傳感器技術在生活中各種場合的應用迅速普及。捕捉環境和移動信息的高性能傳感器技術的開發日益增強，而且可使用小型電池長時間工作的無線通信技術和信號處理技術、以及可進行各種信息的存儲與解析的云計算技術也日益普及。與此同時，各種設備所搭載的傳感器種類與數量越來越多，將傳感器獲取的多種信息相組合并賦予新的功能意義等的應用技術發展非常迅速。這些技術在從移動設備到汽車、工業設備領域，以及積極的生物體信息獲取和醫療保健領域的運用等已經開始迅猛發展。
在此，從ROHM的傳感器產品開發業績中，選取被客戶廣為采用的Kionix公司的運動傳感器產品陣容和具有獨特功能并在IoT領域應用日益廣泛的色彩傳感器，向大家進行介紹。
＜運動傳感器與應用技術＞
・應用日益擴大的MEMS運動傳感器
加速度傳感器在智能手機等移動設備中已廣為普及，近年來，三軸陀螺儀傳感器和地磁傳感器相結合、稱為“6軸”、“9軸”的運動傳感器也開始應用。可作為游戲和應用的用戶界面檢測手勢；可與GPS位置信息和運動傳感器的信息相結合實現導航和運動跟蹤等。不僅如此，Bluetooth®等近距離無線技術和CPU信號處理技術等的價格越來越低廉且易于使用，作為利用各種傳感器的信息進行功能定義的傳感器網絡技術迅速普及。
一個突出的例子是利用可穿戴式設備進行的活動量監測。運動傳感器檢測人的移動，通過解析該信息判別人是在步行、跑步或睡覺并測量活動量。隨著傳感技術和應用技術的成熟，比如旨在根據脈搏檢測睡眠質量、甚至疾病等的預兆的應用開發逐漸盛行。另外一個例子是工業設備等的機器運行狀況監測。通過傳感器捕捉裝置的故障預兆并采取相應措施以防患于未然，充分運用各種傳感器的信息管理整個生產體系的想法已經成為現實。
運動傳感器在這類應用中的應用，需要旨在數據積累和算法開發的解析工作。在傳感器的選型過程中，不僅僅關注靈敏度和特性等性能指標，這類應用開發所要求的易用性和支持也尤為重要。
・Kionix公司的加速度傳感器與應用
ROHM集團旗下公司、總部位于美國紐約州伊薩卡市的MEMS傳感器的領軍公司Kionix，通過獨有的MEMS設計與制造技術，在消費電子設備、工業、健康與保健以及汽車領域的應用中，持續提供領先業界的性能與品質。
其產品在加速度傳感器的設計和性能相關的成熟可靠的專業知識基礎上，提供點擊檢測、畫面旋轉、手勢識別以及活動監測等內置算法的附加值，因而以移動市場為中心被廣為采用。
・小型高精度的三軸加速度傳感器 KX122-1037
Kionix公司的KX122-1037是實現了2.0mm×2.0mm×0.9mm的薄型/小型封裝，高靈敏度、高精度、低功耗的三軸加速度傳感器（圖1）。該產品內置運動檢測算法，可在傳感器內檢測出點擊等手勢、自由下落、設備的姿態等。另外，為了支持機器狀況監測等新應用，KX122-1037還可將加速度信息以高達25.6kHz的數據傳輸速率進行輸出（High ODR功能）。例如，要想根據電機運轉時產生的的振動檢測出故障預兆，需要在更寬的頻段分析加速度的成分。為應對數據量的增加，還搭載了2kByte的FIFO。
圖1：Kionix 3軸加速度傳感器KX122-1037
另外，用戶基于內置狀態機很容易實現功能，Kionix為了使產品支持多樣化的應用，特別加強了對可穿戴性、健康監測、機器狀況監測等的支持。
不僅如此，Kionix還正在開發實現2.0mm×2.0mm×0.6mm業界最薄封裝尺寸的KX112-1042。實現薄型化的同時，內置運動檢測算法，還支持High ODR。Kionix正在不斷擴充滿足市場廣泛需求的加速度傳感器產品陣容。
擴展應用的可能性的組合傳感器產品陣容
集成多個傳感器的組合傳感器，在元器件安裝空間要求苛刻的移動應用中，使應用的功能擴展變得更容易。Kionix一直在擴大組合傳感器的產品陣容。KXG03集成三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀，實現了3.0mm×3.0mm×0.9mm的小型封裝。而KMX62-1031則是集成三軸加速度傳感器和三軸地磁傳感器的六軸組合傳感器。
KXG03不僅擁有先進的低功耗結構、I2C/SPI數字接口、用來控制外部傳感器的外部輸入總線，還擁有先進的緩沖性能、電源管理以及同步性能。優化了功耗與噪音性能之間的平衡，確保針對溫度變化也具有優異的偏置穩定性。
KMX62-1031是集成加速度傳感器與地磁傳感器的六軸組合傳感器，可通過低功耗實現自主導航等功能。
MEMS 陀螺儀在廣泛的消費電子設備領域的應用發展非常迅猛，不同的應用對靈敏度、精度、功耗等的規格要求也不同。Kionix一直在進行相關產品的開發并完善服務支持，以滿足多樣化的應用要求。
＜色彩傳感器的原理與應用＞
・何謂色彩傳感器
色彩傳感器是測量光的三原色成分（紅、藍、綠）各自照度的傳感器。液晶顯示屏等顯示圖像時，即使同一圖像，因周圍的光照度和色溫不同視覺效果也不同。使用色彩傳感器可測量環境光，將圖像輸出的亮度、色溫與周圍環境相結合進行調整，從而可以表現出不受環境光照度和色溫影響的始終合適且美麗的色彩。色彩傳感器在室外等多樣化的環境下使用的智能手機和平板電腦等移動設備領域應用廣泛。
・ROHM的色彩傳感器 BH1745NUC
ROHM的色彩傳感器BU1745NUC擁有高靈敏度和寬動態范圍，可高精度測量環境光的照度與色溫（圖2）。通過I2C接口進行數字輸出，因此無需模擬電路設計即可輕松使用。該產品實現了0.005lx（LSB）的靈敏度、130μA(typ.)的工作電流以及2.1mm×2.0mm×0.6mm的小型封裝。
圖2：ROHM色彩傳感器BH1745NUC外觀圖
BH1745NUC通過在IC上形成光譜靈敏度特性卓越的濾波器，使傳感器對RGB各波長的干涉更小（圖3）。與一般產品相比，利用優異的光譜靈敏度特性，可實現不受光源種類影響的高精度測量（圖4）。
圖3：BU1745NUC光譜靈敏度特性圖
圖4：BH1745NUC 照度檢測特性
・色彩傳感器的應用擴展
基于BH1745NUC可高精度測量照度與色溫的特點，新的應用正在日益擴大。在攝像機應用中，可測量周圍的環境光并調整成像色調。另外，在植物工廠中也已經開始應用色彩傳感器。為促進植物的生長，一般使用LED等光源，而色彩傳感器可用來將光源調節到更適合植物繁殖的波長。另外，通過人眼很難精確辨識光的細微色差，但運用色彩傳感器可實現數值化管理，因而在IoT領域的應用有望更加廣泛。
＜支持日益發展的傳感器應用的ROHM集團＞
圖5：傳感器、近距離無線、微控制器的參考設計例
ROHM集團擁有引以為豪的種類眾多的環境傳感器和運動傳感器的豐富產品陣容。為了幫助客戶充分發揮這些傳感器的特點，ROHM一直在努力加強開發支持。2014年12月，為了強化傳感解決方案業務的設計、開發支持功能，ROHM開設了芬蘭軟件研發中心。另外，還大力提供評估環境。“Sensor Platform Evaluation Kit”就是使各種傳感器的評估和應用開發更容易的一款評估套件。另外，面向可穿戴式應用，還提供集成了控制多個傳感器用微控制器與近距離無線通信的參考設計（圖5）。
通過提供評估環境和參考設計，ROHM集團持續為提供多樣化、高端化傳感器技術的附加值而貢獻力量。 |
