迎光而行---解讀Garmin Power Glass技術(shù) 　　創(chuàng)作立場聲明：長期關(guān)注系列產(chǎn)品之后的純技術(shù)解讀，不代表官方立場以及利益 　　愛上Garmin，源自2014年那趟重走汶川路的采訪，山中迷路絕望之余，幸得Fenix 2等高線地圖得以重歸人類文明的驚險(xiǎn)徒步。隨后從Fenix3到如今的Fenix 6X Pro Solor，從運(yùn)動(dòng)攝像機(jī)到戶外手持機(jī)、從自行車碼表再到海釣所用的魚探設(shè)備， Garmin的產(chǎn)品在我生活之中越來越多，可以說只要印著Garmin LOGO的產(chǎn)品，都能平添安全與信任。 　　每一塊Garmin你都值得擁有? 　　每當(dāng)朋友調(diào)侃我對Garmin的產(chǎn)品有著天然的信任 世界上只有兩種人：一種戴手表，一種不戴手表。前者用手表裝點(diǎn)門面，他們往往不只一塊手表。后者覺得前者在裝逼，甚至滋生了這樣一個(gè)觀點(diǎn)！手表最初的出現(xiàn)是為了看時(shí)間，但隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在幾乎人手一兩部手機(jī)，基本上都是機(jī)不離身的，甚至不離手，而且上面都有日期時(shí)間等功能。因此，如今戴手表是不是多此一舉的表現(xiàn)？這個(gè)問題對于不戴表的人通常只有三種答案：「多此一舉」、「不知道」和「沒有錢」。但在戴表的人看來，手表不僅僅是看時(shí)間的工具，更是一種精神追求。時(shí)，我通常不予置評。作為一名技術(shù)記者，我對這家手上握有無數(shù)專利的企業(yè)，一言不合就發(fā)布的前沿技術(shù)，似乎更存在天生的好奇。趁著今年Garmin大批發(fā)布由太陽能作為補(bǔ)充能源的多款系列，決定與大家聊一聊這背后顛覆停滯數(shù)十年太陽能板技術(shù)的Garmin Power Glass技術(shù)的神奇之處。 　　太陽是光明和溫暖的源泉，它給予地球生機(jī)、賦予人類生命以及維持生命的各種能源。廣義而言地球上各種能源，如風(fēng)能、化學(xué)能、水能等，均離不開這顆恒星的影響。 　　1839年法國物理學(xué)家Alexandre Edmond Becquerellar，最早發(fā)現(xiàn)太陽光，能為實(shí)驗(yàn)中放入金屬電極后的導(dǎo)電溶液增加微弱電量，證實(shí)了紫外線能在兩個(gè)電能導(dǎo)體之間令自由電子遷移，遂將這種太陽光轉(zhuǎn)化為電的能力命名為“光伏效應(yīng)”。 　　其后大約40年，美國發(fā)明家查爾斯·弗里茨(Charles Fritts)在紐約制造了世界上第一個(gè)屋頂太陽能電池陣列。一年后，托馬斯·愛迪生(Thomas Edison)開設(shè)了世界上第一個(gè)商業(yè)燃煤電廠。化石能源發(fā)電的巨大成功，掩蓋了當(dāng)時(shí)Fritts那用硒覆蓋的面板所得到的微弱電流。 　　直到1905年愛因斯坦(Albert Einstein)撰寫論文解釋光電效應(yīng)之后，人們才真正了解到光如何發(fā)電。貝克勒爾和愛因斯坦的研究奠定了太陽能技術(shù)未來發(fā)展的基礎(chǔ)。也讓愛因斯坦在1921年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。實(shí)用型現(xiàn)代光伏(PV)電池于1954年由貝爾實(shí)驗(yàn)室(Bell Labs)成功研發(fā)。 　　1973年的石油禁運(yùn)和美國《緊急石油分配法》引發(fā)嚴(yán)重了能源危機(jī)。替代能源催生出大批包括手表在內(nèi)的太陽能商用產(chǎn)品，盡管太陽能電池板的成本不低，但對手表所用面積而言影響甚微。沒有機(jī)械手表精密復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無需擔(dān)心忘記上鏈導(dǎo)致停表，太陽能石英表精準(zhǔn)的走時(shí)，輕薄的身段以及低廉的價(jià)格讓其成為風(fēng)靡全球的公認(rèn)最方便的手表之一。第一塊太陽能電池手表屬于1960年由Roger W Riehl發(fā)明的Synchronar 2100 。隨后西鐵城、卡西歐等大批企業(yè)將技術(shù)推至頂峰，并且延續(xù)了數(shù)十年。直到智能穿戴設(shè)備出現(xiàn)，大能耗傳感器以及彩色液晶屏幕，讓傳統(tǒng)太陽能電池板無法持續(xù)提供穩(wěn)定的電力。所以但凡涉及到智能穿戴產(chǎn)品，鮮有發(fā)布太陽能供電型號(hào)的。 　　去年剛拿到Garmin Fenix 6X Pro Solor的時(shí)候，我就知道Garmin要搞事情，無奈這首款太陽能供電產(chǎn)品太新，技術(shù)資料太少，而我心中疑問又實(shí)在太多。直到今年中，Garmin再次發(fā)布多款太陽能智能穿戴設(shè)備，基于隨后多方搜集技術(shù)資料，方才為我揭開神秘的Garmin Power Glass技術(shù)。如果說Garmin Fenix 6 Pro Solor是Garmin公司對于Power Glass技術(shù)的初次試水，那么本能系列等多款智能穿戴設(shè)備的發(fā)布，則證明了該技術(shù)已經(jīng)通過了最終的論證并足以撼動(dòng)停滯了數(shù)十年的太陽能電池板技術(shù)。 　　現(xiàn)如今的便攜式設(shè)備，特別是遠(yuǎn)離城市電網(wǎng)的戶外應(yīng)用，通常都由電池供電，電池的壽命直接成為影響用戶友好性的主因。太陽能電池集成到表面的技術(shù)亦存在很長，可無奈表面上空間實(shí)在有限，產(chǎn)生的電流無法支撐日益增多的用電需求。 　　直到工程師發(fā)現(xiàn)，原來可以將太陽能電池集成到顯示屏本身中去。將太陽能電池嵌于顯示屏實(shí)際上有多種技術(shù)路線，不過都殊途同歸。較為常見的是將光伏條集成到顯示面中的背光屏幕系統(tǒng)，其使用雙凸透鏡陣列將來自穿透背光屏幕的光，聚焦至光伏條產(chǎn)能。但這種設(shè)計(jì)存在有諸多的不適應(yīng)性，譬如雙凸透鏡陣列的制造公差非常小，特別是關(guān)于透鏡和半透明光伏模塊之間的剩余厚度以及光伏模塊的各個(gè)透明區(qū)域相對于微透鏡的對準(zhǔn)。另外，針對制造雙凸透鏡陣列的材料，其折射率校準(zhǔn)工序受工藝限制也增加了成本。最后不同的光學(xué)粘合劑對于雙凸透鏡陣列也會(huì)產(chǎn)生不同的折射率。為此該設(shè)計(jì)固然可用，卻并非最高效的光學(xué)系統(tǒng)。 　　Garmin的工程師認(rèn)為，只有通過減少來自光學(xué)系統(tǒng)表面的環(huán)境光反射，并通過改善光的透射率，才能在提高顯示圖像質(zhì)量的同時(shí)，通過使用多種低公差的光學(xué)樹脂解決成本問題。也就是將不透明的反射聚光器集成到光學(xué)設(shè)備之中，才能成功。也正因?yàn)槿绱?，Garmin Power Glass應(yīng)運(yùn)而生。Garmin成功地將微型太陽能導(dǎo)電電池集成到了厚度不到半毫米的玻璃面板中，并大膽地置于液晶屏幕上方。這意味設(shè)備在結(jié)合像素存儲(chǔ)(MIP)顯示技術(shù)之后，其能更有效地捕獲光電，且仍可獲得清晰透徹的屏幕觀感。高清晰度和高轉(zhuǎn)換兩不誤。 　　上面說的技術(shù)術(shù)語簡單歸納成一句人話就是：“Garmin成功讓覆蓋了名為Power Glass 太陽能板的液晶顯示屏，強(qiáng)光之下無比清晰，還能高效轉(zhuǎn)換太陽能”。以我目前所用的Garmin Fenix 6X Pro Solor舉例。其顛覆傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)其實(shí)肉眼可見。仔細(xì)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)擋板內(nèi)側(cè)有著一條只有1mm寬的薄帶。在明亮的光線下，這個(gè)完全不透光的薄帶清晰可見，倘若不告訴你，估計(jì)大部分人會(huì)以為僅僅是一種融入邊框的設(shè)計(jì)元素，可實(shí)際上它是這塊厚度不到半毫米的Garmin Power Glass邊框上一個(gè)具有高轉(zhuǎn)換水平的太陽能板，可以接收100%的陽光并轉(zhuǎn)化為電能。另外為了保證表盤中央像素存儲(chǔ)(MIP)顯示技術(shù)液晶屏清晰可見，Garmin工程師將中間部分設(shè)計(jì)為覆蓋在顯示屏上方的，轉(zhuǎn)換水平僅有10%的高清晰玻璃。雖然犧牲了轉(zhuǎn)化率來換取高清晰度，但中央面板面積比薄邊框條的面板要大得多，沒有液晶屏遮擋，全屏大面積同樣能提供不小的電能貢獻(xiàn)。難能可貴的是還不影響下方液晶屏的高清晰度。 　　通常情況下，傳統(tǒng)太陽能電池板一旦被遮擋直射陽光就會(huì)停止充電。為了解決這個(gè)問題，Garmin選擇使用太陽能轉(zhuǎn)換率五倍于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)的超薄晶圓導(dǎo)電材料，重新設(shè)計(jì)電池板的導(dǎo)電單元排列順序，發(fā)明出全球首個(gè)在部分遮擋下仍能繼續(xù)充電的太陽能板。 　　正午太陽光照度達(dá)到10萬Lx? 　　有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)必須提及。眾所周知太陽能電池板十分脆弱，別說直接刮擦，就算對表面保護(hù)層的刮擦損傷，都會(huì)讓轉(zhuǎn)換效能下降。選擇何種鏡面材料保護(hù)Garmin Power Glass甚至整個(gè)腕表十分重要。藍(lán)寶石鏡面耐刮擦的特性，讓鐘表行業(yè)里不少品牌，包括Garmin都將其設(shè)為系列中配置較高型號(hào)的首選材質(zhì)，如Garmin Fenix 6 Pro上?？晌í?dú)針對Garmin Power Glass技術(shù)的型號(hào)卻另辟蹊徑，使用了來自于著名企業(yè)康寧的大猩猩玻璃DX。這并不是因?yàn)镚armin想取巧，實(shí)際上藍(lán)寶石和大猩猩玻璃相比有著許多的不足。從制備上而言，藍(lán)寶石晶體生成所需能量大約是大猩猩玻璃的100倍、價(jià)格則高十倍。雖然藍(lán)寶石鏡面比大猩猩玻璃更具耐刮性，但并不代表這種硬度排行第三，僅次于鉆石的人工合成藍(lán)寶石晶體就真的不會(huì)刮傷。最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是，藍(lán)寶石鏡面的透光率與表面折射率沒有大猩猩玻璃這么好，與標(biāo)準(zhǔn)玻璃相比，大猩猩玻璃具有良好的可讀性，反射率比標(biāo)準(zhǔn)玻璃高75%，并且在相同亮度下對比度提高了50%。這直接影響到強(qiáng)光之下的充電效率與液晶表盤的清晰度。僅此一點(diǎn)，就完勝了藍(lán)寶石鏡面。可以說我在對比了從Fenix3到Garmin Fenix 6X Pro Solor歷代最高型號(hào)腕表之后認(rèn)為，Garmin選擇康寧大猩猩玻璃DX作為太陽能型號(hào)腕表的表層玻璃著實(shí)明智，強(qiáng)光下高清晰度表現(xiàn)絕對讓人難忘。 　　再厲害的供電系統(tǒng)，也架不住無限量的設(shè)備耗能。如何評定其厲害與否，續(xù)行能力是最直觀表現(xiàn)。恰好義情期間無法出差，我刻意測試了一下手中Garmin Fenix 6X Pro Solor的續(xù)行時(shí)間，在設(shè)置成節(jié)能模式之后，滿電腕表使用了接近78天，加上不定期為其曬曬太陽，又增加了16天續(xù)行。數(shù)據(jù)與官方給出的每天3小時(shí)暴露在50000Lux光照度下，可續(xù)行120天略有差距，不過考慮到我自身測試并沒有足夠的光照補(bǔ)充，已經(jīng)足夠驚艷了。 　　這里必須為Garmin工程師再次點(diǎn)贊，為了保證使用Garmin Power Glass技術(shù)的腕表擁有持久電量，秒殺同行們那短則半天，長則數(shù)天的續(xù)行能力。他們沒有奢望將Garmin Power Glass通過升壓方式，為內(nèi)置3.7V 接近1.6Wh的鋰電池主動(dòng)充電，而是直接讓其作為輔助能源，為這只小于1.4英寸的手表，從，組件，電池到傳感器(例如加速計(jì)，陀螺儀，電子羅盤，氣壓計(jì)，PulseOx傳感器等)等眾多節(jié)能元件供電。當(dāng)然了，工程師們還為用戶提供了高度可定制的Power Manager軟件系統(tǒng)，讓使用者可以自主停用能耗大或暫時(shí)不使用的功能來動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備的能耗。并隨時(shí)監(jiān)控和控制各種情況下的能源使用情況，最終達(dá)到數(shù)月的驚人續(xù)行能力。 　　良禽擇木而棲，這句鐘果的老話現(xiàn)在看來說的不單指人才，用在技術(shù)上同樣有效。科技技術(shù)高速發(fā)展的今天，一項(xiàng)好的技術(shù)可能從發(fā)明到消亡僅僅是曇花一現(xiàn)的時(shí)間。不少發(fā)明家的革命性發(fā)明，往往因?yàn)闆]有被合適的伯樂發(fā)現(xiàn)，以及足夠的資金進(jìn)一步論證，而倒在成功前的一刻。在我采訪的眾多科技企業(yè)之中，Garmin是一家特別敢于大筆投資技術(shù)的企業(yè)，從2015年5.5億美元營收手握3.83億現(xiàn)金到2019年9.46億美元營收手握5.81億現(xiàn)金，產(chǎn)品陣容通過對研發(fā)的投資以及并購而不斷得到改善。這成就了收入的增長和穩(wěn)定的現(xiàn)金流。不過分地說，Garmin是一家可靠的現(xiàn)金流企業(yè)。而多年來，這大筆的現(xiàn)金通常被用來保持對研發(fā)支出每年10%到15%的增加之上，以使其能夠繼續(xù)改進(jìn)和擴(kuò)展Garmin的產(chǎn)品。并且還被用于對具有發(fā)展前景的技術(shù)收購，包括在2019年收購了室內(nèi)自行車公司Tacx，以及法國專注于太陽能技術(shù)的Sunpartner公司。 　　其實(shí)早在2014年10月31日，法國Sunpartner公司就提出并獲得了一項(xiàng)名為《Display device with photovoltaic cells integrated into the screen and improved screen luminosity and reflectivity》的專利，也就是在屏幕中集成了光伏電池并改善了屏幕的光度和反射率的顯示設(shè)備。而現(xiàn)在該專利的持有者為Garmin瑞士分公司，該專利也成為了支撐Garmin太陽能技術(shù) Garmin Power Glass的根基。 　　技術(shù)道路上的聰明選擇? 　　難怪當(dāng)年第一次采訪Garmin鐘果區(qū)資深營銷總監(jiān)周子堯的時(shí)候，我曾提出過一個(gè)問題：“Garmin在智能穿戴上發(fā)展迅速，是否考慮加入太陽能技術(shù)”?當(dāng)時(shí)得到的答復(fù)是“時(shí)機(jī)成熟的時(shí)候會(huì)有的”。這句話我這些年一直記得。而現(xiàn)在，Garmin已經(jīng)兌現(xiàn)了當(dāng)初針對太陽能技術(shù)的承諾。 　　作為一個(gè)負(fù)責(zé)技術(shù)版塊的汽車記者，這十?dāng)?shù)年來，不論是奔波上千公里的輪胎測試，還是深入曠野的四驅(qū)系統(tǒng)取樣。亦或是為了見證不同地域的續(xù)行里程使用情況，從極地到赤道的大緯度跨越，我永遠(yuǎn)不缺的就是野外工作任務(wù)。這讓我一直都需要擔(dān)憂，如何為工作之中所使用的各類爐灶、相機(jī)、儀器或是腕表提供額外臨時(shí)的能源補(bǔ)充?，F(xiàn)在我已經(jīng)確認(rèn)這只Fenix 6X Pro Solor可以剔除出擔(dān)憂名單，因?yàn)镚armin的Power Glass技術(shù)能讓它比我扛得更久。
后續(xù)的表殼制造步驟同樣一絲不茍：包括手工修飾和反復(fù)的精密測量。最后，每個(gè)表殼都需要經(jīng)過人手打.磨。光是這道工序, 簡單的鋼殼便需要兩個(gè)小時(shí)全神貫注的工作，而復(fù)雜的鉑金表殼更需要長達(dá)六個(gè)小時(shí)。所有這些精益求精的工作, 全為制造出一只能在功能與美觀方面至臻完美的表殼。質(zhì)量保證是生產(chǎn)制造不可或缺的元素之一百達(dá)翡麗印記彰顯出其對至臻完美的孜孜以求，而正是這一點(diǎn)讓其在眾多競爭對手之中卓然傲立。這一印記不僅對腕表的內(nèi)、外部件制定了嚴(yán)格的質(zhì)量要求，同時(shí)規(guī)定必須系統(tǒng)記錄檢測情況，以便能夠在每一步制造工序之后檢查是否符合質(zhì)量規(guī)格。舉例來說，一款自動(dòng)上弦機(jī)械機(jī)芯的部件許多經(jīng)過約1200 項(xiàng)制造步驟，涉及數(shù) 百小時(shí)的詳盡檢查（包括任何工作平臺(tái)、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)管理、最終檢測的部件和預(yù)裝部件）。 第七章、名表常見術(shù)語小三針在表面上再加設(shè)一個(gè)小圓盤用來指示秒的表，俗稱“小三針”。該秒針，直接安裝在四輪的輪軸上。它通常位于表面的6 字處。在個(gè)別鐘表上也有位于10 字、9 字、8 字、3 字等處者，但很罕見。至于秒針與時(shí)針、分針位于同一中心軸上的，稱為“大三針”。!日歷表"在字盤上開一個(gè)小窗，以數(shù)字指示一個(gè)月的三十一日，具備這一功能的就是日歷表，因?yàn)榉Q為date。日期指示大多采用數(shù)字式，但也有指針式的指示，由日期指針指示分布在表面上的數(shù)字。另外，有星期指示者，因?yàn)榉Q為day。除了日期和星期之外，還有指示月份名稱者，一般稱之為“全日歷表”（FullCalendar）。