艾邁斯歐司朗：助推顯示光機小型化 迎接AR便攜設備挑戰

隨著人工智能應用的蓬勃發展以及爆款產品的發布，AR/VR 應用在2023 年底迎來一波新的熱潮，短期內助推相關設備的銷售量。預計設計更輕便的AR 設備和內容更豐富的VR 設備會在未來1~2 年內有比較穩定的增長。

艾邁斯歐司朗系統方案工程經理孫文軒指出，由于AR/VR設備可以作為AI的優質載體之一，長期的市場增長值得期待，不過這個市場要真正成熟需要平臺搭建，內容豐富，算力增強，硬件升級以及成本優化的協同效應。AR/VR設備的增長必然會助推相關元器件的市場需求，孫文軒相信AR設備顯示光機部分經濟型顯示方案所使用的光波導、LCOS和DLP、LED和先進顯示方案所使用的3色MicroLED和光波導因原本體量較小應能取得較快增長。AR/VR感知系統部分，眼動追蹤所使用的CMOS Camera、IRED光源，TOF sensor，佩戴檢測，電源管理系統等相關器件等借新品發布的潮流之勢預計取得較快增長。

相比于多年前的AR/VR設備，新一代設備的使用體驗有了明顯的的提升，與之對應的續航能力儼然成為制約AR/VR設備用戶體驗的一大痛點?？傮w來說，除了電池本身容量供電能力需要不斷提升外，所有產生功耗的元器件都需不斷提升效率，降低功耗。另外，有助于節省功耗的措施/ 功能建議被使用，例如佩戴檢測、眼動追蹤等。孫文軒特別提到，要確保設備的續航和使用體驗都得到進一步提升，在AR顯示方案中成本、尺寸、功耗和圖像質量的平衡至關重要。近兩年隨著光波導效率的不斷提升，相應顯示方案的性能也在不斷提升。MicroLED在光機尺寸上有潛在的優勢，但預計在相當一段時期內成本和工業化依舊會是瓶頸。作為顯示及投影光源的主要供應商之一，艾邁斯歐司朗也一直在盡最大努力推動有助于顯示光機小型化的光源的開發，近期推出的Mosaic系列LED，搭配0.13吋和0.23吋的LCOS或0.16吋的DLP，已有伙伴開發出<1CC（立方厘米）的光機，可以較好的平衡成本、尺寸和圖像質量的需求。

除了在AR/VR設備應用方面前景可期外，可穿戴技術實際上在多個行業領域都找到了新應用空間，不僅局限于醫療保健和便攜式設備，甚至還擴展到了工業應用。這些設備的多功能性質意味著單一產品能夠適應并服務于多種不同的使用環境。除了目前普遍關注的提高心率和血氧飽和度連續監測的精確性之外，許多制造商也在積極探索光電式血壓監測、血糖水平檢測等其他重要生理指標。另外，體溫監測作為一個關鍵的生命體征參數同樣不容忽視。雖然當前的技術可能只能準確地測量皮膚表面溫度，這與人體的核心溫度存在差異，但通過算法優化可以彌補這一測量差距。

艾邁斯歐司朗亞太區健康監測高級市場經理王亞琴認為，針對健康相關的可穿戴設備同樣面臨新的市場機遇，消費體驗涉及消費者在產品使用過程中的直接感受。

這一體驗主要由以下幾個關鍵點構成。

1.功耗優化：這是通過提高電池效率來實現的，延長了電池的使用壽命，從而減少了充電次數，簡化了用戶的操作流程。

2.佩戴舒適度：通過設計更小巧、集成度更高的組件，制造商能夠節省空間，增加產品的佩戴舒適性。

3.測量準確性：隨著健康監測技術的進步，生命體征數據的測量準確度得到提升，用戶可以更精確地跟蹤心率、血氧等關鍵指標，增進對個人健康狀況的了解。

4.成本效益：降低產品價格是推動市場普及率的重要因素，使得更多消費者能夠負擔得起并享受到這些技術帶來的好處。

滿足上述用戶體驗是目前可穿戴設備解決方案的核心訴求。王亞琴強調，目前可穿戴產品主要的設計挑戰是要確保在緊湊的空間內進行精準的數據測量，同時保證低能耗和長電池壽命，此外，簡化集成過程和確保在機械應力條件下的數據穩定性也是需要考慮的重要因素。比如艾邁斯歐司朗推出的AS62XX 溫度傳感器，采用Si雙極型晶體管作為傳感元件，并結合高精度模數轉換器 (ADC)和數字信號處理器(DSP)進行信號處理，通過精心的設計、測試和校準，實現了在20℃到42℃的溫度范圍內測溫精度提升至±0.09℃的新水平，為各種應用場景帶來了更高精度的溫度測量能力。除單獨元器件外，艾邁斯歐司朗提供的PPG 傳感器一站式解決方案，集成了先進的光學前端組件，比如在智能戒指應用中集成了SFH7014發射器和SFH 2705探測器，與公司研制的模擬前端（AFE）AS7057相結合，這一組合使得整體輻射效率相較于前一代產品增強了超過40%。此外，這一方案的光電探測器有效面積也明顯超越了同類產品。通過這套方案，能夠顯著增強讀數的敏感度和精確性，確保對微弱光信號調幅的細微變化、人體組織對光信號的散射和吸收效應，以及LED 光源發出的光線量進行高度精準的監測。

提高精確度主要涉及兩個關鍵領域：一是硬件改進，二是軟件算法優化。在硬件方面，提升包括了光源效率、光電二極管(PD)的靈敏度、模擬前端(AFE)的信噪比以及溫度測量的準確性等參數的增強。通過持續的產品升級和迭代，可以實現新產品版本的精確度更高、集成度更好以及成功率更高的目標。

在軟件層面，重點在于不斷提高算法的準確度。此外，隨著健康監測領域的不斷發展，越來越多的健康生命體征指標被納入考量，這些通常涉及到多維度的生命指標評估體系。例如，采用多維算法和深化算法的策略，可以更加深入地分析數據。以睡眠監測為例，不再僅僅局限于簡單的睡眠時間記錄，而是結合心率、血氧飽和度、體溫等多種傳感器數據，運用綜合算法來提高著眠質量監測的準確度。

（本文來源于《EEPW》2024.4）