21 手 机 红 外 技 术 发 展 现 状 与 趋 势 陈 健 摘 要 : 随 着 智 能 手 机 芯 片 市 场 的 发 展, 手 机 红 外 应 用 成 为 摆 脱 同 质 化 竞 争 的 有 效 手 段 红 外 遥 控 是 当 前 手 机 红 外 技 术 应 用 的 主 流, 华 为 三 星 等 主 流 品 牌 已 推 出 内 置 红 外 遥 控 功 能, 外 置 化 解 决 方 案 发 展 成 熟 红 外 成 像 红 外 探 测 首 先 作 为 手 机 外 置 设 备 开 发 出 来, 性 能 不 断 提 升, 成 本 逐 渐 降 低, 并 向 手 机 内 置 发 展, 国 内 的 相 关 研 发 已 经 开 展 并 取 得 突 破 红 外 手 势 操 控 红 外 充 电 等 也 在 发 展 之 中 从 趋 势 上 看, 手 机 红 外 应 用 向 手 机 内 置 和 标 配 功 能 发 展, 并 向 多 种 智 能 终 端 扩 展 对 此, 应 推 进 智 能 终 端 红 外 产 业 布 局, 整 合 红 外 遥 控 芯 片 企 业, 加 大 红 外 成 像 研 发 力 度, 强 化 红 外 基 础 硬 件 的 产 能 关 键 词 : 手 机 红 外 技 术 红 外 遥 控 一 手 机 红 外 技 术 概 述 红 外 技 术 是 人 们 在 利 用 红 外 线 的 特 性 实 现 探 测 物 质 分 析 成 陈 健, 工 业 和 信 息 化 部 电 子 科 学 技 术 情 报 研 究 所 工 程 师, 研 究 方 向 : 半 导 体 218
手 机 红 外 技 术 发 展 现 状 与 趋 势 像 通 信 等 的 过 程 中 发 展 起 来 的 实 用 性 技 术 门 类 目 前, 红 外 产 品 种 类 繁 多, 如 红 外 热 像 红 外 摄 像 红 外 通 信 红 外 光 谱 仪 红 外 传 感 器 等, 这 些 器 件 及 其 原 理 广 泛 应 用 于 现 代 设 备 中, 为 工 业 和 日 常 生 活 带 来 了 极 大 的 便 利 早 期 的 手 机 红 外 技 术 主 要 用 于 手 机 与 手 机 之 间 或 手 机 与 电 脑 之 间 的 无 线 连 接, 通 过 红 外 接 口 实 现 短 距 离 内 高 速 率 的 数 据 传 输 由 于 红 外 传 输 要 求 设 备 距 离 靠 近, 接 口 对 准, 中 间 无 遮 挡, 并 且 功 耗 很 大, 最 终 被 蓝 牙 取 代, 手 机 红 外 应 用 趋 于 沉 寂 但 红 外 技 术 发 展 成 熟, 技 术 门 槛 低, 应 用 广 泛, 便 于 手 机 与 红 外 设 备 实 现 互 联, 因 此 手 机 红 外 应 用 的 前 景 依 然 广 阔 随 着 智 能 手 机 芯 片 市 场 的 发 展, 功 能 性 设 计 和 扩 展 成 为 手 机 摆 脱 同 质 化 竞 争 的 有 效 途 径, 手 机 红 外 应 用 被 重 新 开 发 出 来 红 外 遥 控 已 经 成 为 当 前 热 点, 红 外 成 像 红 外 探 测 首 先 作 为 手 机 外 置 设 备 被 开 发 出 来, 红 外 手 势 操 控 红 外 充 电 等 也 在 发 展 之 中 手 机 红 外 应 用 进 入 新 的 阶 段 二 手 机 红 外 技 术 应 用 现 状 当 前 手 机 红 外 技 术 以 红 外 遥 控 为 主 流, 应 用 于 多 种 机 型, 其 实 用 性 不 断 得 到 改 善 ; 外 置 的 红 外 成 像 装 置 已 经 面 世, 内 置 化 研 发 正 在 推 进 ; 红 外 手 势 操 控 红 外 充 电 也 在 发 展 之 中 ( 一 ) 红 外 遥 控 手 机 红 外 遥 控 的 实 现 有 多 种 方 式 一 是 手 机 通 过 无 线 ( 蓝 牙 WiFi) 或 有 线 连 接 ( 音 频 接 口 USB) 间 接 操 控 外 置 红 外 模 块 无 线 连 接 方 式 上, 已 有 产 品 推 出, 比 如 BroadLink 生 产 的 WiFi 智 能 遥 控 器, 这 种 方 式 对 软 硬 件 的 要 求 较 高, 并 且 依 赖 外 部 无 线 环 境 ; 有 线 连 219
接 方 式 中, 音 频 接 口 的 电 压 输 出 便 于 实 现 二 进 制 匹 配, 较 为 常 用 二 是 将 红 外 模 块 内 置 在 手 机 中, 利 用 软 件 控 制 内 置 红 外 编 码 芯 片 以 及 红 外 线 发 射 器 ( 如 小 米 4 三 星 S4 等 ) 或 者 可 收 发 红 外 接 口 ( 如 华 为 荣 耀 6 HTC New One 等 ), 实 现 对 电 视 空 调 DVD 机 顶 盒 单 反 相 机 等 常 用 家 电 的 遥 控 芯 片 厂 商 提 供 的 红 外 码 库 ( 汇 集 多 种 可 遥 控 家 电 的 红 外 编 码 数 据 ) 难 以 囊 括 所 有 电 器, 具 有 对 码 学 习 功 能 的 机 型 的 实 用 性 更 强 由 万 能 遥 控 器 厂 家 ( 如 恬 家 信 息 科 技 ) 提 供 的 遥 控 软 件 + 外 设 配 件 解 决 方 案 支 持 多 种 未 配 置 红 外 功 能 的 机 型, 配 件 大 多 通 过 音 频 接 口 连 接, 支 持 对 码 学 习 ( 二 ) 红 外 成 像 目 前 手 机 红 外 成 像 技 术 需 要 借 用 外 置 设 备 ( 红 外 摄 像 头 和 处 理 芯 片 ), 外 设 与 手 机 连 接 有 无 线 和 有 线 两 种 方 式 较 早 的 IR - Blue 微 型 热 成 像 仪 利 用 蓝 牙 发 送 数 据 到 苹 果 或 安 卓 系 统 成 像 2014 年, Flir 公 司 为 苹 果 开 发 了 一 款 智 能 手 机 红 外 成 像 外 壳 它 通 过 Lightning 接 口 与 手 机 连 接, 可 以 在 显 示 屏 上 生 成 人 体 动 物 灯 和 其 他 物 体 的 热 图 像, 红 外 识 别 温 差 达 0 1 摄 氏 度, 含 有 自 带 充 电 电 池, 可 作 为 手 机 的 备 用 电 源 随 后 Flir 推 出 兼 容 安 卓 系 统 的 新 款, 并 且 改 善 了 外 观 Seek Thermal 推 出 的 Seek XR 轻 便 小 巧, 支 持 苹 果 和 安 卓 系 统, 与 Flir 新 产 品 相 比, 分 辨 率 更 高 (206 156), 但 红 外 识 别 能 力 稍 弱 此 外 还 有 以 色 列 Opgal 开 发 的 Therm - App 外 置 的 手 机 红 外 成 像 设 备 价 格 昂 贵 ( 约 300 美 元 ), 目 前 内 置 化 的 研 究 正 在 进 行 中, 有 望 大 幅 降 低 成 本 在 我 国, 已 有 企 业 开 发 超 小 型 红 外 热 成 像 芯 片, 甚 至 开 发 内 置 红 外 热 像 仪 的 智 能 手 机 手 机 红 外 成 像 技 术 可 用 于 管 道 检 测 漏 点 搜 寻 夜 视 火 源 发 现 及 医 疗 检 测 等, 实 用 性 强, 发 展 前 景 广 阔 220
手 机 红 外 技 术 发 展 现 状 与 趋 势 ( 三 ) 其 他 利 用 红 外 传 感 器 探 测 手 势 变 化 实 现 对 手 机 的 非 触 碰 式 操 作 是 手 机 红 外 技 术 的 另 一 个 亮 点 基 于 安 卓 系 统 的 手 势 操 控 解 决 方 案 已 经 出 现, 可 能 首 先 作 为 触 控 的 补 充 手 段 应 用 于 手 机 等 移 动 终 端 目 前 红 外 手 势 技 术 多 被 用 作 快 捷 键 功 能 ( 手 翻 页 拍 照 接 听 等 ), 如 魅 族 MX 三 星 S4 以 及 OPPO vivo 部 分 机 型 等 红 外 充 电 是 无 线 充 电 方 式 的 一 种 由 以 色 列 企 业 Wi - Charge 研 发 的 充 电 系 统, 可 同 时 为 覆 盖 范 围 内 的 所 有 设 备 充 电, 但 受 限 于 充 电 效 率, 只 适 用 于 手 机 平 板 电 脑 等 小 型 电 子 设 备, 且 易 受 障 碍 影 响, 成 本 高, 大 规 模 应 用 尚 需 时 日 三 主 要 企 业 发 展 动 态 华 为 三 星 中 兴 努 比 亚 持 续 推 出 配 备 红 外 遥 控 功 能 的 机 型, 小 米 OPPO HTC TCL 也 加 入 此 行 列, 红 外 遥 控 在 手 机 中 的 应 用 越 来 越 普 及 国 外 企 业 不 断 推 出 手 机 红 外 热 成 像 外 设 新 产 品, 推 进 手 机 内 置 红 外 成 像 芯 片 研 发 国 内 微 型 红 外 成 像 芯 片 研 发 取 得 突 破, 手 机 内 置 芯 片 研 究 已 经 展 开 ( 一 ) 多 家 主 流 厂 商 推 出 内 置 红 外 遥 控 功 能 机 型 华 为 荣 耀 系 列 自 荣 耀 3 就 配 备 了 红 外 遥 控 功 能 到 荣 耀 6 推 出 智 控 2 0, 内 置 独 立 红 外 遥 控 芯 片, 预 置 顶 级 供 应 商 红 外 码 库, 并 且 具 有 学 习 能 力 最 近 的 荣 耀 7 进 一 步 升 级, 新 增 电 子 节 目 单, 遥 控 范 围 扩 展 到 投 影 仪 单 反 网 络 盒 子, 支 持 超 过 26018 个 产 品 型 号, 成 为 红 外 遥 控 手 机 的 代 表 221
三 星 最 近 的 几 款 Note (3 4) 和 S (4 ~ 6) 系 手 机 都 配 置 了 红 外 遥 控 功 能, 最 新 的 S6 扩 大 了 可 遥 控 设 备 范 围, 还 支 持 回 看 或 预 约 节 目 等 功 能 2014 年 小 米 推 出 的 小 米 4 具 备 红 外 遥 控 功 能, 预 置 2853 款 设 备 的 红 外 码 库, 但 不 具 备 学 习 功 能 在 最 新 的 小 米 Note 中 不 再 保 留 该 模 块, 未 来 机 型 的 红 外 配 置 有 待 观 察 中 兴 的 星 星 (1 2 号 ) 系 列 和 努 比 亚 Z7 Z9 系 列 持 续 配 备 学 习 型 遥 控 功 能 OPPO R831s / R2017 HTC M8 TCL 乐 玩 等 机 型 也 支 持 红 外 遥 控 华 为 荣 耀 三 星 S 系 中 兴 星 星 努 比 亚 Z 系 等 都 配 备 了 学 习 型 的 内 置 红 外 遥 控 芯 片 虽 然 遥 控 软 件 的 红 外 码 库 不 断 扩 大, 但 是 市 面 上 可 遥 控 设 备 的 品 牌 型 号 繁 多, 学 习 型 的 红 外 遥 控 芯 片 在 当 前 更 具 优 势 ( 二 ) 外 置 解 决 方 案 扩 展 了 红 外 遥 控 应 用 范 围 除 了 手 机 内 置 的 红 外 模 块, 红 外 遥 控 芯 片 还 用 于 软 件 + 外 置 ( 音 频 接 口 USB OTG 蓝 牙 / WiFi 转 红 外 ) 遥 控 设 备 的 解 决 方 案 中 恬 家 信 息 科 技 的 红 外 模 块 可 以 通 过 串 口 连 接 在 手 机 平 板 电 脑 路 由 器 可 穿 戴 设 备 等 多 种 智 能 设 备 中 ; 其 软 件 ( 遥 控 精 灵 ) + 外 设 方 案 中 的 遥 控 精 灵 硬 件 内 置 音 频 红 外 遥 控 芯 片, 通 过 3 5mm 音 频 接 口 连 接 手 机, 可 用 于 非 OTG 手 机 音 频 接 口 是 红 外 遥 控 外 设 的 主 流 连 接 方 式, 相 关 产 品 还 有 深 圳 宏 芯 达 HXD019 系 列 芯 片, 以 及 深 圳 探 索 果 广 州 几 维 上 海 墨 子 科 技 Unimote 等 智 能 遥 控 外 设 ( 内 置 芯 片 ) 此 外, 还 可 以 利 用 蓝 牙 / WiFi / USB OTG 转 红 外 遥 控 芯 片, 在 无 红 外 接 口 的 手 机 上 实 现 遥 控 功 能, 比 如 深 圳 宏 芯 达 的 HXD1282 ( 蓝 牙 ) HXD2282 ( WiFi) HXD3288 ( USB OTG) 芯 片, 深 圳 乐 云 的 222
手 机 红 外 技 术 发 展 现 状 与 趋 势 USB 学 习 型 OTG 遥 控 配 件, BroadLink 的 WiFi 智 能 遥 控 机 座 RM - home / pro, 广 州 极 联 智 能 的 WiFi 转 红 外 / 射 频 遥 控 宝 3s 等 ( 三 ) 国 外 企 业 不 断 推 出 手 机 红 外 成 像 外 设 新 产 品 Flir 的 新 款 Flir One 红 外 热 成 像 外 设 兼 容 苹 果 和 安 卓 系 统, 在 红 外 摄 像 头 ( 分 辨 率 160 120) 外 另 加 一 个 普 通 摄 像 头 (640 480) 增 强 画 质 该 设 备 的 核 心 部 分 是 Flir 开 发 的 轻 子 长 波 红 外 传 感 器, 可 以 检 测 8 ~ 10 微 米 范 围 的 红 外 线, 适 合 人 体 舒 适 温 度 范 围, 能 耗 低 (105 mv), 自 带 1400mAH 的 可 充 电 ( micro USB) 电 池, 续 航 能 力 强 Flir 开 发 的 应 用 增 加 了 视 频 拍 摄 延 时 拍 摄 和 定 时 拍 摄 等 功 能, 并 向 第 三 方 开 放 软 件 开 发 工 具 包 Seek Thermal 推 出 的 新 品 Seek XR 仅 有 15 克, 新 增 光 学 变 焦 功 能, 可 分 辨 2000 英 尺 ( 约 610 米 ) 外 的 目 标, 实 用 性 较 强, 红 外 分 辨 率 可 达 206 156, 但 热 成 像 识 别 能 力 比 Flir One 弱 Seek Thermal 研 发 了 开 发 者 套 件, 支 持 第 三 方 厂 商 进 行 功 能 定 制 以 色 列 Opgal 的 Therm - App 适 用 于 安 卓 4 1 以 上 系 统, 支 持 USB OTG, 采 用 性 能 优 越 的 微 测 辐 射 热 计 (ULIS 的 Pico384p), 像 素 高 达 384 288, 可 更 换 额 外 的 摄 像 头, 价 格 昂 贵, 主 要 针 对 专 业 市 场 国 外 市 场 对 手 机 红 外 成 像 的 反 馈 良 好, 但 高 昂 成 本 问 题 亟 待 解 决, 红 外 成 像 的 内 置 化 成 为 最 新 研 发 方 向 ( 四 ) 国 内 芯 片 研 发 取 得 突 破, 内 置 化 研 发 正 在 推 进 国 内 的 红 外 成 像 研 究 不 断 取 得 进 展 红 外 热 成 像 的 核 心 元 器 件 是 高 性 能 的 红 外 焦 平 面 探 测 器, 在 工 信 部 强 基 工 程 支 持 下, 武 汉 高 德 红 外 取 得 了 技 术 突 破 手 机 红 外 成 像 芯 片 则 具 有 低 性 能 和 微 型 化 特 点 上 海 蓝 剑 科 技 开 发 的 超 小 型 热 成 像 机 芯 LIRS01a 系 列, 在 小 型 化 方 面 取 得 了 进 展 ( < 223
2cm, < 50g), 采 用 非 晶 硅 探 测 器, 可 探 测 8 ~ 14 微 米 红 外 线, 探 测 温 度 区 间 为 - 40 ~ 60 摄 氏 度, 像 素 可 高 达 640 480 ( LIRS01a30), 有 望 应 用 于 智 能 终 端 和 可 穿 戴 设 备 中 杭 州 麦 乐 克 电 子 掌 握 高 端 红 外 传 感 器 技 术, 目 前 正 与 多 家 知 名 手 机 制 造 商 合 作, 共 同 研 发 一 款 自 带 红 外 热 像 仪 的 智 能 手 机, 预 计 探 测 半 径 达 30 米 四 手 机 红 外 产 业 发 展 趋 势 手 机 红 外 应 用 呈 现 多 样 化, 除 主 流 的 红 外 遥 控 外, 红 外 成 像 手 势 操 控 红 外 充 电 发 展 迅 速 红 外 芯 片 的 小 型 化 趋 势 显 著, 智 能 终 端 成 为 红 外 应 用 新 领 域 未 来 红 外 技 术 将 在 物 联 网 时 代 占 有 一 席 之 地 ( 一 ) 红 外 遥 控 有 望 成 为 智 能 手 机 标 配 软 件 + 外 设 的 解 决 方 案 扩 大 了 红 外 遥 控 的 适 用 范 围, 而 华 为 小 米 三 星 等 主 流 手 机 厂 商 不 断 推 出 具 有 内 置 红 外 遥 控 功 能 的 机 型, 推 动 红 外 遥 控 向 智 能 机 标 配 功 能 发 展 ( 二 ) 红 外 成 像 向 手 机 内 置 方 向 发 展 手 机 红 外 成 像 实 用 性 强, 市 场 潜 力 大, 但 外 置 设 备 成 本 高 不 便 携 的 问 题 亟 待 解 决, 实 现 手 机 内 置 化 已 成 为 行 业 发 展 方 向 ( 三 ) 红 外 应 用 向 多 种 智 能 终 端 加 速 扩 展 除 手 机 外, 红 外 遥 控 红 外 手 势 识 别 和 红 外 成 像 等 还 应 用 于 可 穿 戴 设 备, 如 U 欧 智 能 手 表 BaiduEye Lumus 智 能 眼 镜 等 多 种 智 能 终 端 的 红 外 应 用 将 进 一 步 推 动 微 型 红 外 芯 片 的 发 展, 形 成 红 外 产 业 发 展 的 新 动 力 224
手 机 红 外 技 术 发 展 现 状 与 趋 势 ( 四 ) 红 外 接 口 红 外 传 感 器 需 求 日 益 增 加 红 外 应 用 在 手 机 可 穿 戴 设 备 等 智 能 终 端 中 的 扩 展 和 普 及, 必 将 拉 动 红 外 基 础 硬 件 的 市 场 需 求 增 加 五 建 议 ( 一 ) 加 快 推 进 智 能 终 端 红 外 产 业 布 局 手 机 红 外 应 用 给 手 机 芯 片 市 场 带 来 了 新 的 增 长 点, 红 外 成 像 红 外 手 势 操 控 及 红 外 充 电 一 旦 实 现 产 业 化, 将 会 对 手 机 芯 片 产 业 带 来 冲 击 微 型 红 外 芯 片 的 研 发 不 断 取 得 进 展, 智 能 终 端 已 成 为 红 外 产 业 发 展 的 新 动 力, 可 穿 戴 设 备 中 的 红 外 市 场 潜 力 巨 大 应 密 切 关 注 各 种 智 能 终 端 红 外 应 用 的 进 展, 加 快 相 关 产 业 布 局 ( 二 ) 整 合 强 化 各 类 红 外 遥 控 芯 片 的 研 发 生 产 当 前 多 种 红 外 遥 控 方 式 并 存, 产 品 的 体 验 性 参 差 不 齐 建 议 通 过 企 业 扶 持 与 并 购, 整 合 强 化 各 类 红 外 遥 控 芯 片 的 研 发 和 生 产, 以 提 升 用 户 体 验, 支 持 更 多 机 型 和 场 景, 扩 大 市 场 范 围 ( 三 ) 产 学 研 用 一 体 化 加 大 红 外 成 像 芯 片 的 研 发 力 度 微 型 红 外 成 像 芯 片 市 场 潜 力 大, 研 发 难 度 大 目 前 国 内 的 芯 片 研 发 已 取 得 进 展, 手 机 内 置 红 外 成 像 芯 片 的 开 发 业 已 展 开, 国 外 的 内 置 芯 片 研 发 也 处 于 起 步 阶 段 应 大 力 扶 持 相 关 企 业 的 研 发 计 划, 建 立 产 学 研 用 一 体 化 合 作 模 式, 加 大 国 内 研 发 力 度, 抢 占 未 来 红 外 成 像 市 场 225
( 四 ) 强 化 红 外 基 础 硬 件 的 技 术 水 平 随 着 红 外 应 用 的 扩 展 和 普 及, 移 动 互 联 网 产 业 和 智 能 终 端 对 红 外 接 口 红 外 传 感 器 等 红 外 基 础 硬 件 的 市 场 需 求 日 趋 增 加, 应 强 化 红 外 基 础 硬 件 产 能, 提 升 产 品 技 术 含 量 和 工 艺 水 平 226