掀起消費性電子的人機介面新革命
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意法半導體(ST)技術行銷經理郁正德先生表示，無論是Smart TV或3C消費性電子產品等，終將朝向家庭雲端應用，像是在居家各種不同的裝置之間分享Apps、視訊、音樂與圖片甚至對外開放，而顯示技術也搭配新的人機動作感測器，逐漸朝向主動式操控Active Remote Controller遙控的設計...
面對這麼多不同裝置之間的視訊畫面切換需求，例如把iPhone、iPad或其他Tablet平板電腦當遙控器，來遙控家中電視、電腦，甚至借助WHDI無線高畫質顯示技術，直接把iPhone、iPad視訊影像投射到電視機或投影機播放出來。如何設計一個好的人機介面，運用到既有的人機介面的感測器技術，就形成業者要挑戰的課題。
郁經理將目前人機介面應用的感測技術，歸納成Touch Sensing(觸控感應)、Tactile Feedback(觸覺回饋)、Motion Control(動作控制)、Voice and Sound(語音控制)、Sensors環境感測等5大類。而ST開發的S-Touch FingerTip 觸控感測晶片，是應用上述5大人機介面技術中的觸控感應以及觸覺回饋技術，具備自主專利科技、低功耗、抗水漬、無須額外搭配元件、小尺寸封裝等特性，全系列提供兩點到多點觸控的投射式電容控制功能。
多樣式的觸控解決方案 從手機到平板應用一應俱全
ST的S-Touch FingerTip觸控晶片，採類比前端電路(Analog Front-End；AFE)的設計，保有全區域類比觸控感測性與資料量累計特性，並提供高達8KV HBM模式下的靜電防護能力；內嵌32位元RISC架構處理器核心並內嵌ROM與RAM的設計，可應付複雜的觸控演算法、手勢應用以及客戶訂製化的需要；同時針對一般標準0.1~1mm間隙的標準觸控螢幕、0.3~0.75mm間隙或無間隙的On-cell外掛式觸控螢幕皆可以運用。
ST目前已量產供應可偵測288觸控分割區╱節點的STDT05晶片，以及STMT05多點觸控晶片，兩者均主打螢幕尺寸在4.3吋以下的手機╱MID裝置的觸控應用。STDT05支援電阻式兩點觸控功能，並可搭配內嵌模組(On-Cell)支援，在成本上可取代一般廉價電阻式觸控技術。STMT05則提供低功耗、高效能且高噪訊比(88:1)的多點觸控功能，具備各自獨立的水平X、垂直Y軸向觸控追蹤，可同時支援10點觸控，最大支援觸控螢幕尺寸達5英吋；亦可做到多根手指頭的多點觸控，以及用筆尖寬度1mm之內的筆來書寫時，感應到書寫時的細微電容感應變化量，達到手筆兼吃的感測功效。STMT05晶片目前提供7x7mm QFN56以及3x3mm FBGA49兩種封裝，也可搭配內嵌觸控模組(On-Cell)製程技術的IP授權支援。
在2011年第2季將推出針對7吋以下的智慧型手機╱平板電腦觸控應用的STMT06晶片，以及針對7~12吋平板電腦觸控應用的STMT07單晶片。STMT06支援到384個觸控分割區╱感應點，具備低功耗、接近感應(Proximity sensing)、手勢(gesture)功能，提供SPI與I2C以及自我檢測功能(Self sensing)；STMT07單晶片更支援高達768個觸控分割區╱感應點，具備低功耗、高速、高解析度的高噪訊比觸控感測功能，提供形狀辨識(Shape recognition)、SPI與I2C以及自我檢測功能(Self sensing)。
運用微機電技術的動作感測器
微機電(Micro-Electro-Mechanical System；MEMS)是一種運用IC製程製作具備電子與機械動作的微小裝置。大致上MEMS是具備小尺寸、微型比例，陣列、多功能、整合機械與電子動作原理，以及移動的零件與媒體4大特性的一種科技。眾所皆知的微型耳機╱麥克風，就是隸屬於MEMS產品的範疇。
郁經理指出，ST在微機電領域有Magnetometer(磁力儀)、Gyroscope(陀螺儀)、Microphone(麥克風)、Pressure sensor(壓力感測器)、Accelerometer(加速計)等產品。ST在微機電市場領域耕耘已久，起初也是從研究單位，開發噴墨印表機的細微噴墨頭，隨後從2005年運用MEMS技術開發偵測硬碟振動的感測器踏入PC領域，推出相關MEMS產品；到2006年踏入遊戲領域，2007年正式進入手機市場；2008年手勢應用進入行動裝置市場，2009年切入數位相機，到2010年Apple iPad平板電腦，就使用ST的三軸加速儀(3Axis Accelerometer)晶片。
ST動作感測器家族有提供三軸向陀螺儀L3G4200D晶片、結合三軸加速計與三軸向磁力儀所組成的六軸向數位羅盤的LSM303DLM、LSM303DHC模組，三軸向加速儀LIS3DH晶片，以及絕對值壓力感測器LPS001Wx。像LIS3DH三軸向加速儀，工作電壓1.7~3.6V，最低待機模式下僅2微安培(μA)，內建96階16位元資料FIFO緩衝區設計，能感測±2g/±4g/±8g/16g到最高±16G的加速度範圍。
ST的L3G4200D三軸向陀螺儀同樣內建96階16位元資料FIFO緩衝區設計，可偵測到±250/±500/±2000/每秒角速度範圍，郁經理宣稱ST的L3G4200D陀螺儀晶片與其他競爭對手相較，在每℃偏移誤差低於0.04dps，全工作溫度累計偏移感測量僅2%，3公斤以下外力干擾時仍維持感測數據穩定性的特質。
ST的LSM303DLM、LSM303DHC數位羅盤晶片模組，封裝大小為3mm x 5mm x 1mm LGA14。每個軸向感應的磁通量最高到8.1高斯，且三軸向加速度偵測量最大達到±16g，並提供I2C介面。它運用地球大地磁場的磁通量密度約0.5~0.6高斯，以3個軸向的磁阻感應方式，感應磁場強度，並搭配另外3個軸向的加速度感應量，搭配既有的地磁場資料庫，計算出感測器所在的方位。
LPS001WP高解析壓力感測晶片，晶片外觀為3mm x 5mm x 1mm，HCLGA-8封裝工作電壓為2.2~3.6V，具備10公斤內建96階16位元資料FIFO緩衝區設計，可感測300~1,000 mbar(毫巴)壓力、20倍過壓防護，以及80cm高度氣壓差的檢測能力，可作為高度計、氣壓計或智慧型手機感應手指壓力的感測裝置。
整合多軸向感測器為未來趨勢 深化各種領域的應用
郁經理指出，目前這些感測器晶片，已廣泛應用在3C消費性電子、行動裝置、機器人、直昇機、汽車電子(如ABS防鎖死煞車系統)、遊戲機、導航機等領域；另外像加速儀晶片也可應用在健身減肥用途，例如設計成綁在手腕上的體動偵測計，以偵測運動者的振動量、速度量來計算卡路里的消耗；運用加速計與壓力計組合出高度計(Altimemter)，加速計加上磁力儀創造出數位羅盤的功能。ST也提供開放性系統開發工具(SDK)，增強並延伸所有人機介面應用的發展。
未來，將會有更多軸向感測器的出現以及整合的趨勢。像ST就提出能提供10個感測軸向的感測器整合解決方案─iNEMO模組。它結合6軸向LSM303DLH(三軸加速儀+三軸磁力儀)、LPR430AL三軸向陀螺儀、LY330ALH偏量陀螺儀，與LPS001DL單軸向氣壓感測器等晶片，於1個ST iNEMO感測模組。
ST iNEMO具備9軸向A+M+G加速度、磁通量與移動旋轉角度的感測能力，並提供完整的輸出圖形介面、感測器韌體函式庫、先進的感測器融合演算法則，可作為遊戲與娛樂的廣泛應用，例如追蹤偏移、旋轉、投擲各軸向運動的體感偵測器、3D滑鼠或3D遊戲搖桿，內建於導航機、手機提供地圖方位標示╱導航功能的定位服務，以及人體移動感測作為醫學上的健康照顧用途等等。
