物联网蓬勃发展 驱动巨头抢滩传感器专利市场

近年来随着自动化设备及自动化控制系的蓬勃发展，做为电子装置“感官”元件的感测器应用领域也大幅扩展，传感器领域迎来新一轮腾飞。

　 　　感测器可以说是物联网架构下，让智慧自动化设备与智慧联网产品，像是智慧机器人、智慧工厂、智慧电动车、智慧手环、智慧医疗装置、智慧家电、智慧行动电话等，执行即时互动的关键元件。 　　 　　感测器可以定义为：“能够感知并检测欲量测对象物的物理量或化学量，并将其转换成可以计量的输出讯号之装置”。其中，量测的物理量，包括温度、压力、磁性、光等;而化学量则包括pH值、浓度、纯度、湿度等。 　　 　　感测器种类多样 　　 　　以下介绍几款可配备于自动化设备与控制系统的感测器，并进一步说明其技术特点、技术发展方向以及应用领域。 　　 　　影像感测器 　　 　　影像感测器可从一整幅图像捕获光线的数以千计图元，基本原理是透过光电效应将光线能量转换成电荷，光线越强电荷越多，这些电荷就成为判断光线强弱的依据。 　　 　　影像感测器应用领域包括工业自动化应用，像是检验、计量、测量、定向、瑕疵检测。未来技术发展方向将朝更低耗电量、更广光线波长撷取范围、更高精密度检测辨识、更快检测辨识速度等迈进。 　　 　　压力感测器 　　 　　压力感测器是检测气体或液体之压力强度，并将压力强度转换成输出讯号;已广泛应用于各种工业自动控制环境，涉及水利水电、铁路交通、智慧建筑、生产自动控、航空航太等。未来技术将朝更微型MEMS腔体结构设计、更高灵敏度检测能力发展。 　　 　　位置感测器 　　 　　位置感测器主要应用于机器人控制系统，如线性编码器、旋转编码器、伺服马达等;技术发展是朝更高精确度控制、加速度感测控制、更微型MEMS腔体结构设计方向前进。 　　 　　位移感测器 　　 　　位移感测器，又称为线性感测器，分为电感式位移感测器、电容式位移感测器、光电式位移感测器、超音波式位移感测器、霍尔式位移感测器;主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智慧控制。技术发展朝更微型MEMS腔体结构设计、非接触检测技术开发、数位式检测技术开发、更高精确度控制等方向演进。 　　 　　力量感测器 　　 　　力量感测器是用来检测气体、固体、液体等物质间相互作用力的感测器，多应用在力度检测，如机器人手臂抓取物件力度大小的控制。技术发展朝更低耗电量、更快的检测反应时间、更高精确度检测辨识等方向前进。 　　 　　气体感测器 　　 　　气体感测器能针对可燃性气体、毒性气体成分进行测定，并将其转换成输出讯号，可用于工业自动化、矿产资源探测、气象观测和遥测、生鲜保存、防盗、节能等领域。技术发展朝更快的监测反应时间、更短的监测距离、更多气体类型连续监测等方向精进。 　　 　　半导体感测器 　　 　　半导体感测器系利用半导体材料各种物理、化学和生物学特性制成的感测器。应用领域涵盖工业自动化、遥测、工业型机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程、生物工程等。技术发展朝更微型MEMS腔体结构设计、更高灵敏度检测能力、降低制造成本等方向迈进。 　　 　　光纤感测器 　　 　　光纤感测器可将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质发生变化，称为被调制的讯号光，再经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。主要用于工业自动化领域，像是磁力、声波、压力、温度、加速度、陀螺仪、位移、液体、转矩、声光、电流及应变力等物理量之检测。技术发展朝更短监测距离、提高量测光能量强度的准确性等方向精进。 　　 　　因应全球趋势与市场变化，厂商积极提出研发计划进行创新技术开发，重要的技术成果必须加以保护，避免因竞争对手抄袭或模仿而丧失竞争优势。对此，科技界主要是透过专利申请程序进行技术成果保护，其他厂商藉由系统化专利探勘与分析，可以了解特定领域专利技术趋势以及特定厂商专利布局动向，同时，也得以避免或是提早因应未来可能招致的专利侵权威胁。 　　 　　本文以美国专利暨商标局(USPTO)公告的核准专利做为专利检索资料来源，并透过“资策会专利地图探勘分析平台”，进行专利检索、专利分析以及专利资料下载与整理。