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可穿戴設(shè)備市場旺盛 生物感測器需求大增


  來源: 儀器儀表商情網(wǎng) 時間:2015-08-14 作者:Stanford
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儀器儀表商情網(wǎng)訊:光學(xué)式生物訊號感測器需求勁揚(yáng)。心率/呼吸監(jiān)測、血壓或血氧等生理訊號監(jiān)測功能已成為新一代穿戴裝置提升產(chǎn)品價值的新法寶,將刺激相關(guān)光學(xué)式生物感測器出貨量爆發(fā)性成長,因而吸引眾多晶片商競相展開產(chǎn)品及技術(shù)布局。

自年初Apple Watch問世以來,穿戴裝置市場熱度便一路飆升。尤其品牌廠紛紛透過智慧手表內(nèi)建光學(xué)式生物感測器與應(yīng)用程式結(jié)合,提供心率監(jiān)測(HRM)、呼吸/睡眠偵測、體脂、血壓及血氧等體征訊號量測(Vital Signs Monitoring, VSM)功能,更進(jìn)一步揭開“穿戴裝置2.0”的發(fā)展序幕,將促進(jìn)智慧手環(huán)/手表從運(yùn)動健身輔助應(yīng)用,跨足健康照護(hù),甚至醫(yī)療級應(yīng)用等專業(yè)領(lǐng)域,增添產(chǎn)品附加價值。

看準(zhǔn)VSM設(shè)計需求,一線MEMS感測器晶片商皆開始規(guī)畫光學(xué)式生物感測器產(chǎn)品線;而其他領(lǐng)域的晶片商亦加碼投資以掌握相關(guān)技術(shù),如戴樂格(Dialog)買下敦宏40%股份、臺灣晶技購并愛盛科技等,皆可窺見業(yè)界極度重視此類感測器的發(fā)展。

穿戴結(jié)合VSM應(yīng)用夯光學(xué)感測器設(shè)計需求旺

亞德諾(ADI)亞太區(qū)醫(yī)療行業(yè)市場經(jīng)理王勝表示,VSM將是引領(lǐng)穿戴裝置下一波發(fā)展的核心技術(shù),可將智慧手表、手環(huán)及眼鏡等產(chǎn)品長時間配戴于人體的特色發(fā)揮到淋漓盡致,提供手機(jī)難以比擬的貼身感測體驗。目前VSM設(shè)計可概分為肌電感應(yīng)、光學(xué)式感測等方式,而后者成本較親民、模組體積更精巧,更被看好能為穿戴產(chǎn)品接受,因此市場需求正與日俱增,吸引眾多晶片商卡位。

 穿戴裝置結(jié)合VSM的發(fā)展劃分三大階段,目前大多產(chǎn)品仍停留在第一階段的“運(yùn)動健身”范疇,僅透過微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)動作感測器提供計步等簡易功能,至于第二和第三階段的“健康保健”、“醫(yī)療照護(hù)”應(yīng)用皆須透過光學(xué)感測器并搭配相關(guān)演算法才能實現(xiàn)。王勝進(jìn)一步指出,要讓穿戴裝置符合醫(yī)療級產(chǎn)品規(guī)格,精確性和穩(wěn)定度絕對是關(guān)鍵指標(biāo),因而驅(qū)動光學(xué)感測器、類比前端(AFE)和系統(tǒng)機(jī)構(gòu)設(shè)計革新。


心動生技總經(jīng)理李永文補(bǔ)充,現(xiàn)階段,演算法和光學(xué)結(jié)構(gòu)對VSM精確性的影響最為顯著,因此該公司專注研發(fā)VSM軟體演算技術(shù),并已發(fā)展出心率變異度(HRV)、PRV(Pulse Rate Variability)演算法,可提供較現(xiàn)有HRM方案更準(zhǔn)確且更具參考價值的演算資料。同時,ADI、心動生技及邁動科技也分別貢獻(xiàn)感測器/AFE元件、演算法及系統(tǒng)設(shè)計端的知識,共同發(fā)展完整VSM軟硬體方案,可望加速穿戴裝置由運(yùn)動健身接軌健康及醫(yī)療照護(hù)應(yīng)用。

事實上,其他領(lǐng)域的晶片商也非常重視光學(xué)式生物感測器應(yīng)用商機(jī),正紛紛以不同技術(shù)路線搶進(jìn)市場。其中,時脈元件商晶技已發(fā)展出可用于MEMS光學(xué)感測元件的石英陶瓷(Ceramic)封裝技術(shù),透過專利3D堆疊結(jié)構(gòu)(Stacking Structure)打造無底噪、小尺寸近接光及環(huán)境光感測模組(Proximity & Ambient Light Sensor),可望進(jìn)一步滿足穿戴裝置輕薄設(shè)計要求。

石英/MEMS技術(shù)合拍 光學(xué)感測器尺寸再減半

臺灣晶技行銷處產(chǎn)品應(yīng)用工程經(jīng)理林立青表示,近接光感測器已成手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)配備,甚至有整合手勢控制、環(huán)境光與色彩感測功能,或再搭配演算法支援VSM應(yīng)用的趨勢,因此系統(tǒng)廠對元件成本及體積的要求也日益嚴(yán)格。瞄準(zhǔn)此一設(shè)計趨勢,晶技率先運(yùn)用石英陶瓷封裝開發(fā)光學(xué)感測器模組,透過特殊3D堆疊結(jié)構(gòu)實現(xiàn)單開孔設(shè)計,以替代傳統(tǒng)Tx、Rx雙開孔方案,將尺寸從業(yè)界主流4020、4024降至2520(2.5mm×2.0mm)的新里程碑,同時還能大幅改善漏光、折射干擾等問題,以達(dá)到無底噪、低光學(xué)結(jié)構(gòu)成本目的。

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