光学感应技术与移动产品应用发展趋势

凌耀科技总经理施振强

在光学感应领域中，厂商致力于以CMOS量产制程，针对环境背景光源、LED色彩、人员距离、UV紫外线侦测等应用，开发各类型的智能传感元件，不仅使得智能手机、平板电脑、智能电视与显示器能跟人们更智能的互动，同时达成节能减碳的需求…

凌耀科技(Campella Microsystems)总经理施振强首先简单介绍凌耀的背景：凌耀科技成立于2002年8月，于2010年6月29日登录上柜(代码：3582)。凌耀公司的主要产品类别，包括环境光源传感器(Ambient Light Sensor ALS)、红外线数据传输(IrDA)、光学编码芯片(Optical Encoder)、光储存传感元件(PDIC)、距离传感器(Proximity Sensor)、色彩传感器(Color Sensor)及紫外线传感器(UV Sensor)等。

目前凌耀科技旗下光传感及距离传感IC应用范围，包括通讯科技产品、移动电话、智能手机(Smartphone)、数码镜头、笔记本电脑(NB) 等手持移动产品，及桌上型电脑(DT)、LED背光模块，以及办公室自动化产品、家电产品及汽车电子等。市场定位于中高端新兴应用市场，近年来陆续切入DELL、LG、台系、韩系智能手机业者相关供应链，并获得微软Windows 8将光传感元件纳入规范。

凌耀最早之前是以光纤、光通讯传感元件起家。最早开发光电检知放大整合电路(Photo Diode and I/V Amplifiers；PDIC)，以類比IC设计结合特殊CMOS制程及光电系统技术能力，开发高速度、高灵敏度、高带宽之PDIC，如CM1212P2SA、CM1277P2ZM、CM1286P2SA(PD+TIA)元件，应用于CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、Combo Drives等可烧录光盘机的读取头元件，以及日后延伸到IrDA红外线传输、塑胶光纤、环境光源侦测等光电接收零组件之应用开发。

像是光编码传感元件(Optical Encoder)如CM7020W1、7150/7151/7152W1、CM7181/7182W1、CM7300AW1、CW7300 276LPI等，可做为马达转速侦测、定位控制等应用。另外像是红外线传输(IrDA)元件如CM2811W1，可以提供PDA、智能手机与笔记本电脑做为遥控器、中低速传输信息应用，是早期移动设备低成本且相当流行的数据传输技术。

电视智能调色  出门UV防护更健康

凌耀科技推出的色彩传感器(Color Sensor)芯片，像CM3320， 应用于液晶电视或液晶显示器，它以先进CMOS制程制造的色彩传感芯片，能传感环境光源的色温变化，进而自动调整屏幕呈现的最佳色温，以达到最佳化的白平衡。

不仅使得电视或显示器无论在何种环境下，都能有最佳的白平衡以及精准的色彩表现。若以22~68W耗电量来计算，色彩传感器可以帮智能电视节省67%的用电量，因此凌耀的色彩传感器已相继获得日、韩系液晶电视品牌大厂采用。

另外凌耀科技积极研发应用于手机的紫外线传感器(UV Sensor)─CM3512。常常户外看起来光线并没有很亮，但紫外线量可能已经超标，若只用一般的光源传感器不足以判断；凌耀以CMOS制程提供高品质低成本解决的UV监测方案，能精准的测量目前紫外线指数(UV Index)，对使用者特别是女性提醒做好防晒服务，目前已有多家手机品牌大厂采用。

环境光源传感技术  面板背光源智能调整

施振强指出，环境光源传感器(Ambient Light Sensor；ALS)是该公司最大宗的光传感元件主力产品。环境光传感器可根据环境光源变化，自动调整面板背光亮度，随时保持面板最佳舒适亮度，并以降低液晶显示器的耗电量。

凌耀目前有CM3202、3204、3206、3212、3213、3217、3218、3220与最新CM3232 ALS芯片，以Filtron专利技术提供线性输出和温度补偿特性，避免外界环境光源等因素干扰。他指出环境光源传感器已逐渐成为各业者智能手机的必要关键零件。

距离传感器(Proximity sensor)应用于智能手机。当用户正要接听电话时，距离传感器会传感并将屏幕电源与触控功能关闭起来，不仅可节省LCD面板的耗电，延长电池使用时间，也避免无谓的误触。长距离传感器(Long Distance Proximity Sensor；LDPS)应用于液晶电视、显示器或All-in One(AIO)一体成型机器，也可做为人员出缺席侦测、手势或体感应用、无接触式自动开关、主动式喇叭音量调整、键盘背光源控制等应用。

像是人们一离开机器，屏幕会自动关闭来节约电源，一接近则屏幕重新开启；喇叭音量也可透过侦测用户的耳朵位置做动态调整。凌耀还提供软件程序撰写服务，大幅降低使用者开发产品时程。

针对平板电脑的智能光学传感元件

一般平板电脑用户，无论是以水平(Landscape)方向或者垂直模式(Portrait)来握持平板电脑时，手指难免会碰触到平板电脑四周的边盖，甚至遮住了传感器；如果不够智能的传感器发生了误判，此时就会以为是放入置物袋或保护盖盖上而关掉屏幕电源。因此智能光学覆盖传感器(Smart Lid Cover Sensor；LCS)就是最佳的解决方案。

凌耀所开发的LCS(智能背盖传感器)元件—CM36262，采用独家的专利技术，在平板电脑盖上薄型背盖时是完全不透光，如果是手指头碰触，因为人体的皮肤还是会有些微透光的特性，利用这样的原理，设计出Smart Lid Cover Sensor，可以像iPad放上背盖时自动侦测迅速关闭，而在手指碰触时就不会因误判而把屏幕电源关掉。
 
CM36262整合了环境光源传感(Ambient Light Sensor)、距离传感(Proximity Sensor)以及覆盖传感器(Smart Optical Lid Sensor)三合一功能，运用凌耀专利的Dual Filtron技术，分别内建8-bit与16-bit的类比数码转换器，直接将数码信号传送至DSP进行运算，同时环境光源传感器内建低通滤波器，避免外界环境因素干扰而影响产品的效能。

它仅读取仅波长450~650nm的光线，模拟人类眼睛的亮度传感，自动调整背光以配合人眼舒适的亮度并节省电源；距离传感器可精准传感物体靠近，应用于手机接电话智能关闭屏幕触控与电源，以及背光键盘的智能侦测应用。智能覆盖传感应用于平板电脑，可有效分辨平板电脑护盖盖上或手指碰触、握持，做智能的关闭、开启电源。

智能LED照明的光传感元件

施振强也提到，凌耀开发出Light Directly Feedback(光源直接反馈)的DC/DC  R/G/B/A  LED控制芯片，做为LED灯具？照明器材的应用。它以具备高度整合性、晶圆级(Wafer) Filtron技术，透过I2C智能控制，直接依发光源直接就地反馈运算？调整，创造最佳化能源效率；除了具备提供精准色彩调整、精准明亮度调整与O-Trim for consistency特性之外，还可避免温度过热与老化现象。

施振强总结，凌耀藉由领先业界的CMOS光电侦测制程实力，提供优异的色彩反应、2000K~6500K之间的色温补偿、优异的线性输出信号特质，以及避免光闪烁(light Flickr)的干扰，提供可量产化的最佳解决方案(CMOS制程)。他认为下一波工业革命，将是搭配智能化传感器创造一切事物联网智能化的新世纪，凌耀走在传感领域的尖端，未来将会超越光电领域，开发出各型各类的Sensors。
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