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    　編者按：模擬器件種類繁多，市場應用廣泛，技術演進趨勢多樣化。本報從本期開始推出“熱點模擬產品技術系列報道”，選擇近兩年市場上的亮點模擬產品進行分析，重點介紹它們的熱門應用，技術革新以及未來演進趨勢。

    　經過兩年多的推廣，接近傳感器和環境光傳感器已從原先的工業和航空航天等領域成功介入消費電子市場。未來，兩種傳感器要想進一步擴大市場的應用范圍，一方面要改善產品的技術指標，創造延伸型應用；另一方面，兩者要集成在一起，形成復合型產品，提供綜合性應用。

    　成功拓展消費電子市場

    　兩年前，iPhone手機融合了一種新功能：當人們將手機貼近耳部開始打電話時，手機會自動檢測到這個貼近的動作，并自動關閉手機背光和觸摸屏鍵盤，達到節電和防止誤操作的目的。為了實現這一設計，iPhone中采用了一種名為“接近傳感器”的光傳感器產品，它對接近其他物體的動作有“感知”能力，過去在航空航天和工業領域有較為廣泛的應用。在實現了小型化和低功耗化之后，它成功進入了消費電子領域。除了手機之外，筆記本也開始采用這種傳感器來開發新應用。例如，當筆記本的翻蓋被打開一定的角度之后，背光會自動打開。“以前這種應用都采用霍爾傳感器，但霍爾傳感器只能獲得開關量，即打開還是沒打開。”Intersil北京代表處資深應用工程師陳偉對《中國電子報》記者說，“但由于接近傳感器可以檢測距離，因此可以知道筆記本翻蓋打開了多大的幅度。這樣，有可能設計出更多的應用。”

   　 與此同時，另一種光傳感器——— 環境光傳感器也在近兩年介入液晶電視、手機、筆記本以及汽車等產品領域。環境光傳感器并不是一個創新產品。在幾十年前，人們就開始利用光敏電阻和光電二極管來實現對環境光的檢測。但隨著這些年人們對綠色節能以及產品智能化的關注，環境光傳感器獲得了越來越多的應用。環境光傳感器在消費電子中起到兩個作用：一方面，它可以根據周圍光線情況自動調節顯示器背光亮度，降低產品的功耗。例如，在手機等移動應用中，顯示器消耗的電量高達電池總電量的30%，采用環境光傳感器可以最大限度地延長電池的工作時間。另一方面，環境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當環境亮度較高時，使用環境光傳感器的液晶顯示器會自動調成高亮度。當外界環境較暗時，顯示器就會調成低亮度。“目前，國內37英寸以上的大尺寸液晶電視都配備了環境光傳感器。”青島海信電器股份有限公司副總經理劉衛東對《中國電子報》記者說，“這個器件并不貴。它所實現的功能已經成為液晶電視的一個普通功能。”據悉，國內主流液晶電視廠商都已經在產品中加入了這個功能。海信帶有這個功能的產品已經量產兩年多了，康佳和TCL的產品量產了一年多，海爾和長虹也量產了半年多了。除了液晶電視以外，蘋果、戴爾也都推出了帶有環境光傳感器的筆記本電腦。諾基亞等國際品牌手機也采用了這個技術。此外，環境光傳感器還進入了汽車領域。“目前，我們的客戶正在做商用測試。他們利用環境光傳感器檢測到汽車駛進黑暗的地方，如橋下，就自動開啟前車燈；駛出黑暗的地方，再把車燈自動關閉。”陳偉說，“其他的應用包括根據后面車輛的車燈亮度，來調整后視鏡；或是把它放在尾燈上，檢測尾燈是否壞了。”可以看出，這些應用與車輛的智能化和舒適化有關。

    　技術革新適應消費電子應用

   　 接近傳感器和環境光傳感器要拓展消費電子市場，就需要克服幾個主要的技術挑戰。

   　 首先是解決系統產品開孔的問題。接近傳感器和環境光傳感器都要通過把接收的光轉換成電量來實現傳感器的功能，這就需要在系統產品上開孔，使光線可以射入傳感器。而開孔會給系統產品帶來一系列問題，如手機或電視的模具要重新設計，影響產品的美觀等，這也多少阻礙了兩種傳感器的推廣。目前，市場上主流供應商采用不同的方式來解決這個問題。Intersil通過提高產品的檢測靈敏度和抗干擾能力，提供不需要系統產品開孔就可以實現光線檢測功能的傳感器產品。iPhone上采用的就是這種不開孔的產品。羅姆則通過自己的評估團隊，為客戶的產品開孔設計提供咨詢，減少客戶在開孔方面的設計難度和工作量。

    　其次是在提高檢測靈敏度和抗干擾能力的同時，降低光傳感器的功耗。這些指標相互關聯甚至對立，因此很難被同時改善。以接近傳感器為例，它的工作原理是先利用紅外LED發出光線，當光線照到人臉之后，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，容易與人體自身發出的紅外光產生干擾。為了實現應用產品不開孔的目標，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的發射功率，這也提高了產品的功耗。陳偉說:“我們通過為傳感器設定很窄的紅外光譜來解決這個問題。”

  　  再次是環境光傳感器的檢測值接近人眼的感受。環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。但它們的測定結果可能與人眼的實際感受存在差異。主流供應商Intersil和羅姆都設計推出了近似人眼感應的環境光傳感器。“人眼對550nm的光的感應最為靈敏。”陳偉說，“Intersil把產品的中心點設定在550nm，實現了檢測結果與人眼感應相類似的目標。”

  　  此外，業界還要降低傳感器產品的尺寸以適應手持設備的要求。目前，很多供應商都在設法提供高集成度和小尺寸產品。美信MAX9954環境光傳感器采用OFDN封裝技術，尺寸為×。它集成了帶有光過濾器的光電二極管、16位ADC、數字信號處理以及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，尺寸為×。但業界人士也表示，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，封裝技術仍然需要進一步完善。

    　復合產品成演進趨勢

    　在過去兩年多的推廣中，接近傳感器和環境光傳感器在市場上也遇到了一些問題。接近傳感器在消費電子市場上的應用主要集中在手機上。由于目前它檢測的距離比較短，在20厘米以內，很難在更大應用范圍中推廣。而環境光傳感器在國產手機上的推廣過程也并不順利。起初，由于它不太貴，還能給手機增加新功能，手機設計公司的接受度較高。但經過兩年多的應用，手機設計公司認為它的應用效果并不理想，再加上手機有手動調光功能，大的國產手機企業就不愿意采用了。

    　為此，目前供應商正在設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品中，創造出一些新的應用。例如，在機場的電視，當有人進入檢測范圍時，電視會自動開機，以此實現節電的目的。與此同時，環境光傳感器要在應用上多開發一些延伸型應用，而不僅僅局限在根據環境光來調整背光這一單一的功能上。“羅姆今年提出了‘揮手靜音’的應用，就是來電時揮動手機，手機就進入靜音狀態。”羅姆北京代表處Gray說，“這一創新應用在市場上獲得了較好的反饋。”

    　目前，一些手機中既集成了接近傳感器，又集成了環境光傳感器。而將環境光傳感器和接近傳感器集成在一起的復合型產品正成為未來的演進趨勢。Intersil和臺灣凌耀科技都推出了集成化的產品。Intersil的ISL29015能夠檢測環境光和紅外光。臺灣凌耀科技的CM3612也是二合一產品。羅姆公司也將在今年內推出復合型產品。

   　 業內人士認為，將接近傳感器和環境光傳感器集成在一起可以進一步降低產品的成本，縮小尺寸，并有助于系統開發綜合控制方案。