前不久，2023年版《中國高血壓防治指南》要點發布，其中可穿戴設備納入推薦，作為一種全新的血壓測量手段，與家庭血壓測量等傳統方式共同構筑起高血壓篩查這一健康防線。來自權威官方的認可不僅是對智能穿戴技術穩定性和準確性發展的肯定，同時也是對當下整個可穿戴行業的一劑強心針。

要知道根據IDC發布《中國可穿戴設備市場月度銷量跟蹤報告》，2022年中國腕戴設備市場銷量為4455萬臺，同比下降 13%。這對于近年來備受消費者青睞的可穿戴設備來說，算得上是暴跌了。可穿戴設備的市場份額一直集中在手環和手表上，功能也大多是聚焦在運動檢測上，然而面臨市場逐漸飽和以及用戶需求的變化，可穿戴技術也在不斷迭代升級，試圖在其他應用尋找突破。此次智能可穿戴設備被納入高血壓防治指南的消息，無疑表明了新的應用場景將為智能硬件市場帶來新的轉機。

高精度、小尺寸、低功耗才是醫療級可穿戴“標配” 在醫療領域的可穿戴設備潮不是一天兩天，不論是行業玩家還是消費者都一致認為醫療可穿戴設備必將是未來的消費寵兒，各大巨頭都在通過收購或者是發布相關的醫療健康的可穿戴設備，積極布局醫療健康領域，進一步擴大醫療健康領域的市場份額。中研普華產業研究院發布的數據顯示，可穿戴醫療設備市場規模預計將從162億美元增長，2026年可穿戴醫療設備市場規模為301億美元，從2021年到2026年間，可穿戴醫療設備市場將以13.2%的復合年增長率增長。

此前可穿戴設備的運動記錄、健身指導等運動健康功能已經被普遍接受，例如常見的手環與手表產品，都具備測量心率、步頻等指標的功能，但這些數據通常不能用于臨床。如今已有越來越多的醫療級監測功能加入，例如對血壓、血氧和心電圖的測量，標志著可穿戴設備開始能夠為醫生臨床診療提供可參考的數據來源。

為了滿足醫療級應用，符合醫療級應用高精度、高可靠的指標要求，可穿戴設備的半導體解決方案提供商們也紛紛推出了對應的解決方案，為可穿戴技術在醫療領域的應用落地提供強大助力。以光學解決方案供應商艾邁斯歐司朗推出的新型光電二極管TOPLED D5140 SFH 2202為例。與現有的標準光電二極管相比，這款光電二極管性能更加出眾，對光譜綠色部分的可見光具有更高的靈敏度，同時線性度也更高。這些改進的特性可以顯著降低環境光干擾造成的影響，使接收到的光信號質量更高，從而讓智能手表、活動跟蹤器及其他可穿戴設備能夠更精確地測量心率和血氧飽和度（SpO2）。 ?

艾邁斯歐司朗的內部基準測試表明，憑借光電二極管芯片制造工藝技術的優化，TOPLED D5140 SFH 2202在紅外光譜中的線性度比標準光電二極管高出30倍。此外，實驗數據表明，在光電容積描記法（PPG）心率測量所用的綠光波長下，其靈敏度明顯更高。PPG技術通過跟蹤記錄血管的光吸收峰值和谷值來測量心率。同時，通過在PPG系統中采用高線性度的TOPLED D5140 SFH 2202，可穿戴設備制造商能夠讓產品在環境光較強或快速變化的條件下，實現更高的SpO2測量精度。比如，一個典型的例子就是用戶在建筑密集的市區跑步或騎車，穿過高樓大廈投下的陰影時的場景。

另一方面還要考慮到低功耗、續航力，可長時間工作，這也是臨床級可穿戴設備應用的主要挑戰之一。例如連續血糖監測以及心電圖，系統需要定期自動監測并報告信息。這意味著設備需要保持開機，但在不進行測量或報告時，則需盡可能減少消耗。微控制器和微處理器能夠執行這項任務，但二者往往功耗太高，即使在低功耗或休眠模式下也是如此。此外，還有一種周期性喚醒系統的解決方案，即使用實時時鐘和負載開關。這種解決方案需要額外的集成電路，并且會降低可靠性。

圖源：艾邁斯歐司朗

艾邁斯歐司朗的內部基準測試表明，憑借光電二極管芯片制造工藝技術的優化，TOPLED D5140 SFH 2202在紅外光譜中的線性度比標準光電二極管高出30倍。此外，實驗數據表明，在光電容積描記法（PPG）心率測量所用的綠光波長下，其靈敏度明顯更高。PPG技術通過跟蹤記錄血管的光吸收峰值和谷值來測量心率。同時，通過在PPG系統中采用高線性度的TOPLED D5140 SFH 2202，可穿戴設備制造商能夠讓產品在環境光較強或快速變化的條件下，實現更高的SpO2測量精度。比如，一個典型的例子就是用戶在建筑密集的市區跑步或騎車，穿過高樓大廈投下的陰影時的場景。

另一方面還要考慮到低功耗、續航力，可長時間工作，這也是臨床級可穿戴設備應用的主要挑戰之一。例如連續血糖監測以及心電圖，系統需要定期自動監測并報告信息。這意味著設備需要保持開機，但在不進行測量或報告時，則需盡可能減少消耗。微控制器和微處理器能夠執行這項任務，但二者往往功耗太高，即使在低功耗或休眠模式下也是如此。此外，還有一種周期性喚醒系統的解決方案，即使用實時時鐘和負載開關。這種解決方案需要額外的集成電路，并且會降低可靠性。

圖源:ADI

對此，深耕可穿戴領域的ADI推出了一個新穎的解決方案，即使用開關控制器在必要時喚醒系統微控制器，并盡量減少待機模式下的功耗。設有可編程休眠時間的開關控制器，具備超低功耗、無軟件依賴性、尺寸小巧等優點。該解決方案基于MAX16164，一款具有可編程休眠時間的納安級功耗開關控制器，可通過電阻或I2C總線進行編程。該器件在休眠狀態下功耗為30nA，在關斷模式下則僅為10nA。此外，MAX16164采用微型WLP和小型μDFN封裝，以小尺寸實現可靠、節能的優勢。

技術趨向成熟，AV/AR頭戴設備“拯救”智能硬件市場

近來，ARVR行業也正處于發展的關鍵期，縱觀2022年的應用市場可以看到，ARVR可穿戴設備不僅僅只應用在游戲、娛樂域，教育、娛樂、醫療、航天、工業、旅游等均有應用案例。例Rokid、谷東科技均在2022年推出了新款工業AR服鏡，亮亮視野的AR字幕眼鏡還能解決殘障人士的溝通問題，HTC VIVE?Flow可用于觀影、藝術、游戲、教育等領域。

要知道此前AR設備由于其顯示器和激光組件的尺寸和重量較大，早期版本在可穿戴性、外觀和舒適性方面都存在問題。如何在縮小尺寸并減輕重量的同時，確保顯示質量和效果不受影響，一直是智能眼鏡設備供應商亟待解決的關鍵問題。對此，TDK（展位號：5.2D110）開發出超緊湊全彩激光模塊（FCLM），主要面向AR眼鏡場景。產品由TDK（展位號：5.2D110）、QD Laser及NTT共同研發，采用了平面光波電路(PLC)技術，配備了紅、綠、藍3種顏色的激光二極管，可以顯示1620萬種顏色，重量只有0.38克，尺寸為5.5毫米 x 10.8毫米 x 2.6毫米。

圖源：TDK

據了解，TDK（展位號：5.2D110）利用新的平面波導技術，既不需使用透鏡也不需使用反射鏡，所以可以大幅減小模塊尺寸。由光學電信技術公司NTT開發的平面波導技術可以通過平面路徑（波導）合并RGB光，將該技術與TDK（展位號：5.2D110）的高精度制造技術相結合，可將模塊的尺寸減小到常規空間光學模塊尺寸的十分之一。這也使圖像能夠實現1620萬種顏色的全彩顯示，而高質量的圖像將進一步提高AR體驗的質量。

對于VR/AR設備來講，除微顯示技術外，對用戶手勢動作的檢測與識別也相當重要。意法半導體（展位號：7.2B136）推出的慣性測量單元器件LSM6DSV16BX芯片上整合了6軸慣性測量單元和音頻加速度計，前者能夠跟蹤頭部及檢測人體活動，后者通過骨傳導技術可以檢測頻率范圍超過1kHz的語音。

此外，LSM6DSV16X在IMU中集成了電荷變化（ST Qvar）檢測通道，通過與身體接觸的電極或非接觸式感應（“雷達”）檢測靜電電荷的變化。具有ST Qvar功能的意法半導體（展位號：7.2B136）MEMS傳感器支持觸摸、長按和滑動等先進用戶界面控制，確保人機交互無縫順暢。

聚焦特殊場景，這樣的可穿戴應用更具潛力

可穿戴設備在特殊場景下的應用同樣備受關注。例如三星電子曾推出GEMS Hip外骨骼機器人可作為行動有障礙的人群的外骨骼，使用主動輔助算法改善這些人的步態和肌肉運動；德國企業“仿生學”公司近來研發的這款外骨骼可以像馬甲一樣穿在身上，每次搬運物體可為穿戴者抵消30公斤重量......

可穿戴外骨骼機器人是將機電一體化、生物力學、人體傳感網絡、步態分析和智能化等多領域科技融合而成的高技術產物，在軍事、醫療等領域的應用已日趨成熟。由于機械外骨骼主要用于為人們提供機械幫助、增加肢體運動的力量與耐力，其控制系統和驅動系統必須非常精準才能避免使用者受傷。

在電機的驅動和精準控制方面，安森美的ecoSpin系列無刷直流電機控制器通過將控制和驅動功能整合在一個完整的系統級封裝中，簡化了用于暖通空調、機器人等應用中電機控制系統的開發。該系列中的ECS640A是一款三相BLDC電機控制器，可在高達600 V的高壓下可靠地運行。小尺寸的ECS640A含可靠的柵極驅動器、Arm Cortex-M0+微控制器、三個檢測放大器、三個升壓二極管，并支持有傳感器或無傳感器電機控制架構。優化了功率級布局和降低噪聲，從而重新定義了BLDC電機的控制性能。

盡管現階段，許多可穿戴設備還只是智能手機的附庸，通訊、社交等功能依然需要以手機為基礎。但在游戲娛樂、運動健康等領域，可穿戴設備卻帶來了智能手機所無法提供的體驗。更可況，可穿戴設備的形式早已不再局限于耳戴、手環、頭戴這三種固定的形式，更多形態的可穿戴設備也逐步出現在了人們的視線之內。

下一站

慕尼黑上海電子展

慕尼黑上海電子展(electronica China)將于2023年7月11-13日在國家會展中心（上海）舉辦。展會匯聚國內外優質電子企業加入，打造從產品設計到應用落地的橫跨產業上下游的專業展示平臺。展示領域緊跟行業重點，并根據行業實時熱點融入新的展示領域，涵蓋新能源汽車、智能汽車、綠色能源、智能工廠、物聯網+、智能可穿戴、工業互聯網、無線通信、數據中心、智能家居等技術話題。

深受業界青睞的國際汽車電子、系統與解決方案主題館(electronica Automotive China)?依然是2023 慕尼黑上海電子展的亮點板塊。以“驅動未來出行”為主題，聚焦車聯網、新能源汽車、自動駕駛、智能座艙、車載攝像頭、通訊、測試、人機交互、傳感器模組、雷達、動力電池、驅動與充電、電控系統等行業熱點，從電子技術在汽車行業的應用出發，全方位打造從產業前瞻研發到應用終端的汽車電子行業全產業鏈技術展示平臺。

編輯：黃飛

?