可穿戴設(shè)備功能分析簡報(bào)

目前的可穿戴設(shè)備中配備為視覺開發(fā)的元器件尚未達(dá)到多數(shù)，大部分設(shè)備還是通過通訊的方式將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在智能手機(jī)或是電腦終端的方式來進(jìn)行可視化，但隨著人們對于穿戴式設(shè)備的娛樂性和多媒體需求熱情日益高漲，產(chǎn)品中視覺元器件覆蓋配備程度將逐漸提高，廣泛應(yīng)用是大勢所趨。

因穿戴式設(shè)備而引發(fā)的視覺元器件主要有三類：屏幕、微攝像頭、微投影儀。穿戴式設(shè)備屏幕相對于傳統(tǒng)手持終端屏幕對于尺寸的要求不同，囿于其產(chǎn)品的體積重量的限制，屏幕的大小并非首要考慮因素，低功耗、廣視角、室外可讀性將成為穿戴式屏幕關(guān)注重點(diǎn)。由于設(shè)備隨身使用在室外的使用時(shí)間大大高于以往，所以屏幕在室外強(qiáng)光下的可讀性要求就甚于以往，并且由于佩戴在身上，其一般情況下并不會像電腦屏幕及手機(jī)屏幕進(jìn)行直視，所以其可視角度也成為重要的產(chǎn)品性能之一。低功耗的需求更不言自喻，在智能手機(jī)上觸摸屏的功耗通常占整個(gè)設(shè)備功耗的一半以上，在穿戴式設(shè)備中降低屏幕顯示功耗將更顯急迫。高通在其最新推出的Toq智能手表上使用了最新的Mirasol屏幕，其顯示方式與電子墨水技術(shù)相仿，只有在像素顏色改變時(shí)才需要消耗電力，大大降低了功耗延長電池使用時(shí)間，同時(shí)利用了生物仿生學(xué)技術(shù)借助陽光反射使顯示屏保持清晰，保證陽光下的可讀性。此外，韓系廠商三星與LG公司正在全力準(zhǔn)備柔性屏幕的大規(guī)模量產(chǎn)計(jì)劃，預(yù)計(jì)將于11月推出第一代產(chǎn)品，相對于目前的屏幕來說柔性屏幕更加輕薄，功耗更低，同時(shí)可以貼合人體表面，對于穿戴式設(shè)備而言應(yīng)用前景將更加廣闊。

圖1：用于Toq智能手機(jī)上的Mirasol顯示技術(shù)

圖2：三星和LG公司即將推出的柔性屏幕

微攝像頭與微投影儀正好在功能上處于截然相反的狀態(tài)，微攝像頭將圖像與視頻從外界獲取儲存至設(shè)備中，而微投影儀則將已經(jīng)儲存的影像資料從存儲介質(zhì)中呈現(xiàn)給用戶，對于穿戴式設(shè)備的娛樂性功能而言這兩種元器件必不可少。根據(jù)可穿戴式設(shè)備的特性，用戶在使用拍照或攝像功能時(shí)行為與時(shí)間顯得更加隨意，因此攝像頭的防抖性能與啟動(dòng)、對焦、拍攝速度的要求也高于以往，預(yù)計(jì)未來高性能高像素的微攝像頭市場需求巨大。在NEXUS5智能手機(jī)上，將會率先使用DigitalOptics生產(chǎn)的MEMS微攝像頭，像素達(dá)到主流的800萬水平，而對焦速度可達(dá)到7倍于普通攝像頭的速度，并具備先拍照后對焦的功能，在穿戴式設(shè)備市場中MEMS攝像頭將有望逐步取代傳統(tǒng)攝像頭成為產(chǎn)品標(biāo)配。

圖3：DigitalOptics推出的MEMS攝像頭模塊

圖4：已率先使用微攝像頭的三星GalaxyGear智能手表

而微投影儀隨著三星GalaxyBeam手機(jī)的推出和谷歌眼鏡的設(shè)計(jì)而成為熱點(diǎn)，穿戴式設(shè)備限于體積和便攜的約束對顯示屏的尺寸將有嚴(yán)格的限制，而在此方寸之間對于娛樂性視頻體驗(yàn)將大大折扣，微投影儀能夠不顯著擴(kuò)大設(shè)備體積的同時(shí)將此問題引刃而解，獲得大尺寸屏幕的舒適體驗(yàn)。谷歌眼鏡就是微投影儀最引人關(guān)注的實(shí)施案例，其微投影儀將內(nèi)容投射到棱鏡中，然后人眼可以識別出棱鏡上的內(nèi)容，根據(jù)谷歌公司自身描述，效果如同看到2.4米外25英寸的高清屏幕，對于穿戴式設(shè)備而言，微投影儀將使影像效果帶來更為豐富的延伸，提升視覺體驗(yàn)。當(dāng)前微投影技術(shù)可分為LCD、DLP、LCOS和MEMS微型掃描(MicroScanner)四種技術(shù)，前三種是現(xiàn)有的技術(shù)，而MEMS微型掃描技術(shù)則為創(chuàng)新技術(shù)。目前可商品化微投影技術(shù)有三類：DLP、LCOS與LaserScan鐳射投影技術(shù)(MEMS)，據(jù)分析谷歌眼鏡使用的Himax廠商的ColorSequentialLCOS技術(shù)。隨著技術(shù)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)鏈延伸，國內(nèi)具有光學(xué)技術(shù)儲備的公司也將受益于微攝像頭的行業(yè)需求的爆發(fā)增長。

圖5：Google眼鏡微投影工作示意圖

圖6：首部配備微投影儀的GalaxyBeam手機(jī)

視覺上需要滿足用戶日常需求外，聲覺的需求也必然配合出現(xiàn)，從而構(gòu)建出全面完整的感官體驗(yàn)。與微攝像頭和微投影儀相似，聲覺上也有功能相反的成對出現(xiàn)元器件產(chǎn)品——微揚(yáng)聲器與微麥克風(fēng)，分別完成音頻的輸出與輸入。在穿戴式設(shè)備中將很難像傳統(tǒng)手持設(shè)備配備實(shí)體鍵盤或是大尺寸的觸摸屏來供用戶輸入，因此大部分指令需要通過語音輸入至設(shè)備經(jīng)過識別技術(shù)從而轉(zhuǎn)化成設(shè)備可識別的命令，而在命令確認(rèn)反饋或是日常影像文件播放時(shí)，音頻的輸出也日益頻繁，可以說未來穿戴式設(shè)備中，微揚(yáng)聲器與微麥克風(fēng)將作為基本的組件大量應(yīng)用于產(chǎn)品中，同時(shí)類似目前的智能手機(jī)的發(fā)展趨勢，為了獲取高質(zhì)量的音頻輸入及輸出，一臺設(shè)備中配備多個(gè)聲學(xué)組件也將逐步成為常態(tài)。

對于聲學(xué)器件來說，要應(yīng)用于穿戴式設(shè)備捉襟見肘的空間中，其尺寸也需要遠(yuǎn)小于原有的設(shè)備，同時(shí)需要能在小體積上滿足輸出功率，并做到防水、高降噪性能等有別于以往的產(chǎn)品特性。為了滿足以上條件，MEMS電聲器件應(yīng)運(yùn)而生，不僅能做到小型化更較傳統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，有助于延長設(shè)產(chǎn)品壽命。

圖7：MEMS麥克風(fēng)的尺寸演進(jìn)

圖8：MEMS麥克風(fēng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

MEMS麥克風(fēng)的滲透速度尤為驚人，從2007年全球銷量2.47只迅速發(fā)展至2010年的6.95億只，在整體麥克風(fēng)中的占有率已達(dá)兩成，據(jù)IHSiSuppli預(yù)測，今年出貨量將達(dá)到26億只，較2012年增長30%，繼續(xù)保持高速增長的態(tài)勢。隨著穿戴式設(shè)備及其他小型設(shè)備的普及速度加快及用戶對于噪音抑制、語音識別應(yīng)用需求的上升，MEMS的麥克風(fēng)的滲透率也將進(jìn)一步提升。

圖9：MEMS麥克風(fēng)2016年將達(dá)到46.5億出貨量（單位：十億只）