光學感應技術與行動產品應用發展趨勢

凌耀科技總經理施振強

在光學感應領域中，廠商致力於以CMOS量產製程，針對環境背景光源、LED色彩、人員距離、UV紫外線偵測等應用，開發各類型的智慧感測元件，不僅使得智慧手機、平板電腦、智慧電視與顯示器能跟人們更智慧的互動，同時達成節能減碳的需求…

凌耀科技(Campella Microsystems)總經理施振強首先簡單介紹凌耀的背景：凌耀科技成立於2002年8月，於2010年6月29日登錄上櫃(代碼：3582)。凌耀公司的主要產品類別，包括環境光源感測器(Ambient Light Sensor ALS)、紅外線數據傳輸(IrDA)、光學編碼晶片(Optical Encoder)、光儲存感測元件(PDIC)、距離感測器(Proximity Sensor)、色彩感測器(Color Sensor)及紫外線感測器(UV Sensor)等。

目前凌耀科技旗下光感測及距離感測IC應用範圍，包括通訊科技產品、行動電話、智慧型手機(Smartphone)、數位相機、筆記型電腦(NB) 等手持行動產品，及桌上型電腦(DT)、LED背光模組，以及辦公室自動化產品、家電產品及汽車電子等。市場定位於中高階新興應用市場，近年來陸續切入DELL、LG、台系、韓系智慧型手機業者相關供應鏈，並獲得微軟Windows 8將光感測元件納入規範。

凌耀最早之前是以光纖、光通訊感測元件起家。最早開發光電檢知放大整合電路(Photo Diode and I/V Amplifiers；PDIC)，以類比IC設計結合特殊CMOS製程及光電系統技術能力，開發高速度、高靈敏度、高頻寬之PDIC，如CM1212P2SA、CM1277P2ZM、CM1286P2SA(PD+TIA)元件，應用於CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、Combo Drives等可燒錄光碟機的讀取頭元件，以及日後延伸到IrDA紅外線傳輸、塑膠光纖、環境光源偵測等光電接收零組件之應用開發。

像是光編碼感測元件(Optical Encoder)如CM7020W1、7150/7151/7152W1、CM7181/7182W1、CM7300AW1、CW7300 276LPI等，可做為馬達轉速偵測、定位控制等應用。另外像是紅外線傳輸(IrDA)元件如CM2811W1，可以提供PDA、智慧手機與筆電做為遙控器、中低速傳輸資訊應用，是早期行動裝置低成本且相當流行的數據傳輸技術。

電視智慧調色  出門UV防護更健康

凌耀科技推出的色彩感測器(Color Sensor)晶片，像CM3320， 應用於液晶電視或液晶顯示器，它以先進CMOS製程製造的色彩感測晶片，能感測環境光源的色溫變化，進而自動調整螢幕呈現的最佳色溫，以達到最佳化的白平衡。

不僅使得電視或顯示器無論在何種環境下，都能有最佳的白平衡以及精準的色彩表現。若以22~68W耗電量來計算，色彩感測器可以幫智慧電視節省67%的用電量，因此凌耀的色彩感測器已相繼獲得日、韓系液晶電視品牌大廠採用。

另外凌耀科技積極研發應用於手機的紫外線感測器(UV Sensor)─CM3512。常常戶外看起來光線並沒有很亮，但紫外線量可能已經超標，若只用一般的光源感測器不足以判斷；凌耀以CMOS製程提供高品質低成本解決的UV監測方案，能精準的測量目前紫外線指數(UV Index)，對使用者特別是女性提醒做好防曬服務，目前已有多家手機品牌大廠採用。

環境光源感測技術  面板背光源智慧調整

施振強指出，環境光源感測器(Ambient Light Sensor；ALS)是該公司最大宗的光感測元件主力產品。環境光感測器可根據環境光源變化，自動調整面板背光亮度，隨時保持面板最佳舒適亮度，並以降低液晶顯示器的耗電量。

凌耀目前有CM3202、3204、3206、3212、3213、3217、3218、3220與最新CM3232 ALS晶片，以Filtron專利技術提供線性輸出和溫度補償特性，避免外界環境光源等因素干擾。他指出環境光源感測器已逐漸成為各業者智慧手機的必要關鍵零件。

距離感測器(Proximity sensor)應用於智慧手機。當用戶正要接聽電話時，距離感測器會感測並將螢幕電源與觸控功能關閉起來，不僅可節省LCD面板的耗電，延長電池使用時間，也避免無謂的誤觸。長距離感測器(Long Distance Proximity Sensor；LDPS)應用於液晶電視、顯示器或All-in One(AIO)一體成型機器，也可做為人員出缺席偵測、手勢或體感應用、無接觸式自動開關、主動式喇叭音量調整、鍵盤背光源控制等應用。

像是人們一離開機器，螢幕會自動關閉來節約電源，一接近則螢幕重新開啟；喇叭音量也可透過偵測用戶的耳朵位置做動態調整。凌耀還提供軟體程式撰寫服務，大幅降低使用者開發產品時程。

針對平板電腦的智慧光學感測元件

一般平板電腦用戶，無論是以水平(Landscape)方向或者垂直模式(Portrait)來握持平板電腦時，手指難免會碰觸到平板電腦四周的邊蓋，甚至遮住了感測器；如果不夠智慧的感測器發生了誤判，此時就會以為是放入置物袋或保護蓋蓋上而關掉螢幕電源。因此智慧型光學覆蓋感測器(Smart Lid Cover Sensor；LCS)就是最佳的解決方案。

凌耀所開發的LCS(智慧背蓋感測器)元件—CM36262，採用獨家的專利技術，在平板電腦蓋上薄型背蓋時是完全不透光，如果是手指頭碰觸，因為人體的皮膚還是會有些微透光的特性，利用這樣的原理，設計出Smart Lid Cover Sensor，可以像iPad放上背蓋時自動偵測迅速關閉，而在手指碰觸時就不會因誤判而把螢幕電源關掉。
 
CM36262整合了環境光源感測(Ambient Light Sensor)、距離感測(Proximity Sensor)以及覆蓋感測器(Smart Optical Lid Sensor)三合一功能，運用凌耀專利的Dual Filtron技術，分別內建8-bit與16-bit的類比數位轉換器，直接將數位訊號傳送至DSP進行運算，同時環境光源感測器內建低通濾波器，避免外界環境因素干擾而影響產品的效能。

它僅讀取僅波長450~650nm的光線，模擬人類眼睛的亮度感測，自動調整背光以配合人眼舒適的亮度並節省電源；距離感測器可精準感測物體靠近，應用於手機接電話智慧關閉螢幕觸控與電源，以及背光鍵盤的智慧偵測應用。智慧覆蓋感測應用於平板電腦，可有效分辨平板電腦護蓋蓋上或手指碰觸、握持，做智慧的關閉、開啟電源。

智慧LED照明的光感測元件

施振強也提到，凌耀開發出Light Directly Feedback(光源直接反饋)的DC/DC  R/G/B/A  LED控制晶片，做為LED燈具？照明器材的應用。它以具備高度整合性、晶圓級(Wafer) Filtron技術，透過I2C智慧控制，直接依發光源直接就地反饋運算？調整，創造最佳化能源效率；除了具備提供精準色彩調整、精準明亮度調整與O-Trim for consistency特性之外，還可避免溫度過熱與老化現象。

施振強總結，凌耀藉由領先業界的CMOS光電偵測製程實力，提供優異的色彩反應、2000K~6500K之間的色溫補償、優異的線性輸出訊號特質，以及避免光閃爍(light Flickr)的干擾，提供可量產化的最佳解決方案(CMOS製程)。他認為下一波工業革命，將是搭配智能化感測器創造一切事物連網智能化的新世紀，凌耀走在感測領域的尖端，未來將會超越光電領域，開發出各型各類的Sensors。
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