào)整后視鏡;檢測車燈是否正常工作等等。可以看出，這些應用與車輛的智能化和舒適化有關。

技術(shù)革新適應消費電子應用

接近傳感器和環(huán)境光傳感器要拓展消費電子市場，就需要克服幾個主要的技術(shù)挑戰(zhàn)。

首先是解決系統(tǒng)產(chǎn)品開孔的問題。接近傳感器和環(huán)境光傳感器都要通過把接收的光轉(zhuǎn)換成電量來實現(xiàn)傳感器的功能，這就需要在系統(tǒng)產(chǎn)品上開孔，使光線可以射入傳感器。而開孔會給系統(tǒng)產(chǎn)品帶來一系列問題，如手機或電視的模具要重新設計，影響產(chǎn)品的美觀等，這也多少阻礙了兩種傳感器的推廣。目前，市場上主流供應商采用不同的方式來解決這個問題。Intersil通過提高產(chǎn)品的檢測靈敏度和抗干擾能力，提供不需要系統(tǒng)產(chǎn)品開孔就可以實現(xiàn)光線檢測功能的傳感器產(chǎn)品。羅姆則通過自己的評估團隊，為客戶的產(chǎn)品開孔設計提供咨詢，減少客戶在開孔方面的設計難度和工作量。

其次是在提高檢測靈敏度和抗干擾能力的同時，降低光傳感器的功耗。這些指標相互關聯(lián)甚至對立，因此很難被同時改善。以接近傳感器為例，它的工作原理是先利用紅外LED發(fā)出光線，當光線照到人臉之后，反射回去，傳感器接收到反射的紅外光來檢測距離。反射光是很弱的，容易與人體自身發(fā)出的紅外光產(chǎn)生干擾。為了實現(xiàn)應用產(chǎn)品不開孔的目標，就需要提高傳感器的檢測靈敏度和抗干擾能力。但光傳感器檢測靈敏度提高了，就意味著它的抗干擾能力被減弱了，這兩者本身是對立的。而且，提高靈敏度需要提高紅外LED的發(fā)射功率，這也提高了產(chǎn)品的功耗。

再次是環(huán)境光傳感器的檢測值接近人眼的感受。環(huán)境光傳感器基于的原理有三種，光敏電阻、光電二極管和光電三極管。目前，市場上的環(huán)境光傳感器主要基于光電二極管和光電三極管。但它們的測定結(jié)果可能與人眼的實際感受存在差異。主流供應商Intersil和羅姆都設計推出了近似人眼感應的環(huán)境光傳感器。

此外，業(yè)界還要降低傳感器產(chǎn)品的尺寸以適應手持設備的要求。目前，很多供應商都在設法提供高集成度和小尺寸產(chǎn)品。美信MAX9954環(huán)境光傳感器采用OFDN封裝技術(shù)，尺寸為2.0mm×2.0mm。它集成了帶有光過濾器的光電二極管、16位ADC、數(shù)字信號處理以及I2C接口。光靈敏度范圍從0.1勒克斯到10萬勒克斯。Intersil的ISL29015也采用OFDN封裝技術(shù)，尺寸為2.0mm×2.1mm。但業(yè)界人士也表示，目前，光傳感器的封裝材料多采用透明的樹脂，很難承受無鉛焊料再流焊的高溫，因此，封裝技術(shù)仍然需要進一步完善。

復合產(chǎn)品成演進趨勢

在過去兩年多的推廣中，接近傳感器和環(huán)境光傳感器在市場上也遇到了一些問題。接近傳感器在消費電子市場上的應用主要集中在手機上。由于目前它檢測的距離比較短，大都在20厘米以內(nèi)，很難在更大應用范圍中推廣。而環(huán)境光傳感器在國產(chǎn)手機上的推廣過程也并不順利。起初，由于它不太貴，還能給手機增加新功能，手機設計公司的接受度較高。但經(jīng)過兩年多的應用，手機設計公司認為它的應用效果并不理想，再加上手機有手動調(diào)光功能，大的國產(chǎn)手機企業(yè)就不愿意采用了。

為此，目前供應商正在設法提高接近傳感器的檢測距離，希望將檢測距離提高到1米到2米。這樣，它就可以被安裝到電視等產(chǎn)品中，創(chuàng)造出一些新的應用。例如，在機場的電視，當有人進入檢測范圍時，電視會自動開機，以此實現(xiàn)節(jié)電的目的。與此同時，環(huán)境光傳感器要在應用上多開發(fā)一些延伸型應用，而不僅僅局限在根據(jù)環(huán)境光來調(diào)整背光這一單一的功能上。目前，一些手機中既集成了接近傳感器，又集成了環(huán)境光傳感器。而將環(huán)境光傳感器和接近傳感器集成在一起的復合型產(chǎn)品正成為未來的演進趨勢。

對于類似的復合型產(chǎn)品，也有公司開始試水這個市場。Intersil的ISL29015能夠檢測環(huán)境光和紅外光。臺灣凌耀科技的CM3612也是二合一產(chǎn)品。羅姆公司也將在今年內(nèi)推出復合型產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)人士認為，將接近傳感器和環(huán)境光傳感器集成在一起，這樣的復合型產(chǎn)品相比單一的兩種傳感器具有技術(shù)優(yōu)勢，也能更好地控制成本，并有助于系統(tǒng)開發(fā)綜合控制方案。