你對當前智能手機攝像頭的色彩還原滿意嗎？是否設想過用智能手機或其他家電檢測材料成分，甚至評估食品的新鮮度？微型光譜儀和多光譜相機等新興圖像傳感技術有望提供有效且經濟的解決方案。通過檢測光譜信息而不僅僅是簡單的RGB色彩信息，它們能夠以經濟的價格提供過去需要專業設備才能呈現的豐富信息。
據麥姆斯咨詢介紹，超越人眼視覺的需求日益增長，以價格經濟的傳感器捕獲光譜信息是這一趨勢的重要部分。隨著機器視覺能力的不斷提高，支撐其圖像分析的算法需要比傳統RGB圖像傳感器更全面的輸入數據。
應用機遇
智能手機為了追求差異化而不斷增加更多的功能，光譜圖像傳感器有望成為下一個引爆點。2021年，德國研究中心弗勞恩霍夫ENAS宣布將制造一種用于智能手機的紅外光譜儀，重量僅1克，成本僅為1美元。傳統經典紅外光譜儀往往重達幾公斤，耗資數千美元。弗勞恩霍夫ENAS的低成本光譜儀將能夠檢測藥物，測試空氣質量，以及分析食品新鮮度。
比利時初創公司Spectricity則是一家將平價光譜傳感商業化的知名公司。今年早些時候，該公司發布了其首款產品——一種小型化多光譜圖像傳感器，可檢測可見光區域的16個色彩通道。與傳統傳感器相比，更高的光譜分辨率能夠實現更準確的顏色再現，這意味著有望為智能手機提供更準確的色彩還原。而攝像頭已經成為消費者選擇智能手機的決定性因素之一。
Spectricity多光譜圖像傳感器S1
近期，Si-Ware Systems宣布與農業飼料專家Cargill Animal Nutrition達成合作協議，Si-Ware研發的基于MEMS傅里葉變換紅外（FTIR）技術的近紅外光譜分析平臺“NeoSpectra”將被用于北美奶牛場。近紅外光譜分析平臺NeoSpectra基于Si-Ware獨特的硅集成微光學系統技術（SiMOST），可使光譜儀的光學元件及邁克爾遜干涉儀在硅上構建多個光學元件，從而實現低成本、小型化的單芯片FTIR光譜儀。NeoSpectra平臺的工作范圍為1100nm ~ 2500nm的近紅外光譜區，可用于各種應用領域的材料成分分析和識別。
NeoSpectra手持掃描儀
另一個可以通過光譜傳感受益的消費類應用是可穿戴健康監測。雖然，現在的智能手表已經可以利用LED光傳感器跟蹤監測心率、血氧、睡眠和呼吸，但更復雜的傳感器可以提供更強大的功能。例如，通過利用一種新興的SWIR（短波紅外）檢測技術（如量子點），可以檢測可見光和NIR（近紅外）無法檢測到的生物標志物。由此，可穿戴設備可以監測葡萄糖、乳酸、水合作用和酒精水平，為當前功能日益趨同的智能手表提供顯著的差異化優勢，大大增強了產品吸引力。
據麥姆斯咨詢此前報道，蘋果公司一項可追溯到Steve Jobs時代的“登月式”項目——無創連續血糖監測近期取得了突破。這項被蘋果公司稱為E5的“血糖監測”秘密工程的目標是測量人體內的葡萄糖含量，但是無需像傳統方式那樣刺破皮膚獲取血液。倘若該項目成功商業化，將成為蘋果又一項“史詩級”的功能，引領健康監測行業變革浪潮。
隨著消費電子產品的發展，微型光譜儀和多光譜相機還有望在工業檢測和機器人等領域取得進展。它們重量輕、成本經濟，可以很容易地集成到現有設備中。其中，最有前景的應用是物體識別和材料區分，在區分人眼難以分辨的材料（如不同的塑料或油/水）時尤其有用。
展望
憑借微型光譜儀和多光譜傳感器的緊湊性和經濟性，它們有望為手持設備、便攜式電子設備、可穿戴設備和工業成像檢查設備帶來新的功能。曾經實驗室級設備專有的功能，未來可以廣泛應用于智能手表、智能手機甚至掃地機等。
按應用和檢測波段細分的2033年微型光譜傳感市場（來源：《新興圖像傳感器技術及市場-2023版》）
當下蓬勃發展的新興圖像傳感器技術能夠實現遠超傳統產品的分辨率和波長檢測范圍。這些新興的傳感技術有望在醫療保健、生物識別、自動駕駛、農業、化學物質和食品檢驗等眾多領域找到關鍵應用。IDTechEx預計，隨著自動駕駛和智能機器人等自主技術的日益重要，將助推新興圖像傳感器市場快速增長。
