5G真的來了，手機也將陸續(xù)更換為5G手機，那么用戶除了需要更快、更低延遲的網(wǎng)絡以外，還需要什么？更好的攝影性能、無邊框的全面屏、更好音質(zhì)的TWS耳機，若想實現(xiàn)這種性能，就不得不提到傳感器了。將大小如同一粒“砂”的傳感器置入手機/TWS耳機內(nèi)，就可輕松獲得百倍的用戶體驗。

2019年11月13日，艾邁斯半導體（ams AG）開展了先進光學傳感器新品發(fā)布會，21ic中國電子網(wǎng)受邀參加此次發(fā)布會。

現(xiàn)場，ams為記者展示了TMD2635數(shù)字接近傳感器模塊、TCS3408顏色傳感器及針對移動和消費市場的相關先進光學傳感解決方案。

艾邁斯半導體先進光學傳感器事業(yè)部總經(jīng)理及執(zhí)行副總裁Jennifer Zhao，大中華區(qū)市場應用工程總監(jiān)Spencer Bai現(xiàn)場為記者解答相關問題。

圖1：艾邁斯半導體先進光學傳感器新品發(fā)布會現(xiàn)場

TWS耳機的硬核競爭力：增強音質(zhì)體驗的TMD2635

據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示，2019年Q2，TWS耳機占中國耳機市場出貨量的66%，連續(xù)多個季度同比增速超過100%。自16年9月airpods發(fā)布至今已有三年，據(jù)預測airpods今年銷量5000萬臺左右，明年8000萬-1億臺，更有1999的airpods pro也打開了價格的天花板，真貴但也真香。當然，“安卓陣營”方面，絡達推出的MCSync、高通推出的TWS+、華為推出的FreeBuds 3解決了安卓長期的藍牙連接技術難題，越來越多的老牌音頻廠商也已開始布局相關市場。

從市場方面分析，目前行業(yè)當下正處于品牌野蠻生長的階段，正因TWS誕生于“智能手機”，圍繞智能手機生態(tài)及產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，是當下TWS的發(fā)展必行之路。

然而，對于競爭激烈的市場，除了更優(yōu)質(zhì)的價格、良好的性能、科學的設計以外，真正核心的競爭力便是對于音質(zhì)方面的提升。眾所周知，TWS耳機全稱真無線立體聲玩耳機，正如字面之意，此種類型的耳機佩戴是非常影響音質(zhì)的，為了更好在耳中固定，除了外形設計有些廠商也盡量采取入耳式。但即便如此，使用者仍然難以判斷耳機是否處于完美的狀態(tài)。

這樣的背景下，就不得不提到ams今年主推的產(chǎn)品——TMD2635。據(jù)Jennifer Zhao介紹，TMD2635是一款數(shù)字紅外接近傳感器模塊，主要用于TWS耳機的入耳檢測。這款產(chǎn)品的原理是利用紅外(IR)發(fā)射器和接近傳感器利用紅外能量來檢測對象（或目標）是否存在。

圖2：用于入耳檢測的TMD2635

提及傳感器，行業(yè)的技術關鍵點普遍在于“低功耗、小型化”。Jennifer Zhao告訴記者，在功耗方面，這款產(chǎn)品在正常工作模式下功耗為<100µA（均值），而在睡眠模式下為0.7µA，所以也使得待機時間更長。在小型化方面，超小型光學基板柵格陣列(OLGA)封裝，封裝大小僅為2.0mm x 1.0mm x 0.5mm，體積僅為1 mm³，可謂是真的是放入耳機一粒“砂”。

不僅如此，正因TWS耳機左右耳是分離的狀態(tài)，Spencer Bai介紹表示，這款傳感器，為用戶提供一條備用的可在I2C地址，可在12C的總線上交換CLK/SDA，因此對于設計方來說無需額外成本進行配置。同時，產(chǎn)品擁有2個1.5mm圓孔開口或者1mm x 2mm橢圓形的ID開孔，使得可滿足消費者對于更小、更舒適的佩戴產(chǎn)品需求。

圖3：TMD2635詳細特性

此前，艾邁斯半導體集成光學傳感器業(yè)務部高級產(chǎn)品營銷經(jīng)理Dave Moon表示：TMD2635幫助艾邁斯半導體奠定了在消費電子市場的領先接近傳感地位。這款最新產(chǎn)品僅占用1mm3空間，相比之前的2合1紅外接近傳感器模塊，體積縮小6倍。因為分離近/遠光電二極管失調(diào)發(fā)射器和檢測器的放置位置，無線耳塞和其他可穿戴和可便攜設備的設計人員可以更靈活地優(yōu)化工業(yè)設計所需傳感器孔徑的大小和形狀，以及優(yōu)化產(chǎn)品的舒適性和性能——采用1.5mm直徑圓孔或1mmx2mm橢圓孔。

目前來說，降噪技術、續(xù)航能力仍然是TWS耳機發(fā)展的攔路虎。當然，ams在此方面，還擁有數(shù)字增強聽覺方案AS3460，支持半入耳式耳塞主動降噪；另外，ams獨特的創(chuàng)新接口技術POW:COM是業(yè)內(nèi)少見的創(chuàng)新接口技術，用于TWS耳機和配套充電盒之間。

手機拍照的畫質(zhì)守護者：消除閃變效應的TCS3408

現(xiàn)如今，只帶 “一部手機”出門也可暢游無阻，特別是在拍照方面，很多時候手機就可完成這項任務。當然，手機的攝像頭也越來越多，就拿最新推出的mate 30 pro來說，已完成“浴霸四攝”的成就，而iPhone 11也進化為“浴霸三攝”?？梢哉f，智能手機攝制占據(jù)大眾的大多場景。

然而，無論是在會議大屏幕拍照還是出游中式古典建筑攝制之時，總會產(chǎn)生一些惱人的條紋。Jennifer Zhao為記者解釋表示，這是因為許多光源設計是通過快速切換打開和關閉狀態(tài)，這會產(chǎn)生閃變的效果，該效果對于人眼來說太快，無法識別，但對于相機成像系統(tǒng)來說，能夠檢測到。

她表示，燈在交流電系統(tǒng)上運行，并在120Hz（或100Hz）頻率下產(chǎn)生光源閃變，是60Hz（或50Hz）電力線頻率的兩倍。另外，閃變的嚴重程度取決于增益的強度和電壓波動的規(guī)律性、光源類型（例如鹵素、CFL、混合光源）和環(huán)境光水平。如果相機快門測量與照明亮度“開”和“關”光狀態(tài)不同步，則光源閃變會破壞相機的曝光圖像，導致圖像或視頻出現(xiàn)條帶偽影。

圖4：閃變效應產(chǎn)生的條帶偽影

為應對這種問題，此前ams已量產(chǎn)了一款產(chǎn)品TCS3701，目前ams擁有這款產(chǎn)品的下一代產(chǎn)品TCS3708。據(jù)介紹，現(xiàn)今的手機攝像頭一般使用基本的三通道紅/綠/藍(RGB)傳感器來估算圖像增強系統(tǒng)中的顏色均衡，并沒有實施閃爍檢測。

TCS3408支持片上閃爍檢測，并發(fā)讀取五個環(huán)境光感測通道（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）來準確測量光的顏色和強度。

另外，TCS3408還提供將一系列閃變測量數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部存儲器的選項，使智能手機攝像頭的視頻處理器可以檢測高階閃變頻率（最高2kHz）。這些閃變頻率在現(xiàn)代的以脈寬調(diào)制(PWM) 為基礎的LED光源無處不在，在可見的未來LED光源會越來越普及。

值得注意的是，這款產(chǎn)品內(nèi)部包含RGB檢測、色溫檢測、自動白平衡功能多合一，并不是單純只擁有光源閃變檢測，可用于管理手機顯示屏的顏色和強度，增強攝像頭的圖像處理功能。

圖5：TCS3408的詳細特性

現(xiàn)場，Spencer Bai為記者演示了實機對比。同款手機，在啟用相機閃變和校正后，有明顯的區(qū)別。當然，此款產(chǎn)品目前來說主要針對的是手機后置的主攝像頭，在面對攝像頭越做越多的手機，目前來說ams也擁有解決方案使得多攝像頭同時應用。

值得一提的是，對于閃變來說，在軟件處理也許也可實現(xiàn)，不過從硬件功耗和處理方面分析，不僅成本極大并且還不確定可真正滿足應用要求。而使用這款芯片是從硬件處理，不僅能滿足要求還擁有超低功耗。

圖6：使用TCS3408的同款手機

目前來說，TCS3408已實現(xiàn)量產(chǎn)，并已推出適用于TCS3408顏色傳感器的評估模塊。

創(chuàng)新精神的艾邁斯半導體：提升用戶體驗簡化設計

據(jù)Jennifer Zhao介紹，ams專注于傳感器需求旺盛的細分市場，顯著推動年同比收入的增長。ams傳感器的三大主軸是光學傳感器、圖像傳感器和聲學傳感器。涵蓋通信、消費電子、計算、汽車、工業(yè)與醫(yī)療市場，業(yè)務領域包括傳感器解決方案、傳感器IC/傳感器接口、相關算法和應用軟件。

圖7：艾邁斯半導體先進光學傳感器事業(yè)部總經(jīng)理及執(zhí)行副總裁Jennifer Zhao

據(jù)了解，ams公司在創(chuàng)新方面每年都投很多人力和物力，以保持持續(xù)創(chuàng)新。主要體現(xiàn)在以下方面：

1、OLED屏上管理方面，如若想把傳感器放在OLED屏下，如何在屏下獲得ALS的最好性能，就需要考慮如何避免對屏下射光的影響，如何得到非失真的真實傳感、紅外的抑制。在這些方面，ams的產(chǎn)品與友商相比具有更大的優(yōu)勢。

2、窄邊框/無邊框LCD顯示屏方面，目前很多產(chǎn)品的邊框是非常窄的，則需要考慮如何既把傳感器做的很小還保持一樣的敏感度。

3、TWS耳機方面，Spencer Bai表示ams認為最重要的是要做的傳感器體積要小，另外在距離上的優(yōu)化也尤其重要，因為TWS耳機主要是來測耳機位置是否佩戴正確，所以測試距離要非常近。

4、在前置應用方面，主要針對3D人臉識別技術的應用。市場上主要有三種不同的方案，包括結構光、主動立體視覺、飛行時間，各個方案有不同的優(yōu)勢，像結構光的安全系數(shù)是最高的，但是價位也是最高的；立體視覺則比較適合中距離；ToF較容易應用，但是安全性沒有結構光這么強。而ams這三種解決方案則全部提供。

在后置方面，包括精準測量、紅外抑制，主要應用是接近技術傳感。Jennifer Zhao表示，最新開發(fā)的TMF8801可做到2.5米的檢測，更遠的距離檢測，就會擁有更廣泛的應用。另外，這款產(chǎn)品的最新方案是測量商場展架前有多少顧客經(jīng)過，而在下一步的產(chǎn)品上，將會研發(fā)更遠的距離檢測，預計可以達到5米左右。

5、在醫(yī)學和健康保健方面，主要包括生物傳感器、體液監(jiān)測、藥物鑒定、心率和血壓、醫(yī)療顯示器校準。

圖8：創(chuàng)新精神根植于艾邁斯半導體的DNA

而在本次主要介紹的光學傳感方面，擁有兩個產(chǎn)品線——集成光學傳感器、顏色和光譜傳感器。

圖9：先進光學傳感—深入研究光學和顏色光譜傳感技術

總體來說，全球智能手機如今已進入下半場，在此方面的契機便是從底層技術創(chuàng)新入手，因此創(chuàng)新傳感器就成為了制勝的關鍵。ams作為一家持續(xù)創(chuàng)新的企業(yè)，將為市場帶來更具競爭力的新產(chǎn)品。

圖10：大中華區(qū)市場應用工程總監(jiān)Spencer Bai