消费电子产品中的短波红外技术：
提升智能设备安全性和用户体验
1. 引言
短波红外（SWIR）技术凭借其独特的光学特征和高灵敏度，正成为消费电子产品的关键支柱之一。除了提升安全性之外，SWIR还能改善整体用户体验。本文回顾了SWIR在人脸识别、虹膜识别和手势识别中的应用，并分析了它如何提高智能设备的安全性和便捷性。
2. 运营原则和优势
2.1 短波红外波段特性（1000–1700 nm）
低散射和良好的光子穿透性可提供清晰的表面和次表面特征图像。
大气损耗很小；水和冰的强烈且独特的吸收作用使得检测具有很高的特异性。
2.2 优势
- 深入穿透硅胶、塑料和树脂，揭示隐藏的细节
材料内部的弱散射可产生稳定的信号
- 高对比度图像，因为选择性吸收会突出缺陷或生物特征。
这些设备现在已达到芯片级尺寸，易于集成到移动或可穿戴硬件中。
3. 消费者应用
3.1 人脸识别
原理：皮肤在 1000–1700 纳米波长范围内的反射率几乎与色素沉着无关，活体组织显示出的光谱特征与面具或照片明显不同。
例如：结合 935、1060、1300 和 1550 纳米 LED 的多光谱引擎可提供防欺骗的人脸解锁功能，即使在黑暗、强光或雾中也能正常工作。
3.2 虹膜识别
原理：短波红外光穿透基质，产生高对比度图案，杂散光很少。
例如：智能手机和 AR 头戴式设备内置的模块在不同的环境光照水平下以及透过大多数太阳镜都能可靠运行，满足银行和国防级别的安全要求。
3.3 手势识别
原理：SWIR 可捕捉手部反射的强度和光谱形状，从而实现精确的 3D 跟踪。
例如：VR/AR 头戴式显示器和智能家居面板使用波长为 1050 纳米或 1310 纳米的环形照明器，以 90 帧/秒的速度跟踪微手势，精度达到亚毫米级，且不受室内照明的影响。
4. 安全性和用户体验提升
安全性：活体皮肤检测可有效识别 2D/3D 面具、高分辨率打印件和浓妆；多光谱数据可将误识率降低至 10⁻⁵ 以下。
用户体验：无论白天黑夜、室内室外，均可正常工作，且无可见光；组件安装在 4 毫米边框内，实现简洁的工业设计。
5. 趋势与挑战
技术融合：短波红外技术将与毫米波雷达或激光雷达融合，以增加深度和运动确认信息。
数据驱动智能：设备端人工智能将预测攻击模式并进行自我校准，从而提高鲁棒性，而无需依赖云。
挑战：进一步降低成本，提高大规模生产的精度，以及对生物特征模板进行端到端保护。
6. 结论
短波红外（SWIR）技术为消费电子产品开辟了一条通往更安全、更便捷产品的清晰道路。随着技术的不断进步，其应用范围将从高端手机扩展到平板电脑、汽车、虚拟现实可穿戴设备和智能家居中心等领域。
About Zhuhai Tianhui
作为领先的短波红外（SWIR）发射器供应商，天辉不断拓宽波长覆盖范围、缩小封装尺寸并集成驱动电路，为OEM厂商提供高性能、低功耗的定制化光源。结合多传感器融合和人工智能算法，短波红外技术将助力未来的设备更加安全、智能、人性化。