ROHM脈搏傳感器實(shí)現(xiàn)高精度檢測與業(yè)界較低功耗,助力可穿戴設(shè)備升級
全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM面向運(yùn)動手環(huán)和智能手表等可穿戴式設(shè)備領(lǐng)域,開發(fā)出測量脈搏信號的脈搏傳感器BH1790GLC。該公司LSI商品開發(fā)本部傳感器開發(fā)課經(jīng)理山岸信之(中)、傳感器開發(fā)課技術(shù)調(diào)查主任相良武志(左)和上海設(shè)計中心高級工程師孫彬等向記者介紹了開發(fā)背景和新產(chǎn)品的特點(diǎn)和優(yōu)勢。
充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢
孫彬介紹說,近年來對電子設(shè)備的節(jié)能化、小型化要求越來越高。其中,運(yùn)動手環(huán)和智能手表等可穿戴式設(shè)備搭載脈搏測量功能已成為主流趨勢,預(yù)計未來還會進(jìn)一步顯著增長。然而,可穿戴式設(shè)備因存在電池容量限制的問題,而對可長時間驅(qū)動的低功耗元器件需求日益增加。針對這種需求,ROHM利用多年積累的光傳感器開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)有的紅外線去除技術(shù)等,成功開發(fā)出非常適用于可穿戴式設(shè)備的脈搏傳感器。通過開發(fā)低功耗且高精度的傳感器,來滿足社會的需求。
他表示,ROHM集團(tuán)傳感器產(chǎn)品優(yōu)勢由來已久,利用傳感器元器件技術(shù)、LSI模擬前端技術(shù)及通信技術(shù),提供綜合的IoT解決方案,使人們的生活更加安全、便利、舒適。這些技術(shù)包括內(nèi)置MCU智能傳感器融合解決方案、LSI AFE技術(shù)(高精度模擬前端技術(shù))、元器件要素技術(shù)(壓電技術(shù)、MEMS陶瓷)、通信技術(shù)(有線、無線),以及光學(xué)和封裝技術(shù)(小型封裝),廣泛應(yīng)用于工廠、基礎(chǔ)建設(shè)、健康護(hù)理、汽車和通信等領(lǐng)域。
據(jù)介紹,ROHM集團(tuán)的傳感器技術(shù)包括:采用硅深度蝕刻技術(shù)的電容式MEMS(加速度、陀螺儀傳感器);改善光感的光學(xué)過濾技術(shù);采用高性能壓電薄膜形成技術(shù)和硅深度蝕刻技術(shù)的壓電電阻式MEMS(氣壓傳感器);SOI (Silicon onInsulator)和非制冷熱電堆(紫外線傳感器、紅外線熱成像傳感器)。這些技術(shù)形成了ROHM集團(tuán)豐富的傳感器產(chǎn)品陣容,F(xiàn)在,ROHM集團(tuán)依托技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)了全新的脈搏傳感器BH1790GLC。
BH1790GLC脈搏傳感器
以較低功耗實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)脈搏信號
孫彬強(qiáng)調(diào),BH1790GLC利用ROHM多年來積累的光傳感器技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)有的模擬電路技術(shù)優(yōu)勢提高了傳感器靈敏度。因此,即使LED的亮度較低也可準(zhǔn)確感知脈搏,實(shí)現(xiàn)業(yè)界較小級別的低功耗。另外,BH1790GLC采用脈搏傳感器特有的光學(xué)濾光片結(jié)構(gòu),可高精度地檢測脈搏信號。因此,不僅使可穿戴式設(shè)備的電池壽命更長,還將紅外線的影響降低到以往產(chǎn)品的1/10以下,即使在劇烈運(yùn)動和室外等紅外線較強(qiáng)的環(huán)境下,也可獲得高品質(zhì)的脈搏信號,有助于推動可穿戴式設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。
脈搏傳感器原理
脈搏傳感器結(jié)構(gòu)
他表示,通過脈波檢測可獲取脈搏數(shù),衡量人的精神壓力水平等各種生命體征。以往由于太陽光里含有紅外線成分,透過人體的紅外光線形成噪音,室外脈搏檢測精度不好。ROHM集團(tuán)利用兩大優(yōu)勢改變了這一窘境。
第一是優(yōu)異的紅外線去除特性。BH1790GLC利用ROHM的傳感器技術(shù)優(yōu)勢,采用非常適合脈搏檢測的符合綠色光波長的光電二極管,同時感光部采用綠色光的濾光片和紅外(IR)截止濾光片相結(jié)合的脈搏傳感器專有的濾光片結(jié)構(gòu)。因此,不僅實(shí)現(xiàn)了高精度,而且將紅外線的影響降低到以往產(chǎn)品的1/10以下,即使在劇烈運(yùn)動和太陽光等紅外線干擾較強(qiáng)的環(huán)境下,也可獲得穩(wěn)定的脈搏數(shù)據(jù)。
紅外線去除特性
第二是實(shí)現(xiàn)較小級別的低功耗,可穿戴設(shè)備中電池容量有限,低功耗是一個重要特性。BH1790GLC利用ROHM多年積累的光傳感器開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和獨(dú)有的模擬電路技術(shù)優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)更高的傳感器靈敏度。由此,即使在LED亮度較低的條件下,也可準(zhǔn)確感知脈搏,功耗比以往產(chǎn)品降低約74%。實(shí)現(xiàn)業(yè)界較小級別的低功耗,有助于延長可穿戴式設(shè)備的電池壽命。
低功耗特性
此外,BH1790GLC采用低亮度、低VF電壓的LED元件,可檢測脈搏信號,不再需要以往所需的LED電源用DCDC電路。與以往產(chǎn)品相比可減少達(dá)30%的安裝面積,有助于減輕設(shè)計負(fù)荷。BH1790GLC的應(yīng)用包括智能手環(huán)、智能手表等可穿戴式設(shè)備;智能手機(jī),以及其他需要重要數(shù)據(jù)的設(shè)備。
孫彬還透露,BH1790GLC已于2016年10月開始出售樣品,2016年11月開始暫以月產(chǎn)50萬個的規(guī)模投入量產(chǎn),2017年2月開始在中國銷售傳感器評估套件脈搏傳感器擴(kuò)展板。通過開放平臺(通用微控制器開發(fā)板)可輕松獲取傳感器測量信息的傳感器擴(kuò)展板。今后,ROHM將面向應(yīng)用日益普及的可穿戴式設(shè)備領(lǐng)域,繼續(xù)開發(fā)有助于實(shí)現(xiàn)安全、舒適的社會的產(chǎn)品。
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