引言
一到夏天,各种奇葩防晒神器就闪亮登场。然而太阳大就等于要防晒吗?太阳光中的紫外线远非你想的那么简单。于是不仅各种智能硬件公司,连传统化妆品公司欧莱雅也看到紫外线传感技术背后的相关美容、健康大市场。

从首次增加了紫外线传感器的三星Galaxy Note4手机,到智能手表Galaxy GearS、华为手环honor Band、可穿戴智能挂扣,甚至欧莱雅今年CES上推出的UV Patch紫外线探测可穿戴……传感器应用创新成为越来越多产品的新卖点。紫外线传感器或许并未如双摄像头、ARVR那样成为产业热潮,但紫外线背后隐藏的美容、健康大市场正在成为产业新蓝海。一个小小的传感器创新算法和应用,意味着产品背后创新服务的突破。
那些年,关于防晒和紫外线我们走过的误区
我们最常接触到紫外线的机会就是太阳光照射。因为紫外线不可见,人们通常只会凭感觉判断紫外线的情况:比如认为阳光晴好的天气,紫外线自然强,而阴天时会默认没有紫外线,但事实却并非如此。又比如有人说晒太阳能补充钙质、杀菌,而同样也有人说晒太阳会有致癌风险......这些我们生活中有关太阳光的模糊意识中,紫外线究竟扮演着怎样角色?它会给健康带来哪些伤害,又会带来哪些好处?下面剖开来看:
什么是紫外线:紫外线是指波长100-400纳米的光线,根据波长又分为UVA、UVB、UVC,太阳光中UVB为主,UVA微量,UVC被大气层几乎完全阻挡。
| 紫外线包含 | UVA | UVB | UVC |
|---|---|---|---|
| 波长 | 长 | 中 | 短 |
| 强度 | 强穿透力 | 最多 | 大气层臭氧吸收 |
| 危害 | 皮肤晒黑;老化 | 过量-晒伤(红斑)/白内障/皮肤癌 | |
| 不足-维生素缺乏;杀死细菌 | |||
| 防护指数 | PA | SPF |
表:为了更好的量化紫外线,业界用0-15的紫外线指数(UV Index)表示紫外线对人体皮肤的损伤程度;对应的,SPF是产品防护UVB的能力,PA是产品防护UVA的能力。
1、 紫外线是这些疾病、危害的潜在推手:
UVA会使皮肤晒黑、老化;UVB会使皮肤发红、受伤;紫外线是诱发白内障的高危因素之一;大气层遭受破坏日趋严重,皮肤癌病例不断增多。
2、 紫外线是健康成长的不可或缺要素之一:
紫外线并不是完全摒除掉就好,除了可以杀菌,它同时又是我们生活中不可或缺的重要元素。“多出去晒晒太阳”并不只是一句可有可无的心理关怀,阳光中的紫外线可以促成人体生成必需维生素D(口服有中毒风险)的95%以上,而维生素D的含量和心血管健康、钙质吸收、免疫力息息相关。
紫外线这样让人又爱又恨,那么该怎样结合每个人的个体特性和具体需求,避免伤害,同时获得最好的美容、健康效果?这些生活中的痛点为移动、可穿戴设备提出新的需求!
满足移动、可穿戴需求的紫外线传感器是这样的
紫外线传感器的基本原理是通过光敏元件将紫外线信号转换为电信号是。传统设备中的紫外线传感器多为分立器件,封装尺寸大,输出模拟信号,易受干扰,精度不高。而对于手机、平板、可穿戴产品而言,必须要满足小尺寸、低功耗、稳定性、智能化等条件。因此,高性能、数字化的单芯片紫外线传感器应运而生。
1、 材料演进
最初紫外线传感器采用硅基PD(光电二极管),精度上存在较大误差,后来多为GaN基PD,精度得到很大提高。AlGaN基的PD只对紫外线敏感,不需要滤波器,精度更高。首尔伟傲世(SEOUL VIOSYS)的紫外线传感器即采用AlGaN基PD。
2、 数字化单芯片
分立器件难以集成,无法满足移动、可穿戴设备的需求。SEOUL VIOSYS的紫外线传感器集成了外围电路,通过I2C接口可输出数字信号。这种单芯片方案在精度上更高,同时可以工厂校准,保持产品一致性。
同时,超低功耗也是可穿戴产品的硬指标。Silicon Labs的单芯片紫外线传感器Si1133集成了UV指数传感器和环境光传感器(可支持背光控制、睡眠监测),以及I2C数字处理电路,尺寸做到了 2mmx2mm,待机电流小于500纳安,每秒一次的UV测量速率下平均电流低至1.2微安, Silicon Labs同时提供演示工具和开发套件,帮助用户快速开发。

图:SVC紫外线传感器的设计参考:利用智能设备中的光传感器环境,显示超过1万流明时,自动操作紫外线传感器检测紫外线数据,并根据软件算法,为用户提供紫外线指数、安全暴露时间、维生素D产生量等服务内容参考。

紫外线传感器:这些应用市场正待挖掘、创新
软件算法是传感器应用的基础。紫外线传感器背后的庞大美容、健康市场,需要和细分行业的专业算法相结合,在了解用户痛点之上,提供具有专业精准的功能和服务,才能产生客户粘性。
1、 正在起步的智能化美容市场
不要小看人类对美的追求。不论是人类已经阻挡不了美颜相机,还是长兴不衰的化妆品行业,人们对美的追求只增不减。而智能化生活的提高,传统的化妆品行业也武装上了科技的外衣。欧莱雅今年CES上推出的智能皮肤贴片UV PATCH,就是一款紫外线探测设备,能够追踪皮肤暴露于紫外线时的状况。但缺陷是不够智能化,用户需要在贴布变色以后,用照片拍下来,传到APP中才能查看相应结果,这样显然太过繁琐。

而要给出精准的紫外线美容参考,除了需要测得紫外线指数,还要通过一系列算法,根据每个个体的生物特色得出具体参考。比如不同肤色的人,其耐受紫外线程度也不同。

2、 太阳光下多长时间,能紫外线促成的维生素D与健康的密切关系
维生素D必不可缺,通过紫外线照射可以自我生成。但不同年龄的人需求量也不同。比如幼儿、中青年、老年。尤其婴幼儿需要丰富维生素D,但同时皮肤娇弱,非常需要监测儿童在室外的时间。这就需要产品在应用设计上,要充分考虑每个年龄段的具体算法。

表:不同年龄端,维生素D建议标准。
3、 防晒伤、白内障、皮肤癌
我们通常会凭感觉判断紫外线的情况,认为阳光晴好的天气,紫外线自然强,而阴天时会默认没有紫外线,但事实却完全相反。另外越到高地,紫外线也越强,喜欢登山的驴友更要注意。同时,因外防晒霜也有时间限制,过了一段时间后需要补充。这时就需要通过APP软件对在外暴露时间,以及防晒手段做实时检测基础上的提醒、报警。

总结
当美的、健康的生活越来越为人们所重视,其背后潜在的庞大市场也渐渐显性。这个市场需要智能硬件厂商,以及相关传统企业共同协作,合力开发。不论美容、健康、运动、保健,更多创新应用等待有慧眼的伙伴迈出跨界第一步。