苹果公司在智能传感器领域的布局盘点

标签:苹果布局智能传感器

访客:34599  发表于:2015-11-16 11:25:44

Inc 最近在一份报道中指出,当前的智能传感器市场大约是6500万台,这包括Nest 在内的有温度、湿度等功能的传感器。而到2019年,也就是6年后,WinterGreen 公司预测这一数字会暴增到2.8万亿台,而Transparency Market Research 公司则预测到2018年智能传感器设备销售收入能达到690亿美元,平均每年约10%的增长。智能传感器已广泛应用于汽车电子、智能手机、安防电子、医疗电子、智能交通、环境监测、电子标签等领域,记者编译了《MEMS journal》发布的关于智能传感器市场的一份调研报告中的精华部分。

每一款新型苹果手机的发布总是伴随着新传感器的出现

第一代苹果手机:加速计、近距离传感器、背景光

苹果3:磁力计(3GS)、加速计、近距离传感器、背景光

苹果4:3原色/近距离传感器组合、陀螺仪、磁力计、高性能微型麦克风、加速计、近距离传感器(4S)、背景光(4S)

苹果5:传感器中枢(5s)、指纹(5s)、陀螺仪、磁力计、麦克风、加速计、近距离传感器、背景光

苹果6/6Plus: 传感器中枢、压力、指纹、6轴加速器+陀螺仪IMU、磁力计、麦克风、加速计(独立部件)、近距离传感器、背景光

指纹传感器是苹果手机与iPad平板指纹解锁的关键所在

苹果公司在智能传感器领域的布局盘点

指纹传感器是什么:采用敏感电容法的芯片,芯片上排列着大量尺寸极小的电容,这些电容还没有你的指纹脊线宽并且每个都包含着由一层绝缘层隔开的两个导体板。

它是如何运作的:探测指纹变化,整合数据以形成指纹图像;苹果公司指出该传感器能够探测到手指的活力迹象,以确保用指纹开锁的用户还活着。

尽管该技术被普遍认为非常先进,但它还存在着一些潜在问题:电容技术在图像质量以及涂层方面提供了诸多有利条件,而相对于光学、热量以及其他方法,指纹传感器可通过涂层成像。

关于其持久性的质疑;由于传感器绝缘层需要经受汗液、皮脂、污垢等的影响,所以随着时间的推移,绝缘层迟早会退化的。还有一些指纹识别所固有的问题,即手上的组织受损以及环境潮湿的情况下都会造成指纹传感器很难甚至无法识别指纹。

苹果手表将可能安装用于心率监测的光学传感器


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光学传感器是什么:根据苹果公司的信息,用于心率监测的光学传感器将使用红外线与可见光的发光二极管以及光敏二极管。

它是如何运作的:据传,该系统包含光电血容体积描记器传感器,它可以向皮肤发射光线并测量光线在血管上是如何分布的而追踪血流是如何变化的。该系统可能会利用苹果手表与手机上的相关传感器;它有可能与苹果手表的加速计、苹果手机上的GPS导航系统、WiFi协同追踪用户所参与的活动及热量消耗。有多个软件利用苹果手机上的相机通过面色变化来计算心率变化,并且这一技术应当一体化。

苹果手表上的心率监控功能很可能只有在用户锻炼时才会被激活,而其他类似设备则是全天二十四小时运转(比如:微软手环)。

但是,会有人质疑心率感应到底会有多准确。对于测量心率,手腕与手掌连接的部位不如手腕与前手臂连接的部位理想。

手腕总体来说并不适宜测量信号,这是因为会有与整体活动不相关的运动噪音的存在(苹果手表及手机的其他功能将有助于解决这一问题,并且理论上讲苹果可以利用可见光来提高可靠性)。

最新款苹果手机与iPad平板安装有一个传感器中枢用以运动传感器的即时控制与监测


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它是什么:M8运动协同处理器是一个专门处理并搜集加速计、6轴IMU、磁力计与压力传感器输出数据的芯片。

在过去,当设备处于睡眠模式时,运动传感器是关闭的以避免占用主要处理器,消耗电池。M8独立于主要处理器运作,耗电量更低,这样传感器就可以一直运转,其搜集的数据也可以随时处理。当设备开始正常运作时,M8可以将搜集的数据传送到主要处理器,并且反馈给兼容应用程序。

近几年,苹果传感器相关业务发展活跃


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除了给耳机安装健康传感器以外,苹果也有可能在探索改善传感器性能的设计

2012年苹果针对其耳机中的传感器申请专利,这些传感器能够用于探测用户的状态,并能够决定是否关闭或开启耳机的某些功能。

该系统可以利用电容触摸传感器、加速计以及力传感器;传感器能够探测到用户是否还戴着耳机,这样便可以决定噪音消除功能是否需要关闭以便节省电能或者决定音乐是否暂停。2013年苹果申请一个耳机方面的专利,这样的耳机能够识别语音信号从而激活并调整波束,最终达到提高消除噪音性能的能力。

该系统可以利用加速计、Earpod里的两个麦克风以及耳机线上的麦克风阵列。加速计能够通过耳内组织或者耳骨传来的振动探测到声音,而麦克风阵列既可以面向用户脸部,也可以面向周围以消除噪音对信号造成的影响。2014年苹果收购耳机品牌Beats被外界解读为苹果有可能会开发智能耳机(新型健康监测与音频技术),因为凭借此次收购苹果有了大规模生产耳机的硬件基础了。

苹果收购PrimeSense以及其他发展项目,表明其正在大举开发三维技术

苹果已经申请了一个关于三维挥手感控软件的专利,该软件能够配合PrimeSense的运动与深度光学传感器运作,并且能够识别并解释用户手势(例如:只需抬一下手这个姿势,便能够让手机执行与之相关的命令)。

苹果也为其手机中支撑三维图形用户界面的运动传感器系统申请专利,该系统能够利用传感器判别并在三维投影环境下展示透视投影,同时利用近距离传感器探测投影上所做的动作。

最近有传言称苹果正在开发免带眼镜的三维显示技术,并且在2014年底,苹果发布公告想要招聘在虚拟现实以及运动感知技术方面有经验的开发者。

苹果其他项目也包括提升三维体验。比如三维用户界面效应:苹果将GPS导航定位、姿势定位(运用运动传感器)、光照条件结合在一起从而为移动设备创造更好的三维体验(如应用于复杂的游戏中);三维虚拟导航:包括从真实环境中创造虚拟三维情景,导航三维虚拟环境;运动传感器追踪设备运动用以导航或者创造虚拟物体的三维表现;三维遥控器魔法棒:采用运动传感器来识别用户动作从而实现媒体系统的放大与滚动功能

苹果一项专利描述传感器是如何保护掉落的苹果设备的


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2014年苹果被授予一个保护系统的专利,该系统能够利用传感器来保护掉落的苹果手机。

苹果手机将会安装以运动传感器为基础的“掉落传感器”(该传感器类似于已经在苹果笔记本电脑上应用的传感器)。如果传感器探测到手机正在掉落,掉落处理器会与手机中小马达联系,从而调整手机的重心以决定手机哪边着地(苹果公司之前加强了落地一边手机的坚硬度)。苹果手机内部结构适宜此类系统运作,故专家们认为此系统的安装将非常方便。

苹果早期采取的行动助其成为物联网领域的主力

最有影响力的物联网公司


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注意:图表来自于Appinion公司;相关观点来自近90天以来的新闻、博客、论坛、社会媒体的文件(数量大约2亿份)

Homekit项目虽然尚未启动,但已然吸引了大批设备合作伙伴


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当2014年的世界开发者大会上,苹果公司宣布启动Homekit项目时,同时也宣布与重要制造商确立合作伙伴关系,这些制造商包括:iHome、海尔、Withings、飞利浦、iDevices、贝尔金、霍尼韦尔、凯特安公司。

在2015年消费类电子产品展上,首轮Homekit兼容产品揭晓;其中不乏各类产品与传感器,包括:Insteon 中枢,该中枢可以将Homekit兼容产品与大量Insteon不可兼容智能家居配件联系在一起;Elgato用于监测的智能传感器, 包括:空气质量、温度、湿度、气压、能量、耗水量;ConnectSense 智能插座,一种与互联网连接插座,可以将诸如电灯之类普通的家用电器转变为可由Homekit控制的设备。

来源:动脉网

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