解密歐司朗的紅外線 LED 核心競爭力


隨著光纖網路的建設完備以及互聯網技術的成熟,各種創意與科技產品擁有更多的發展空間。在CES Asia 2016的展會當中,LEDinside觀察到越來越多創意科技產品出籠,而當中不乏需要搭配紅外線感測技術的相關產品。包括當紅的VR頭戴裝置,或者是可以測量心跳與脈搏的各種穿戴式裝置,可見紅外線感測技術在人機互動的功能當中,扮演相當重要的角色。

而在CES Asia 2016的研討會中,各家科技大廠針對未來的科技發展方向提出各種願景,其中針對移動式裝置的先進技術(advance technology in mobile application)的議題,歐司朗光電的紅外線產品行銷經理(Infrared Products, Product marketing manager ),Christoph Goeltner也跟LEDinside分享了歐司朗光電的紅外線感測技術的觀點。

Christoph Goeltner, Product Marketing Manager, Infrared Products of Osram Opto Semiconductors. (LEDinside)

Christoph提到,目前大家在觀察的紅外線感測市場當中,最主要的應用不外乎是下列幾項:生物感測元件,位置與動作追蹤感測器,以及虹膜,臉部辨識等技術。3D感測,還有光譜傳感器等幾大應用。而每種技術的發展速度不盡相同。這些應用都會在可以預見的未來逐一被實現。

提高 IR 生物感測元件 (Bio Sensing) 的精確地可以創造更多新應用

現階段的bio sensor 大部分都搭配智慧型手錶,來量測心跳與脈搏。但自從APPLE推出APPLE Watch之後,市場上似乎就沒有更多令人興奮的商品出現了。Christoph認為現階段的量測技術還不夠精確的緣故。除了光學感測元件的效能需要提升至外,還需要演算法的改進,甚至系統業者的搭配。才能夠開創出新的應用。

Christoph進一步說明,為何精準的量測數據會非常重要? 比方說,光是心跳頻率如果能夠很精確地被測量出來,就可以衍生出很多的信息。例如能夠利用心跳頻率來衍生出測量血液中的酒精含量。或者是在開車的環境下,透過精確的量測心跳與脈搏,就可以判斷出車主的精神狀況是否太過緊張,或者生理狀況不佳,都能夠做到提前預防。甚至該數據可以提供給保險業者,讓保險業者針對使用者來制定不同的保險費率,因此衍生出來的商機將會非常的龐大。

Osram's Oslon Black IR LED. (Photo courtesy of Osram)

IR LED能夠強化人機介面等應用

現階段相當多的科技產品都需要利用紅外線感測技術來與使用者之間作互動。包括將虹膜辨識,以及臉部辨識技術導入手機或者是個人電腦,來提升個人隱密資料的安全程度。而VR裝置當中,也用了不少紅外線感測的技術,包括位置追蹤(Position tracking),讓使用者可以與虛擬畫面作互動。或者是利用眼球追蹤技術(Eye tracking),來透過判讀視覺的焦點,並且針對局部畫面作提升解析度的處理,也有助於提升VR裝置的處理運算速度。而如何讓使用者體驗更加流暢,成為該技術發展的關鍵。

Osram's IR Dragon Video Camera.(Photo courtesy of Osram)

整合紅外線雷射,應用在通路的3D感測技術3D感測/3D Sensing

3D sensing並非新的技術,但是結合了紅外線雷射,以及相機模組之後,能夠讓判讀的資料更為精確。你可以想像一下,未來去IKEA買衣櫃時,只需要用3D Sensing去掃描家具大小,就可以判別這個衣櫃是否剛好能夠塞進去你的臥室空間。

Osram's IR small emitters.



未來新應用的光譜傳感器 (Spectroscopy sensor)

目前市面上的光譜傳感器主要都是用於檢測用途,凡舉分子特性的分辨,濃度的量測,物質的鑑定,天體光譜的量測等,很多精密的實驗也都需要搭配光譜傳感器的光譜儀的協助。而未來透過紅外線感測技術的提升,以及演算法的提昇,甚至不排除可以用光譜儀來檢測食物新鮮與否,或者是食物中是否具有毒物等特性。

Christoph 提到儘管這樣的技術看起來仍然很遙遠,但市場的需求卻是很明確,他甚至大膽預測可能未來五年後每台手機都需要有這樣的功能,這樣每個家庭主婦都能夠輕鬆挑選出水分比較多的西瓜。。

羅馬並非一日造成的,產業生態圈 (Ecosystem) 的配合與基礎知識的累積才是關鍵

儘管紅外線感測市場的前景看起來一片樂觀,但當中仍有相當多技術瓶頸以及挑戰。別是各種不同應用對於光學的特性,耗電量,或者是人眼安全等要求都不盡相同,而歐司朗光電的強項在於擁有感測元件端的know how,包括從IR 發光元件LED 或是Photodiode,甚至是封裝技術,光學設計能力等。

累積相當多的基礎知識,儘管歐司朗僅是一個紅外線感測模組的供應商,但累積相當多的基礎知識,以及客製化的設計能力。而除了紅外線感測元件的硬體因素之外,歐司朗光電也擁有許多演算法業者,或者是系統業者的合作經驗,形成一個生態圈ECO System。Christoph  指出:「羅馬不是一天造成的 !目前看到的新科技產品都不是一天就發生的,所有的東西都需要長期的研發與準備,而這樣的積累正是歐司朗光電的核心競爭力。」

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