【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

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匆匆一年,农历“机”年即将过去,这一年各大智能手机厂商在传感器的创新应用亮点颇多,让人脑洞大开。继上一篇《盘点2017年中国MEMS领域的重要投融资事件》后,麦姆斯咨询奉上第二波:对2017年智能手机的传感器创新应用的盘点。随着2018年CES上vivo首爆屏下指纹识别手机即将成真,不得不感叹这个行业的创新能力可谓是2017年生“机”勃勃,2018年更加“旺旺旺”!

1、全球首款分子识别智能手机:长虹H2

传感器创新应用亮点:嵌入SCiO分子传感器,扫一扫化学成分尽收眼底

手机发布时间:2017年1月

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

长虹发布的首款旗舰级智能手机H2

美国时间2017年1月6日,在拉斯维加斯CES 2017展会现场,长虹公司发布了全球首款分子识别手机——长虹H2。通过分子识别手机,用户能快速检测果蔬糖分、水分、药品真伪,以及皮肤年龄和酒水类等物质。

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

长虹H2分子识别手机的核心功能

长虹H2集成了Consumer Physics公司SCiO分子传感器。Consumer Physics公司的SCiO分子传感器是一款便携式光谱仪,只需对着物品轻轻一扫,就能马上提供化学成分等有用信息。同时,Consumer Physics公司和亚德诺半导体(Analog Devices)共同合作开发从传感器到云端的平台,将这项技术嵌入到智能手机、可穿戴设备、工业和医疗等领域,允许用户快速、可靠地检测出化学成分,类似于质量控制,可以检测很多化学成分,如卡路里、脂肪、糖分、蛋白质;水果和蔬菜中的含糖量;饮料酒精含量;燃料和石油的化学成分……

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

一款SCiO分子传感器(便携式光谱仪)拆解分析

来源:《Consumer Physics公司SCiO分子传感器:便携式光谱仪》

SCiO分子传感器背后的科学依据是近红外光谱技术(NIR)。近红外光谱技术原理基于每一种独特的分子振动,与光相互作用形成独一无二的信号,这个信号需要通过使用光学传感器和信号调理器件来识别,使用高级算法更新数据库来分析光谱,并实时传递样品分析信息。SCiO开发包(SCiO Developer Kit)可以帮助感兴趣的开发人员开发自定义应用程序。

2、全球首款同时支持AR和VR的智能手机:华硕ZenFone AR

传感器创新应用亮点:AR/VR通吃,颠覆使用体验

手机发布时间:2017年1月

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

华硕智能手机ZenFone AR

2017年国际消费性电子展(CES)上,华硕发布了ASUS ZenFone AR ,这是全球首款同时支持 Tango 技术和 Daydream 技术的智能手机,不仅可透过运动追踪(motion tracking)、深度感知(depth perception)和区域学习(area learning)体验增强现实(AR),还可与 Google 平台相容,实现高品质的移动虚拟现实(VR)。

Tango源自于Google Advanced Technology and Projects group(ATAP),是谷歌为实现移动设备位置感知而研发的一系列产品与技术的集合。其核心技术主要包括三部分:(1)运动追踪(Motion Tracking):通过移动设备自带的多种传感器,在不通过外界信号的情况下(如GPS、WiFi、蓝牙Beacon等),实时获取设备的姿态与位置,追踪设备在三维空间中的运动轨迹。(2)环境学习(Area Learning):利用视觉信息记录与索引外界环境,自动矫正环境构建与运动追踪中积累的误差,识别重复环境。(3)深度感知(Depth Perception):利用自带的景深传感器扫描外界三维环境,构筑三维模型,再配合运动追踪,即可告诉设备在空间中的位置,与四周障碍物的距离。第一代的Tango原型平板采用了结构光(Structured Light)技术,而第二代的Tango原型手机以及Phab 2 Pro则采用了飞行时间(Time of Flight)技术。

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

Tango核心技术示意图

Daydream(意为“白日梦”)是一个虚拟现实(VR)平台,由Google为第七代Android移动操作系统——Android Nougat开发。最初于2016年5月举行的Google I/O开发者大会上宣布。与Google的第一代VR平台Google Cardboard不同,Daydream自Android 7.1 Nougat起便集成在Android操作系统中。Daydream平台规范包括软件和硬件两方面,与之兼容的手机标识为“Daydream-ready”。

3、全球首款内存嵌入图像传感器的智能手机:索尼Xperia XZ和Xperia XZ Premium

传感器创新应用亮点:三层堆叠式CMOS图像传感器,提升高速动作的捕捉能力

手机发布时间:2017年2月

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

索尼智能手机Xperia XZ Premium

索尼率先将自家研发的业内首款面向智能手机的三层堆叠式CMOS图像传感器IMX400(名为“Motion Eye”)配置在2017年款的Xperia旗舰机型中。采用F2.0光圈,传感器尺寸为1/2.3英寸,不过由于像素数相比上代有所降低至1900万有效像素,所以单位像素尺寸提升为1.22μm,更大的传感器尺寸和光圈可以在低照度条件下拍摄出更加出色的画面。

【盘点】2017年智能手机的传感器创新应用

索尼CMOS图像传感器芯片IMX400的三层堆叠结构

全新的三层堆叠式CMOS图像传感器在传统的背照式CMOS图像传感器层和逻辑处理技术层上添加了一个DRAM层。此外还具有960fps画面更新率。DRAM层在整个CMOS图像传感器中充当缓存,用于存储像素层获取到的图像数据,因此大幅提升了CMOS图像传感器处理数据的速度,允许用户以最小的失真来拍摄快速移动物体的静态照,此外还支持每秒1000帧拍摄1080P超慢速动作电影,是索尼IMX318芯片的8倍。该芯片还支持每秒60帧的4K视频录制。全新的三层芯片能够在1/120秒内读取1930万像素图片,是IMX318芯片的4倍。这减少了读取每个像素行的时间间隔。这对于缺乏机械快门来控制曝光的智能手机尤其重要。

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