2015年4月,苹果公司经过周全的准备后投放了智能手表“Apple Watch”。从不到5万日元的“Apple Watch Sport”到100多万日元的“Apple Watch Edition”,无论是否购买,都给消费者带来了很大冲击。
此次拆解的标准款“Apple Watch”在日本的售价约为7万日元。虽为处女作但依然精彩无限,正是苹果产品的魅力所在。下面笔者就以支撑Apple Watch的日本产元件和技术为中心进行介绍。
Apple Watch的外观和表壳上下部记载的信息
表壳采用圆润流畅的外形。表带横着滑动便可轻松安装或拆卸。标准款“Apple Watch”的后盖印有“Sapphire Crystal”,显示屏表面采用了人造蓝宝石。
Apple Watch的显示屏用人造蓝宝石保护玻璃保护着(仅Sport款使用的是铝硅酸盐强化玻璃)。拆掉显示屏模块后便可看到内部。
令人印象深刻的,是机身上部的印有“Taptic Engine”的大型振动元件。智能手机大多是在从小而细长的圆筒中突出来的轴的一侧安装振动锤,使之旋转产生振动。
不过,Apple Watch的振动元件并不是使相当于轴的部分转动,而是横向滑动。因此也被称作“线性振动马达”。与其说是振动,实际上像“Taptic”(将表示“轻击”的动词“tap”与表示“触觉”的形容词“haptic”组合到一起,是苹果自创的词)这个名字的含义一样,感觉是嗵嗵敲击那种振动。Apple Watch就通过这种振动向用户传递信息通知等。
生产Taptic Engine的是日本电产。苹果曾宣布中国的瑞声科技也负责生产,但据美国媒体报道,瑞声科技生产的Taptic Engine出现了故障。估计目前市场上销售的Apple Watch配备的Taptic Engine大部分都是日本电产的产品。
拆下显示屏模块后
上半部分是大型振动元件“Taptic Engine”,尺寸约为智能手机配备的普通振动元件的5倍,由日本电产负责生产。
智能手表共同的烦恼之一,是电池续航时间短。连续运转时间为18小时的Apple Watch也不例外,即使这样,苹果依然削减了电池的体积,为大型振动元件Taptic Engine保留了空间。估计苹果认为,与延长续航时间相比,新的振动感觉更能吸引用户。
“Pressure Sensor”配置在显示屏周围,用来检测手指按压屏幕的强度,然后反映到操作中。
标准款“Apple Watch”的表壳采用不锈钢材料。首先制作像火柴盒一样的金属块,然后切削成形。为了防止金属块中混入杂质,要求具备较高的制造能力。
苹果没有公布生产厂商,不过据已经推出了智能手表的海外厂商透露,生产这种不锈钢块的好像是日本企业。切削作业在中国进行,但据说切削使用的钢钻也是日本制造的。100多万日元的高级款“Apple Watch Edition”的表壳没有使用不锈钢,而是使用了黄金。表壳的加工由在银座设有店铺、作为时尚品牌也拥有大量支持者的日本贵金属公司负责。
据说在普通手表的零部件部件中,表壳是成本最高的部件之一。Apple Watch同样如此,不锈钢表壳的背面(接触手腕的一面)使用了黑陶瓷,覆盖在黑陶瓷表面的玻璃状材料估计是氧化锆。据估算,仅表壳部分的成本就达到37美元左右。
心率传感器的位置(左上)及其放大图
运动时利用两个绿色LED照射毛细血管进行测量,平时切换为利用红外线测量的模式。
表壳上尤其引人关注的是表冠部分,Apple Watch上的这一部件名为“Digital Crown”(数字表冠)。可以旋转表冠滑动画面,也可以按下表冠返回主画面。为了确保用户以不同的力度按压或旋转也不至于损坏,依然能准确工作,表冠做的非常结实。
表冠上部安装了陶瓷片,同样由日本厂商制造。据某外资证券公司推测,仅表冠部分的成本就达到10美元左右。值得一提的是,除了电子元件外,Apple Watch在材料方面也大量采用了日本厂商的产品。
表冠的位置(左上)及其放大图
表冠下半部分刻了像齿轮一样的沟槽,但没有接触任何部位,据说其旋转动作是利用光学式编码器检测的。
检测表冠旋转动作的编码器
推测是在该部分照射红外线等光线,通过检测折射回来的光线,从而检测旋转动作。检测部位于表冠齿轮状构造物的下方,像折纸一样进行了复杂的折叠,安装在细长的电路板的顶部。 (点击放大)
前面提到的振动元件“Taptic Engine”直接在表面印上了这两个英文单词,拆下表壳就能看到。感觉像是在说“好好看一看啊”。
机身内部使用了螺钉来固定元件,不过数量不多。螺钉采用有特殊螺孔的类型,推测是日本厂商制造的(该厂商还以拥有螺丝槽相关基本专利而闻名)。
为了使这些螺钉的颜色与表壳内部相同,实施了离子电镀。如果不进行拆解,用户是看不到表壳内部的。而苹果在这样的部位也统一了色调。Taptic Engine表面的文字也一样,Apple Watch在设计时似乎就考虑到了被拆解后看到的表壳内部的情况。
主板(PCB#1)
利用树脂封装。支持生活防水,但并不能完全防止水分和汗液渗入,估计是为了保护电子元件。由台湾环旭电子的子公司制造。
主板(PCB#1)内部
感谢加拿大大型IC逆向工程公司“Chipworks”提供的主板内部信息。虽然电子元件的供应商不同,但基本构成与其他公司的智能手表大致相同。
Apple Watch配备了扬声器和麦克风。麦克风采用美国Knowles的产品。据说该公司的产品在2014年上市的iPhone 6和6 Plus中因为质量不符合标准未被采用,而在Apple Watch上顺利回归。
麦克风的位置(左)及其放大图
配备了Knowles的产品
最近的智能手机和智能手表的功能都很相似,实现这些功能的电子元件的构成也类似。另外,感觉新功能很难出现了。
因此,以苹果为首的主要厂商在外观、材料等电子元件以外的部分采用了新方案,试图与其他公司的产品形成差异。估计经营这些材料的日本厂商的受关注度今后会进一步提高。(特约撰稿人:柏尾南壮,Fomalhaut Technology Solutions)
Apple Watch的框图(包含部分推测数据)
Apple Watch的性能参数
作者简介:
柏尾南壮 Fomalhaut Technology Solutions总监
1974年出生于泰国曼谷。1994年10月成立Fomalhaut Technology Solutions,客户多数为海外企业。业务涉及广泛,覆盖文理工各个领域。文科领域的代表作是1999年之前出品的《鲁邦三世》系列电影的英文翻译。在主力的理工领域,提供信息通信设备到空调等众多产品的拆解调查,分析,成本计算。还从事使用移动通信的商务模式的研究,获得了移动广告相关技术的日本专利第4729666号。 ■日文原文
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