由於三星Galaxy S8、蘋果新一代iPhone將搭載虹膜辨識與3D Sensing等光學感測技術，將刺激紅外線LED市場出現新一波爆發性成長，2017年紅外線LED與紅外光雷射元件在虹膜及臉部辨識應用的市場規模將達1.45億美元，至2025年將可達8.27億美元，2017～2025年複合成長率高達24%，目前能提供虹膜辨識的LED廠商主要為歐司朗、晶電(2448)、光鋐(4956)、研晶(6559)、弘凱(5244)、光寶(2301)、Vishay、Epitex等。
智慧型手機導入虹膜辨識、3D Sensing技術等新功能，將使紅外線LED、紅外線雷射及光學感測的相關廠商受惠；根據TrendForce LED研究(LEDinside)最新發布的「2017紅外線LED/紅外線雷射與感測元件應用市場報告」顯示，2017年紅外線LED與紅外光雷射元件在虹膜及臉部辨識應用的市場規模將達1.45億美元，至2025年將可達8.27億美元，2017～2025年複合成長率高達24%。
LEDinside研究副理吳盈潔表示，現階段紅外線LED市場應用相當廣泛，主要應用於手機與車用市場，包含安全監控、虹膜／臉部辨識、心跳血氧偵測、飛時測距(Time of Flight)、結構光(Structured Light)技術、自動駕駛輔助系統等等，近年來，手持式應用裝置如智慧型手機等，逐漸結合身分認證與支付系統，更強調使用者的安全性，因此對生物辨識的功能要求更趨嚴謹。
吳盈潔表示，虹膜辨識系統具有高安全性的優勢，可找出約2,000個不同的特徵點，與指紋約100個特徵點相比，準確性更高。三星Galaxy S8的虹膜辨識解決方案，即為結合近紅外線攝影機(700～900奈米近紅外線LED+影像感測鏡頭)、攝影機控制技術與生物辨識技術，當用戶觀看螢幕，手機上的紅外線LED燈便會閃爍，再由紅外線攝影機拍下虹膜紋路，以辨識身份。目前能提供虹膜辨識的LED廠商主要為歐司朗、晶電 (2448) 、光鋐 (4956) 、研晶 (6559) 、弘凱 (5244) 、光寶 (2301) 、Vishay、Epitex等。
另一方面，由於紅外線雷射能更精確地感測，包含距離感測、自動對焦、手勢感測、降噪功能等，加上雷射的光型聚焦特性，也有助於縮小手機的開口孔徑，因此在手持式應用裝置方面，紅外線雷射也將有機會逐漸替代紅外線LED的部分市場應用。
吳盈潔指出，紅外線雷射搭配3D影像感測鏡頭，採用飛時測距（Time of Flight）的概念與結構光技術提高三維（3D）測量系統精密度，能創造比2D影像更精準的圖像成像。目前紅外線雷射元件的主要供應商包含LUMENTUM、FINISAR、華立捷 (3688) 、歐司朗等廠商，並搭配AMS-TAOS、STMicroelectronics等IC設計公司的解決方案，推出到手機市場當中。同時，歐司朗也積極擴產，朝紅外線雷射在手機及車用市場的應用發展，而蘋果也積極收購結構光測距廠商，讓飛時測距、結構光測距等3D影像景深測距技術與未來功能應用更添想像空間。
【時報記者張漢綺台北報導】2017/03/03 08:51
--------------------------------------------------
反射型心跳血氧感測器滲透穿戴式裝置，未來著眼居家照護市場
根據 TrendForce 旗下綠能事業處 LEDinside 最新發布的「2016 紫外線 LED 與紅外線 LED 應用市場報告」報告顯示，2016 年全球智慧手錶與智慧手環出貨量達 7,500 萬台，其中約有 90% 的產品已導入光學感測元件（心跳脈搏功能為主），至 2020 年出貨量將達 1.7 億台，並全面導入光學感測元件。反射型心跳血氧感測器逐漸導入穿戴式裝置，以心跳感測功能搭上健康運動熱潮，未來市場潛力則將朝向居家照護為主。
LEDinside 研究副理吳盈潔表示，反射型心跳血氧感測器是以光來感測信號，較不受電源雜訊及電磁干擾，且可測量位置較多、穿戴方便，相同技術亦可運用在偵測血氧濃度方面。對於日益發展的居家醫療護理來說，反射型心跳血氧感測器方便性為其最大優勢。目前反射型心跳血氧感測器依搭載的光源不同，可分為 3 種，綠光 LED 主要用於感測心跳，而紅光與紅外線 LED 則是利用兩穿透光源的不同強度相比較，光學感測經過訊號處理後，即可換算出血氧濃度數值。
吳盈潔表示，目前反射型心跳血氧感測器廠商包含 Ams-Taos、原相（Pixart）、台醫光電（tBPC）、光寶科技等，主要營運模式為 IC 模組加上軟體運算，以提供完整解決方案，由於可以進行產品測試與模擬，使精準度大幅提升。其他無法提供軟體運算的廠商則大多採用供應鏈整合，提供 IC 模組與部分解決方案。
作者 TechNews 發布日期 2016 年 05 月 19 日 14:30
http://technews.tw/2016/05/19/led-wearable-electronics-market/
--------------------------------------
光學感應技術與行動產品應用發展趨勢
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。
DIGITIMES企畫 2012-05-17
-------------------------------------------------------------------
光學感測裝置訴訟，Resonant Biotechnologies控告康寧等7家公司
2011年4月8日，位於美國加州的專利控股公司Resonant Biotechnologies以1項專利侵權為由，控告特殊玻璃及陶瓷材料製造商康寧(Corning)以及多家知名藥廠，其中前陣子因流感疫苗而聲名大噪的諾華藥廠(Novartis)也名列本次被告清單，全案將由德拉瓦州聯邦地院負責審理調查。
本案系爭專利編號為US6,218,194 (Analytical methods and apparatus employing an optical sensor device with refractive index modulation)，專利發明人為Nikolai Mikhailovich Lyndin等4位俄羅斯人，原專利權所有人英國公司Thermo Fast UK Limited，後來移轉給原告Resonant Biotechnologies，專利主要涉及透過光波導覽及折射角的應用，使光學傳播感應儀器對生物進行更精確的研究與觀察。
本案訴訟案主要導因於康寧所研發的生物用藥反應觀測系統The EpicR System，該平台透過光學傳感技術(optical sensor device)對生物進行藥物反應測試，同時直接觀察生物間的藥效交互作用，進而提升研究人員對於藥物的風險評估管理及開發能力。在其他被告方面，主要負責生物實驗儀器製造的PerkinElmer因協助康寧進行開發The EpicR System而成為被告，其他包括諾華在內的5家藥廠則因使用了該項系統進行藥物測試，而一併被告上法院。
科技產業資訊室-- Joy編撰 2011/04/23
---------------------------------------------------
整合影像感測/光學元件 晶圓級影像感測模組誕生
近年來，隨著數位影像模組技術不斷地進步，使得人類對於影像的定義和應用有了不同以往的認知。數位化後的影像更利於傳輸、分享及儲存，並且可以不受限於時間與空間，迅速且真實地將影像傳送至世界的每一個角落。
在這一波影像的革命風潮中，最惹人注目的當屬影像感測模組的普及化，可針對不同的用途和類型的產品搭載相應的影像感測模組，例如類似行動電話、筆記型電腦等在體積大小有一定限制的電子機器，即可搭載小型化、低價化的影像感測模組。以往，如電荷耦合元件(CCD)影像感測模組或互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像感測模組，其架構大多具備鏡頭、機構件、及影像感測器這幾個重要元件。
而其組裝生產都倚賴人工居多，因此在產品成本控制上有一定的瓶頸。由於影像感測模組應用於消費性電子產品漸往小型化、低價化發展，讓各家業者更積極尋求下世代影像感測模組的生產技術。
自2001年開始，許多業者嘗試利用半導體製程、立體電路構裝等技術去縮小模組體積以及自動化生產影像感測模組，並於近年來逐一開花結果。
小型化/低價化擴大市場利基
在日常生活中，影像感測模組幾乎處處可見，例如照相手機、搭載網路攝影機的筆記型電腦、戶外大量使用的安防監控攝影機，以及倒車或車行中所使用的車用影像系統等。而影像感測模組普遍化的主要原因，除了消費者對於影像的需求更甚以往之外，價格的降低是最主要的原因。以VGA影像感測模組為例，2002年，VGA(640×480畫素)影像感測模組的價格在10美元以上，而目前僅需1.8～2美元，也就是說，可用5年前的四分之一價格買到VGA影像感測模組(圖1)。
倘若影像感測模組的價格能夠進一步壓低，相信該產品的應用市場可以進一步地拓展，尤其是中國、巴西、非洲等新興國家市場對於各類型的消費型電子產品的需求力道相當強勁。就照相手機來說，若影像感測模組能夠以更低的成本搭載於低價手機上然後大量行銷，估計2010年的照相手機市場規模將達到10億支以上。
光學元件整合與製程技術開發成關鍵
目前，影像感測器已囊括大部分的半導體產品市場(圖2)，原因是影像感測器應用於消費性電子產品的情況日益增多，如數位相機等產品。而晶圓級封裝(Wafer Level Packages, WLP)相機(Camera)是由半導體製程技術中所衍生出來應用於整合影像感測和光學元件的製程技術。利用晶圓封裝技術來自動生產晶圓級影像感測模組，就可以像製造電子零組件一樣大量且自動化製造，達到低價化的目的。
首先來了解一下WLP Camera的製作流程。傳統影像感測模組是由三大部分元件所組成：光學感測器、光學元件和相關機構夾持、數位訊號處理器(DSP)元件(圖3)。而晶圓級影像感測器模組，當然也將是由這三大部分元件來組成。
首先將DSP電路及利用深蝕刻技術製作而成的微光學元件夾持機構建立於晶圓上，再將多層堆疊而成的光學鏡頭玻璃晶圓片與其結合，成為光學鏡頭加上DSP電路所組成的晶圓堆疊模組。接著在影像感測器晶圓上再做光學品質校正（以上所描述的單位都是數以千計），等到一起校正完了之後，再一併過錫爐(Reflow Process)固定焊腳，然後切割出一顆顆完整的影像感測器模組(圖4)。
製作過程中牽扯到的技術，包含半導體微影、蝕刻、雷射切割晶圓或是光軸調整等技術，都是相當複雜而先進的，而其中最關鍵的技術就屬微光學元件製造及過銲錫爐的高溫對於模組材料的影響。
由於塑膠鏡頭無法承受焊錫爐的高溫，所以必須以玻璃製造能夠耐高溫錫爐的微光學元件來組成鏡頭組。為了排除這樣的難題，Tessera和Schott等廠商已發展出各自的解決方案，Tessera開發出OptiML WLC技術，而Schott研發opto-WLP技術。
大體說來，這些新技術主要都是利用玻璃耐熱性佳的特性，來製作能夠對應錫膏溶焊高溫的薄形圓板(光學晶圓)，並採用與半導體製程相同的晶圓製程(Wafer Process)，以蝕刻微影曝光的方式，同時做出數以千計的微光學元件。而構成微光學元件的玻璃晶圓片數以及各晶圓的鏡頭設計是取決於影像模組之規格要求，當在各晶圓的表面上形成鏡頭模組之後，將之與感測器晶圓作精準的對位堆疊，如此一來，便可形成數千個影像模組。
以晶圓級封裝技術來大幅改變傳統影像感測器的製作模式，優點不勝枚舉。原因在於，晶圓級封裝技術原本是為了在電子元件上構築立體電路來達成體積和重量微小化，以便在同樣面積的晶圓上生產更高比例的元件。而當這樣的理念應用於生產影像感測器時，就是期望能夠將影像感測器生產轉化成電子元件產業一樣，進而標準化和大量生產。
利用晶圓級製造技術的第一個優點是生產成本低廉。
光學元件的尺寸如果能夠縮小，平均每片晶圓的元件數量就能增加，而每片微光學元件的製造成本也可以降低，再配合感測器或DSP的小型化，且光學元件也能小型化時，單位晶圓生產成本便能大幅降低，而影像模組的小型化與低成本化，正是推動晶圓級生產技術的原動力。
另一個優點是可生產自動化。鏡頭模組晶圓與影像感測器晶圓經過一次性的光軸對焦，直接堆疊黏著固定，免除了傳統需要人工手動方式對焦再黏合的步驟，並且可以自動化生產。另一方面，也可以藉由自動化對焦調整來提高生產良率。
第三個優點則是影像感測器模組電子元件表面黏著技術(SMT)生產。由於微光學元件材料是玻璃，可以耐受過錫爐的高溫，因此可以將生產完成的影像感測模組藉由過錫爐直接焊接於基板上，直接整合於一體化的電子製程，在整體製程上達到省料低成本的目標。
廠商垂直整合勢在必行
一直以來，系統廠對於影像感測模組類的產品都會要求模組廠商和光學鏡頭廠必須達到低成本化及小型化的要求，以便讓影像模組搭載率大量普及。而事實上，當普及率大幅提升時，系統廠已將搭載影像感測模組視為標準配備，更希望影像感測模組能夠循電子元件生產模式般大量且自動化生產。
這股需求的聲音傳到影像感測器廠的耳中，自然是商機無限，於是開始開發運用晶圓級封裝技術，以達到影像感測模組的低成本化、過錫爐生產整合和生產自動化。當影像模組市場持續快速成長下，所面臨的成本下降壓力將更大。
以往光學鏡頭廠對影像感測器模組廠商的成本要求，往往難以配合，因為組裝鏡頭需要大量人工。
而對模組廠來說，由於成本壓力，垂直整合供應鏈將是達成影像感測模組的必要手段。能夠自動化生產且單位生產量大的晶圓級影像感測器生產技術，才能受到模組廠和影像感測器廠的青睞。
以Tessera為例，Tessera雖然以封裝廠起家，但是著眼於上述的趨勢，已開始進行技術開發和購併擁有其他技術的公司，如購併了專精於表面黏著技術與晶圓級封裝技術的Schellcase、長於微光學元件製作技術的Digital Optics，以及專擅於數位調焦技術的Eyesquard(圖5)。如今，Tessera已正式提出OptiML WLC，大力提倡晶圓級封裝影像感測器技術，希望能夠改變傳統影像感測器模組的生產模式，並期盼藉著影像感測器模組低價化，能夠開創出更普及的應用。
目前晶圓級影像感測模組能夠推展到市場上的只有VGA等級的影像感測器模組，而市場上對於該項產品仍有疑慮，其中光學品質更受到傳統光學廠的莫大質疑。但是，在影像感測器廠大力推動光學元件電子化生產之下，傳統光學廠除了證明傳統光學元件組裝和設計模式是影像品質的最佳解決方案之外，其生產方式可能得花費更多的心力於半自動組裝生產或全自動生產開發上，傳統人力大軍的生產模式在數位影像時代肯定會面臨更嚴苛的挑戰。
新通訊《 技術前瞻 》文．呂建鋒 2008 年 5 月號 87 期
智慧型手機導入虹膜辨識、3D Sensing技術等新功能，將使紅外線LED、紅外線雷射及光學感測的相關廠商受惠；根據TrendForce LED研究(LEDinside)最新發布的「2017紅外線LED/紅外線雷射與感測元件應用市場報告」顯示，2017年紅外線LED與紅外光雷射元件在虹膜及臉部辨識應用的市場規模將達1.45億美元，至2025年將可達8.27億美元，2017～2025年複合成長率高達24%。
LEDinside研究副理吳盈潔表示，現階段紅外線LED市場應用相當廣泛，主要應用於手機與車用市場，包含安全監控、虹膜／臉部辨識、心跳血氧偵測、飛時測距(Time of Flight)、結構光(Structured Light)技術、自動駕駛輔助系統等等，近年來，手持式應用裝置如智慧型手機等，逐漸結合身分認證與支付系統，更強調使用者的安全性，因此對生物辨識的功能要求更趨嚴謹。
吳盈潔表示，虹膜辨識系統具有高安全性的優勢，可找出約2,000個不同的特徵點，與指紋約100個特徵點相比，準確性更高。三星Galaxy S8的虹膜辨識解決方案，即為結合近紅外線攝影機(700～900奈米近紅外線LED+影像感測鏡頭)、攝影機控制技術與生物辨識技術，當用戶觀看螢幕，手機上的紅外線LED燈便會閃爍，再由紅外線攝影機拍下虹膜紋路，以辨識身份。目前能提供虹膜辨識的LED廠商主要為歐司朗、晶電 (2448) 、光鋐 (4956) 、研晶 (6559) 、弘凱 (5244) 、光寶 (2301) 、Vishay、Epitex等。
另一方面，由於紅外線雷射能更精確地感測，包含距離感測、自動對焦、手勢感測、降噪功能等，加上雷射的光型聚焦特性，也有助於縮小手機的開口孔徑，因此在手持式應用裝置方面，紅外線雷射也將有機會逐漸替代紅外線LED的部分市場應用。
吳盈潔指出，紅外線雷射搭配3D影像感測鏡頭，採用飛時測距（Time of Flight）的概念與結構光技術提高三維（3D）測量系統精密度，能創造比2D影像更精準的圖像成像。目前紅外線雷射元件的主要供應商包含LUMENTUM、FINISAR、華立捷 (3688) 、歐司朗等廠商，並搭配AMS-TAOS、STMicroelectronics等IC設計公司的解決方案，推出到手機市場當中。同時，歐司朗也積極擴產，朝紅外線雷射在手機及車用市場的應用發展，而蘋果也積極收購結構光測距廠商，讓飛時測距、結構光測距等3D影像景深測距技術與未來功能應用更添想像空間。
【時報記者張漢綺台北報導】2017/03/03 08:51
--------------------------------------------------
反射型心跳血氧感測器滲透穿戴式裝置，未來著眼居家照護市場
根據 TrendForce 旗下綠能事業處 LEDinside 最新發布的「2016 紫外線 LED 與紅外線 LED 應用市場報告」報告顯示，2016 年全球智慧手錶與智慧手環出貨量達 7,500 萬台，其中約有 90% 的產品已導入光學感測元件（心跳脈搏功能為主），至 2020 年出貨量將達 1.7 億台，並全面導入光學感測元件。反射型心跳血氧感測器逐漸導入穿戴式裝置，以心跳感測功能搭上健康運動熱潮，未來市場潛力則將朝向居家照護為主。
LEDinside 研究副理吳盈潔表示，反射型心跳血氧感測器是以光來感測信號，較不受電源雜訊及電磁干擾，且可測量位置較多、穿戴方便，相同技術亦可運用在偵測血氧濃度方面。對於日益發展的居家醫療護理來說，反射型心跳血氧感測器方便性為其最大優勢。目前反射型心跳血氧感測器依搭載的光源不同，可分為 3 種，綠光 LED 主要用於感測心跳，而紅光與紅外線 LED 則是利用兩穿透光源的不同強度相比較，光學感測經過訊號處理後，即可換算出血氧濃度數值。
吳盈潔表示，目前反射型心跳血氧感測器廠商包含 Ams-Taos、原相（Pixart）、台醫光電（tBPC）、光寶科技等，主要營運模式為 IC 模組加上軟體運算，以提供完整解決方案，由於可以進行產品測試與模擬，使精準度大幅提升。其他無法提供軟體運算的廠商則大多採用供應鏈整合，提供 IC 模組與部分解決方案。
作者 TechNews 發布日期 2016 年 05 月 19 日 14:30
http://technews.tw/2016/05/19/led-wearable-electronics-market/
--------------------------------------
光學感應技術與行動產品應用發展趨勢
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。
DIGITIMES企畫 2012-05-17
-------------------------------------------------------------------
光學感測裝置訴訟，Resonant Biotechnologies控告康寧等7家公司
2011年4月8日，位於美國加州的專利控股公司Resonant Biotechnologies以1項專利侵權為由，控告特殊玻璃及陶瓷材料製造商康寧(Corning)以及多家知名藥廠，其中前陣子因流感疫苗而聲名大噪的諾華藥廠(Novartis)也名列本次被告清單，全案將由德拉瓦州聯邦地院負責審理調查。
本案系爭專利編號為US6,218,194 (Analytical methods and apparatus employing an optical sensor device with refractive index modulation)，專利發明人為Nikolai Mikhailovich Lyndin等4位俄羅斯人，原專利權所有人英國公司Thermo Fast UK Limited，後來移轉給原告Resonant Biotechnologies，專利主要涉及透過光波導覽及折射角的應用，使光學傳播感應儀器對生物進行更精確的研究與觀察。
本案訴訟案主要導因於康寧所研發的生物用藥反應觀測系統The EpicR System，該平台透過光學傳感技術(optical sensor device)對生物進行藥物反應測試，同時直接觀察生物間的藥效交互作用，進而提升研究人員對於藥物的風險評估管理及開發能力。在其他被告方面，主要負責生物實驗儀器製造的PerkinElmer因協助康寧進行開發The EpicR System而成為被告，其他包括諾華在內的5家藥廠則因使用了該項系統進行藥物測試，而一併被告上法院。
科技產業資訊室-- Joy編撰 2011/04/23
---------------------------------------------------
整合影像感測/光學元件 晶圓級影像感測模組誕生
近年來，隨著數位影像模組技術不斷地進步，使得人類對於影像的定義和應用有了不同以往的認知。數位化後的影像更利於傳輸、分享及儲存，並且可以不受限於時間與空間，迅速且真實地將影像傳送至世界的每一個角落。
在這一波影像的革命風潮中，最惹人注目的當屬影像感測模組的普及化，可針對不同的用途和類型的產品搭載相應的影像感測模組，例如類似行動電話、筆記型電腦等在體積大小有一定限制的電子機器，即可搭載小型化、低價化的影像感測模組。以往，如電荷耦合元件(CCD)影像感測模組或互補式金屬氧化半導體(CMOS)影像感測模組，其架構大多具備鏡頭、機構件、及影像感測器這幾個重要元件。
而其組裝生產都倚賴人工居多，因此在產品成本控制上有一定的瓶頸。由於影像感測模組應用於消費性電子產品漸往小型化、低價化發展，讓各家業者更積極尋求下世代影像感測模組的生產技術。
自2001年開始，許多業者嘗試利用半導體製程、立體電路構裝等技術去縮小模組體積以及自動化生產影像感測模組，並於近年來逐一開花結果。
小型化/低價化擴大市場利基
在日常生活中，影像感測模組幾乎處處可見，例如照相手機、搭載網路攝影機的筆記型電腦、戶外大量使用的安防監控攝影機，以及倒車或車行中所使用的車用影像系統等。而影像感測模組普遍化的主要原因，除了消費者對於影像的需求更甚以往之外，價格的降低是最主要的原因。以VGA影像感測模組為例，2002年，VGA(640×480畫素)影像感測模組的價格在10美元以上，而目前僅需1.8～2美元，也就是說，可用5年前的四分之一價格買到VGA影像感測模組(圖1)。
倘若影像感測模組的價格能夠進一步壓低，相信該產品的應用市場可以進一步地拓展，尤其是中國、巴西、非洲等新興國家市場對於各類型的消費型電子產品的需求力道相當強勁。就照相手機來說，若影像感測模組能夠以更低的成本搭載於低價手機上然後大量行銷，估計2010年的照相手機市場規模將達到10億支以上。
光學元件整合與製程技術開發成關鍵
目前，影像感測器已囊括大部分的半導體產品市場(圖2)，原因是影像感測器應用於消費性電子產品的情況日益增多，如數位相機等產品。而晶圓級封裝(Wafer Level Packages, WLP)相機(Camera)是由半導體製程技術中所衍生出來應用於整合影像感測和光學元件的製程技術。利用晶圓封裝技術來自動生產晶圓級影像感測模組，就可以像製造電子零組件一樣大量且自動化製造，達到低價化的目的。
首先來了解一下WLP Camera的製作流程。傳統影像感測模組是由三大部分元件所組成：光學感測器、光學元件和相關機構夾持、數位訊號處理器(DSP)元件(圖3)。而晶圓級影像感測器模組，當然也將是由這三大部分元件來組成。
首先將DSP電路及利用深蝕刻技術製作而成的微光學元件夾持機構建立於晶圓上，再將多層堆疊而成的光學鏡頭玻璃晶圓片與其結合，成為光學鏡頭加上DSP電路所組成的晶圓堆疊模組。接著在影像感測器晶圓上再做光學品質校正（以上所描述的單位都是數以千計），等到一起校正完了之後，再一併過錫爐(Reflow Process)固定焊腳，然後切割出一顆顆完整的影像感測器模組(圖4)。
製作過程中牽扯到的技術，包含半導體微影、蝕刻、雷射切割晶圓或是光軸調整等技術，都是相當複雜而先進的，而其中最關鍵的技術就屬微光學元件製造及過銲錫爐的高溫對於模組材料的影響。
由於塑膠鏡頭無法承受焊錫爐的高溫，所以必須以玻璃製造能夠耐高溫錫爐的微光學元件來組成鏡頭組。為了排除這樣的難題，Tessera和Schott等廠商已發展出各自的解決方案，Tessera開發出OptiML WLC技術，而Schott研發opto-WLP技術。
大體說來，這些新技術主要都是利用玻璃耐熱性佳的特性，來製作能夠對應錫膏溶焊高溫的薄形圓板(光學晶圓)，並採用與半導體製程相同的晶圓製程(Wafer Process)，以蝕刻微影曝光的方式，同時做出數以千計的微光學元件。而構成微光學元件的玻璃晶圓片數以及各晶圓的鏡頭設計是取決於影像模組之規格要求，當在各晶圓的表面上形成鏡頭模組之後，將之與感測器晶圓作精準的對位堆疊，如此一來，便可形成數千個影像模組。
以晶圓級封裝技術來大幅改變傳統影像感測器的製作模式，優點不勝枚舉。原因在於，晶圓級封裝技術原本是為了在電子元件上構築立體電路來達成體積和重量微小化，以便在同樣面積的晶圓上生產更高比例的元件。而當這樣的理念應用於生產影像感測器時，就是期望能夠將影像感測器生產轉化成電子元件產業一樣，進而標準化和大量生產。
利用晶圓級製造技術的第一個優點是生產成本低廉。
光學元件的尺寸如果能夠縮小，平均每片晶圓的元件數量就能增加，而每片微光學元件的製造成本也可以降低，再配合感測器或DSP的小型化，且光學元件也能小型化時，單位晶圓生產成本便能大幅降低，而影像模組的小型化與低成本化，正是推動晶圓級生產技術的原動力。
另一個優點是可生產自動化。鏡頭模組晶圓與影像感測器晶圓經過一次性的光軸對焦，直接堆疊黏著固定，免除了傳統需要人工手動方式對焦再黏合的步驟，並且可以自動化生產。另一方面，也可以藉由自動化對焦調整來提高生產良率。
第三個優點則是影像感測器模組電子元件表面黏著技術(SMT)生產。由於微光學元件材料是玻璃，可以耐受過錫爐的高溫，因此可以將生產完成的影像感測模組藉由過錫爐直接焊接於基板上，直接整合於一體化的電子製程，在整體製程上達到省料低成本的目標。
廠商垂直整合勢在必行
一直以來，系統廠對於影像感測模組類的產品都會要求模組廠商和光學鏡頭廠必須達到低成本化及小型化的要求，以便讓影像模組搭載率大量普及。而事實上，當普及率大幅提升時，系統廠已將搭載影像感測模組視為標準配備，更希望影像感測模組能夠循電子元件生產模式般大量且自動化生產。
這股需求的聲音傳到影像感測器廠的耳中，自然是商機無限，於是開始開發運用晶圓級封裝技術，以達到影像感測模組的低成本化、過錫爐生產整合和生產自動化。當影像模組市場持續快速成長下，所面臨的成本下降壓力將更大。
以往光學鏡頭廠對影像感測器模組廠商的成本要求，往往難以配合，因為組裝鏡頭需要大量人工。
而對模組廠來說，由於成本壓力，垂直整合供應鏈將是達成影像感測模組的必要手段。能夠自動化生產且單位生產量大的晶圓級影像感測器生產技術，才能受到模組廠和影像感測器廠的青睞。
以Tessera為例，Tessera雖然以封裝廠起家，但是著眼於上述的趨勢，已開始進行技術開發和購併擁有其他技術的公司，如購併了專精於表面黏著技術與晶圓級封裝技術的Schellcase、長於微光學元件製作技術的Digital Optics，以及專擅於數位調焦技術的Eyesquard(圖5)。如今，Tessera已正式提出OptiML WLC，大力提倡晶圓級封裝影像感測器技術，希望能夠改變傳統影像感測器模組的生產模式，並期盼藉著影像感測器模組低價化，能夠開創出更普及的應用。
目前晶圓級影像感測模組能夠推展到市場上的只有VGA等級的影像感測器模組，而市場上對於該項產品仍有疑慮，其中光學品質更受到傳統光學廠的莫大質疑。但是，在影像感測器廠大力推動光學元件電子化生產之下，傳統光學廠除了證明傳統光學元件組裝和設計模式是影像品質的最佳解決方案之外，其生產方式可能得花費更多的心力於半自動組裝生產或全自動生產開發上，傳統人力大軍的生產模式在數位影像時代肯定會面臨更嚴苛的挑戰。
新通訊《 技術前瞻 》文．呂建鋒 2008 年 5 月號 87 期
全站熱搜
留言列表
