環(huán)境光傳感器和接近傳感器產(chǎn)品向復(fù)合化演進(jìn)

經(jīng)過兩年多的推廣，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(lǐng)域成功介入消費(fèi)電子市場。未來，兩種傳感器要想進(jìn)一步擴(kuò)大市場的應(yīng)用范圍，一方面要改善產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，創(chuàng)造延伸型應(yīng)用;另一方面，兩者要集成在一起，形成復(fù)合型產(chǎn)品，提供綜合性應(yīng)用。

成功拓展消費(fèi)電子市場

兩年前，iPhone手機(jī)融合了一種新功能：當(dāng)人們將手機(jī)貼近耳部開始打電話時(shí)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)檢測到這個(gè)貼近的動(dòng)作，并自動(dòng)關(guān)閉手機(jī)背光和觸摸屏鍵盤，達(dá)到節(jié)電和防止誤操作的目的。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，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(dòng)作有“感知”能力，過去在航空航天和工業(yè)領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用。在實(shí)現(xiàn)了小型化和低功耗化之后，它成功進(jìn)入了消費(fèi)電子領(lǐng)域。

與此同時(shí)，環(huán)境光傳感器也在近兩年介入液晶電視、手機(jī)、筆記本以及汽車等產(chǎn)品領(lǐng)域。環(huán)境光傳感器并不是一個(gè)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(shí)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(guān)注，環(huán)境光傳感器獲得了越來越多的應(yīng)用。環(huán)境光傳感器在消費(fèi)電子中起到兩個(gè)作用：一方面，它可以根據(jù)周圍光線情況自動(dòng)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(dāng)環(huán)境亮度較高時(shí)，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會(huì)自動(dòng)調(diào)成高亮度。當(dāng)外界環(huán)境較暗時(shí)，顯示器就會(huì)調(diào)成低亮度。除了應(yīng)用在顯示器領(lǐng)域外，環(huán)境光傳感器還進(jìn)入了汽車領(lǐng)域。例如利用環(huán)境光傳感器自動(dòng)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�？梢钥闯觯�這些應(yīng)用與車輛的智能化和舒適化有關(guān)。

技術(shù)革新適應(yīng)消費(fèi)電子應(yīng)用

接近傳感器和環(huán)境光傳感器要拓展消費(fèi)電子市場，就需要克服幾個(gè)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(shí)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(huì)給系統(tǒng)產(chǎn)品帶來一系列問題，如手機(jī)或電視的模具要重新設(shè)計(jì)，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(yīng)商采用不同的方式來解決這個(gè)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(shí)現(xiàn)光線檢測功能的傳感器產(chǎn)品。羅姆則通過自己的評(píng)估團(tuán)隊(duì)，為客戶的產(chǎn)品開孔設(shè)計(jì)提供咨詢，減少客戶在開孔方面的設(shè)計(jì)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(shí)，降低光傳感器的功耗。這些指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)甚至對立，因此很難被同時(shí)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(dāng)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(shí)現(xiàn)應(yīng)用產(chǎn)品不開孔的目標(biāo)，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(shí)際感受存在差異。主流供應(yīng)商Intersil和羅姆都設(shè)計(jì)推出了近似人眼感應(yīng)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(yīng)手持設(shè)備的要求。目前，很多供應(yīng)商都在設(shè)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(hào)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(jìn)一步完善。

復(fù)合產(chǎn)品成演進(jìn)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(fèi)電子市場上的應(yīng)用主要集中在手機(jī)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(yīng)用范圍中推廣。而環(huán)境光傳感器在國產(chǎn)手機(jī)上的推廣過程也并不順利。起初，由于它不太貴，還能給手機(jī)增加新功能，手機(jī)設(shè)計(jì)公司的接受度較高。但經(jīng)過兩年多的應(yīng)用，手機(jī)設(shè)計(jì)公司認(rèn)為它的應(yīng)用效果并不理想，再加上手機(jī)有手動(dòng)調(diào)光功能，大的國產(chǎn)手機(jī)企業(yè)就不愿意采用了。

為此，目前供應(yīng)商正在設(shè)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(yīng)用。例如，在機(jī)場的電視，當(dāng)有人進(jìn)入檢測范圍時(shí)，電視會(huì)自動(dòng)開機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)節(jié)電的目的。與此同時(shí)，環(huán)境光傳感器要在應(yīng)用上多開發(fā)一些延伸型應(yīng)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(jī)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(fù)合型產(chǎn)品正成為未來的演進(jìn)趨勢。

對于類似的復(fù)合型產(chǎn)品，也有公司開始試水這個(gè)市場。Intersil的ISL29015能夠檢測環(huán)境光和紅外光。臺(tái)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(fù)合型產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，將接近傳感器和環(huán)境光傳感器集成在一起，這樣的復(fù)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